数控加工工艺设计培训教学课件(79张)

1、项目二 数控加工工艺设计任务一 拟定简单零件加工的工艺流程任务二 分析复杂零件加工的工艺任务三 设计数控加工的工艺路线任务四 设计数控加工的工序任务五 制作数控加工的工艺文件拓展实训本章难点回顾项目要点：1.掌握数控加工的工艺特点与内容；2.理解数控加工的工艺分析方法及工艺路线；3.掌握数控加工的工序设计及工艺文件。任务一 拟定简单零件加工的工艺流程一、任务引入二、任务分析三、知识准备四、任务实施五、任务评价一、任务引入1.任务描述： 如图2-1所示有一阶梯轴零件需要加工，本任务要求先拟定该零件的加工流程。图2-1 阶梯轴简图2.知识目标： （1）了解数控加工的工艺特点； （2）掌握数控加工的

2、工艺的流程。3.技能目标 熟练掌握数控加工的工艺特点与流程。二、任务分析1 .机械制造中的工艺基本理论为基础；2 .结合数控机床的特点；3 .综合多方面的知识以解决数控加工中的工艺问题。三、知识准备 (一)数控加工的工艺特点 (1)数控加工工艺内容要求更具体、详细 (2)数控加工工艺要求更严密、精确 (3)数控加工零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算 (4)考虑进给速度对零件形状精度的影响 (5)强调刀具选择的重要性 (6)数控加工工艺的特殊要求 (7)数控加工程序的编写、校验与修改（二）数控加工的工艺内容1.数控加工工艺的概念2.数控加工工艺的流程1)通过数控加工的适应性分析选择并确定进

3、行数控加工零件的内容。2)结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工工艺分析。3)进行数控加工工艺设计。4)根据编程的需要，对零件图形进行数学处理和计算。5)编写加工程序单。6)按照程序单制作控制介质。7)检验与修改加工程序。8)首件试加工以进一步修改加工程序，并对现场问题进行处理。9)编制数控加工工艺技术文件，如数控加工工序卡、程序说明卡、走刀路线图等。四、任务实施表2-1 阶梯轴数控加工工艺的主要流程小批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1车两端面，钻中心孔车床2车外圆、车槽和车倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床、钳工4磨外圆磨床大批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1两端同时铣端面、

4、钻中心孔专用机床2车一端外圆、车槽和车倒角车床3车另一端外圆、车槽和车倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台或专门毛刺去除机6磨外圆磨床【知识延伸】数控加工内容的选择1.选择数控加工的内容（1）普通机床无法加工的。（2）普通机床难加工，质量也难以保证的。（3）普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的。下列一些加工内容则不宜选择数控加工：（1）需要用较长时间占机调整的加工内容。（2）加工余量极不稳定，无法自动调整零件坐标位置的。（3）不能在一次安装中加工完成的零星分散部位.（4）由某些特定的样板、样件、模块等为依据加工的型面轮廓。任务二 分析复杂零件加工的工艺一、任务引入二、任务分析三、知识准备

5、四、任务实施五、任务评价任务二 分析复杂零件加工的工艺一、任务引入图2-3 上中介轴在装配图中的位置上中介轴是一个薄壁轴类零件，其结构形状属中等复杂零件，现需要分析该零件的加工工艺。 2.知识目标：（1）学会对零件图的尺寸分析和对零件的结构分析；（2）学会正确地选用毛坯，并掌握加工余量的计算；（3）掌握数控加工的定位基准的选择。3.技能目标：熟练掌握数控加工的工艺分析方法。 二、任务分析主要从三个方面进行工艺分析。1.从零件图样2.毛坯选择3.基准选择三、知识准备（一）零件图样的工艺性分析1.零件图的尺寸分析(1)检查零件图的完整性和正确性(2)零件的技术要求分析(3)零件的材料分析(4)合理

6、的标注尺寸 图2-4 直接标注重要尺寸 图2-5 键槽深度的标注 图2-6 孔中心距的标注图2-7 按加工顺序标注自由尺寸图2-8 按加工顺序标注自由尺寸（二）零件结构的工艺性分析1.有利于达到所要求的加工质量（1）合理确定零件的加工精度与表面质量（2）保证位置精度的可能性图2-9 有利于保证位置精度的工艺结构2有利于减少加工劳动量(1)尽量减少不必要的加工面积图2-10 减少轴承座底面加工面积a)错误 b)正确(2)尽量避免或简化内表面的加工图2-11 避免深孔加工的方法 图2-12 将内表面转化为外表面加工a)错误 b)正确 a)错误 b)正确图2-13 将内沟槽转化为外沟槽加工a)错误

