数控加工工艺教案2

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！山西冶金技师学院教案教师：第1号课题1章数控加工工艺内容概述节节备注10”1.2数控加工设备和普通加工设备比较1．图片显示数控加工设备和普通加工设备讲授2．讨论两者之间的区别以一零件加工为例，讲述工艺、工序、工位、工步等概念，以及数控机床的工序划分不同方法。工艺：制造产品的方法工序：一个或者一组工人，在一个工作地或一台机床上，对一个或同时对几个工件连续完成地那一部分工艺过程安装：经过一次装夹后完成的那部分工序内容。工位：工件相对于机床或者刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序内容。实例工步：加工表面、切削刀具、切削速度、进给量不变的条件下，连续完成的那一部分工序。图片显示普通机床和数控机床使用的刀具，比较两者之间的异同。的异同。（4）对工艺系统的影响教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第2号课题数控编程与数控加工工艺过程1．掌握数控编程的原理3．能够判断机床坐标系节节备注比喻1）先确定Z轴，即机床主轴（2）确定Z轴方向，离开工件的方向为正（3）离开工件指刀具相对于工件，工件相对静止（4）X轴位于水平面上2．数控程序概念程序字，程序段，程序O2000LFN07G00Z15M05M09LFN08X75Y35M30LF%启发15”3．对刀概念30”（4）工步进给路线的确定刀具、夹具、量具选择教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第3何时在何班上课号课题2章零件加工精度与表面质量9月12日34节3．掌握表面质量概念及方法节节备注2．概念：(1)作用尺寸：被测要素给定的长度上，与实际外表面相接的最小（最大）理想面，或者最大、最小理想面的直径和宽度。(2)最大、最小实体尺寸：在给定长度上，材料最多或者最少时的尺寸。(3)独立原则：E表示，被测要素应遵守最大实体边界，即体外作用尺寸不应超过最大实体尺寸。用尺寸公差控制形状误差。(5)最大实体原则：被测要素的实际轮廓在给定的长度上处处不超过最大实体实效边界以螺钉的安装为例进行讲解C适用于可逆要求2.2表面粗糙度三种评定方法：A算术平均偏差Ra，用于不太粗糙或不太光滑面B十点高度Rz，用于太粗糙或太光滑面C轮廓最大高度Ry，用于应力集中的表面（1）通常同一要素形状公差小于位置公差（2）形位公差小于尺寸公差（3）表面粗糙度小的表面，其形状公差也小（4）一般形状公差约为尺寸公差同级50％左右（5）普通精度t>=0.6T,Ra<=0.05T教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第4何时在何班上课号课题1．学会建立编程坐标系9月14日12节节节备注讲授法编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。从理论上讲编程原点选在零件上的任何一点都可以，但实际上，为了换算尺寸尽可能简便，减少计算误差，应选择一个合理的编程原点。1XZ向零点一般应选在零件的右端面、设计基准或对称平面内。车削零件的编程原点选择见下图。2）铣削零件的编程原点，、Y向零点一般可选在设计基准或工艺基准的端面或孔的中心线上，对于有对称部分的工件，可以选在对称面上，以便用镜像等指令来简化编程。Z向的编程原点，习惯选在工件上2．编程尺寸的数学处理1）概念：根据被加工零件图样，按照已经确定的加工工艺路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据，称为数学处理。2）内容：根据零件图样给出的形状，尺寸和公差等直接通过数学点的坐标值。以一零件为例进行讲解数控加工误差△数加是由编程误差△编、机床误差△机、定位误差△定、对刀误差△刀等误差综合形成。即：△数加△编△机+△定△刀)实例法（1）编程误差△编由逼近误差、圆整误差组成。（2）机床误差△机由数控系统误差、进给系统误差等原因产生。（3）定位误差△定是当工件在夹具上定位、夹具在机床上定位时产生的。教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣课题第5号节节备注教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣课题第1号节节备注教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第5何时在何班上课号课题第3章数控刀具－数控刀具介绍9月19日34节节节备注讲授（1）数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。