數(shù)控加工工藝與編程高等教育出版社數(shù)控加工工藝與編程第2章數(shù)控工藝基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝與編程第7章宏程序應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)了解數(shù)控加工工藝和普通加工工藝的主要異同點(diǎn)。掌握數(shù)控加工工藝分析方法。掌握數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容和應(yīng)遵循的基本原則。了解刀具材料的主要類型及特點(diǎn)，能根據(jù)加工要求正確選擇刀具材料。認(rèn)識切削用量對切削加工的影響規(guī)律，會正確選擇切削用量。掌握數(shù)控編程中常用的數(shù)學(xué)處理方法。了解數(shù)控機(jī)床的工具系統(tǒng)。了解數(shù)控加工工藝文件的主要內(nèi)容和編制要求。數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)工藝要求準(zhǔn)確而嚴(yán)密

多坐標(biāo)聯(lián)動加工采用先進(jìn)的工藝裝備采用工序集中內(nèi)容十分明確而具體數(shù)控加工工藝概述數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)數(shù)控加工工藝概述數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定數(shù)控機(jī)床加工內(nèi)容。對零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。具體設(shè)計數(shù)控加工工序，如工步的劃分、工件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。處理特殊的工藝問題，如對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇，加工路線的確定，刀具補(bǔ)償?shù)取３叹幷`差分析及其控制。處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令，編制工藝文件。數(shù)控加工工藝概述數(shù)控加工工藝分析零件加工工藝分析，決定零件進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的內(nèi)腔和外形盡可能地采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸

內(nèi)槽圓角不應(yīng)過小

槽底圓角半徑r不應(yīng)過大

保證基準(zhǔn)統(tǒng)一

粗基準(zhǔn)選擇原則非加工表面原則重要表面原則不重復(fù)使用原則大而平原則余量最小原則數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計數(shù)控加工工藝設(shè)計定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)選擇原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則互為基準(zhǔn)原則自為基準(zhǔn)原則便于裝夾原則基準(zhǔn)重合原則數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計數(shù)控加工工藝設(shè)計定位基準(zhǔn)的選擇數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計加工方案的確定選擇加工方法時主要考慮哪些問題？序號加工方案經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度Ra值／μm適用范圍1粗車IT11以下50～11.5適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車一半精車IT8～106.3～3.23粗車一半精車一精車IT7～81.6～0.84粗車一半精車一精車一滾壓（或拋光）IT7～80.2～0.0255粗車一半精車一磨削IT7～80.8～0.4主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車一半精車一粗磨一精磨IT6～70.4～0.17粗車一半精車一粗磨一精磨一超精加工（或輪式超精磨）IT50.1～Rz0.18粗車一半精車一精車一金剛石車IT6～70.4～0.025主要用于要求較高的有色金屬加工9粗車一半精車一粗磨一精磨一超精磨或鏡面磨IT5以上0.025～Rz0.05極高精度的外圓加工

10粗車一半精車一粗磨一精磨一研磨IT5以上0.1～Rz0.05外圓表面加工方法的適用范圍數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計序號加工方案經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)表面粗糙度/μm適用范圍1粗車—半精車IT96.3～3.22粗車—半精車—精車IT7～I(xiàn)T81.6～0.8端面3粗車—半精車—磨削IT8～I(xiàn)T90.8～0.24粗刨（或粗銑）—精刨（或精銑）IT8～I(xiàn)T96.3～1.6一般不淬硬平面（端銑表面粗糙度較細(xì)）5粗刨（或粗銑）—精刨（或精銑）—刮研IT6～I(xiàn)T70.8～0.1精度要求較高的不淬硬平面；批量較大時宜采用寬刃精刨方案6以寬刃刨削代替上述方案刮研IT70.8～0.27粗刨（或粗銑）—精刨（或精銑）—磨削IT70.8～0.2精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面8粗刨（或粗銑）—精刨（或精銑）—粗磨—精磨IT6～I(xiàn)T70.4～0.029粗銑—拉IT7～I(xiàn)T90.8～0.2大量生產(chǎn)，較小的平面（精度視拉刀精度而定）

