1、單元1 數(shù)控加工工藝分析方法,廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,單元1 數(shù)控加工工藝分析方法,一、數(shù)控加工工藝分析方法 （一）零件圖的工藝分析 （二）加工方法的選擇 （三）工序的劃分 （四）定位與夾緊方式的確定,（五）加工順序的安排 （六）確定走刀路線和工步順序 （七）切削用量的選擇 （八）對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 （九）高速切削加工技術(shù),二、典型零件數(shù)控加工工藝分析實(shí)例,（一）數(shù)控車削加工典型零件工藝分析實(shí)例 （二）數(shù)控銑削加工典型零件工藝分析實(shí)例,一、數(shù)控加工工藝分析方法,（一）零件圖的工藝分析 1、零件圖分析 （1）尺寸標(biāo)注方法分析 注意基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，減少累積誤差。 （2）零件圖的完整性與正確性分析 幾

2、何圖素條件要求充分。,（3）零件技術(shù)要求分析 尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度、熱處理等都會(huì)影響工藝方案。同時(shí)考慮安裝、刀具、切削用量。 （4）零件材料分析 材料影響價(jià)格、切削用量、工藝方案。,2、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析,（1）采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，減少換刀， 提高效率，減少成本。 （2）內(nèi)槽圓角影響刀具的選擇，應(yīng)大些。,（3）槽底圓角應(yīng)小些，提高工藝性和效率。 （4）統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，減少定位誤差。 （5）減少刀具數(shù)量，減低成本和減少定位誤差。,R越大，加工平面能力越差。,（二）加工方法的選擇,1、外圓表面加工方法的選擇,2、內(nèi)孔表面加工方法的選擇,1、 40H7孔粗糙度要求較高，選擇

3、鉆孔 粗鏜（或擴(kuò)孔）半精鏜精鏜方案。 2、 13和 22孔沒(méi)有尺寸公差要求，粗糙度要求不高，選擇鉆孔锪孔方案。,3、平面加工方法的選擇,4、平面輪廓和曲面輪廓加工方法的選擇 方法有數(shù)控銑削、線切割及磨削等 對(duì)曲面輪廓，采用數(shù)控銑削。,對(duì)平面外輪廓，采用數(shù)控銑削。,對(duì)曲率半徑較小的平面內(nèi)輪廓，采用線切割。,（三）工序的劃分,1.工序劃分的原則 工序集中原則（數(shù)控加工常采用的原則）： 減少設(shè)備投入，減少安裝次數(shù)、有利于保證加工精度。調(diào)整麻煩，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。 工序分散原則： 設(shè)備投入成本大，生產(chǎn)效率高。,2.工序劃分方法 考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)、設(shè)備、零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。要求遵循以下原則： （1）按所用刀具劃分

4、。如加工中心，減少換刀次數(shù)。 （2）按安裝次數(shù)劃分。減少定位誤差。 （3）按粗、精加工劃分。減少誤差復(fù)映，提高加工精度。 （4）按加工部位劃分。減少空行程，提高效率。,（四）定位與夾緊方式的確定,正確選用定位方案和夾緊方式是保證加工精度的條件。 要求：基準(zhǔn)重合、減少安裝次數(shù)、避免采用占機(jī)調(diào)整方式。,（五）加工順序的安排,1、基面先行原則：減少定位誤差。 2、先粗后精原則：減少誤差復(fù)映。 3、先主后次原則：減少不必要的浪費(fèi)。 4、先面后孔：避免切削變形，保證孔的加工精度。 5、先近后遠(yuǎn)原則：減少空行程，提高效率。,（六）確定走刀路線和工步順序,走刀路線是刀具刀位點(diǎn)在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不

5、但包含了工步的內(nèi)容，也反映了工步的順序。 走刀路線的確定非常重要，因?yàn)樗c零件的加工精度和表面質(zhì)量密切相關(guān)。,走刀路線確定原則：,1、應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。 銑削平面零件外輪廓時(shí)，刀具的切入、切出應(yīng)沿輪廓切線方向進(jìn)行，避免在工件表面形成接刀痕。且注意留有切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度。,銑削外輪廓的切入切出路徑,銑削外圓的切入切出路徑,銑削平面零件內(nèi)輪廓時(shí)，刀具切入、切出點(diǎn)應(yīng)選擇在輪廓兩幾何元素的交點(diǎn)處。若無(wú)交點(diǎn)，刀具切入、切出點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離拐角，或選擇圓弧切入、切出。,銑削內(nèi)圓的切入切出路徑,銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑,銑削無(wú)交點(diǎn)內(nèi)輪廓的切入切出路徑,從拐角切入、切出，容易產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象。,從直