7、b)正确1、2工件3有利于提高劳动生产率（1）零件的有关尺寸应力求一致并能用标准刀具加工图2-14 退刀槽尺寸一致a)错误 b)正确图2-15 凸台高度相等a)错误 b)正确图2-16 便于采用标准钻头a)错误 b)正确（2）减少零件的安装次数图2-17 钻孔方向一致 图2-18 键槽方位一致 a)错误 b)正确 a)错误 b)正确（3）零件的结构应便于加工图2-19 应留有越程槽 图2-20 应留有退刀槽a)错误 b)正确 a)错误 b)正确图2-21 钻头应能接近加工表面 图2-22 避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削a)错误 b)正确 a)错误 b)正确（4）避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削

8、（5）便于多刀加工 图2-23 便于多刀加工a)错误 b)正确（三）毛坯选择分析1.常用毛坯的种类2.毛坯的选择原则（1）零件的材料的工艺特性和力学性能（2）零件的结构形状与外形尺寸 （3）生产纲领 （4）现有生产条件（5）充分利用新工艺、新材料 （四）定位基准的选择与分析1.粗基准的选择图2-24 选择不加工的表面为粗基准图2-25 选择加工余量小的表面为粗基准图2-26 车床床身的加工2.精基准的选择 图2-27 小轴的加工图2-29 机床导轨面“自为基准加工图2-30 轴承座零件图 图2-31 以齿形定位磨削孔图2-32 锻压机立柱加工精基准的选择四、任务实施（一）毛坯的制造形式（二)加

9、工方法的选择 (三)加工阶段的划分 (四)工序的集中与分散 (五)定位基准的选择任务三 设计数控加工的工艺路线 一、任务引入二、任务分析三、知识准备四、任务实施五、任务评价一、任务引入1.任务描述车间需生产一批阶梯轴零件，零件图如图2-34所示，现需完成以下工作。（1）编制该零件数控车削加工的工艺路线。（2）生产纲领：50件；材料为45钢。图2-34 阶梯轴零件图2.知识目标：（1）掌握合理选择加工表面的加工方法；（2）掌握工序划分的原则选择；（3）掌握合理划分、安排零件的加工工序。3.技能目标：（1）会划分加工阶段（2）会安排加工工序；（3）掌握工艺路线的设计方法。二、任务分析1.选择各加工

10、表面的加工方法2.划分加工阶段3.划分工序以安排工序的先后顺序三、知识准备（一）表面加工方法的选择1选择相应能获得经济精度和经济表面粗糙度的方法2工件的结构形状和尺寸大小3工件材料的力学性能及热处理的影响4结合生产类型考虑生产率与经济性 5现有生产条件 表2-5 外圆柱面加工方法0.0120.1（或0.0060.0.025（或0.0060.1（或序号加工方法经济精度(公差等级表示)经济表面粗糙度值适用范围1粗车IT11IT1312.550适用于淬火钢以外的各种金属2粗车半精车IT8IT103.26.33粗车半精车精车IT7IT80.81.64粗车半精车精车滚压（或抛光）IT7IT80.0250

11、.25粗车半精车磨削IT7IT80.40.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车半精车精磨粗磨IT6IT70.10.47粗车半精车粗磨精磨超精加工（或轮式超精磨）IT5 0.1）8粗车半精车精车精细车（金刚车）IT6IT70.0250.4主要用于要求较高的有色金属加工9粗车半精车粗磨精磨超精磨（或镜面磨）IT5以上 0.05）极高精度的外圆加工10粗车半精车粗磨精磨研磨IT5以上 0.05）（二）工序的划分与安排1.工序的划分（1）按安装次数划分工序（2）按所用刀具划分工序（3）按粗、精加工划分工序（4）按加工部位划分工序 a） b）图2-35 分序加工示意对于数控车削加

