《数控加工工艺》教案

1、广东省机电职业技术学院授课教案机电工程系数控教研室第 1 单元 数控加工工艺概述课题一：数控加工工艺概念课题二：数控加工与工艺技术的新发展第 2 单元 数控刀具课题三：数控刀具概述课题四：数控刀具分析、选择与应用第 3 单元 工件在数控机床上的装夹课题五：机床装夹概述课题六：定位基准的选择课题七：定位误差第 4 单元 数控车削加工工艺课题八：数控车削加工工艺概述及对刀与装夹课题九：数控车削加工内容及零件图形的数学处理课题十：数控加工工序的安排课题十一：数控加工参数的选择课题十二：先进车削加工技术课题十三：典型零件的数控车削加工工艺第 5 单元 数控铣削加工工艺课题十四：数控加工工艺概述及对刀与

2、装夹课题十五：制定数控铣削加工工艺及零件图形的数学处理课题十六：选择走刀路线与确定工艺参数课题十七：自动编程加工工艺（一）课题十八：自动编程加工工艺（二）课题十九：典型零件的数控铣削加工工艺第 6 单元 加工中心加工工艺课题二十：加工中心的工件安装与对刀 课题二十一：制定加工中心加工工艺 课题二十二：典型加工中心加工零件的工艺第 7 单元 典型零件数控加工工艺课题二十三：典型箱体类与轴类零件数控加工工艺课题二十四：典型模具成型零件的加工工艺第一单元数控加工工艺概述一、教学目的：明确数控加工工艺的概念和内容，以及在数控加工中的重要作用，同时应 对目前最先进的数控加工技术和加工工艺有一个整体性和概

3、括性的了解。二、教学安排与内容：课题一：数控加工工艺概述（一）标题：数控加工工艺概念一、教学目的：明确数控加工中加工工艺的作用，以及制定加工工艺的优劣对数控加工的重大影响，理解数控加工工艺的容。普通加工工艺的内容与过程（ 5 分钟）数控加工与数控工艺数控加工过程数控加工的概念（理解）（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控加工的基本原理（理解）（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控加工工艺概念与工艺过程数控加工工艺的概念（掌握）数控加工工艺过程的概念（理解）数控加工工艺的主要内容数控加工工艺设计的主要内容（重点掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）工艺设计的优劣对数控加工的影响（理解）数控加工

4、与数控工艺数控加工过程数控加工的概念（ 3 分钟）数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系数控加工的基本原理与加工过程（ 15 分钟）虽然数控加工与传统的机械加工相比，在加工的方法和内容上有许多相似之处，但由于采用了数字化的控1-1 所示，其具体步骤为：工 艺 分 析制 定 工 艺数控编程程 序 传 输首先阅读零件图纸，充分了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加件数量等；第二步：根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、材料和设计精度合理性分析、等；第三步：根据工艺分析制定出加工所需要的

5、一切工艺信息如：加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹削用量（主轴转速、进给量、吃刀深度）以及辅助功能（换刀、主轴正转或反转、切削液开或关）等序卡和工艺过程卡；第四步：根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码及程序格式进行数控编程；第五步：将编写好的程序通过传输接口，输入到数控机床的数控装置中。调整好机床并调用该程序后，就可以纸要求的零件。从数控加工过程可以看出，工艺分析和制定加工工艺在数控加工中起到了关键的作用，直接决定了数控加工的好坏与成败。数控加工工艺概念与工艺过程数控加工工艺的概念（ 5 分钟）数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用

6、于整个数控加工工艺过数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实数控加工工艺过程的概念（ 15 分钟）数控加工工艺过程是利用切削刀具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等品或半成品的过程。数控加工工艺的主要内容数控加工工艺设计的主要内容（ 25 分钟）数控加工中进行数控加工工艺设计的主要内容包括以下：1 、选择并确定进行数控加工的内容；2、对零件图纸进行数控加工的工艺分析；3、零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定；4、数控加工工艺方案的制定；5、工步、进给路线的确定；6、选择数控机床的类型；7、刀具、夹具、量具的选择和

7、设计；8、切削参数的确定；9、加工程序的编写、校验和修改；10、首件试加工与现场问题处理；11、数控加工工艺技术文件的定型与归档。工艺设计的优劣对数控加工的影响（ 20 分钟）工艺设计的好坏对数控加工有重大的影响例一：车削工件加工的先后顺序对工件加工精度的影响例二：铣削工件选择的刀具走刀路经对工件加工精度的影响（四）新课小结：1、 1、 数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，它包含了确定数控加工分析和零件图形的数学处理；制定工艺方案；选择数控机床的类型；确定工步和进给路线；选择或设计刀具确定切削参数；编写、校验和修改加工程序；编写加工工艺技术文件等方面内容。2、工

8、艺设计的好坏直接影响了数控加工的尺寸精度和表面精度、加工时间的长短、材料和人工的耗费，甚至直的安全性。所以要切实掌握好数控加工工艺的内容和制定数控加工工艺的方法。四、作业：1 、数控加工的过程如何？（见数控工艺习题库1 1）2、数控加工工艺的概念是什么？它在数控加工中起到什么样的作用？（见数控工艺习题库1 2）3、进行数控加工工艺设计的主要内容有哪些？（见数控工艺习题库1 3）4、工艺设计的好坏对数控加工具有哪些影响？（见数控工艺习题库1 4）五、教学后记：本次课主要是让学生了解数控工艺的内容和制定工艺的过程，采取多媒体教学方式，进行边演示边讲解的课题二：数控加工工艺概述（二）标题：数控加工与