6、線中間圓弧切入、切出。,確定孔加工路線時(shí)，若孔的位置精度要求較高，加工路線的定位方向應(yīng)保持一致。,無(wú)反向誤差的加工路線,存在反向誤差的加工路線,X,X,Y,Y,車螺紋時(shí)，為保證螺距的準(zhǔn)確，應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的加速和減速過(guò)程中切削，故應(yīng)有引入距離和超越距離。,引入距離,超越距離,常見(jiàn)的切削進(jìn)給路線,行切法 刀具沿某一方向（如X）進(jìn)行切削，沿另一方向進(jìn)給，來(lái)回往復(fù)切削去除加工余量。 環(huán)切法 刀具沿與精加工輪廓平行的路線進(jìn)行切削，從外向內(nèi)或從內(nèi)向外，呈環(huán)狀逐步去除加工余量。,行切法切削進(jìn)給路線,環(huán)切法切削進(jìn)給路線,最終輪廓應(yīng)一次走刀連續(xù)完成。,行切法在兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度，達(dá)不到要求的表

7、面粗糙度。,先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。,環(huán)切法，效果也較好，但加工時(shí)間較長(zhǎng)。,銑削內(nèi)腔的三種走刀路線,根據(jù)加工質(zhì)量要求和工件毛坯的質(zhì)量及材料，選擇好銑削的方式（順銑或逆銑）。,2、尋求最短走刀路線，減少空行程，提高效率。,先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔，時(shí)間較長(zhǎng)。,交錯(cuò)加工內(nèi)、外圈孔，減少空刀時(shí)間。,零件樣圖,孔加工最短走刀路線選擇,工步起點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合，空行程長(zhǎng)。,工步起點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離，空行程短。,粗車矩形循環(huán)進(jìn)給路線選擇,仿形進(jìn)給路線，用于鑄、鍛件毛坯時(shí)進(jìn)給路線較短。,三角形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，進(jìn)給路線較長(zhǎng)。,矩形進(jìn)給路線，適用于棒料毛坯，進(jìn)給路

8、線較短。,粗車進(jìn)給路線選擇,3、應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量。 4、應(yīng)選擇使工件加工變形小的走刀路線。 對(duì)薄板類零件應(yīng)采用分層切削或?qū)ΨQ切削的走刀路線。,（七）切削用量的選擇,1、切削用量的選擇原則 考慮切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本。 （1）粗加工時(shí)切削用量的選擇原則： 主要考慮保證提高效率和刀具耐用度。 背吃刀量 進(jìn)給量 切削速度,（2） 精加工時(shí)的切削用量的選擇原則： 主要考慮保證加工精度和表面粗糙度，其次是刀具耐用度和效率。 背吃刀量 進(jìn)給量 切削速度,數(shù)控車削刀具、工件材料、切削用量選擇視頻,數(shù)控銑削刀具、工件材料、切削用量選擇視頻,2、切削用量的選擇方法,（1

9、）背吃刀量的選擇（常規(guī)加工條件下）,CK6140機(jī)床車削工藝時(shí)： 粗車：3mm 半精加工：30.5mm 精加工： 0.50.05mm,XK714機(jī)床銑削工藝時(shí)： 粗銑：X、Y方向取刀具直徑的75% Z方向取刀具半徑的1/41/6 半精加工：X、Y方向取刀具直徑的50% Z方向取刀具半徑的1/41/6 精加工：X、Y方向取0.10.5mm Z方向取0.10.3mm,（2）進(jìn)給量（進(jìn)給速度） 的選擇,主要根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度、刀具和工件的材料、刀具的刃數(shù)等因素選擇。,車削加工時(shí)： 粗加工：0.30.5mm/r 半精加工：0.150.25mm/r 精加工：0.050.15mm/r,銑削加工

10、時(shí)： Vf = fzZn=（0.050.18）Zn 進(jìn)給速度=每刃切削量刀具刃數(shù)主軸轉(zhuǎn)速 刀具小時(shí)取小端數(shù)值，刀具大時(shí)取大端數(shù)值。每種規(guī)格的刀具每刃切削量變化在0.010.03的范圍內(nèi)，刃數(shù)少時(shí)取偏大的值，刃數(shù)多時(shí)取偏小的數(shù)值。精加工時(shí)取刃數(shù)多的刀具，粗加工時(shí)取刃數(shù)少的刀具。,（3）切削速度的選擇,根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量、刀具材料和刀具耐用度等選擇。 n =1000 Vc/D 主軸轉(zhuǎn)速=1000切削線速度/（刀具直徑或工件直徑）,高速鋼刀具： 粗加工：V 15m/min 半精加工：V 25m/min 精加工：V 45m/min 硬質(zhì)合金刀具： 粗加工：V 30m/min 半精加工：V