12、工来说以下两种原则使用较多：（1）按所用刀具划分工序 （2）按粗、精加工划分工序 图2-36 套类零件2.加工顺序的安排（1）加工顺序的安排 图2-37 粗车示意图 图2-38 先近后远加工路线2）先近后远1）先粗后精3）先主后次4）基面先行5）先内后外、内外交叉（2）数控加工工序与普通工序的衔接 四、任务实施1.数控加工工艺分析（1）明确加工内容（2）选定毛坯（3）装夹定位方案 （4）工步顺序（5）选择刀具（6）加工路线工步号工步内容刀具号刀具名称主轴转速进给量背吃刀量量具备注1车端面T01外圆车刀5500.230150游标卡尺手动2粗车外轮廓T01外圆车刀5500.435075mm千分尺自

13、动3精车外轮廓T02外圆精车刀8000.150.5自动4切断T03切槽刀任务四 设计数控加工的工序 一、任务引入二、任务分析三、知识准备四、任务实施五、任务评价一、任务引入1.任务描述：如图2-39所示凸块零件图样，生产纲领：试制5件。图2-39 凸块（方盘类）零件图2.知识目标：（1）掌握合理确定加工路线的方法；（2）熟悉加工过程分析；（3）掌握数控加工的工序设计。3.技能目标：（1）会合理选择工艺装备、定位加紧方式；（2）掌握切削用量选择方法；（3）会选择合理的进给路线。二、任务分析1.在工序设计中，涉及每一道工序的具体内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧装置及刀具运动轨迹等，这些是后续数控

14、编程的工艺基础。2.数控加工工序设计的主要任务是进一步将本工序的加工内容、工艺装备、加工路线、定位加紧方式、切削用量等具体确定下来，为编制加工程序做好充分准备。三、知识准备（一）工装设备的选择工艺装备主要包括夹具、刀具和量具等。1.夹具的选择（1）推行标准化、系列化和通用化。（2）发展组合夹具和拼装夹具，以降低生产成本。（3）提高精度。（4）提高夹具的高效自动化水平。（1）数控车床夹具1）三爪自定心卡盘2）四爪单动卡盘 图2-40 三爪自定心卡盘 图2-41 四爪单动卡盘图2-42 花盘及附件3）花盘（2）数控铣床夹具 图2-43 平口钳a)非回转式 b) 回转式2.刀具的选择（1）可转位车刀

15、的种类（2）数控车床刀具的选择应综合考虑机床、工件等情况。1）在刀具选择前必须确定与机床有关的因素：机床类型：数控车床、车削中心。刀具附件：刀柄的形状和直径，左切或右切刀柄。主轴功率。工件夹持方式。2）考虑以下与工件有关的因素：工件形状：稳定性。工件材质：硬度、塑性、韧性、可能形成的切屑类型。毛坯类型：锻件、铸件等。工艺系统刚性：机床夹具、工件、刀具等。表面质量。加工精度。背吃刀量和进给量。刀具寿命。 （3）断屑槽 3.量具的选择单件小批量生产应选择通用量具，如游标卡尺、千分尺、百分表等，大批大量生产应选择各种量规和设计一些高生产率的专用检具。量具的精度必须与加工精度相适应。（二）加工路线的确

16、定（1）加工路线应保证被加工工件的精度和表面质量。（2）在保证加工精度的前提下，应尽量缩短加工路线，减少刀具的空行程，提高生产率。图2-44 最短加工路线选择（3）最终轮廓由一次进给完成。图2-45 铣削内腔的三种进给路线（4）在数控铣床上铣削外轮廓时，为防止刀具在切入、切出时产生刀痕，铣刀的切入和切出点应沿工件轮廓曲线的延长线上切向切入和切出工件表面，以保证工件轮廓的光滑过渡。 图2-46 铣削外轮廓时切入切出方式 （5）镗孔加工时，若位置精度要求较高时，加工路线的定位方向应保持一致。图2-47 镗孔加工路线 （6）加工路线应尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作。（三）切削用量

