数控加工工艺完结

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§2.1数控加工工艺概述§2.2数控加工工艺分析与工艺设计§2.3数控加工系统的工艺装备§2.4数控加工工艺文件的编制第2章数控加工工艺基础通过本章的学习了解数控铣床主要加工对象，掌握数控铣床分类和结构，数控铣床夹具的确定，数控铣床的对刀，学会数控铣床的工艺编制和固定循环编程等。学习目的

本章的学习重点是数控铣床的分类和结构、工艺编制和编程编制，了解分类和结构的发展概况。重点第2章数控加工工艺基础32.1.1数控加工的概念

2.1.2数控加工的过程

2.1.3数控加工的原理

2.1.4数控加工工艺的概念

§2.1数控加工工艺概述

42.1.1数控加工的概念

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统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。§2.1数控加工工艺概述

52.1.2数控加工的过程制定工艺阅读零件工艺分析数控编程程序传输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制形式和数控机床，许多传统加工过程中的人工操作被计算机和数控系统的自动控制所取代。

§2.1数控加工工艺概述

6伺驱动机床零点2.1.3数控加工的原理

§2.1数控加工工艺概述

服72.1.4数控加工工艺的概念

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，应用于整个数控加工工艺过程。1.数控加工工艺过程

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，使其成为成品或半成品的过程。§2.1数控加工工艺概述

82.数控加工工艺设计的主要内容选择并确定进行数控加工的内容

数控加工的工艺分析

零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定

制定数控加工工艺方案确定工步和进给路线选择数控机床的类型

选择和设计刀具、夹具与量具确定切削参数编写、校验和修改加工程序首件试加工与现场问题处理

数控加工工艺技术文件的定型与归档

§2.1数控加工工艺概述

9(1)数控加工工艺内容要求更加具体、详细普通加工工艺

工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，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，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切削加工步骤，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。3.数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点

§2.1数控加工工艺概述

10(2)数控加工工艺要求更严密、精确普通加工工艺数控加工工艺

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。

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。§2.1数控加工工艺概述

11(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；(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；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。①工序集中②刀具与夹具、工件的干涉问题§2.1数控加工工艺概述

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计2.2.1数控加工工艺规程设计2.2.2数控车削加工工艺2.2.3数控铣削加工工艺2.2.4加工中心加工工艺13

2.2.1数控加工工艺规程设计

1.数控加工工艺设计的主要内容

2.数控加工工序设计

3.数控加工工艺技术文件及填写

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计14(1)数控加工工艺内容的选择

①适于数控加工的内容：

a.通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；

b.通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；

c.通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。1.数控加工工艺设计的主要内容

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计15

②不适于数控加工的内容：

a.占机调整时间长。

b.加工部位分散，需要多次安装、设置原点。

c.按某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓。

此外，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计16(２)数控加工工艺性分析

被加工零件的数控加工工艺性问题涉及面很广，下面结合编程的可能性和方便性提出一些必须分析和审查的主要内容。

①尺寸标注应符合数控加工的特点②几何要素的条件应完整、准确③定位基准可靠④统一几何类型及尺寸§2.2数控加工工艺分析与工艺设计17(３)数控加工工艺路线的设计

数控加工工艺路线设计往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因而要与其它加工工艺衔接好，常见工艺流程如图。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计18数控加工工艺路线设计应注意以下几个问题：①工序的划分

数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：

a.以一次安装、加工作为一道工序。

b.以粗、精加工划分工序。

c.以加工部位划分工序。

d.以同一把刀具加工的内容划分工序。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计19②顺序的安排

顺序安排一般应按以下原则进行：

a.上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑；

b.先进行内腔加工，后进行外形加工；

c.以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计20③数控加工工艺与普通工序的衔接

数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计212.数控加工工序设计

在选择了数控加工工艺内容和确定了零件加工路线后，即可进行数控加工工序的设计。

工序设计内容：

确定走刀路线和安排加工顺序

确定定位和夹紧方案

确定刀具与工件的相对位置

确定切削用量§2.2数控加工工艺分析与工艺设计22

(1)确定走刀路线和安排加工顺序

走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点：

①寻求最短加工路线c)路线2b)路线1a)零件图样§2.2数控加工工艺分析与工艺设计23②最终轮廓一次走刀完成

a)路线1b)路线2

c)路线3

为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计24③选择切入切出方向

刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上；应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停以免留下刀痕。④选择使工件在加工后变形小的路线

对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计25（2)确定定位和夹紧方案在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：①尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一；②尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面；③避免采用占机人工调整时间长的装夹方案；④夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计26

夹紧力作用点与夹紧变形的关系：

a)薄壁套b)改进方法2

c)改进方法2

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计27(3)确定刀具与工件的相对位置对刀点：是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。

对刀点往往就选择在零件的加工原点。对刀点的选择原则如下：①所选的对刀点应使程序编制简单；②对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置；③对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置；④对刀点的选择应有利于提高加工精度。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计28

例如，加工图示零件时，当按照图示路线来编制数控加工程序时，选择夹具定位元件圆柱销的中心线与定位平面A的交点作为加工的对刀点。显然，这里的对刀点也恰好是加工原点。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计29

在使用对刀点确定加工原点时，就需要进行“对刀”。所谓对刀是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。

“刀位点”是指刀具的定位基准点。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计30(4)确定切削用量