（2片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具两种。实例硬质合金的分类K类。国家标准YG类，成分WC+Co。P类。国家标准YT类，成分。M类。国家标准YW类，成分。刀具失效：在切削过程中，刀具磨损刀一定程度，刀刃崩刃或破损，刀刃卷刃（塑变）时，刀具丧失其切削能力或无法保证加工质量。检测形状、检测力、测电动机功耗、测刀杆振动、测切削温度、测工件表面质量有统计特征和随机特征）教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第6何时在何班上课号数控刀具的选择与刀具系统课题1．掌握刀具一般选择方法2．了解刀具系统9月21日12节节节备注15”3.6数控刀具选择1．刀具选择因素比喻（3）加工工件尺寸、加工余量等信息（4）加工切削参数有公制或英制，这种刀最常用，特别是加工铜公，加工模料也常用，这种刀是电脑锣最常用的刀具，价格便宜，易买，但易磨损，易损耗，进口的高速钢刀具含有Co，Mn等合金，较耐用，精度也高，如LBK，YG等。2.合金刀：也称CAB刀：刀具是用合金材料制成。耐高温，耐磨损，能加工高硬度材料（如烧焊过的模）这种刀经较钝，这种刀因耐高温，所以转速通常会比较高，加工效率及质量都比高速钢刀要好，但低转速时容易崩刀，转速通常要快。启这种刀因刀粒是可以更换的，而刀粒是合金材料做成的，刀粒发通常又有涂层，耐用，价格也便宜，加工钢料最好用这种刀。刀粒有方形，菱形，圆形的。方形，菱形刀粒只能用二个角，而圆形刀粒3．根据材料选择刀具（1）铜，铝：这种材料比较软，是比较好加工的材料，一般各种刀实具都能加工，铜比较软，但韧性大，如果刀不锋利会起毛，另外如果例铜时刀具的转速要高一些，这样走刀就可以快，从而提高加工效率。（2）钢：钢的种类比较多，我们分为三种分别讲，1）软，如进口王牌，国产45#钢，50#钢，这种料也算比较也加工，用国产的高速钢刀如AIA，进口的如LBK，，YG等可方便地加工。2）硬，如738，p20等，用AIA刀较难加工，用进口的如YG可以加工，最好用合金刀或刀把加工。3）很硬，如718，S136，油钢，及五金模用的合金钢，很硬，用AIA刀很难加工，用YG类可以加工，最好用合金刀把加工。（3）淬火或烧焊模料由于在数控机床上要加工多种工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品种、规格和数量较多。为减少刀具的品种规格，有必要发展柔性制造系统和加工中心使用的工具系统。工具系统分类：整体式和模块式教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第7何时在何班上课号课题1．了解夹具作用9月26日34节节节备注设问（1）定位元件（2）夹紧装置（3）对刀与导向装置（4）连接元件（5）夹具体讲授2．工件定位的几种情况（1）完全定位（3）欠定位（4）过定位25”2．加工中心夹具3．其他数控机床夹具（1）拼装夹具（2）组合夹具（3）可调夹具实例教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第8何时在何班上课号课题工件的安装与定位基准的选择9月28日12节1．掌握工件的常用安装方法2．了解及基准的分类节节备注10”4.4工件的安装1．工件安装(1)直接找正安装概念：用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。演示特点：生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度(2)划线找正安装概念：先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。讲授①工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具②由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置③通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。4.5基准及分类1．概念：基准是零件上用来确定其它点、线、面位置所依据的那些设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标注设计尺寸的起点。