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数控加工工艺及编程第二章数控加工工艺基础2.1数控加工工艺概述2.1.1数控加工工艺的基本特点（1）内容十分明确、具体（2）工艺工作要相当准确、严密（3）采用多坐标联动加工复杂表面（4）使用先进的工艺装备（5）采用工序集中2.1.2数控加工工艺的主要内容（1）选择比较适合数控的零件，确定数控加工的内容。（2）对加工零件的图样进行数控工艺分析。（3）设计数控加工工序（工步的划分、工件的装夹、夹具的选用、刀具的选用、切削用量的确定）。（4）处理具体的数控工艺问题（对刀点、换刀点的选择，走刀路线的设计，刀具补偿的确定）。（5）编程误差及其控制。（6）处理数字控制机床上部分工艺指令，编制工艺文件。下下下下下下2.1.3数字控制机床的合理选用（1）形状尺寸适应性（2）加工精度适应性（3）生产节拍适应性2.2数控加工工艺分析与工艺设计2.2.1数控加工工艺分析1.零件加工工艺分析决定零件数控加工的内容（1）优先选择通用机床无法加工的内容做数控加工;（2）重点选择通用机床难以加工(保证)的内容做数控加工;（3）用通用机床加工效率低、劳动强度大的加工内容在数字控制机床生产能力富裕时可考虑安排。下下下2.零件的结构工艺性分析（1）零件的内腔、外形尽可能采用统一的几何类型和尺寸；下（2）零件的内槽圆角不应过小；（3）零件的槽底圆角半径r不应过大；下（4）保证基准统一。下下2.2.2数控加工工艺设计（1）精基准的选择4）‘自为基准’原则1.定位基准的选择2）‘基准统一’原则3）‘互为基准’原则1）‘基准重合’原则下下下下下(在基准原则发生冲突时，第一先考虑“基准统一”原则)下基准重合下基准统一下下自为基准机床导轨面的精加工（2）粗基准的选择4）粗基准一般只可以使用一次。2）若要保证工件上某重要表面加工余量均匀，则应选择该平面作为粗基准。3）选作粗基准的表面应平整光洁，无飞边、浇口、冒口等缺陷。如工件上有多个不加工面，则以其中与加工面有较高位置精度的不加工面为粗基准。下下下1）工件上既有加工面又有不加工面，两者之间又有位置精度的要求时，应以不加工面为粗基准加工加工面；下
下工件上既有加工面又有不加工面，两者之间又有位置精度的要求时，应以不加工面为粗基准加工加工面；粗基准一般只可以使用一次。方案一：×方案二：∨下※（1）数控加工工艺安排中，尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工。（2）如一次装夹可完成工件上各表面加工，也可采用毛坯面作定位标准(毛坯的制造精度要求较高)。加工表面分为:平面、内外圆柱面、内外圆锥面、成形表面……。(1)加工方法的选择工件按形状结构可分为:轴套类、轮盘类、盖类、叉杆类、箱体类……。2.加工方法和加工方案的确定相同零件的加工方法与时代的技术水平、企业的加工装备、企业的工艺能力相关而有不同。不同加工表面的加工有各自的加工方法。①②③④回转体零件的加工方案:(2)加工方案的确定①②③④孔加工方案：
粗车IT11~13Ra12.5~50半精车IT8~11Ra3.2~6.3精车IT7~8Ra0.8~1.6磨削IT6~8Ra0.2~0.8粗铣(粗刨)IT11~13Ra6.3~25精铣(精刨)IT8~10Ra1.6~6.3刮研IT6~7Ra0.1~0.8精磨IT6~7Ra0.025~0.4拉削IT7~9Ra0.2~0.8刮研IT5以上Ra0.006~0.1半精车IT8~11Ra3.2~6.3磨削IT6~8Ra0.2~0.8平面加工方案宽刃精刨IT7Ra0.2~0.8平面加工方案3.加工顺序的确定(1)合理进行工序组合，尽量采用工序集中。(2)定位基准面的粗、精加工应安排在工艺过程的首部进行。(3)要求高的主要工作表面的粗加工应安排在次要表面粗加工之前进行。(4)较大表面的加工应予先行安排；较小的次要表面的粗精加工可安排在一个工序内完成。(5)箱体零件应遵循“先面后孔”原则安排工序。(7)加工顺序的安排应最好能够降低工件的装夹次数、工作台转动次数、换刀次数及空行程时间。(6)加工中易损伤的表面应安排在加工路线)如零件的加工要求允许，可将粗加工、半精加工合为一道工序。