编程人员在确定切削用量时，要根据被加工工件材料、硬度、切削状态、刀具耐用度，先确定背吃刀量、进给量，最后选择合适的切削速度。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计2.2.2数控车削加工工艺1.数控车削的基本特征与加工范围2.数控车床的主要加工对象3.数控车削工件的装夹4.数控车削的对刀5.数控车削的工艺分析§2.2数控加工工艺分析与工艺设计32车外圆车端面钻孔车内孔切槽切断车锥面车型面车螺纹加工范围1.数控车削的基本特征与加工范围§2.2数控加工工艺分析与工艺设计33

数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，其加工范围较普通车削广，不仅可以进行车削还可以铣削，具体见后基本特征

数控车削时，工件做回转运动，刀具做直线或曲线运动，刀尖相对工件运动的同时，切除一定的工件材料从而形成相应的工件表面。其中，工件的回转运动为切削主运动，刀具的直线或曲线运动为进给运动。两者共同组成切削成形运动加工范围§2.2数控加工工艺分析与工艺设计342.数控车床的主要加工对象

数控车削加工是数控加工中用得最多的加工方法之一，由于数控车床具有精度高、能做直线和圆弧插补以及在加工过程中能自动变速的特点，其工艺范围较普通机床宽得多。数控车床适合于车削具有以下要求和特点的回转类零件。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计35高精度的机床主轴高速电机主轴（1）精度要求高的回转体零件§2.2数控加工工艺分析与工艺设计车削视频实例36非标丝杠（2）带特殊螺纹的回转体零件§2.2数控加工工艺分析与工艺设计37（3）表面形状复杂的回转体零件凸轮轴曲轴§2.2数控加工工艺分析与工艺设计38钢制联接零件高压技术阀门壳体零件石油工业（4）其他形状复杂的零件§2.2数控加工工艺分析与工艺设计39隔套精密加工业联接套航天工业（4）其他形状复杂的零件§2.2数控加工工艺分析与工艺设计40三爪自定心卡盘装夹两顶尖之间装夹双三爪定心卡盘装夹卡盘和顶尖装夹常用装夹方式3.数控车削工件的装夹通用夹具装夹§2.2数控加工工艺分析与工艺设计41

找正：找正装夹时必须将工件的加工表面回转轴线（同时也是工件坐标系Z轴）找正到与车床主轴回转中心重合。一般为打表找正。通过调整卡爪，使工件坐标系Z轴与车床主轴的回转中心重合采用找正的方法§2.2数控加工工艺分析与工艺设计42

也可以改变夹紧力的作用点，采用轴向夹紧的方式。

薄壁零件容易变形，普通三爪卡盘受力点少，采用开缝套筒或扇形软卡爪，可使工件均匀受力，减小变形。薄壁零件的装夹§2.2数控加工工艺分析与工艺设计434.数控车削的对刀对刀是确定工件在机床上的位置，也即是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现直接用刀具试切对刀自动对刀机外对刀仪对刀常用对刀方式对刀实例§2.2数控加工工艺分析与工艺设计44(1)分析零件图样5.数控车削的工艺分析①

分析零件的几何要素：首先从零件图的分析中,了解工件的外形、结构,工件上须加工的部位,及其形状、尺寸精度、和表面粗糙度；了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度；了解工件材料及其它技术要求。从中找出工件经加工后，必须达到的主要加工尺寸和重要位置尺寸精度。

②分析了解工件的工艺基准：包括其外形尺寸、在工件上的位置、结构及其他部位的相对关系等。对于复杂工件或较难辨工艺基准的零件图，尚需详细分析有关装配图，了解该零件的装配使用要求，找准工件的工艺基准。③了解工件的加工数量：不同的加工数量所采用的工艺方案也不同。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计45(2)研究制定工艺方案

研究制定工艺方案的前提是：熟悉本厂机床设备条件，把加工任务指定给最适宜的工种，尽可能发挥机床的加工特长与使用效率。并按照分析上述零件图所了解的加工要求，合理安排加工顺序。

①安排加工顺序的一般方法

a,安排工件上基准部位的辅助加工及其他准备工序。

b,安排工件工艺基准面的加工工序。②根据工件的加工批量大小，确定加工工序的集中与分散。

③充分估计加工中会出现的问题，有针对性地予以解决。例如：对于薄壁工件要解决装夹变形和车削震动的问题。对有角度位置的工件要解决角度定位问题。对于偏心工件要解决偏心夹具或装夹问题§2.2数控加工工艺分析与工艺设计46(3)编制加工程序①零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定②根据工艺方案中工步内容及顺序的要求，逐项创建刀具路径并生成程序③程序校验§2.2数控加工工艺分析与工艺设计47确定走刀路线的一般原则是：保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间；方便数值计算，减少编程工作量；尽量减少程序段数(4)走刀路线的确定§2.2数控加工工艺分析与工艺设计48数控车削的工艺分析走刀路线的确定车圆锥的加工路线分析

数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，车圆锥的加工路线如图所示。按图a中的阶梯切削路线，二刀粗车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀距S要作精确的计算，可有相似三角形得：D-d2L＝D-d2S-apD-d2L（＝D-d2S-ap）

此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计49车圆锥的加工路线分析(4)走刀路线的确定

按图b的相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距S，同样由相似三角形可计算得出。按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。

按图c的斜线加工路线，只需确定每次背吃刀量ap，而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计50(4)走刀路线的确定车圆弧的加工路线分析

应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。

右图为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计51(4）走刀路线的确定车圆弧的加工路线分析

右图为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量aP后，对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图b加工时，空行程时间较长。