10粗銑—精銑—磨削—研磨IT6級以上0.1～Rz0.05高精度平面平面加工方法的適用范圍數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計孔方法的適用范圍數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計序號加工方案

經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)表面粗糙度適用范圍1鉆IT11～1211.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬（但表面粗糙度稍大，孔徑小于15～20㎜)2鉆—鉸IT93.2～1.63鉆—鉸—精鉸IT7～81.6～0.84鉆—擴(kuò)IT10～1111.5～6.3同上，但孔徑大于15～20㎜5鉆—擴(kuò)—鉸IT8～93.2～1.66鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸IT71.6～0.87鉆—擴(kuò)—機(jī)鉸—手鉸IT6～70.4～0.18鉆—擴(kuò)—拉IT7～91.6～0.1大批大量生產(chǎn)9粗鏜（或擴(kuò)孔）IT11～1211.5～6.3除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜（粗?jǐn)U）—半精鏜（精擴(kuò)）IT8～93.2～1.611粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜（精擴(kuò)）—精鏜（鉸）IT7～81.6～0.812粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜（精擴(kuò)）—精鏜—浮動鏜刀精鏜IT6～70.8～0.413粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜—磨孔IT7～80.8～0.2主要用于淬火鋼也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色金屬14粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜—粗磨—精磨IT6～70.2～0.115粗鏜—半精鏜—精鏜—金鋼鏜IT6～70.4～0.05主要用于有色金屬加工16鉆—（擴(kuò)）—粗鉸—精鉸—珩磨；鉆—（擴(kuò)）—拉—珩磨；粗鏜—半精鏜—精鏜—珩磨IT6～70.2～0.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨IT6級以上數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計

1基準(zhǔn)先行先粗后精先主后次先面后孔

2

3

4首先加工作為精基準(zhǔn)的表面先粗加工，再半精加工和精加工先加工主要表面，后加工次要表面先加工平面，后加工孔切削加工順序安排原則工序順序的安排典型零件加工工藝分析已知該零件的毛坯為100mm×80mm×27mm的方形坯料，材料為45鋼，且底面和四個輪廓面均已加工好，要求在立式加工中心上加工頂面、孔及溝槽。零件圖樣數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計零件號101零件名稱編制日期2003/10/5程序號O1011編制陳洪濤工步號程序段號工步內(nèi)容刀具切削用量S功能F功能切深/mm1N11粗銑頂面端面銑刀（φ125）v=90m/minf=0.2mm/齒2.5S240F3002N12鉆φ32，φ12孔中心孔中心鉆（φ2）2.5S1000F1003N13鉆φ32，φ12孔至φ11.5麻花鉆（φ11.5）v=20m/minf=0.2mm/revS550F1104N14擴(kuò)φ32孔至φ30麻花鉆（φ30）v=25m/minf=0.3mm/revS280F855N15鉆3-φ6孔至尺寸麻花鉆（φ6）v=20m/minf=0.2mm/revS1100F2206N16粗銑φ60沉孔及溝槽立銑刀（φ18，2刃）v=20m/minf=0.15mm/齒5S370F110數(shù)控加工工序卡片數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計7N17鉆4-M8底孔至φ6.8麻花鉆（φ6.8）v=20m/minf=0.15mm/revS950F1408N18鏜φ32孔至φ31.7鏜刀（φ31.7）v=80m/minf=0.15mm/rev1.7S830F1209N19精銑頂面端面銑刀（φ125）v=120m/minf=0.15mm/齒0.5S320F28010N20鉸φ12孔至尺寸鉸刀（φ12）v=6m/minf=0.25mm/revS170F4211N21精鏜φ32孔至尺寸微調(diào)精鏜刀（φ32）v=90m/minf=0.08mm/rev0.3S940F7512N22精銑φ60沉孔及溝槽至尺寸立銑刀（φ18，4刃）v=25m/minf=0.08mm/齒0.3S460F15013N23φ12孔口倒角倒角刀（φ20）v=20m/minf=0.2mm/revS550F11014N243-φ6，M8孔口倒角麻花鉆（φ11.5）v=20m/minf=0.15mm/revS830F12015N25攻4-M8螺紋成絲錐（M8）v=8m/minS320F400數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計切削速度：對刀具壽命有很大的影響提高切削速度時，切削溫度就上升，而使刀具壽命大大縮短切削速度高低與工件和刀具材料關(guān)系很大切削用量的選擇切削速度：對刀具壽命有很大的影響提高切削速度時，切削溫度就上升，而使刀具壽命大大縮短切削速度高低與工件和刀具材料關(guān)系很大切削速度的影響：切削速度提高20%,刀具壽命降低1/2切削速度提高50%,刀具壽命將降至原來的1/5低速(20～40m/min)切削易產(chǎn)生振動，刀具壽命亦低切削用量的選擇進(jìn)給量：對工件表面粗糙度有很大的影響通常由表面粗糙度要求決定進(jìn)給量進(jìn)給量的影響：進(jìn)給量小，后刀面磨損大，刀具壽命將降低進(jìn)給量大，切削溫度升高，后刀面磨損也增大進(jìn)給量大，加工效率高切削用量的選擇背吃刀量：由工件的余量、形狀、機(jī)床的功率和剛性及刀具的剛性等因素確定的