9、工艺技术的新发展一、教学目的：明确数控加工中加工工艺的作用和特点，了解目前国内外数控加工领域在数控加工工艺技术方面的最新发二、教学安排：（一）（一） 旧课复习内容：1、数控加工工艺过程的概念（分钟）、数控加工工艺设计的主要内容（分钟）（二）新课教学知识点与重点、难点：数控加工工艺的特点数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点（理解）（难点） （中、高级数控车铣考证要求知识点）数控加工与工艺技术的新发展（了解）高速切削高精加工复合化加工控制智能化互联网络化计算机集成制造系统（CIMS）（三）新课内容：1.3 数控加工工艺的特点数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点（ 30 分钟）由于数控加工采用了

10、计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量高、周期短、设备使用费用高等特点。在数控加工工艺上也与普通加工工艺具有一定的差异。1 、数控加工工艺内容要求更加具体、详细普通加工工艺：许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。数控加工工艺：所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的还包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等更需要确定详细的各

11、种工艺参数。2、数控加工工艺要求更严密、精确普通加工工艺：加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。数控加工工艺：自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果如： （ 1 ）攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满切屑，是否需要退刀清理一下切屑再继续加工。（ 2）普通机床加工可以多次“试切”来满足零件的精度要求，数控加工过程严格按规定尺寸进给，要求准确因此，数控加工工艺设计要求更加严密、精确。3、制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再现，在对零件图进行数学处理和计算时，编程尺寸设定值

12、公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。4、考虑进给速度对零件形状精度的影响制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响。在数控加工中，刀具插补运算完成的。根据差补原理分析，在数控系统已定的条件下，进给速度越快，则插补精度越低，导致工度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显。5、强调刀具选择的重要性复杂形面的加工编程通常采用自动编程方式，自动编程中必须先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹，因具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序只能推倒重来。6、数控加工工艺的特殊要求（ 1 ）由于数控机床比普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，因

13、此在同等情况下，数控机床切削用量比工效率也较高。（ 2）数控机床的功能复合化程度越来越高，因此现代数控加工工艺的明显特点是工序相对集中，表现为序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容比普通机床加工的（ 3）由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工7、数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容普通工艺中，划分工序、选择设备等重要内容对数控加工工艺来说属于已基本确定的内容，所以制定数重点在整个数控加工过程的分析，关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。复杂表面的刀具运动轨迹生成软件，既是编程问题，当然

14、也是数控加工工艺问题。这也是数控加工工艺与普通加工工艺最大的不同之处。1.4 数控加工与工艺技术的新发展（ 50 分钟）随着计算机技术突飞猛进的发展，数控技术正不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其精化、 复合化、 智能化、高柔性化及信息网络化等方向发展。整体数控加工技术向着CIMS（计算机集成制造系高速切削受高生产率的驱使，高速化已是现代机床技术发展的重要方向之一。主要表现在：1 、数控机床主轴高转速作用：主轴高转速减少了切削力，也减少了切削深度，有利于克服机床振动，排屑率大大提高，热量被切零件中的热量减低，热变形大大减小，提高了加工精度，也改善了加工面粗糙度。因此，经过高般不需

15、要精加工。提高主轴转速的手段：采用电主轴（内装式主轴电动机），即主轴电动机的转子轴就是主轴部件，从而可提高。日本的超高速数控立式铣床：主轴最高转速达100,000r/min2、工作台高快速移动和高进给速度当今知名数控系统的进给率都有了大幅度的提高。目前的最高水平是分辨率为1 m时： 最大快速进给速度可达240m/min ；当程序段设定进给长度大于1mm 时：最大进给速度达80m/min（并且具有1.5g 的加减速率）。高精加工高精加工是高速加工技术与数控机床的广泛应用结果。以前汽车零件的加工精度要求在0.01mm 数量级，硬盘、高精度液压轴承等精密零件的增多，精整加工所需精度已提高到0.1 m

16、 ， 加工精度进入了亚微米世界。提高数控设备加工精度的方法：（ 1 ）提高机械设备的制造精度和装配精度（ 2）减小数控系统的控制误差提高数控系统的分辨率以微小程序段实现连续进给使 CNC 控制单位精细化提高位置检测精度，位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制（ 3）采用补偿技术：齿隙补偿、丝杆螺距误差补偿、刀具误差补偿、热变形误差补偿、空间误差综合补偿等复合化加工机床的复合化加工是通过增加机床的功能，减少工件加工过程中的多次装夹、重新定位、对刀等辅助工机床利用率。复合化加工的两重含义：工序和工艺的集中：一台装夹可完成多工种、多工序工艺的成套：企业向复合型发展，为用户提供成套服务控制智能化数控技术

17、智能化程度不断提高，体现在以下几个方面：（ 1 ）加工过程自适应控制技术监测加工过程中的刀具磨损、 破损、 切削力、主轴功率等信息并进行反馈，利用传统的或现代的算法实时修调加工参数或加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度和设备运行安全性。（ 2）加工参数的智能优化与选择将加工专家的经验、切削加工的一般规律与特殊规律，按人工智能中知识表达的方式建立知识库存工工艺参数数据库为支撑，建立专家系统，并通过它提供经过优化的切削参数，使加工系统始终处于最优和态，从而达到提高编程效率和加工工艺技术水平，缩短生产准备时间的目的。目前已开发出自带学习功能的“神经网络电火花加工专家系统”带有人工智能式自

