华科大数控技术数控加工技术课件

数控加工技术1数控工艺特点1.1数控工艺比较详细数控加工工艺内容与普通机加工大致相同但非常完整，因为数控是高度自动化的过程。如普通机加工只需指明工步即可，但数控加工必须指明所用刀具、切削速度、进给速度，开动润滑否等等。

原来靠机床操作工凭经验的加工参数现在必须由数控编程人员用数控指令表示出来。工艺工序刀具12/12/20221数控加工技术1数控工艺特点工艺工序刀具12/11/20221.2工序集中

现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐标、多工位的特点可以实现一次装夹完成多种加工甚至多个零件的加工，这样就造成了工序集中

1.3加工方法的特点在曲面加工中，传统的方法是钳工用砂轮磨，用样板检验修正（俗称靠模）（如舰艇的螺旋桨），数控靠多坐标轴联动，可以准确加工出理想的曲面。12/12/202221.2工序集中现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐标、2数控加工工序

数控指令中必须指明机床的运动过程，零件的工艺过程、刀具的种类、走刀速度和走刀路线，不能把设计与工艺分割1数控加工工艺设计的主要内容1.数控加工工艺内容的选择

对零件加工而言，并非全部加工工艺都要在数控机床上实现。因为数控机床的工时费较高，用普通机床加工毛坯、在数控机床上加工曲面才是比较合理的选择。12/12/202232数控加工工序数控指令中必须指明机床的运动过程，零件的工不适合数控加工的内容：（1）占机时间长的加工内容（100～1000元/H）（2）加工部位分散（数控坐标轴不够）（3）按样板而非公式加工的曲面轮廓适合数控加工的内容：（1）通用机床无法加工的内容（2）通用机床难于加工或加工质量不能保证的内容（3）用普通机床劳动强度较大的加工内容数控机床工艺性分析1）选择合适的对刀点及换刀点对刀点有时可以称为起刀点（数控程序的起点）对刀点与刀位点是有关系的（说法不同）12/12/20224不适合数控加工的内容：12/11/20224刀位点：端面铣刀的底部中心钻头的刀尖球头铣刀的球心车刀及镗刀的刀尖对刀原则：对刀方便，便于测量和简化编程（尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上）换刀点：对于多刀机床，（工作中一般要换刀）应在编程时考虑到换刀点的位置可能与工件或夹具产生干涉（换刀点在加工区域以外）2）审查和分析工艺基准的可靠性数控加工是一种定位（按坐标）加工，尤其工件需要两面加工时只能有一个工艺基准12/12/20225刀位点：端面铣刀的底部中心12/11/202253）选择合理的零件固定方式请记住：每一次重新固定工件都要花费大量的时间去对刀（装夹都会引起工件变形）。合理的选择定位基准和夹紧方式对于提高加工效率大有帮助。必要时要改进设计以增加定位的可靠性。如下图所示：改进前的结构改进后的结构增加凸台12/12/202263）选择合理的零件固定方式请记住：每一次重新固定工件都要3.数控加工工艺路线的设计（工序）数控加工一般穿插在零件加工的整个工艺中，注意与其它工艺相衔接。着重注意如下问题：工序的划分：（1）安装一次工件（2）以同一把刀具加工（3）加工部位不同（4）粗/精加工12/12/202273.数控加工工艺路线的设计（工序）数控加工一般穿插12/112数控加工工艺设计方法确定本工序的走刀路线，切削用量、工艺装备、定位夹紧方式-----这称为工艺设计1.确定走刀路线1）寻求最短走刀路线这种路线较好12/12/202282数控加工工艺设计方法确定本工序的走刀路线，切削用量2）最终轮廓应一次完成（不要急剧改变运动方向）刀具急剧改变运动方向会因刀具变形方向的改变而留下痕迹，故应注意走刀路线的选择。如下图所示（铣平面）（折线没有弧线好）不好的路线较好的路线最好的路线12/12/202292）最终轮廓应一次完成（不要急剧改变运动方向）刀具急剧改变运3）选择刀具的切入及切出方向为了保证工件轮廓的光滑，进刀与退刀（即切入与切出）应沿零件轮廓的切线方向以减少切削过程刀具速度的变化进而减轻刀痕。如图所示：12/12/2022103）选择刀具的切入及切出方向为了保证工件轮廓的光滑，进刀确定定位和夹紧方案定位与夹紧是非常耗时的工作，注意以下几点：（1）尽可能做到设计基准、工艺基准、编程计算基准的“三统一”。（2）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工（3）避免采用人工调整时间较长的装夹方案（4）工件刚度较大的地方才是较好的夹紧点!如图所示加个内套增加刚度不夹空心地对称挟持12/12/202211确定定位和夹紧方案定位与夹紧是非常耗时的工作，注意以下几点：3.确定刀具与工件的相对位置