17、的选择1.切削用量的选择（1）背吃刀量的选择1）粗加工时 2）半精加工时 3）精加工时 （2）进给量的选取 （3）主轴转速的确定1）车外圆时主轴转速 2）车削螺纹 2.选择切削用量时需注意的问题（1）螺纹车削尽可能采用高速车削，以实现优质、高效生产。（2）当加工工件直径有变化时，尽可能采用恒线速度进行加工。（3）尽可能使刀具能完成一个零件或一个工作班次的加工工作，大件精加工尤其注意避免中间换刀，确保刀具能完成一次加工。（4）采用高速加工机床进行加工时，切削用量的选择原则不同于传统切削加工。（5）在选择进给量时, 还应注意零件加工中的某些特殊因素。四、任务实施1分析零件工艺性能2选定加工内容3选

18、用毛坯或明确来料状况4确定装夹方案5确定加工方案6.确定加工顺序、选择加工刀具7确定加工路线图2-48 加工路线图8.填写工序卡片任务五 制作数控加工的工艺文件 一、任务引入二、任务分析三、知识准备四、任务实施五、任务评价一、任务引入1.任务描述本任务需要正确绘出数控加工编程任务书、数控加工工序卡、数控加工工艺卡、数控刀具卡、数控加工程序单。2.知识目标（1）理解数控加工的工艺文件；（2）了解数控加工工艺标准。3.技能目标（1）掌握常用文件格式；（2）会编制工艺文件。二、任务分析：工艺路线、工序等设计好后,以表格（卡片）形式记录下来的技术文件就是工艺文件。这些技术文件是对数控加工的具体说明，目

19、的是让操作者更明确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具切削用量及其它技术问题。三、知识准备（一）数控加工编程任务书工艺科数控编程任务书产品零件图号任务书零件名称使用数控设备共 页 第 页主要工序说明及技术要求：编程收到日期经手人编制审核编程审核批准（二）数控加工工序卡单位名称数控加工工序卡产品名称零件名称零件图号车间使用设备工艺序号程序编号夹具名称夹具编号工步号工步加工内容刀号刀具规格刀具补偿主轴转速进给速度切削深度备注编制审核批准年 月 日共 页第 页（三）数控加工工艺卡片单位产品名称或代号零件名称零件图号车间工艺序号程序编号使用设备夹具名称夹具编号数控加工工艺卡片工序简图工步

20、号工步内容加工面刀具号刀补量主轴转速进给速度背吃刀量备注编制审核批准年 月 日共 页第 页（四）数控加工刀具卡片产品名称零件名称零件图号序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注编制审核批准年 月 日共 页第 页（五）数控加工程序单零件号零件名称编制审核程序号日期日期NGX(U)Z(W)FSTM；(程序段的结束符)备注四、任务实施数控加工编程任务书、数控加工工序卡、数控加工工艺卡、数控刀具卡、数控加工程序单的绘制请参照表2-15表2-19。拓展实训 轴类零件的工艺设计1.实训目标：（1）掌握典型零件的工艺设计内容。（2）通过分析零件图，能合理选择毛坯、加工设备、加工方法、刀具、切削用量。（3）会编

21、制零件的刀具卡片、工序卡片、工艺卡片。2.实训要求：（1）查找资料，掌握典型零件的工艺设计；（2）能够按图纸要求，正确合理设计加工工艺。图2-49 轴类零件图3.实训准备：（1）零件的图纸（图2-49）（2）任务书（刀具卡片、工序卡片、程序卡片）。4.实训步骤：（1）分析图2-49 所示零件, 介绍其数控车削加工工艺。（2）确定零件轴线和右端大端面( 设计基准) 为定位基准。（3）确定加工顺序及进给路线（4）选择刀具（5）选择切削用量（6）完成工艺文件 轴类加工刀具卡片 填写工序卡片。本章难点回顾1. 数控加工的工艺特点与内容；2. 数控加工的工艺分析方法及工艺路线；3. 数控加工的工序设计及工艺文件。46凡事不要说我不会或不可能，因为你根本还没有去做！47成功不是靠梦想和希望，而是靠努力和实践48只有在天空最暗的时候，才可以看到天上的星星49上帝说：你要什么便取什么，但是要付出相当的代价50现在站在什么地方不重要，重要的是你往什么方向移动。51宁可辛苦一阵子，不要苦一辈子52为成功找方法，不为失败找借口53不断反思自己的弱点，是让自己获得更好成功的优良习惯。54垃圾桶哲学：别人不要做的事，我拣来做！55不一定要做最大的，但要做最好的56死的方式由上帝决定，活的方式由自己决定！57成功是动词，不是名词！28、年轻