背吃刀量的影響：ap小或微ap時，會造成刮擦。只切削到工件表面的硬化層，是刀具壽命降低的原因之一切削鑄鐵表面和氧化皮表面層時，應(yīng)在機(jī)床功率極限范圍內(nèi)，盡量加大ap。否則刀刃尖端會因工件表層的硬皮、雜質(zhì)而發(fā)生缺損、破損，使刀刃發(fā)生異常損傷切削用量的選擇切削用量的選擇切削用量與刀具壽命關(guān)系：vc：增加20%，T減少50%f

：增加20%，T減少20%ap：增加50%，T減少20%

選擇切削用量的基本原則：粗加工首先選取盡可能大的ap其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的要求，選取盡可能大的f最后利用切削用量手冊選取或者用公式計算確定vc半精、精加工在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧必要的生產(chǎn)率高速或低速切削（避開切屑瘤區(qū))進(jìn)給量根據(jù)工件表面粗糙度的要求來確定較小的背吃刀量切削用量的選擇特別提示：在實(shí)際應(yīng)用中參閱有關(guān)刀具樣本或相關(guān)資料選擇切削用量至關(guān)重要！！切削用量的選擇數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理

基點(diǎn)坐標(biāo)的計算基點(diǎn)：構(gòu)成零件輪廓不同幾何要素的交點(diǎn)或切點(diǎn)數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理

基點(diǎn)坐標(biāo)的計算基點(diǎn)：構(gòu)成零件輪廓不同幾何要素的交點(diǎn)或切點(diǎn)數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理基點(diǎn)坐標(biāo)的計算數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理基點(diǎn)坐標(biāo)的計算數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理基點(diǎn)坐標(biāo)的計算數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計算節(jié)點(diǎn)：逼近直線和圓弧小段與輪廓曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)等間距直線逼近法數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計算節(jié)點(diǎn)：逼近直線和圓弧小段與輪廓曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)非圓曲線非圓曲線數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計算等間距法數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計算等步長法：每個逼近線段步長相等數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計算等誤差法：每個逼近誤差相等數(shù)控編程中的數(shù)學(xué)處理節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計算圓弧逼近法三點(diǎn)圓法相切圓法曲率圓法美、德、日等世界制造業(yè)發(fā)達(dá)的國家無一例外都是刀具工業(yè)先進(jìn)的國家。先進(jìn)刀具不但是推動制造技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的重要動力，還是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低加工成本的重要手段。切削刀具由傳統(tǒng)的機(jī)械工具實(shí)現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍，刀具的切削性能有顯著的提高。切削技術(shù)由傳統(tǒng)的切削工藝向創(chuàng)新制造工藝的飛躍，大大提高了切削加工的效率。與現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展緊密相連，是應(yīng)用材料科學(xué)、制造科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的高科技成果的結(jié)晶。數(shù)控刀具的特點(diǎn)和類型按照刀具結(jié)構(gòu)分：整體式：鉆頭、立銑刀等鑲嵌式：包括刀片采用焊接和機(jī)夾式特殊形式：復(fù)合式、減振式等數(shù)控刀具的特點(diǎn)和類型