（确认对刀点）对刀点是通过对刀来确定刀具与工件相对位置的基准点，可以设置在工件上，也能设置在夹具上。工件大致为圆形时，其对刀点往往与工件的坐标原点一致。立式车床12/12/2022123.确定刀具与工件的相对位置

（确认对刀点）对刀4.确定切削用量

与普通机床不同数控机床必须由编程人员规定切削用量。其原则是：保证刀具能加工一个完整的工件在零件的加工过程中最好不要换刀

用类比法确定切削用量，见下表：车削加工的切削速度表

被切材料轻切切深0.5～1.0进给量0.05～0.3/r中切切深1～4进给量0.2～0.5/r重切切深5～12进给量0.4～0.8/r10#100---250150---25080---22045#60---23070-22080---180以上是主轴的转速/ｍｉｎ12/12/2022134.确定切削用量与普通机床不同数控机床必须由编程人员规3填写数控加工技术文件数控编程任务书工件安装和原点设定卡数控技术文件数控加工工艺卡数控加工走刀路线图数控刀具卡即：把前面的内容用文字及表格记录下来12/12/2022143填写数控加工技术文件1.数控编程任务书工艺处数控编程任务书产品零件图号任务书编号零件名称使用数控设备主要工序说明及技术要求：收任务书的时间经手人：编制审核编程批准12/12/2022151.数控编程任务书工数控编程产品零件图号任务书编号零件名称使数控加工工件安装和原点设定卡

（简称装夹图或零件设定卡）数控加工工件安装及原点设定卡3T形螺栓2压板1镗铣夹具板12/12/202216数控加工工件安装和原点设定卡

（简称装夹图或零件设定卡）3.数控加工工序卡单位数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号工序简图车间使用设备工序员程序编号夹具名称夹具编号12/12/2022173.数控加工工序卡数控加工产品名称或代号零件名称零件4.数控走刀路线图数控走刀路线图零件号工序号工步号机床型号XK10程序起止0～100内容铣凸轮轮廓周边12/12/2022184.数控走刀路线图数控走刀路线图零件号工序号工步号机床型号X5.数控刀具卡零件图号JB30102-4数控刀具卡使用设备刀具名称镗刀Tc-30序号刀具编号刀具部件名规格1T013960拉钉M10X12391刀柄3394接杆50x10012/12/2022195.数控刀具卡零件图号JB30102-4数控刀具卡使用设备刀3数控机床用刀具的特点

3.1数控刀具必须有较长的使用寿命：（1）足够的强度及刚度（2）高的刀具耐用度（3）高的可靠度（4）较高的精度（5）可靠的断屑能力（6）可以快速更换刀具非回转型刀具回转型刀具组合刀具12/12/2022203数控机床用刀具的特点

3.1数控刀具必须有较长的回转型刀具主要由3部分组成（a）连接刀柄（b）接杆（c）复合刀具。

拉钉螺纹孔精度及光洁度很高12/12/202221回转型刀具主要由3部分组成（a）连接刀柄拉钉螺纹孔精度及光洁3.2数控加工刀具特点1）广泛采用可转位刀头（刀刃部分）刀刃钝了，换个方向又是新的12/12/2022223.2数控加工刀具特点1）广泛采用可转位刀头（刀刃部分）刀2）应用工具系统数控机床能进行多种加工，所用刀具也就很多种类，必须使刀具系列化、标准化和模块化------建立工具系统。1）车削类工具系统车刀刀柄可换位刀片12/12/2022232）应用工具系统数控机床能进行多种加工，所用刀具也就很多种类2）镗铣类工具系统

（1）整体式（2）模块式（1）（2）12/12/2022242）镗铣类工具系统

（1）整体式（2）模块模块式工具系统已成气候。我国已开发TMG系统。12/12/202225模块式工具系统已成气候。我国已开发TMG系统。12/11/23.3对刀具材料的基本要求

所谓刀具材料是指刀具切削部分的材料1.刀具材料的种类及其选用刀具材料应具备下列性能：（1）高硬度及高耐磨性（2）高强度及高韧性（3）良好的耐热性及传热性（4）良好的热加工及机加工性能常用刀具材料1）高速钢（62---67HRC2）硬质合金（78—82HRC，耐热）牌号：W18Cr4V(普通)牌号：YG8;YG6;YG3(K类)韧性好9W18Cr4V(高级)YT15;YT5;YT10(P类)耐磨好YW1;YW2(M类)综合素质好12/12/2022263.3对刀具材料的基本要求

所谓刀具材料是指刀具切削部分3.4数控刀具的选用

车床类刀具的选用简单，主要介绍旋转类刀具（铣镗类刀具）1.铣刀的种类及选择铣刀用来加工面、槽、键、斜面等。常用铣刀如下图所示：球铣刀立铣刀鼓形刀锥形刀面铣刀12/12/2022273.4数控刀具的选用