11、50m/min 精加工：V 100m/min 陶瓷刀具：510倍的硬質(zhì)合金刀具,（八）對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定,1、對(duì)刀點(diǎn)的確定 對(duì)刀點(diǎn)加工零件時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。 對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則 便于數(shù)字處理和簡(jiǎn)化編程。 容易找正、便于檢查。 引起的加工誤差小。,2、換刀點(diǎn)的確定,換刀點(diǎn)指刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。 換刀點(diǎn)選擇原則： 換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，刀架轉(zhuǎn)位時(shí)刀具不與其他部位干涉為原則。,（九）高速切削加工技術(shù),高速切削的切削速度比常規(guī)切削速度高510倍以上。高速切削加工技術(shù)體系是機(jī)床、刀具、工件、加工工藝、切削過(guò)程監(jiān)控、切削機(jī)理等諸多方面的有機(jī)集成。,高速切削加工視頻,1、特點(diǎn),切削力隨

12、著切削速度的提高而下降； 切削產(chǎn)生的熱量絕大部分被切屑帶走； 加工表面質(zhì)量提高； 在高速切削范圍內(nèi)，機(jī)床的激振頻率遠(yuǎn)離工藝系統(tǒng)的固有頻率范圍。,2、優(yōu)點(diǎn),有利于提高生產(chǎn)效率； 有利于改善工件的加工精度和表面質(zhì)量； 有利于減少模具加工中的手工拋光； 有利于減小工件變形； 有利于使用小直徑刀具； 有利于加工薄壁零件和脆性材料； 有利于加工較大零部件。,3、應(yīng)用,加工材料 適于高速切削加工的工件材料包括鋁合金、鋼、鑄鐵、鉛、銅及銅合金 ，此外還包括模具鋼、鈦合金、不銹鋼、鎳基合金、纖維增強(qiáng)合成樹(shù)脂等難加工材料。,常用工件材料的高速切削速度范圍表(m/min),應(yīng)用范圍,目前，高速切削加工技術(shù)主要應(yīng)用

13、于車削和銑削工藝，今后將涵蓋所有的傳統(tǒng)加工范疇，從粗加工到精加工，從車削、銑削到鏜削、鉆削、拉削、鉸削、攻絲、滾齒等。 航空制造業(yè)、模具制造業(yè)、汽車制造業(yè)等行業(yè)均已積極采用高速切削加工技術(shù)。,三、典型零件數(shù)控加工工藝分析實(shí)例,（一）數(shù)控車削加工典型零件工藝分析實(shí)例,軸承套數(shù)控車削加工工藝（單件小批量生產(chǎn)），所用機(jī)床為CJK6240。,1、零件圖工藝分析,采取以下工藝措施： 1）編程時(shí)取基本尺寸。 2）先加工左、右端面。 3）內(nèi)孔尺寸較小，鏜120錐孔、32孔及15斜面時(shí)需掉頭裝夾。,2、確定裝夾方案,1）內(nèi)孔加工時(shí)以外圓定位，用三爪自動(dòng)定心卡盤夾緊。 2）加工外輪廓時(shí)，需要設(shè)一圓錐心軸裝置，用

14、三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊。,外輪廓車削裝夾方案,3、確定加工順序及走刀路線,先加工內(nèi)孔各表面，再加工外輪廓表面。由于該零件為單件小批量生產(chǎn)，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行。,外輪廓加工走刀路線,4、刀具選擇,5、切削用量選擇,根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊(cè)或有關(guān)資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，計(jì)算結(jié)果祥見(jiàn)工序卡。,6、數(shù)控加工工藝卡片擬訂,（二）數(shù)控銑削加工典型零件工藝分析實(shí)例,加工平面凸輪零件上的槽與孔，外部輪廓已加工完，零件材料為HT200。,1、零件圖工藝分析,1） 凸輪槽內(nèi)外輪廓及20、12兩個(gè)孔的加工應(yīng)分粗、精加工兩個(gè)階段進(jìn)行，以保證表面粗糙度要求。 2） 應(yīng)以底面A定位，提高裝夾剛度以滿足垂直度要求。,2、確定裝夾方案,1） 加工20、12兩個(gè)孔時(shí)，以底面A定位（必要時(shí)可設(shè)工藝孔），采用螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊。 2） 加工凸輪槽內(nèi)外輪廓時(shí)，采用“一面兩孔”方式定位，即以底面A和20、12兩個(gè)孔兩個(gè)孔為定位基準(zhǔn)。,3、確定加工順序及走刀路線,1）加工順序的確定 先加工用作定位基準(zhǔn)的20、12兩個(gè)孔，再加工凸輪槽內(nèi)外輪廓表面。且粗、精加工分開(kāi)，其中20、12兩個(gè)孔的加工采用鉆孔一粗鉸一精鉸方案。,1）走刀路線的確定,走刀路線包括平面進(jìn)給和深