工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。分类：定位基准、工序基准、测量基准、装配基准。实例1．粗基准的选择原则（1）保证相互位置原则（2）余量均匀原则教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第9何时在何班上课号课题4.6补充知识－工艺尺寸链知识10月8日12节3．能正确进行尺寸链的计算节节备注5”复习上次课内容15”4.6工艺尺寸链的概念1．封闭环：尺寸链中装配过程和加工过程最后形成的一环。封闭环是尺寸链中唯一特殊环，一般用A表示。O启发式2．组成环：尺寸链中除封闭环以外的各环。（1）增环：该环引起封闭环同向变动，增大时封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小。（2）减环：该环引起封闭环反向变动，增大时封闭环减小，该环减小时封闭环增大。3．尺寸链的分类（1）装配尺寸链：全部组成环由不同零件设计尺寸所组成。（2）零件尺寸链：全部组成环由同一零件设计尺寸所组成。（3）工艺尺寸链：全部组成环由同一零件工艺尺寸所组成。4．尺寸链的计算（1）极限尺寸之间的关系A=∑A－∑AOZjA=∑－∑OEI=∑EI－∑ES实例O（3）公差间的关系T=∑T+∑T＝∑TO40”教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第10何时在何班上课号课题数控车削零件的数学处理10月10日4节节节备注实例法启发式（1）先把尺寸精度高的尺寸值的换算成平均尺寸（假设机床系统误差平均分配）（2）尺寸换算后，需要保持重要的几何关系。（3）调整精度低的尺寸以适应重要几何关系。（4）节点坐标尺寸的计算15”5.3常用的数学方法（1）三角函数法：y-y1=k(x-x1)园方程：实例法（）2+(y-b)2=R2教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第11号何时在何班上课课题数控工艺分析与规程制定10月12日2节节节备注任务：轴承内圈工艺方案的制定结合上述零件，进行工艺方案制定的讲解实例一般根据尺寸精度和表面精度选择加工方法，主要考虑有以下几种因素：启发式非数控类工序的安排（1）如渐开线齿形、键槽、花键等类型加工，需要安排非数控类工序实例1）根据以定工步顺序确定各表面加工路线2）所定路线能保证表面加工精度和粗糙度3）寻求最短加工路线1）常用的粗加工进给路线（3）精加工路线的确定1）完工轮廓的加工路线2）换刀加工时的进给路线3）切入、切出及换刀点的位置4）各部位精度不一致精加工路线教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第12何时在何班上课号课题数控车床、刀具、夹具选用10月17日4节节节时间安排备教学安排（教学内容、方法、手段）注讲授加工钢件等塑性材料时，切屑沿刀前面流出时和前刀面接触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦，一般采用选择大的前角。提问粗加工时，因加工余量大，切削力大，一般取较小的前角；精加工时，宜取较大的前角，以减小工件变形与表面粗糙度；带有冲击性的断续切削比连续切削前角取得小。机床工艺系统好，功率大，可以取较大的前角。但用数控机床加工时，为使切削性能稳定，宜取较小的前角。2．主副偏角的选择1）主偏角的选择主偏角κr减小时，刀尖角增大，刀尖强度提高，刀尖散热体积增大。所以，主偏角κr减小，能提高刀具耐用度。主偏角κr减小，将使背向力Fp增大，从而使切削时产生的挠度增大，降低加工精度。同时背向力的增大将引起振动，因此对刀具耐用度和加工精度产生不利影响。2）副偏角的选择副偏角κˊ的大小将对刀具耐用度和加工表面粗糙度产生影响。副偏角的减小，将可降低残留物面积的高度，提高理论表面粗糙度值，同时刀尖强度增大，散热面积增大，提高刀具耐用度。但副偏角太小又会使刀具副后刀面与工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振动。实例5.5数控车夹具教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第13何时在何班上课号课题10月19日2节节节备注5”复习上次课内容图示进给量：切削速度：刀具相对工件切点的速度。刀具寿命与切削用量三要素之间的关系式T＝CT/（υ1/mf）来看，当刀具寿命一定时，切削速度υ对生产率影响最大，进给量f次之，背吃刀量最小ap。