機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛應(yīng)用，數(shù)量上已達(dá)到整個數(shù)控刀具的30%~40%，金屬切除率占總數(shù)80%~90%按照切削工藝分：車削刀具：外圓、內(nèi)孔、螺紋、成形車刀等銑削刀具：面銑刀、立銑刀、螺紋銑刀等鉆削刀具：鉆頭、鉸刀、絲錐等鏜削刀具：粗鏜刀、精鏜刀等數(shù)控刀具的特點(diǎn)和類型數(shù)控刀具材料刀具材料刀具材料的硬度和韌性關(guān)系圖數(shù)控刀具材料刀具材料高速鋼:

組成：合金工具鋼+(W,Mo,Cr,V)常用牌號：W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2硬度：63～70HRC熱硬性：550～600℃切削速度：20～40m/min分類：普通高速鋼、高性能高速鋼數(shù)控刀具材料刀具材料硬質(zhì)合金:

組成：金屬碳化物（WC、TiC等）金屬粘結(jié)劑（Co、Ni、Mo等）常用牌號：YG8、YG6、

YG3

YT5、

YT15、

YT30硬度：74～81HRC熱硬性：800～1000℃切削速度：是普通HSS的4～10倍數(shù)控刀具材料刀具材料普通硬質(zhì)合金新型硬質(zhì)合金超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金金屬陶瓷粒徑在1μm以下，這種材料具有硬度高、韌性好、切削刀可靠性高等優(yōu)異性能保持了普通硬質(zhì)合金機(jī)體的強(qiáng)度和韌性，又使表面有很高的硬度和耐磨性TiC(N)基硬質(zhì)合金，其性能介于陶瓷和硬質(zhì)合金之間硬質(zhì)合金刀具Cementedcarbide硬質(zhì)合金的分類和標(biāo)志

P類M類K類切削刀具用硬質(zhì)合金根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO分類，把所有牌號分成用顏色標(biāo)志的三大類，分別用P、M、K表示藍(lán)色（包括P01~P50),系高合金化的硬質(zhì)合金牌號。這類合金主要用于加工長切屑的黑色金屬M(fèi)類，黃色（包括M10~M40），系中合化的硬質(zhì)合金牌號。這類合金為通用型，適于加工長切屑或短切屑的黑色金屬及有色金屬

紅色（包括K01~

K40），系單純WC的硬質(zhì)合金牌號。主要用~于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬及非金屬材料

數(shù)控刀具材料陶瓷刀具：組成：Al2O3(或Si3N4)+少量金屬硬度：＞78HRC（可用于切削60HRC以上的硬材料）熱硬性：1200～1450℃不僅能對高硬度材料進(jìn)行粗、精加工，也可進(jìn)行銑削、刨削、斷續(xù)切削和毛坯拔荒粗車等沖擊力很大的加工可加工傳統(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料刀具耐用度比傳統(tǒng)刀具高幾倍甚至幾十倍，減少了加工中的換刀次數(shù)可進(jìn)行高速切削,“以車、銑代磨”，切削效率比傳統(tǒng)刀具高3-10倍數(shù)控刀具材料數(shù)控車床工具系統(tǒng)鏜銑類整體式工具系統(tǒng)鏜式銑工類具模系塊統(tǒng)模塊式刀柄通過將基本刀柄、接桿和加長桿（如需要）進(jìn)行組合，可以用很少的組件組裝成非常多種類的刀柄。整體式刀柄用于刀具裝配中裝夾不改變，或不宜使用模塊式刀柄的場合。工具系統(tǒng)用來連接機(jī)床主軸