右图为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。确定方法如图所示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计52车圆弧的加工路线分析

螺球柱端面加工、外轮廓粗加工外轮廓粗、精加工§2.2数控加工工艺分析与工艺设计(4）走刀路线的确定53数控车削的工艺分析（5）切削用量的确定进给量切削速度(V)背吃刀量ap§2.2数控加工工艺分析与工艺设计54V=π

XDXn

1000(m/min)式中：D工件切削部分的最大直径（mm)n主轴每分钟转数min-1。切削速度：(例题)

主轴转速2000min-1、车削直径Ø50，求此时的切削速度？答：

π=3.14、D=125、n=2000代入公式V=(π×D×n)÷1000=(3.14×50×2000)÷1000

=314(m/min)

切削速度为314m/min§2.2数控加工工艺分析与工艺设计55进给量的确定每转进给量(fr)、每分进给量(Vf)

式中：Vf：每分钟进给量(mm/min)

n：主轴转速(min-1)

fr：每转进给量(mm/r)

Vf=nxfr(mm/min)(例题)

主轴转速2000min-1、每分进给速度100mm/min，求此时每转进给量？(例题)

每转进给量0.1mm/r，主轴转速1600min-1,求每分进给速度?答：

Vf=n×fr=0.1×1600=160mm/min，

求出每分进给速度为160mm/min。答：

fr=Vf÷n=100÷2000=0.05mm/r

求出每转进给量为0.05mm/r§2.2数控加工工艺分析与工艺设计56孔加工的计算式

vc(m/min)：切削速度

π(3.14)：圆周率

D1(mm)：钻头直径

n(min-1)：主軸转速

vf(mm/min)：主轴（Z轴）进给速度

fr(mm/rev)：每转进给量

n(min-1)：主轴转速

(例题)

主轴转速1350min-1、钻头直径Ø12，求切削速度。(答)

代入公式

vf=fr×n=0.2×1350=270mm/min

由此得出主轴每分钟进给量为270mm/min。主轴每分钟进给量(vf)

切削速度(vc)

(例题)

主轴转速1350min-1、钻头直径Ø12，求切削速度。(答)

将π=3.14D1=12n=1350代入公式

vc=π×D1×n÷1000=3.14×12×1350=50.9m/min

据此，得出切削速度为50.9m/min。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计57径向切入法侧向切入法

一般的螺纹切削；加工螺纹螺距4以下。

用于工件刚性低易振动的场合；用于切削不锈钢等难加工材料；加工螺纹螺距4以上。（6）螺纹切削方式§2.2数控加工工艺分析与工艺设计58外螺纹右螺纹左螺纹右手刀柄左手刀柄

螺纹加工方法§2.2数控加工工艺分析与工艺设计59内螺纹右螺纹左螺纹右手刀柄左手刀柄

螺纹加工方法§2.2数控加工工艺分析与工艺设计601.轴类零件的数控车削工艺典型数控车削零件的工艺分析

图示是模具芯轴的零件简图。零件的径向尺寸公差为±0.01mm，角度公差为±0.1°，材料为45钢。毛坯尺寸为φ66mm×100mm，批量

30件。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计612.轴类零件的数控车削工艺

经过分析可制定加工方案如下：

工序1：

用三爪卡盘夹紧工件一端，加工φ64×38柱面并调头打中心孔。

工序2：用三爪卡盘夹紧工件φ64一端，另一端用顶尖顶住。加工φ64×62柱面，如图所示。

工序3：

①钻螺纹底孔；②精车φ20表面，加工14°锥面及背端面；③攻螺纹，如图所示。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计62

工序4加工SR19.4圆弧面、φ26圆柱面、角15°锥面和角15°倒锥面，装夹方式如图所示。工序4的加工过程如下：l）先用复合循环若干次一层层加工，逐渐靠近由E—F—C—H—I等基点组成的回转面。后两次循环的走刀路线都与B—C一D—E—F—C—H—I—B相似。完成粗加工后，精加工的走刀路线是B—C—D—E—F—G—H—I一B，如图所示。2）再加工出最后一个15°的倒锥面，如图所示。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计633.轴套类零件数控车削加工工艺

(1)零件图工艺分析该零件为轴承套。表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。通过上述分析，采取以下工艺措施：§2.2数控加工工艺分析与工艺设计①零件图样上带公差的尺寸，因公差值较小，故编程时不必取其平均值，而取基本尺寸即可。②左、右端面均为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将左、右端面车出来。64

(2)确定装夹方案：

内孔加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧。加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计65

(3)确定加工顺序及走刀路线：

加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。由于该零件为单件小批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计66

(4)刀具选择：

将所选定的刀具参数填入表轴承套数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。产品名称或代号

零件名称

轴承套

零件图号

Lathe-01

序号刀具号刀具规格名称

数量

加工表面

刀尖半径mm

备注1T0145°硬质合金端面车刀

1车端面

0.5

25×252T02φ5中心钻

1钻φ5mm中心孔

3T03φ26mm钻头

1钻底孔

4T04镗刀

1镗内孔各表面

0.4

20×205T0593°右手偏刀

1自右至左车外表面

0.2

25×25

6T0693°左手偏刀

1自左至右车外表面

7T0760°外螺纹车刀

1车M45螺纹

轴承套数控加工刀具卡片

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计67(5)切削用量选择：根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，计算结果填入表6-8工序卡中。背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.l~0.4mm较为合适。