在生产率角度一定，从提高刀具耐用度考虑，对于切削用量的选择有一个总的原则：首先选择尽量大的背吃刀量，其次选择最大的进给量，最后是切削速度。切削加工一般分为粗加工、半精加工和精加工几道工序，各工序有不同的选择方法。实例粗加工时，在允许的条件下，尽量一次切除该工序的全部余量。中等功率机床，背吃刀量可达8～。如分两次走刀，则第一次背吃刀量尽量取大，一般为加工余量的～3/4左右。第二次背吃刀量尽量取小些。～3.2μ0.5～～0.8μ0.1～0.4mm。粗加工时，进给量主要考虑工艺系统所能承受的最大进给量，如机床进给机构的强度，刀具强度与刚度，工件的装夹刚度等。精加工和半精加工时，最大进给量主要考虑加工精度和表面粗糙度。另外还要考虑工件材料，刀尖圆弧半径、切削速度等。如当刀尖圆弧半径增大，切削速度提高时，可以选择较大的进给量。一般情况：满足加工质量和一定的刀具寿命前提下，尽量采用较高的进给速度。粗车：＝0.3－0.8mm/r查表半精加工和精加工时，切削速度υc，主要受刀具耐用度和已加工表面质量限制，在选取切削速度υc时，要尽可能避开积屑瘤的速度范围。教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第14何时在何班上课号课题数控车削零件工艺方案制定110月24日3、4节节节备注（3）节点的数学处理以及节点坐标的计算实例实例教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第1516号何时在何班上课课题10月26日1、2节11月31日34节节节备注全班分成86负责组织大家进行讨论，归纳大家的意见。以上述套类零件作为讨论对象，分为四个方面议题：（1）装夹方法，坐标原点的确定（2）走刀路线的确定（3）刀具及夹具选择（4）切削参数的确定对于每个议题，大家有讨论15分钟的讨论时间，每个议题讨论完后，教师进行议题总结，并提出相关问题让学生思考。刀具卡片和工艺说明。根据学生工艺说明、工艺卡片、刀具卡片进行评定成绩，按每组评定成绩，成绩计入期末考试成绩。教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第17号何时在何班上课课题数控铣削设备的选择11月2日34节1．了解数控铣削设备特点节节备注多媒体演示卧式数控铣床：一般加工刚性高的工件和侧面类零件立式数控铣床：最常用的数控机床，加工范围广泛。龙门式数控铣床：加工大面积工件表面。2．数控铣床设备的组成加工介质：数控程序30”6.2数控设备特点提问3.时无爬行，高速时快速响应。4.数控机床应有更好的宜人性（人机关系及环保）30”给学生提供各种图示零件，让学生判断零件如果用普通机床加工和数控机床加工的异同实例判断教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第18号课题数控铣床刀具与夹具的选用节节备注5”复习上节课内容讲授齿数选择：为满足不同用户的需要，同一直径的可转位铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种类型角度选择：可转位铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满足不同的加工需要，有多种角度组合型式直径选择：可转位铣刀直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸1．选用实例数控夹具的选用通用夹具的选用转用夹具：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（1）虑加工零件的精度、批量大小、制造周期和制造成本；（2）选择顺序是单件生产中尽量用虎钳、压板螺钉等通用夹具，实例位夹具和气动、液压夹具。在选择时要综合考虑各种因素，选择最经济的、最合理的夹具形式教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第19号课题数控铣削方案及参数选用节节备注讲授启发找出所有加工表面，逐一确定各表面和几何加工方法，每一步为一工步，然后将所有工步排列成先后顺序，再确定相邻的工步为一工序，然后插入热处理工序等辅助工序。顺铣：由已加工表面到未加工表面的加工。逆铣：由未加工表面到已加工表面的加工。（1）一般来说，在逆铣中刀具寿命比在顺铣中短，这是因为在逆铣中产生的热量比在顺铣中明显的高。在逆铣中当切屑厚度从零增加到最大时，由于切削刃受到的摩擦比在顺铣中强，因此会产生更多的热量。（2）逆铣中径向力也明显高，这对主轴轴承有不利影响。