18、动编程功能的7000 系列数控系统（日本大隈公司）（ 3）故障自诊断功能故障诊断专家系统为数控设备提供了一个包括二次监测、故障诊断、安全保障和经济策略等方面在维护决策信息集成系统。采用智能混合技术，可在故障诊断中实现以下功能：故障分类、信号提取与特征提取、故障诊断专家系统、维护管理（ 4）智能化交流伺服驱动装置目前已开始研究能自动识别负载，并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智置。这种驱动装置能自动识别电动机及负载的转动惯量，并自动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统互联网络化网络功能正逐渐成为现代数控机床、数控系统的特征之一。诸如现代数控机床的远程故障诊断、远程状工

19、信息共享、远程操作（危险环境的加工）、远程培训等都是以网络功能为基础的。如：美国波音公司利用数字文件作为制造载体，首次利用网络功能实现了无图纸制造波音777 新型客机。计算机集成制造系统（CIMS ）经自动化工厂“通信网络”连接的各个子系统，可构成一个有机联系的整体，即自动化工厂。计算机集 图 1-2 CIMS 组成模块造系统的这一新发展。计算机集成制造系统则是技术上的具体实现，他能为现代制造企业追求在激烈变化中下，具有快速灵活响应的竞争优势提供所要求的战略性系统技术。计算机集成制造系统的发展可以实现整个机械制造厂的全盘自动化，成为自动化工或无人化工厂，是自发展方向。计算机集成制造系统主要由设

20、计与工艺模块、制造模块、管理信息模块和存储运输模块构成（如图1-2 所设计与工艺模块的主要功能模块有CAD 、 CAE 、 CAPP、 CAM 等。制造模块的主要功能有DNC、 CNC、 车间生产计划、作业调度、刀具管理、质量检测与控制、装配、 自动化仓等。管理信息模块的主要功能有：市场预测、物料需求计划、生产计算、成本核算及销售等。存储运输模块的主要功能有仓库管理、自动搬运等。（四） 、新课小结：（ 3 分钟）1、由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质率高、周期短、设备使用费用高等特点。2、随着计算机技术突飞猛进的发展，数控技术正不断采用计算

21、机、控制理论等领域的最新技术成就，使高精化、复合化、智能化、高柔性化及信息网络化等方向发展。五、作业：1、数控加工工艺与普通加工工艺的区别在哪里，其特点是什么？（见数控工艺习题库1 5）2、数控加工与工艺技术有哪些新发展动向？（见数控工艺习题库1 6）3、实现高速切削有何优越性？如何实现数控机床主轴的高转速？（见数控工艺习题库1 7）4、可以采用哪些方法实现高精加工？（见数控工艺习题库1 8）5、复合化加工指什么？（见数控工艺习题库1 9）6、数控技术智能化体现在哪些方面？（见数控工艺习题库1 10）7、在机械加工中可以采用互联网络化实现哪些功能？（见数控工艺习题库1 11）8、什么是计算机集

22、成制造系统？可以利用计算机集成制造系统实现什么样的加工方向？（见数控工艺习六、教学后记本次课主要是让学生了解数控加工工艺的特点，并让学生对目前一些最先进的数控加工工艺技术有所了解第二单元数控刀具一、教学目的：了解数控刀具的种类、要求与特点，明确数控刀具材料对加工的影响，掌握刀具的失效形式和可靠度分析，以及依据加工环境正确选择和使用加工刀具的方法。二、教学安排与内容：课题三：数控刀具与应用（一）标题：数控刀具概述介绍并让学说懂得数控刀具的种类、要求与特点，数控刀具的材料、失效形式和可靠度分析，为选用刀具（二） 旧课复习内容：1、数控加工的概念（分钟）、数控加工工艺过程（分钟）（二）新课教学知识点

23、与重点、难点：数控刀具的类型与特点数控刀具的分类（了解）数控刀具的要求与特点（掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控刀具的材料数控刀具的材料（了解）数控刀具的失效形式及可靠性数控刀具的失效形式、影响与对策（掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控刀具的可靠度（了解）（三）新课内容：数控刀具的类型与特点数控刀具的种类（ 10 分钟 ）（介绍、了解数控刀具的种类，以便选择先进、合适的数控刀具）（准备各式刀具）、从结构上可分为：整体式，镶嵌式，内冷式，减振式，机夹可转位刀具等。、从加工工艺上可分为：车刀，钻刀（钻头），镗刀，铣刀。、数控“刀具”的发展趋势：由整体式工具系统向模块式工具系统发

24、展。有利于提高劳动生产率，提高加品质量。数控刀具的要求与特点（ 15 分钟）（让学生懂得数控刀具为什么要具备下述条件和特点，这是选择和评价刀具的依据）、 要有很高的切削效率。提高切削速度致关重要，硬质合金刀具切削速度可达500 600m/min, 陶瓷刀具可达、要有很高的精度和重复定位精度，一般3 5 或者更高。、要有很高的可靠性和耐用度，是选择刀具的关键指标,、实现刀具尺寸的预调和快速换刀，缩短辅助时间提高加工效率、具有完善的模块式工具系统，储存必要的刀具以适应多品种零件的生产、建立完备的刀具管理系统，以便可靠、高效、有序的管理刀具系统、要有在线监控及尺寸补偿系统，监控加工过程中刀具的状态，

25、提高加工可靠度。数控刀具的材料数控刀具的材料（ 20 分钟）（主要介绍材料的宏观力学性能，为选择刀具作知识准备）（学习刀具材料掌握其性能，以便依据工件材料、加工要求和机床等加工条件，选用先进、合适的刀具）、高速钢（High speed steel ） ,分 W 系和 Mo 系两大类，具有回火二次硬化功能高于淬火硬度又具有较好的具钢耐磨、比硬质合金韧性高。、硬质合金（Cemented carbide） ,分钨钴类（WC） 、钨钛钴类（C TiC） 、钨钛钽（铌）钴类（WC TiC标准分为（）类，即国标YG ，适合加工短切屑黑色金属（铸铁）和有色金属及非金属。（）类，即国标YT ，适合加工长切屑黑