(6)数控加工工艺卡片拟订：将前面分析的各项内容综合成如表所示的数控加工工艺卡片。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计68活塞数控车加工工艺分析端面和外轮廓粗车——端面和外轮廓精车钻中心孔——端面和内轮廓粗车——端面和内轮廓精车外轮廓精车——切槽发动机活塞§2.2数控加工工艺分析与工艺设计692.2.3数控铣削加工工艺§2.2数控加工工艺分析与工艺设计

1.数控铣床的坐标系统2.数控铣削加工工艺制定701.数控铣床的坐标系统机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点也称为机床原点或机床零点。在机床经过设计制造和调整后这个原点便被确定下来，它是固定的点。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计71迪卡尔原理

数控机床采用的是笛卡尔的直角三坐标系统，X、Y、Z三轴之间的关系遵循右手定则。如右图所示，右手三指尽量互成直角，拇指指向X轴正方向，食指指向Y轴正方向，中指指向Z轴正方向。ZYX遵循右手笛卡尔直角坐标系原则§2.2数控加工工艺分析与工艺设计72立式铣床的坐标系统

立式升降台铣床的坐标方向为：Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计73

卧式升降台铣床的坐标方向为：Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上。

卧式铣床的坐标系统§2.2数控加工工艺分析与工艺设计74

数控装置通电后通常要进行回参考点操作，以建立机床坐标系。参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数来指定机床参考点到机床零点的距离。机床回到了参考点位置也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计752.数控铣削加工工艺分析

数控铣削加工的工艺性分析是编程前的重要工艺准备工作之一，关系到机械加工的效果和成败，不容忽视。由于数控机床是按照程序来工作的，因此对零件加工中所有的要求都要体现在加工中，如加工顺序、加工路线、切削用量、加工余量、刀具的尺寸及是否需要切削液等都要预先确定好并编入程序中。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计76（1）选择并确定进行数控加工的内容

数控加工内容的选择:工件上的曲线轮廓

已给出数学模型的空间曲面形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位通用机床加工时难以测量和控制进给的内外凹槽以尺寸协调的高精度孔或面能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状

采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计77立式数控铣床

卧式数控铣床

适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型腔等。适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。多坐标联动的卧式加工中心用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计78零件结构工艺性分析的主要内容：审查与分析零件图纸中尺寸标注方法是否适合数控加工；审查与分析图纸中几何元素的条件是否充分、正确；审查与分析数控加工零件的结构合理性；§2.2数控加工工艺分析与工艺设计79预防零件变形措施：

对于大面积的薄板零件，改进装夹方式，采用合适的加工顺序和刀具采用适当的热处理方法粗、精加工分开及对称去除余量等措施来减小或消除变形的影响§2.2数控加工工艺分析与工艺设计80提高工艺性的措施：减少薄壁零件或薄板零件尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸保证基准统一原则§2.2数控加工工艺分析与工艺设计81（2）零件图形的数学处理编程尺寸确定的步骤：基本尺寸换算成平均尺寸保持原重要的几何关系不变并修改一般尺寸计算未知结点坐标尺寸编程尺寸的最后形成

数控加工的数值计算是程序编制中一个关键的环节。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计82（3）工序的划分

在数控机床上特别是在加工中心上加工零件，工序十分集中，许多零件只需在一次装卡中就能完成全部工序。

但是零件的粗加工，特别是铸、锻毛坯零件的基准平面、定位面等的加工应在普通机床上完成之后，再装卡到数控机床上进行加工。这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用成本。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计83导轨粗基准的加工以加工后的床脚为基准加工导轨面以导轨面为粗基准加工床脚§2.2数控加工工艺分析与工艺设计84数控铣削加工工序的划分刀具集中分序法

粗、精加工分序法

按加工部位分序法

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计85刀具集中分序法

即按所用刀具划分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它们可以完成的其它部位。

特点：

这种分序法可以减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计86粗精加工分序法

这种分序法是根据零件的形状、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分开的原则进行分序。对单个零件或一批零件先进行粗加工、半精加工，而后精加工。注意：粗精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计87按加工部位分序法即先加工平面、定位面，再加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度比较低的部位，再加工精度要求较高的部位。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计88

零件材料变形小，加工余量均匀，可以采用刀具集中分序法，以减少换刀时间和定位误差；例如：

若零件材料变形较大，加工余量不均匀，且精度要求较高，则应采用粗精加工分序法。

总之，在数控机床上加工零件，其加工工序的划分要视加工零件的具体情况具体分析,许多工序的安排是综合了上述各分序方法的。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计89

对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。

对刀点

指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。

（4）确定对刀点与换刀点§2.2数控加工工艺分析与工艺设计90刀具与工件原点Z轴方向之距离刀具与工件原点X轴方向之距离刀具与工件原点Y轴方向之距离§2.2数控加工工艺分析与工艺设计91对刀点的选择原则便于用数字处理和简化程序编制在机床上找正容易，加工中便于检查引起的加工误差小§2.2数控加工工艺分析与工艺设计92对刀点与加工原点重合70铣削加工零件§2.2数控加工工艺分析与工艺设计93对刀点与加工原点重合对刀点在几何对称中心§2.2数控加工工艺分析与工艺设计94对刀点在加工过程中便于检查对刀点ק2.2数控加工工艺分析与工艺设计95对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。

对于以孔定位的零件，可以取孔的中心作为对刀点。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计96对刀时应使对刀点与刀位点重合。