车床类刀具的选用简单，主要介绍旋转类刀孔加工刀具

孔加工或有2个步骤：钻孔-----扩孔1）钻孔主要用麻花钻2）扩孔的刀具较多（孔的直径＞20mm一般由扩孔完成）12/12/202228孔加工刀具

孔加工或有2个步骤：钻孔-----扩3）镗孔刀具镗孔刀具有单刃刀具及双刃刀具中心线半径12/12/2022293）镗孔刀具镗孔刀具有单刃刀具及双刃刀具中心线半径12/114）铰孔刀具铰孔能使孔的光洁度达到较高的程度（定位孔）通用铰刀图硬质合金单刃铰刀12/12/2022304）铰孔刀具铰孔能使孔的光洁度达到较高的程度（定位孔）12/4数控机床的使用与维修12/12/2022314数控机床的使用与维修12/11/20223112/12/20223212/11/202232数控加工技术1数控工艺特点1.1数控工艺比较详细数控加工工艺内容与普通机加工大致相同但非常完整，因为数控是高度自动化的过程。如普通机加工只需指明工步即可，但数控加工必须指明所用刀具、切削速度、进给速度，开动润滑否等等。

原来靠机床操作工凭经验的加工参数现在必须由数控编程人员用数控指令表示出来。工艺工序刀具12/12/202233数控加工技术1数控工艺特点工艺工序刀具12/11/20221.2工序集中

现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐标、多工位的特点可以实现一次装夹完成多种加工甚至多个零件的加工，这样就造成了工序集中

1.3加工方法的特点在曲面加工中，传统的方法是钳工用砂轮磨，用样板检验修正（俗称靠模）（如舰艇的螺旋桨），数控靠多坐标轴联动，可以准确加工出理想的曲面。12/12/2022341.2工序集中现代数控机床刚度大，刀库容量大及多坐标、2数控加工工序

数控指令中必须指明机床的运动过程，零件的工艺过程、刀具的种类、走刀速度和走刀路线，不能把设计与工艺分割1数控加工工艺设计的主要内容1.数控加工工艺内容的选择

对零件加工而言，并非全部加工工艺都要在数控机床上实现。因为数控机床的工时费较高，用普通机床加工毛坯、在数控机床上加工曲面才是比较合理的选择。12/12/2022352数控加工工序数控指令中必须指明机床的运动过程，零件的工不适合数控加工的内容：（1）占机时间长的加工内容（100～1000元/H）（2）加工部位分散（数控坐标轴不够）（3）按样板而非公式加工的曲面轮廓适合数控加工的内容：（1）通用机床无法加工的内容（2）通用机床难于加工或加工质量不能保证的内容（3）用普通机床劳动强度较大的加工内容数控机床工艺性分析1）选择合适的对刀点及换刀点对刀点有时可以称为起刀点（数控程序的起点）对刀点与刀位点是有关系的（说法不同）12/12/202236不适合数控加工的内容：12/11/20224刀位点：端面铣刀的底部中心钻头的刀尖球头铣刀的球心车刀及镗刀的刀尖对刀原则：对刀方便，便于测量和简化编程（尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上）换刀点：对于多刀机床，（工作中一般要换刀）应在编程时考虑到换刀点的位置可能与工件或夹具产生干涉（换刀点在加工区域以外）2）审查和分析工艺基准的可靠性数控加工是一种定位（按坐标）加工，尤其工件需要两面加工时只能有一个工艺基准12/12/202237刀位点：端面铣刀的底部中心12/11/202253）选择合理的零件固定方式请记住：每一次重新固定工件都要花费大量的时间去对刀（装夹都会引起工件变形）。合理的选择定位基准和夹紧方式对于提高加工效率大有帮助。必要时要改进设计以增加定位的可靠性。如下图所示：改进前的结构改进后的结构增加凸台12/12/2022383）选择合理的零件固定方式请记住：每一次重新固定工件都要3.数控加工工艺路线的设计（工序）数控加工一般穿插在零件加工的整个工艺中，注意与其它工艺相衔接。着重注意如下问题：工序的划分：（1）安装一次工件（2）以同一把刀具加工（3）加工部位不同（4）粗/精加工12/12/2022393.数控加工工艺路线的设计（工序）数控加工一般穿插12/112数控加工工艺设计方法确定本工序的走刀路线，切削用量、工艺装备、定位夹紧方式-----这称为工艺设计1.确定走刀路线1）寻求最短走刀路线这种路线较好12/12/2022402数控加工工艺设计方法确定本工序的走刀路线，切削用量2）最终轮廓应一次完成（不要急剧改变运动方向）刀具急剧改变运动方向会因刀具变形方向的改变而留下痕迹，故应注意走刀路线的选择。如下图所示（铣平面）（折线没有弧线好）不好的路线较好的路线最好的路线12/12/2022412）最终轮廓应一次完成（不要急剧改变运动方向）刀具急剧改变运3）选择刀具的切入及切出方向为了保证工件轮廓的光滑，进刀与退刀（即切入与切出）应沿零件轮廓的切线方向以减少切削过程刀具速度的变化进而减轻刀痕。如图所示：12/12/2022423）选择刀具的切入及切出方向为了保证工件轮廓的光滑，进刀确定定位和夹紧方案定位与夹紧是非常耗时的工作，注意以下几点：（1）尽可能做到设计基准、工艺基准、编程计算基准的“三统一”。（2）尽可能做到工序集中，最好一次装夹完成全部加工（3）避免采用人工调整时间较长的装夹方案（4）工件刚度较大的地方才是较好的夹紧点!如图所示加个内套增加刚度不夹空心地对称挟持12/12/202243确定定位和夹紧方案定位与夹紧是非常耗时的工作，注意以下几点：3.确定刀具与工件的相对位置