在顺铣中，切削刃主要受到的是压缩应力，这与逆铣中产生的拉力相比，对提硬质合金刀具或整体硬质合金刀具的影响有利得多问教学后记教研室主任：山西冶金技师学院200年月日教案教师：郭华荣第20号课题节节时间安排备注20”二、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，由于主轴所以应尽量避免沿法向切入工件。提问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。启发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.教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第21号课题1．掌握刀具起刀、下刀方法2．掌握编程软件中相关内容3．掌握挖槽各种刀具路径节节备注比较分析环切分为：等距环切、环绕切削、环切并清角、依外形环绕、螺旋环绕、实例教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第22号课题通过练习掌握数控铣削零件工艺制定的一节节备注根据图纸尺寸可以选择8mm刀具，关键是挖槽方式，应该有粗、精两类加工，才能满足要求。2．算术处理重点：节点坐标指刀位点的轨迹编程点的坐标。关键是半园处两边倒园角的计算。让学生思考，如何计算？有几个刀位点？（可以采用解析几何计算，也可以采用三角函数）3．工艺路线分析（5）采用沿轮廓铣削的方法，平行间距采用二刃白钢铣刀，夹具采用通用虎钳首先根据表面光洁度和加工精度，可以知道分为粗加工和精加教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第23号课题1．了解自动编程加工模块节节备（分8个组，针对每个议题讨论）给出三维零件图形注1.Contour2.Drill启发20”三、Contour工艺特点1）切削参数设定进给率切削速度刀具下刀速度返回速度切削深度粗精加工启发除了挖槽加工可以生成介于曲面和工件平面之间的加工路径，其他方法都不行两大路径粗加工与精加工平行、放射、投影、流线、等高外形、残料、插削教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第24号课题试验一数控车削工艺试验节节备注23加工如图所示的轴，掌握该零件的工艺编制过程。4熟悉零件在数控车床上的加工过程。二、试验要求加工具有圆弧、螺纹、圆锥、退刀槽倒角等工艺结构的轴套类零件。⑷分为23小组，2节课同时用35～8人用1台车床。⑴配有华中数控系统的生产型数控车床（）至少3台。⑵刀具：45°外圆硬质合金车刀60宽3mm的切槽刀（每组30～12525～500～1500～25中径千分尺（每台1⑷材料：45#钢、Ф30×80（每人一件，共6⑴切削用量选择不合理，刀具刃磨不当，致使铁屑不断屑，因选择合理切削用量及刀具。⑵车刀装夹时，刀尖必须严格对准工件旋转中心，过高或低都造成刀尖碎裂，安装时刀头伸出长度约为刀杆厚度的1～1.5倍。⑶尺寸及表面粗糙度达不到要求时，要找出其中原因，知道正确的操作方法及注意事项。教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第25号课题节节备注⑶加工如图所示的型腔槽板，掌握该零件的工艺编制过程。⑷熟悉零件在数控铣床上的加工过程。预先编写加工程序。⑷分为23小组，2节课同时用35～8人用1台数控铣床。三、实验场地与器材FANUC-0iJ1VMC40M至少3⑵工具：平口虎钳、垫铁、卡尺、百分表与表座、铣刀（各种规格的立铣刀、键槽铣刀、球头铣刀每组各1⑶材料：尺寸规格约为100×80×60的铝合金材料每小组1件（共6⑵工件加工时必须将粗精加工工序分开进行，对尺寸要求严格的工件在所有粗加工完成后再进行各工序的精加工；⑷应根据加工情况随时调整进给修调开关和主轴转速倍率开关；⑸键槽铣刀的垂直进给量不能太大，约为平面进给量的～；⑹进行内腔加工时如果未预留进刀点的话，必须采用键槽铣刀进行加工。教学后记教研室主任：200年月日山西冶金技师学院教案教师：郭华荣第26号课题加工中心设备选用节节备注10”一、加工中心介绍（2）工序集中，加工连续进行（3）使用多把刀具，自动进行刀具交换（4）使用多个工作台，自动进行工作台交换（5）功能强大，趋向复合加工（6）高自动化、高精度、高效率（7）高投入图例讲解（8）在适当的条件下才能发挥最佳效益三坐标数控镗铣床与加工中心的共同特点是除具有普通铣床的工艺性能外，还具有加工形状复杂的二维以至三维复杂轮廓的能力。这些复杂轮廓零件的加工有的只需二轴联动如二维曲线、二维轮廓和二维区域加工，有的则需三轴联动如三维曲面加工，它们所对应的加工一般相应称为二轴或2.5