刀位点是指确定刀具位置的基准点如：

平头立铣刀的刀位点一般为端面中心；球头铣刀的刀位点取为球心；钻头为钻尖。

应根据工序内容来作安排，为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往设在距离零件较远的地方。换刀点§2.2数控加工工艺分析与工艺设计97

走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被加工件的的运动轨迹和方向。走刀路线的确定非常重要，因为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。

（5）选择走刀路线§2.2数控加工工艺分析与工艺设计98①确定走刀路线的一般原则

保证零件的加工精度和表面粗糙度

方便数值计算，减少编程工作量

缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间

尽量减少程序段数

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计99切入切出点切入点。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计100②切入点选择原则：粗加工选择曲面内的最高角点作为切入点。精加工选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为切入点。总之避免铣刀当钻头使用，否则因受力大而损坏。③切出点选择原则：能连续完整的加工曲面。非加工时间短。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计101切入点的选择。。。ABC应尽量避免在连续几何图素的中间切入×虽然是两几何图素的交点，但在这里刀具沿切线方向切出后将影响已加工表面精度可沿图形轮廓切向切入切出，且保证轮廓封闭×√§2.2数控加工工艺分析与工艺设计102④切入切出路径

在铣削轮廓表面时一般采用立铣刀侧面刃口进行切削，由于主轴系统和刀具的刚度变化，当沿法向切入工件时，会在切入处产生刀痕，所以应尽量避免沿法向切入工件。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计103铣削外圆的切入切出路径铣削外轮廓的切入切出路径§2.2数控加工工艺分析与工艺设计104

当铣切内表面轮廓形状时，也应该尽量遵循从切向切入的方法，但此时切入无法外延，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线。当实在无法沿零件曲线的切向切入、切出时，铣刀只有沿法线方向切入和切出，在这种情况下，切入切出点应选在零件轮廓两几何要素的交点上，而且进给过程中要避免停顿。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计105铣削内圆的切入切出路径铣削内轮廓的切入切出路径从尖点切入铣削内轮廓§2.2数控加工工艺分析与工艺设计106以角点作为切入切出点铣削内轮廓的切入切出路径§2.2数控加工工艺分析与工艺设计107容易产生过切现象铣削内轮廓的切入切出路径§2.2数控加工工艺分析与工艺设计108走圆弧线切入从直线中间切入铣削内轮廓的切入切出路径§2.2数控加工工艺分析与工艺设计109

当实在无法沿零件曲线的切向切入、切出时，铣刀只有沿法线方向切入和切出，在这种情况下，切入切出点应尽量选在零件轮廓两几何要素的交点上，而且进给过程中要避免停顿。

为了消除由于系统刚度变化引起进退刀时的痕迹，可采用多次走刀的方法，减小最后精铣时的余量，以减小切削力。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计110（6）避免引入反向误差

数控机床在反向运动时会出现反向间隙，如果在走刀路线中将反向间隙带入，就会影响刀具的定位精度，增加工件的定位误差。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计111避免反向误差的加工路线存在反向误差的加工路线§2.2数控加工工艺分析与工艺设计112（7）刀具补偿的设置

在切入工件前应该已经完成刀具半径补偿，而不能在切入工件时同时进行刀具补偿，这样会产生过切现象。为此，应在切入工件前的切向延长线上另找一点，作为完成刀具半径补偿点.

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计113刀具补偿的设置切入工件同时补偿切入工件前补偿§2.2数控加工工艺分析与工艺设计114（8）顺铣和逆铣加工切削加工方式

顺铣

逆铣

在铣削加工中，铣刀的走刀方向与在切削点的切削分力方向相同在铣削加工中，铣刀的走刀方向与在切削点的切削分力方向相反§2.2数控加工工艺分析与工艺设计115§2.2数控加工工艺分析与工艺设计116

为保证螺距的准确，应避免在进给机构的加速和减速过程中切削，所以应有引入距离和超越距离。（9）车螺纹的引入和超越距离引入距离超越距离§2.2数控加工工艺分析与工艺设计117（10）避免刀具干涉

在连续切削的数控机床上，多数是使用立铣刀且几乎都是用侧刃进行切削，往往会产生刀具的干涉现象。

为了避免刀具的干涉，一般采用小直径的铣刀来加工，但在加工时则受力变形而产生的刀具弯斜量直接影响加工精度§2.2数控加工工艺分析与工艺设计118

虽然可把刀具的倒锥磨好以减轻刀具的弯斜量，但也不能最好地解决问题，特别在加工三维曲面更明显出现加工干涉区或加工盲区。

就加工的可能性而言，在不出现加工干涉区或加工盲区时，复杂曲面一般可以采用球头铣刀进行三坐标联动加工；如果工件还存在加工干涉区或加工盲区，就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的机床来加工了。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计119立铣刀工件弯斜量曲面工件立铣刀干涉区·立铣刀工件加工盲区··abc刀具干涉实例§2.2数控加工工艺分析与工艺设计120（11）数控铣削加工工艺参数的确定步长

逼近误差

行距

切削速度

主轴转速

数控加工工艺参数§2.2数控加工工艺分析与工艺设计121①两坐标数控铣削加工刀具轨迹生成外形轮廓

封闭轮廓中的区域和岛

二维型腔

孔

二维字符

两坐标加工的对象

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计122二维型腔的加工§2.2数控加工工艺分析与工艺设计123二维型腔的切削方式