1)粗铣顶面2)钻￠32、￠12孔中心孔3)钻￠32、￠12孔至￠11.54)扩￠32至￠306)粗铣￠60沉孔及沟槽7)钻4×M8底孔至￠6.88)镗￠32至￠31.75)钻3×￠6至尺寸9)精铣顶面10)铰￠12至尺寸11)精镗￠32至尺寸12)精铣￠60及沟槽至尺寸13)￠12孔口倒角14)3×￠6、4×M8孔口倒角15)攻4×M8螺纹4.对刀点与换刀点的确定对刀的作用——确定工件坐标系与机床坐标系相互的位置关系。对刀点——刀具相对工件运动的起点，又称程序起点。对刀点能够准确的通过工件坐标系设定，也能够准确的通过夹具对刀元件对刀点的找正准确度直接影响加工精度。机床原点对刀——直接或间接地使刀位点与对刀点重合。设定，但其必须与工件定位基准(工件坐标系)有一定关系。换刀点应选在距工件一定安全距离的工件外部，以免换刀时的干涉，但也不能太远(减小空行程)。(1)保证零件的加工精度和表面上的质量要求，对封闭的内轮廓面，切入、切出点最好选在两面的交界处。5.刀具走刀路线)寻求最短加工路线，减少空行程以提高加工效率；(3)走刀路线的确定应方便数值计算，减少编程工作量，减少程序量。计算繁琐计算简单编程方便计算简单空行程长6.工件的装夹与夹具的选择(1)工件装夹的根本原则1)力求设计基准、工艺基准、编程基准统一。2)最好能够降低装夹次数，尽可能一次装夹加工出全部加工内容。3)避免采用占机调整方案。4)工件在工作台上的安放位置要兼顾加工工艺技术要求(加工工位、刀具刚度等)。
(2)选择夹具的根本原则1)单件小批量生产，尽量选用组合夹具、可调夹具、通用夹具。4)夹具定位、夹紧精度满足加工要求。3)采用的夹具要求工件的装卸迅速、方便、可靠，辅助时间短。5)夹具要求敞开，其定位、夹紧等各机构元件、部件不妨碍机床对工件的加工(无干涉情况)。2)批量生产考虑采取了专用夹具，并力求结构相对比较简单。6)夹具便于切屑的清除。7.刀具的选择
(1)数控加工常用刀具的种类及特点按结构分：整体式镶嵌式特殊型式下下下按刀具材料分：①高速钢刀具
④铣削刀具。整体式镶嵌式下数控加工刀具的特点：6)刀具系列化、标准化。2)互换性好，便于快速换刀。3)寿命高、切削稳定性很高、可靠。4)刀具尺寸便于调整，减少换刀调整时间。5)刀具断屑、排屑可靠。1)刚性好、精度高、抗震性好、热变形小。(2)可转位刀具的种类和用途可转位刀具的优点:刀片为独立单元；切削性能优良；切削效率高；刀片定位精度高；更换刀片迅速便于对不同的材料可选不一样的刀片(3)刀具材料及其合理选用1)金属陶瓷(TiC)：硬度高、耐热性好、摩擦系数小、抗弯和抗冲击能力高于陶瓷。用于高速切削的精加工。2)超细晶粒硬质合金：硬度、耐磨性、抗弯和抗冲击能力都超过一般粒度硬质合金。用于高硬度材料的加工和制造精细加工刀具。3)涂层硬质合金刀片：强度、韧性由内部材料保证，表面材料又具更高的硬度和耐磨性，寿命大幅度提升。4)陶瓷材料：很高的硬度、耐磨性、耐热性、高速加工性，可获得高质量的加工质量。缺点:抗弯、抗冲击性能差。5)超硬刀具材料(金刚石、立方氮化硼)(4)硬质合金的分类ISO标准：1)P类（兰色）；2)M类（黄色）；3)K类（红色）；我国标准：1)钨鈷类（W--Co）；K类2)钨钛鈷类（WC—Ti—Co）；P类3)钨钛钽(铌)鈷类（WC—TiC—Ta—(NiC)—Co）；M类(5)数控加工刀具的选择刀具的选择选择总原则：精度高、刚性好、耐用度高、安装方便。
平面铣削：选用硬质合金铣刀；为提高切削效率优先选用平头刀具，球头刀用于曲面精加工；
加工中心要使用标准刀柄的的刀具；※8.切削用量的确定(查手册)切削用量确定总原则：进给量(f)、适当的切削速度(Vc.n)；
半精加工、精加工：确保加工质量。选用：较小的被吃刀量(ap)和进给量(f)、较高高的切削速度(Vc.n)。
(2)被吃刀量ap(mm)：在系统刚性允许的情况下ap尽量取大(其为下一道工序保留的加工余量小于普通加工)。n=———1000VcπDr/min
(3)主轴转速n(r/min)：粗加工选用较大进给量，以保证加工效率；精加工选用较小进给量，以保证加工质量。
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