26、色金属（塑性好的材料低碳钢）（）类，即国标YW ，综合性能好，既可加工铸铁又可加工钢材及有色金属、陶瓷（Ceramics） ，分为两大类，纯氧化铝类（白色陶瓷）和TiC 添加类（黑色陶瓷），陶瓷特耐高温，在仍具有高的硬度，非常耐磨，但是，韧性很低，不能承受冲击，适用于精加工和高速切削、立方碳化硼（Cubic boron nitride ,CBN ） ，是在高温、高压条件下人工合成的新型刀具材料，其性能与金刚切削淬火钢和耐热钢，是高速切削的首选刀具材料。、聚晶金刚石（Polymerize crystal diamond,PCD ）即人工合成的金刚石，是在高温、高压下合成的新型刀具材但是，与铁系材

27、料有很强的亲和力，易使碳元素扩散而磨损，只适用于加工有色金属、非金属如陶瓷等极硬的数控刀具的失效形式及可靠性控刀具失效形式、原因、影响与控制失效对策（分钟）（结合实际，讲述数控刀具的各种主要失效形式、分析其原因、产生的影响、以及控制失效的办法与对策）失效 形式失效 理念刀具失效的原因产生的影响控制失效方法与对策后刀面磨 损机械应力导致摩擦磨损1.刀具材料硬度不足2.后角偏小3.切削速度过高4.进给量过大降低加工尺寸精 度1 、选用耐磨刀具材料2、降低切削速度3、加大进给量4、增大后角前刀面磨 损摩檫和扩散 导致前刀面 磨损1.刀具材料硬度足2.切削速度过高3.进给量过大4.切屑与前刀面损5.发

28、热区域扩散影响排屑 降低主切削韧强 度1 、1 、降低切削速度2、降低进给量3、选用涂层硬质合金刀具材料边界磨损主切削韧上的边界磨损1.工件材料表面硬化2.锯齿状切屑影响切屑流向 导致崩刃、1 、降低切削速度2、降低进给量3、选用耐摸刀剧材料4、增大前角积屑瘤粘附堆积在 主切削刃旁 的前刀面上 的工件材料 的微粒.工件材料塑性太大. 中速切削（5-50）m/min.切削热1、 引起振动导致崩刃2、 降低表面质量3、 降低尺寸精度、1 、改善工件材料的切削加工性2、选用亲和力小的涂层硬质合金和 陶瓷刀具材料3、 使用合适的冷却液刃口剥落切削刃上出 现小缺口排屑不畅所致降低加工表面质 量 降低尺寸

29、精度、1 、选用强度高的刀具材料、2、改善刀具几何角度崩刃切削刃大片 崩落切削应力过大 刃口强度不足 刀具材料强度与韧度 不足切削不能进行、1 、选用强度刃度高的刀具材料2、降低切削负荷3、适当减小前、后角热裂纹切削热不均 匀导致进给量过大被吃刀量 过大降低工件加工表 面质量选用合适的冷却方式 降低进给量 降低被吃刀量刀具可靠性分析(分钟)1 、刀具可靠性：在规定的切削条件和时间内完成额定工作的能力(具有统计特征和随机特征)2、刀具耐用度：在规定的条件和时间内完成额定工作的概率R( t) +F(t)=13、靠耐用度：tr 是指刀具能达到规定的可靠度r 时的耐用度即 R(tr)=r 则 tr=R

30、 1 (t)多齿刀具可靠度R (t)= R(t) 因一齿损坏则刀具损坏，因此可靠度比单齿低。现行刀具的可靠度评价以长期生产经验为依据。(四) 、新课小结：( 3 分钟)1、数控“刀具”的发展趋势：由整体式工具系统向模块式工具系统发展。有利于提高劳动生产率，提高产品质量。2、数控刀具的要求与特点五、作业：、数控刀具的材料有那些？分别按硬度和韧性分析其性能。、分析刀具失效的主要形式及产生的原因和对策。六、教学后记此次课通过理论与试验课相结合方式，提高学习效果。教师教授理论时一定要考虑给学生留下问题，在试 学生学习效果和提高积极性。课题四：数控刀具与应用（二）标题：数控刀具分析、选择与运用一、教学目

31、的：介绍数控刀具特点与要求，选择刀具及刀具系统应考虑的因素，以实例说明选择刀具的过程，使学生学习用加工刀具的方法。二、教学安排：（三）（三） 旧课复习内容：1、数控刀具的类型、材料、特点（分钟）、数控刀具的失效形式、产生的影响以及控制的方法。（分钟）（二）新课教学知识点与重点、难点：2.4 数控刀具的选择选择数控刀具时应考虑的因素（理解）车削系统、铣镗系统（掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）工具管理系统（了解）；（三）新课内容：2.4 数控刀具的选择数控刀具（分两大系统：车削系统和铣镗削系统）的特点与要求（分钟）数控刀具要求精度高、刚性好、装夹调整方便，切削性能强、耐用度高。合理选用既能