行切法

环切法

以一定角度方向进行平行走刀加工

走刀轨迹是沿型腔边界走环形等距线

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计124行切加工方式环切加工方式§2.2数控加工工艺分析与工艺设计125曲面区域加工

曲面型腔加工

多曲面连续加工

曲面间过渡区域加工

裁减曲面加工

主要加工对象

②多坐标数控铣削加工刀具轨迹生成§2.2数控加工工艺分析与工艺设计126直纹面的加工刀具轨迹§2.2数控加工工艺分析与工艺设计127参数线法

截平面法

回转截面法

投影法

常用的刀具轨迹生成方法§2.2数控加工工艺分析与工艺设计128③参数线法加工

参数线法的基本思想是：任何一个曲面都可以写成参数方程[x,y,z]=[fx(u,v),fy(u,v),fz(u,v)]的形式。当u或v中某一个为常数时，形成空间的一条曲线。

参数线法计算简单，速度快，是曲面数控加工编程系统主要采用的方法，但当加工曲面的参数线不均匀时会造成刀具轨迹也不均匀，加工效率不高。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计129④截面法加工

截面法加工的基本思想是：采用一组截面（可以是平面、也可以是回转柱面）去截取加工表面，截出一系列交线，将来刀具与加工表面的切触点就沿着这些交线运动，通过一定方法将这些交线连接在一起，就形成最终的刀具轨迹。

截面法主要适用于曲面参数线分布不太均匀及由多个曲面形成的组合曲面的加工。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计130§2.2数控加工工艺分析与工艺设计131⑤投影法加工

投影法的基本思路是将一组事先定义好的曲线（也称导动曲线）或轨迹投影到曲面上，然后将投影曲线作为刀触点轨迹，从而生成曲面的加工轨迹。

投影法常用来处理其它方法难以获得满意效果的组合曲面和曲面型腔的加工。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计132§2.2数控加工工艺分析与工艺设计133§2.2数控加工工艺分析与工艺设计134

对于很多复杂曲面零件及模具而言，刀具轨迹计算完成后，都需要对刀具轨迹进行编辑与修改。这是因为：在零件模型的构造过程中，往往处于某种考虑对待加工表面及约束面进行延伸并构造辅助面，从而使生成的刀具轨迹超出加工表面范围需要进行裁剪和编辑；由于生成的曲面不光滑，使刀位点出现异常，需对刀位点进行修改；采用的走刀方式经检验不合理，需改变走刀方式等等，都需进行刀具轨迹的编辑。

（12）刀具轨迹编辑§2.2数控加工工艺分析与工艺设计135

刀位轨迹编辑一般包括刀位点、切削段、切削行、切削块的删除、拷贝、粘贴、插入、移动、延伸、修剪、几何变换，刀位点的匀化，走刀方式变化时刀具轨迹的重新编排以及刀具轨迹的加载与存储等。刀具轨迹的平移§2.2数控加工工艺分析与工艺设计136刀具轨迹的缩放刀具轨迹的旋转§2.2数控加工工艺分析与工艺设计137（13）典型零件的数控加工工艺

毛坯为120㎜×60㎜×10㎜板材，5㎜深的外轮廓已粗加工过，周边留2㎜余量，要求加工出如图所示的外轮廓及φ20㎜的孔。工件材料为铝。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计138确定工艺方案及加工路线

以底面为定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上工步顺序钻孔φ20㎜按O’ABCDEFG线路铣削轮廓。选择机床设备

根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用华中Ⅰ型（ZJK7532A型）数控钻铣床。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计139选择刀具

采用φ20㎜的钻头，定义为T02,φ5㎜的平底立铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。

由于华中Ⅰ型数控钻铣床没有自动换刀功能，按照零件加工要求，只能手动换。确定切削用量

切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计140确定工件坐标系和对刀点

在XOY平面内确定以0点为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系，如图所示。

采用手动对刀方法把0点作为对刀点。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计141编写程序

N0010G92X5Y5Z5

N0020G91

N0030G17G00X40Y30

N0040G98G81X40Y30Z-5R15F150

N0050G00X5Y5Z50

N0060M05

N0070M02

(1)加工φ20㎜孔程序(手工安装好φ20㎜钻头)设置对刀点相对坐标编程在XOY平面内加工钻孔循环抬刀主轴停转程序结束§2.2数控加工工艺分析与工艺设计142N0010G92X5Y5Z50

N0020G90G41G00X-20Y-10Z-5D01

N0030G01X5Y-10F150

N0040G01Y35F150

N0050G91

N0060G01X10Y10F150

N0070G01X11.8Y0

N0080G02X30.5Y-5R20

N0090G03X17.3Y-10R20

N0100G01X10.4Y0

N0110G03X0Y-25

N0120G01X-90Y0

N0130G90G00X5Y5Z10

N0140G40

N0150M05

N0160M30

(2)铣轮廓程序(手工安装好ф5㎜立铣刀,不考虑刀具长度补偿)

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计1432.2.4加工中心加工工艺§2.2数控加工工艺分析与工艺设计1.加工中心加工工件的安装、对刀与换刀

2.加工中心加工工艺3.典型零件的工艺分析

144（1）加工中心加工工件的安装选择基准的三个基本要求：

所选基准应能保证工件定位准确装卸方便方便可靠所选基准与各加工部位的的尺寸计算简单保证加工精度1.加工中心加工工件的安装、对刀与换刀§2.2数控加工工艺分析与工艺设计145选择定位基准6原则：