（确认对刀点）对刀点是通过对刀来确定刀具与工件相对位置的基准点，可以设置在工件上，也能设置在夹具上。工件大致为圆形时，其对刀点往往与工件的坐标原点一致。立式车床12/12/2022443.确定刀具与工件的相对位置

（确认对刀点）对刀4.确定切削用量

与普通机床不同数控机床必须由编程人员规定切削用量。其原则是：保证刀具能加工一个完整的工件在零件的加工过程中最好不要换刀

用类比法确定切削用量，见下表：车削加工的切削速度表

被切材料轻切切深0.5～1.0进给量0.05～0.3/r中切切深1～4进给量0.2～0.5/r重切切深5～12进给量0.4～0.8/r10#100---250150---25080---22045#60---23070-22080---180以上是主轴的转速/ｍｉｎ12/12/2022454.确定切削用量与普通机床不同数控机床必须由编程人员规3填写数控加工技术文件数控编程任务书工件安装和原点设定卡数控技术文件数控加工工艺卡数控加工走刀路线图数控刀具卡即：把前面的内容用文字及表格记录下来12/12/2022463填写数控加工技术文件1.数控编程任务书工艺处数控编程任务书产品零件图号任务书编号零件名称使用数控设备主要工序说明及技术要求：收任务书的时间经手人：编制审核编程批准12/12/2022471.数控编程任务书工数控编程产品零件图号任务书编号零件名称使数控加工工件安装和原点设定卡

（简称装夹图或零件设定卡）数控加工工件安装及原点设定卡3T形螺栓2压板1镗铣夹具板12/12/202248数控加工工件安装和原点设定卡

（简称装夹图或零件设定卡）3.数控加工工序卡单位数控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号工序简图车间使用设备工序员程序编号夹具名称夹具编号12/12/2022493.数控加工工序卡数控加工产品名称或代号零件名称零件4.数控走刀路线图数控走刀路线图零件号工序号工步号机床型号XK10程序起止0～100内容铣凸轮轮廓周边12/12/2022504.数控走刀路线图数控走刀路线图零件号工序号工步号机床型号X5.数控刀具卡零件图号JB30102-4数控刀具卡使用设备刀具名称镗刀Tc-30序号刀具编号刀具部件名规格1T013960拉钉M10X12391刀柄3394接杆50x10012/12/2022515.数控刀具卡零件图号JB30102-4数控刀具卡使用设备刀3数控机床用刀具的特点

3.1数控刀具必须有较长的使用寿命：（1）足够的强度及刚度（2）高的刀具耐用度（3）高的可靠度（4）较高的精度（5）可靠的断屑能力（6）可以快速更换刀具非回转型刀具回转型刀具组合刀具12/12/2022523数控机床用刀具的特点

3.1数控刀具必须有较长的回转型刀具主要由3部分组成（a）连接刀柄（b）接杆（c）复合刀具。

拉钉螺纹孔精度及光洁度很高12/12/202253回转型刀具主要由3部分组成（a）连接刀柄拉钉螺纹孔精度及光洁3.2数控加工刀具特点1）广泛采用可转位刀头（刀刃部分）刀刃钝了，换个方向又是新的12/12/2022543.2数控加工刀具特点1）广泛采用可转位刀头（刀刃部分）刀2）应用工具系统数控机床能进行多种加工，所用刀具也就很多种类，必须使刀具系列化、标准化和模块化------建立工具系统。1）车削类工具系统车刀刀柄可换位刀片12/12/2022552）应用工具系统数控机床能进行多种加工，所用刀具也就很多种类2）镗铣类工具系统

（1）整体式（2）模块式（1）（2）12/12/2022562）镗铣类工具系