32、提高加工效率又能刀具选择应考虑的主要因素（分钟）、被加工工件的材料、性能：金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。、加工工艺类别；车削、钻削、铣削、镗削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。、工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。、刀具能承受的切削用量。、辅助因数：操作间断时间、振动、电力波动或突然中断等。车削系统（整体式工具系统）（分钟）、组成：由刀片（刀具）、刀体、接柄（或柄体）、刀盘等、可转位刀片的代码及参数、可转位刀片的断屑槽槽型：断屑自如、排屑流畅、可转位刀片的夹紧方式：楔块上压式、杠杆式、螺钉上压式要求：夹紧可靠、定位准确、排屑流畅、结构简单、操作方便、可转位刀

33、片的选择、刀片材料选择：高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方碳化硼或金刚石、刀片尺寸选择：有效切削韧长度、被吃刀量、主偏角等、刀片形状选择：依据表面形状、切削方式、刀具寿命、转位次数等、刀片的刀尖半径选择：、粗加工、工件直径大、要求刀刃强度高、机床刚度大时选大刀尖圆弧、精加工、切深小、细长轴加工、机床刚度小选小刀尖圆弧刀具系统（模块式工具系统）（分钟）、组成；刀片（刀具）、刀杆（或柄体）、主轴或刀片（刀具）、工作头、连接杆、主柄、主轴所组成、数控铣削刀具的选择、铣刀类型的选择：、加工较大平面选择面铣刀，、加工凸台、凹槽、小平面立铣刀，、加工毛坯面和粗加工孔选择镶硬质合金玉米铣刀，、曲面加

34、工选择球头铣刀，、加工空间曲面模具型腔与凸模表面选择模具铣刀，、加工封闭键槽选键槽铣刀，等等、铣刀参数的选择、面铣刀主要参数选择a）、标准可转位面铣刀直径在16630） ：粗铣时直径选小的，精铣时铣刀直径选大的，b）、依据工件材料和刀具材料以及加工性质确定其几何参数：铣削加工通常选前角小的铣刀，强度硬度高的材料选负前角，工件材料硬度不大选大后角、硬的选小后小后角，细齿铣刀取大后角，铣刀的刃倾角通常在-度，主偏角在度、立铣刀主要参数选择a）、刀具半径r 应小于零件内轮廓最小曲率半径b）、零件的加工高度H（1/4 1/6） rc）、不通孔或深槽选取l=H+（510）mmd）、加工外形及通槽时选取l

35、=H+r +（510）mme）、加工肋时刀具直径为D=（510）bf）、粗加工内轮廓面时，铣刀最大直径DD=d+2 sin（ /2）- 1/1 - sin（ /2）、加工中心刀具的选择加工中心刀具通常由刃具和刀柄两部分组成,刃具有面加工用的各种铣刀和孔加工用的各种钻头、扩刀及丝锥等，刀柄要满足机床主轴自动松开和夹紧定位，并能准确地安装各种刃具和适应换刀机械手的、对加工中心刀具的基本要求、刀具应有较高的刚度、重复定位精度高、刀刃相对主轴的一个定位点的轴向和径向位置应能准确调整、孔加工刀具的选择、钻孔刀具及其选择、扩孔刀具及其选择、镗孔刀具及其选择，应特别重视刀杆的刚度、刀具尺寸的确定主要是刀具的

36、长度和直径的选择，如加工孔依据其深度和孔径选择、刀柄的选择、依据被加工零件的工艺选择刀柄、刀柄配备的数量：与被加工零件品种、规格、数量、难易程度、机床负荷有关、正确选择刀柄柄部形式、坚持选择加工效率高的刀柄、综合考虑合理选用模块式和复合式刀柄工具系统(分钟)、工具系统发展趋势：向着柔性制造系统和模块化组合结构发展、车削类工具系统、镗铣类工具系统：分整体失和模块式工具系统、刀具管理系统：、是柔性制造系统中一个很重要、技术难度很大的系统、刀具管理系统的任务、刀具管理系统的基本功能原始资料、系统计划、硬件配置和软件系统等等。(四) 、新课小结：( 3 分钟)1、数控刀具要求精度高、刚性好、装夹调整方

37、便，切削性能强、耐用度高。合理选用既能提高加工效率量。2、刀具选择应考虑的主要因素。3、工具系统向着柔性制造系统和模块化组合结构发展。五、作业：、选择面铣刀和立铣刀参数时应考虑那些因素？、选择加工中心刀柄时应注意什么？、刀具管理系统的任务和基本功能是什么？六、教学后记此次课通过理论与试验课相结合方式，提高学习效果。教师教授理论时一定要考虑给学生留下问题，在试 学生学习效果和提高积极性。第三单元工件在数控机床上的装夹掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。课题五：工件在数控机床上的装夹（一）标题：机床夹具概述05教学目的：掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。教

38、学安排：）旧课复习内容：1 、数控刀具的材料。2、数控刀具的选择。2 分钟）3 分钟）新课教学知识点与重点、难点：.1 机床夹具概述）新课内容：3.1.1 工件的安装3.1.3.1.3.1.（中、高级数控车铣考证要求知识点）2 夹具的分类（了解）3 夹具的组成和作用（掌握）4 典型夹具介绍（掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控实训3.1 机床夹具概述工件的安装（ 15 分钟）机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用 是将工件定位，以使工件获得相对的于机床和刀具确位置，并把工件可靠地夹紧。定位：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。夹紧：工件定位后，将工件紧固，使工件

39、在加工过程中不发生位置变化。定位与夹紧的关系：是工件安装中两个有联系的过程，先定位后夹紧， 装的方法： 找正法安装：结合工件安装演示法：） 把工件直接放在机床工作台上或放在四爪卡盘、机用虎钳等机床附件中，根据工件的一个或几个表面用划针或指示表工件准确位置后再进行夹紧； ） 先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。 点： ） 这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高； ） 定位精度较低，由于常常需要增加划线工序，所以增加了生产成本；） 只需使用通用性很好的机床附件和工具，因此能适用于加工各种不同零件的各种表面，特别适合于单件、小批量生产。件装在夹具