尽量选择设计基准作为定位基准定位基准与设计基准不能统一时，应严格控制定位误差保证加工精度工件需两次以上装夹加工时，所选基准在一次装夹定位能完成全部关键精度部位的加工所选基准要保证完成尽可能多的加工内容批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准重合（2）加工中心加工定位基准的选择需要多次装夹时，基准应该前后统一§2.2数控加工工艺分析与工艺设计146（3）加工中心夹具的确定对夹具的基本要求：夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开夹具在机床上能实现定向安装夹具的刚性与稳定性要好§2.2数控加工工艺分析与工艺设计147不影响进给的装夹示例§2.2数控加工工艺分析与工艺设计148通用夹具

组合夹具专用夹具

可调整夹具多工位夹具常用夹具种类

成组夹具§2.2数控加工工艺分析与工艺设计149新型数控夹具体孔系组合夹具§2.2数控加工工艺分析与工艺设计150槽系组合夹具§2.2数控加工工艺分析与工艺设计151加工中心夹具的选用原则：

在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具批量加工可考虑采用简单专用夹具大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具采用成组工艺时应使用成组夹具§2.2数控加工工艺分析与工艺设计152（4）加工中心加工的对刀与换刀对刀

机床上找正加紧后，确定工件坐标（编程坐标）原点的机床坐标。对刀点工件在机床上找正夹紧后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点。

对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点在机床上的位置（工件坐标点的机床坐标）。对刀点最好能与工件坐标点重合。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计153换刀根据工艺需要，要用不同参数的刀具加工工件，在加工中按需要更换刀具的过程。换刀点加工中更换刀具的位置。

加工中心有刀库和自动换刀装置，根据程序的需要可以自动换刀。换刀点应在换刀时工件、夹具、刀具、机床相互之间没有任何的碰撞和干涉的位置上，加工中心的换刀点往往是固定的。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计154采用寻边器对刀

采用碰刀或试切方式对刀

外刀具预调+机上对刀

杠杆百分表对刀

机上对刀

水平方向对刀

Z向对刀机外对刀仪对刀对刀方法：

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计1552.加工中心加工工艺制定(1)零件的工艺分析分析零件的技术要求：尺寸精度要求、几何形状精度要求、位置精度要求、表面粗糙度表面质量要求、热处理及其他技术要求；检查零件图的完整性和正确性；

分析零件结构工艺性：主要分析零件的加工内容采用加工中心加工时的可行性、经济性、方便性；确定加工中心的加工内容：确定零件适合加工中心加工的部位、结构和表面；§2.2数控加工工艺分析与工艺设计156(2)工艺方案的设计

工艺设计包括完成加工任务所需要的设备、工装量夹具的选择，工艺路线加工方法的确定。加工方法的选择

加工顺序的合理按排§2.2数控加工工艺分析与工艺设计157(3)工步设计先粗加工，半精加工，再精加工。

既有孔又有面的加工时先铣面后镗孔。采用相同设计基准集中加工的原则。相同工位集中加工，邻近工位一起加工可提高加工效率。

按所用刀具划分工步。有较高同轴度要求的孔系，应该单独完成，再加工其他形位。在一次装夹定位中，能加工的形位全部加工完。§2.2数控加工工艺分析与工艺设计158(4）进给路线的确定孔加工路线的确定：

确定XY平面内的进给路线：定位要迅速，保证不发生碰撞的前提下缩短空行程；定位要准确。确定Z向的进给路线§2.2数控加工工艺分析与工艺设计159（5）加工余量的确定表面粗糙度

表面缺陷层深度空间偏差

表面几何形状误差装夹误差影响加工余量大小的因素

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计160（6）工序尺寸及公差的确定

注意定位基准与设计基准不重合时工序尺寸及公差的确定问题。

（7）切削用量的选择

选择加工中心切削用量时，应根据加工类型方式和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）；坯料种类、硬度；刀具类型、转速、直径大小、刀刃材质等因素综合确定。参照理论切削用量，根据实际切削的具体情况，确定合适的切削用量。

§2.2数控加工工艺分析与工艺设计3.典型加工中心加工零件工艺分析零件在加工中心的加工工艺零件简图§2.2数控加工工艺分析与工艺设计零件工艺分析选择加工中心设计工艺：选择加工方法确定加工顺序确定装夹方案和选择夹具选择刀具制定工艺步骤：确定进给路线选择切削用量零件在加工中心的加工工艺§2.2数控加工工艺分析与工艺设计2．选择加工中心

由于B面及位于B面上的全部孔、槽，只需单工位加工即可完成，故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、精铣、钻、扩及攻螺纹等工步，所需刀具不超过10把。选用OUMA立式加工中心即可满足上述要求。零件在加工中心的加工工艺§2.2数控加工工艺分析与工艺设计3.设计工艺(1)选择加工方法

B平面用铣2削方法加工,因其表面粗糙度Ra为6.3μm,故采用粗铣——精铣方案；凸台用铣削方法加工,因其表面粗糙度Ra为6.3μm,故采用粗铣——精铣方案；梅花型腔用铣削方法加工,因其表面粗糙度Ra为6.3μm,故采用粗铣——精铣方案；对φ12H8孔，为防止钻偏和达到IT8级精度，按钻中心孔——钻孔——扩孔——铰孔方案进行；M8mm螺纹孔采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法，即按钻底孔——倒角——攻螺纹方案加工。(2)确定加工顺序按照先面后孔、先粗后精的原则确定。具体加工顺序为粗、精铣B面粗、精铣凸台粗、精铣梅花型腔粗、精φ12孔

M8mm螺孔钻底孔、攻螺纹，详见下表零件在加工中心的加工工艺§2.2数控加工工艺分析与工艺设计

表6.2

数控加工工艺卡片§2.2数控加工工艺分析与工艺设计(3)确定装夹方案和选择夹具

该零件形状简单，四个侧面较光整，加工面与不加工面之间的位置精度要求不高，故可选用通用台虎钳，以底面A和两个侧面定位，用虎钳钳口从侧面夹紧。(4)选择刀具所需刀具有面铣刀、麻花钻、立铣刀及丝锥等，其规格根据加工尺寸选择Φ60mm面铣刀、Φ12mm立铣刀、Φ6mm立铣刀、Φ6.7mm麻花钻

。参数见零件在加工中心的加工工艺§2.2数控加工工艺分析与工艺设计

数控加工刀具参数刀号直径转速下刀速度进给速度提刀速度功能备注刀具形状T160200050200500以上盘铣刀，大平面开粗T2122000~250050250500以上斜下刀较好T362500~300050200500以上立铣刀，开槽、精加工斜下刀较好T46.72000~25005050500以上钻头，打底孔T52200030100500以上中心钻，打中心孔，刻字刻字深0.2左右§2.2数控加工工艺分析与工艺设计(5)确定进给路线

B面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为φ60mm，故安排沿x方向两次进给。所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，后面所示各图即为加工工步的进给路线。零件在加工中心的加工工艺§2.2数控加工工艺分析与工艺设计铣削B面进给路线§2.2数控加工工艺分析与工艺设计铣削凸台进给路线§2.2数控加工工艺分析与工艺设计171

2.3.1数控机床工件装夹及夹具选用

2.3.2数控刀具的选用

§2.3数控加工系统的工艺装备172

2.3.1数控机床工件装夹及夹具选用

1.机床夹具概述

2.组合夹具的选用

3.通用夹具的选用

4.专用夹具§2.3数控加工系统的工艺装备173

在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。1.机床夹具概述§2.3数控加工系统的工艺装备174（1）夹具的组成夹具的组成定位装置

夹紧装置

夹具体其它装置或元件作用是使工件在夹具中占据正确的位置。作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置。将夹具上的所有组成部分，联接成为一个整体的基础件。包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等。§2.3数控加工系统的工艺装备175（2）夹具的分类车床夹具钻床夹具铣床夹具镗床夹具磨床夹具按适用机床分类专用夹具按用途分类通用夹具成组夹具组合夹具可调夹具§2.3数控加工系统的工艺装备176（1）组合夹具的特点2.组合夹具的选用组合夹具的优缺点：

优点：使用组合夹具可节省夹具的材料费、设计费、制造费，方便库存保管；另外，其组合时间短，能够缩短生产周期，反复拆装，不受零件尺寸改动限制，可以随时更换夹具定位易磨损件；

缺点：组合夹具需要经常拆卸和组装；其结构与专用夹具相比显得复杂、笨重；对于定型产品大批量生产时，组合夹具的生产效率不如专用夹具生产效率高。组合夹具的适用范围：1、组合夹具适用于新产品研制，单件、小批量生产，适用于产品品种多，生产周期短的产品结构。2、机床设备适用于钻床、加工中心、镗床、铣床、磨床，也可以组合成装配工装、检查的检具和焊接夹具。§2.3数控加工系统的工艺装备177（2）组合夹具的类型组合夹具的类型孔系组合夹具槽系组合夹具根据零件的加工要求，用孔系列组合夹具元件即可快速地组装成机床夹具。该系列元件结构简单，以孔定位，螺栓连接，定位精度高，刚性好，组装方便。夹具元件是靠基础板定位基准槽、键来连接各元件而组合成的夹具，所有元件可以拆卸、反复组装，重复使用。元件按其用途可分为基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合件、其它件八大类进行组合。§2.3数控加工系统的工艺装备178①孔系组合夹具§2.3数控加工系统的工艺装备179孔系组合夹具应用实例§2.3数控加工系统的工艺装备180②槽系组合夹具槽系组合夹具l一长方形基础板；2一方形支撑件；3一菱形定位盘；4一快换钻套；5一叉形压板；6一螺栓；7一手柄杆；8一分度合件§2.3数控加工系统的工艺装备181槽系组合夹具应用实例§2.3数控加工系统的工艺装备1823.通用夹具的选用

通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产。§2.3数控加工系统的工艺装备183

液压三爪卡盘：用于回转工件的自动装卡

四爪单动卡盘：用于非回转体或偏心件的装卡§2.3数控加工系统的工艺装备184

平口钳分固定侧与活动侧，固定侧与底面作为定位面，活动侧用于夹紧。

正弦平口钳，通过钳身上的孔及滑槽来改变角度，可用于斜面零件的装夹§2.3数控加工系统的工艺装备1854.专用夹具

专用夹具:指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批大量生产§2.3数控加工系统的工艺装备186连杆加工专用夹具该夹具靠工作台T形槽和夹具体上定位键确定其在数控铣床上的位置，并用T形螺栓紧固。§2.3数控加工系统的工艺装备187连杆加工专用铣槽夹具结构夹具l一夹具体；2一压板；3、7一螺母；4、5一垫圈：6一螺栓；8一弹簧；9一定位键；10一菱形销；11一圆柱销§2.3数控加工系统的工艺装备1882.3.2数控刀具的选用