40、上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装夹方式。点 ：避免了找正法划线定位而浪费的工时，还可以避免加工后的工件的加工误差分散范围扩大，夹装方便。实验室实正法与用夹具装夹工件的对比虎钳装夹在操作过行讲授工工件如上图所示 用找正法装夹工件的步骤： ) 先进行划线，划出槽子的位置； ) 将工件放在立式铣床的工作台上，按划出的线痕进行找正，找正完成后用压板或虎钳夹紧工件。 ) 根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置，调整好后才能开始加工。 工中需先试切一段行程，测量尺寸，根据测量结果再调整铣刀的相对位置，直至达到要求为止。 加工一个工件均重复上述步骤。 因此这种装夹方法不但费工费时，而且加工出一

41、批工件的加工误差分散范围较大。用夹具装夹采用夹具装夹方法，不需要进行划线就可把工件直接放入夹具中去。工件的A面支承在两支承板2 上； B面支承在两齿纹顶支承钉在支承钉 4 上， 这样就确定了工件在夹具中的位置，然后旋紧螺母9 通过压板8 把工件夹紧，完成了工件的装夹过程。下一工件进行加在机床上的位置不动，只需松开螺母9 进行装卸工件即可。夹具装夹图夹具的分类( 5 分钟)可按应用范围、使用机床、夹紧动力源来分类。) 按工艺过程的不同，夹具可分为机床夹具、检验夹具、装配夹具、焊接夹具等；) 按机床种类的不同，机床夹具又可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具等；) 按所采用的夹紧动力源的不同又可分为手

42、动夹具、气动夹具等；) 根据使用范围分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。各类夹具的定义及特点如下表所示。通用夹具通用性强，被广泛应用于单件小批量生产专用夹具专为某一工序设计，结构紧凑、操作方便、生产效率高、加工精度容 易保证，适用于定型产品的成批和大量生产。组合夹具由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。通用可调夹具不对应特定的加工对象，适用范围宽，通过适当的调整或更换夹具上 的个别元件，即可用于加工形状、尺寸和加工工艺相似的多种工件。成组夹具专为某一组零件的成组加工而设计，加工对象明确,针对性强。通过调整可适应多种工艺及加工形状、尺寸。) 随行夹具：随

43、行夹具是自动或半自动生产线上使用的夹具，虽然它只适用于某一种工件，但毛坯装上随行夹具后，可从生产线开产线终端在各位置上进行各种不同工序的加工。根据这一点，随行夹具的结构也具有适用于各种不同工序加工的通用性。夹具的组成与作用( 10 分钟)成：定位元件、夹紧装置、联接元件、对刀或导向元件、其它装置、夹具体。夹具组成位元件：用于确定工件在夹具中的位置。） 夹紧装置：用于夹紧工件。刀、导引元件：确定刀具相对夹具定位元件的位置。） 其它装置：如分度元件等。） 连接元件和连接表面：用于确定夹具本身在机床主轴或工作台上的位置。具体：用于将夹具上的各种元件和装置连接成一个有机整体。用：1）保证稳定可靠地达到

44、各项加工精度要求；2）缩短加工工时，提高劳动生产率；3）降低生产成本；4）减轻工人劳动强度；5）可由较低技术等级的工人进行加工；6）能扩大机床工艺范围。寸精度的保证、夹具上装有对刀块5，利用对刀塞尺10 塞入对刀块工作面与立铣刀切削刃之间来确定铣刀相对夹具的位置，此时可相应横向调整的位置和垂直升降工作台来达到刀具相对对刀块的正确位置。、 由于对刀块的两个工作面与相应夹具定位支承板2 和齿纹顶支承钉3 的各自支承面已保证和尺寸，因而最终保证铣出槽子的a 和图所示。、至于槽子长度的位置尺寸,则依本调整铣床工作台纵向进给的行程挡块的位置，使立式铣床工作台纵向进给的终结位置保证铣刀距距离等于c。由于工

45、件以端面与支承钉4 的工作面相接触，因而最终使铣出槽子的长度位置达到尺寸的要求。夹具精度的保证一批工件时，只要在允许的刀具尺寸磨损限度内，都不必调整刀具位置，不需进行试切，直接保证加工尺寸要求。这就是用夹具装夹工调整法达到尺寸精度的工作原理。典型夹具介绍（ 50 分钟）实物、模型，了解各种夹具的结构、安装、调整。床夹具式、角铁式、花盘式等。注意夹具与机床的连接方式（锥柄与过渡盘）床夹具直线进给式、圆周进给式等。用定位健确定夹具与机床的相对位置；用对刀装置调整刀具与夹具的正确位置。下图中表示铣槽夹具安装在立式铣床的工作台上的情况。铣槽夹具床夹具式、覆盖式、翻转式、滑柱式等。用钻套导引刀具，并观察

46、钻模板的型式。）、新课小结：（ 3 分钟）、工件安装的内容和方法。、夹具的分类和组成。、典型夹具的结构。作业：、何谓机床夹具？夹具有哪些作用？、机床夹具有哪几个组成部分？各起何作用？、为什么夹紧不等于定位？教学后记此次课通过理论与试验课相结合方式，提高学习效果。教师教授理论时一定要考虑给学生留下问题，在试验时一一解答。最后作总结学习效果和提高积极性。课题六：工件在数控机床上的装夹（二）标题：定位基准的选择一、教学目的：掌握工件定位的基本原理、定位基准的选择原则，了解常用定位元件及定位方式。二、教学安排：（一）旧课复习内容：1、工件的安装（ 2 分钟）2、夹具的组成（ 3 分钟）（二）新课教学知

47、识点与重点、难点：工件定位的基本原理六点定位原理（重点掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）六点定位原理的应用（理解）（难点）定位基准的选择原则（中、高级数控车铣考证要求知识点）粗基准的选择原则（掌握）；精基准的选择原则（重点掌握）（难点）辅助基准的选择原则（了解）常见定位元件及定位方式（中、高级数控车铣考证要求知识点）以平面定位的定位元件（掌握）；以圆孔定位的定位元件（掌握）以外圆柱面定位的定位元件（理解）工件定位的基本原理六点定位原理：（ 15 分钟）自由度的概念： 六点定位原理的概念：夹具用合理分布的六个支承点，分别限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原理

48、”。六点定位原理的应用（ 15分钟）完全定位、不完全定位、欠定位、过定位。定位基准的选择原则基准的概念与分类（10分钟）基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。工艺基准：零件加工、测量和装配过程中使用的基准。分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。精基准的选择原则（17分钟）应保证加工精度和工件安装方便可靠。基准重合原则：选用设计基准作为定位基准。基准统一原则：采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。自为基准原则：选择加工表面本身作为定位基准。互为基准原则：工件上两个相互位置要求很高的表面加工时，互相作为基准。粗

49、基准的选择原则（8 分钟）应保证各加工面有足够的余量，并尽快获得精基面。若要求保证某重要表面加工余量均匀，选该表面为粗基准。若要求保证加工面与不加工面间的位置，选不加工表面为粗基准。粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。粗基准表面，应平整光洁。辅助基准的选择原则（分钟）为装夹方便或实现基准统一，人为制造的一种定位基准。常用定位元件及定位方式（10分钟）.4.1 工件以平面定位定位元件常用支承钉和支承板。辅助支承和浮动支承的应用。.4.2 工件以圆柱孔定位定位元件为圆柱销和各种心轴。.4.3 工件以外圆柱面定位定位元件常用有V 型块、定位套。（四）新课小结（3 分钟）、1、六点定位原理是工件正确定

50、位的依据。不同的定位基准，定位支承点的分布不同。、2、各种基准的概念，精基准选择应保证加工精度；粗基准的选择应保证各加工表面的余量。、3、不同的定位方式，定位元件不同。五、作业：（ 2 分钟）1 、何谓“六点定位原理”？“不完全定位”和“过定位”是否均不能采用？为什么？2、什么叫粗基准和精基准？试述它们的选择原则。3、试分析下列加工情况的定位基准：（ 1）浮动铰刀铰孔（2）车削阶梯轴（ 3）精加工齿形面4、试述常用定位元件所限制的自由度。六、教学后记本课重点是让学生理解“六点定位原理”和定位基准的选择方法，采取在实训室边演示边讲解的教学方式课题七：工件在数控机床上的装夹（三）标题：定位误差掌握

51、夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。（ 5 分钟）、 1 、 精基准的选择原则。（ 2 分钟）、 2、 工件常用的定位方式。（ 3 分钟）（二）新课内容知识点：定位误差定位误差的概念、产生的原因（重点掌握）（难点） （中、高级数控车铣考证要求知识点）定位误差的计算（了解）夹紧装置对夹紧装置的基本要求；夹紧力三要素的确定原则（重点掌握）（难点） （中、高级数控车铣考证要求知识点）夹紧气、液动设备（了解）。（三）新课内容：3.5 定位误差与夹紧定位误差定位误差的概念（ 15 分钟）指一批工件在夹具中的位置不一致而引起的误差。用D 表示。产生原因：基准不重合误差B 与基准位移误差Y。

52、定位误差的计算（ 25 分钟） D= BY；工件以平面定位：D= B， （Y=0）工件以内孔定位：Y=1/2 （ D+ d）工件以外圆柱面定位：Y=0.707 D（ 90 V 型块定位）夹紧装置对夹紧装置的基本要求：（ 10 分钟）1、夹紧过程中，不能改变工件定位占据的正确位置。2、夹紧力大小合适。3、结构简单，制造维修易。4、操作方便，安全、省力。夹紧力的确定原则：（ 20 分钟）1、夹紧力方向的确定原则：（ 1 ）夹紧力应朝向工件的主要定位面。如挂图。（ 2）夹紧力应尽量与切削力、重力方向一致，以减少夹紧力。（ 3）夹紧力应指向工件刚性好的方向。2、夹紧力作用点的确定原则：（ 1 ）作用点

53、应在定位元件支承的范围内。挂图。（ 2）作用点应位于工件刚性好的部位。（ 3）作用点应尽量靠近加工面。3、夹紧力大小的确定：（ 1 ）手动夹紧：不需算出夹紧力的确切数据。（ 2）机动夹紧：按静力平衡原理计算理论夹紧力，乘以安全系数，以决定动力部分的尺寸（如气缸、活塞的直径等）。夹紧气、液动力装置：（ 10 分钟）机动夹紧装置一般由夹紧元件、中间传递部分和力源部分组成。典型气动传动系统一般由气源部分如空压机、储气罐，控制部分如各种阀、执行元件如气缸等组成。液压系统较气动夹紧系统结构尺寸小，夹紧刚性大，无噪音等。（五）新课小结（ 5 分钟）1、定位误差是由基准不重合误差和基准位移误差产生的。2、典

54、型定位方式定位误差的计算方法。对夹紧装置的基本要求和夹紧力的确定五、作业：1、什么叫定位误差？产生定位误差的原因是什么？2、夹紧装置设计的基本要求是什么？确定夹紧力的方向和作用点的准则有哪些？3、常用的夹紧动力装置有哪些？各有何特点？六、教学后记学生需要掌握定位误差产生的原因，在工艺方案制定过程中一定要注意的问题，必须是熟练掌握。对于夹第四单元数控车削加工工艺一、教学目的：了解数控车削中要解决的主要工艺问题以及各种问题的解决方法。掌握数控车削工艺拟定的过程、工序的划分方法、工序顺序的安排和进给路线的确定等工艺知识，对数控车削工艺知识有一个系统的了解，并学会对一般数控车削零件加工工艺进行分析及制

55、定加工方案。二、教学安排与内容：课题八：数控车削加工工艺概述标题：数控车削加工工艺概述及对刀与装夹了解数控车床的组成、布局及分类，理解数控车削的适宜加工对象，掌握数控车削加工的装夹与对刀。1、数控加工的产生与发展（ 2 分钟）2、数控技术的涵盖技术（ 2 分钟）（二）新课教学知识点与重点、难点：概述数控车床结构及分类（了解）数控车的主要加工对象（掌握）数控车削加工工件的装夹与对刀数控车削通用夹具的装夹（重点掌握）（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控加工工件装夹的找正方式（理解）数控车削加工的对刀（掌握） （重点与难点）中、高级数控车铣考证要求知识点）数控加工与数控工艺（ 26 分钟）数控车床

56、的组成与布局结合实训室的数控车床，讲述数控车床的结构组成、布局。让学生清楚布局的差异是在刀架与导轨。数控车床的分类（1）按数控系统功能分类：全功能型，数控型。（2）按主轴的配置形式分类：卧式，立式。（3）按数控系统控制的轴数分类：两轴控制，四轴控制。数控车床的主要加工对象数控车削加工工件的装夹与对刀（ 60分钟）、数控车削加工工件的装夹（ 30 分钟）数控车通用夹具的装夹（ 1）工件定位要求（ 2）定位基准选择原则基准重合原则；基准统一原则；便于装夹原则；便于对刀原则。（ 3）常用装夹方式三爪自定心卡盘装夹；两顶尖之间装夹；卡盘和顶尖装夹；双三爪定心卡盘装夹。工件采用找正方式装夹找正要求；找正

57、方法；装夹方式其它数控车床夹具用于轴类工件夹具；用于盘类工件的夹具。、数控车削加工工件的对刀（ 30 分钟）数控加工中与对刀有关的概念刀位点；起刀点；对刀点与对刀；对刀基准点；对刀参考点；换刀点。确定对刀点的一般原则对刀方法（ 1） 试切对刀用 G92 指令建立工件坐标系对刀步骤：机床回参考点试切测量计算坐标增量对刀建立工件坐标系。B 、 B 、 用G54 G59 零点偏置指令建立工件坐标系对刀C、 改变参考点位置，通过回参考点直接对刀D、多刀加工时的对刀利用刀具长度补偿功能对刀E、 车刀刀尖有圆弧半径时的对刀（2）机外对刀仪对刀（3）ATC对刀（4）自动对刀（四）新课小结：2、 2、数控车削

58、加工的对象是和数控加工方法直接相互联系的，理解数控加工对象一定要了解数控加工特点2、数控车装夹与对刀是数控车削加工一项基本内容，装夹的目的是为满足加工精度要求，本课讲述各种装夹方本课重点讲述试切对刀方法及步骤，同时也对其它对刀方法作了介绍。五、作业：1、 数控车床适合加工那些特点回转体零件？为什么？（见数控工艺习题库4 7）2、 数控车对刀有哪几种方法，各种方法有何特点？（见数控工艺习题库4 9）六、教学后记此次课程是在数控车实训室讲解，利用边实践边讲解的方式教学，能较好地增强学生对知识的理解，增加课题九：数控车削加工工艺（一）标题：数控车削加工内容及零件图形的数学处理一、教学目的：掌握数控车

59、削工艺要解决的主要问题，各种问题解决的主要方法。重点掌握零件图形的数学处理，理解三、教学安排：（一）旧课复习内容：1、数控车床的布局及加工对象（ 2 分钟）2、数控车削的装夹与对刀（ 2 分钟）（二）新课教学知识点与重点、难点：4.3 数控加工工艺分析1（中、高级数控车铣考证要求知识点）数控加工内容的选择（理解）零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定（重点掌握）（难点）（三）新课内容：4.3 数控加工工艺分析1选择并确定进行数控加工的内容（ 26 分钟）数控加工内容的选择（1）由轮廓曲线构成的回转表面（2）具有微小尺寸要求的结构表面（3）同一表面采用多种设计要求的结构（4）表面有严格几何关系

60、要求的表面通用机床难加工质量难保证内容作为重点选择内容（ 4）表面有严格位置精度要求但普通机床无法一次加工完成（ 5）表面粗糙度要求严格的锥面、曲面、端面等通用机床加工效率低，可选择数控机床不宜采用数控加工的内容（ 1 ）（ 1）需较长时间占机调整加工的加工内容（ 2）（ 2）不能一次装夹加工完成的其它零星部位4.3.2、对零件进行数控加工工艺分析（ 15 分钟）结构工艺性分析（ 4） 零件结构的工艺性以右图为例讲解5）（ 5）零件结构工艺性分析的主要内容a）审查与分析零件图纸中尺寸标注方法是否适合数控加工b）审查与分析图纸中几何元素的条件是否充分，正确c）审查与分析数控车加工零件的结构合理性