中职统编《数控加工工艺学》系列课件 第二章 数控加工工艺基础（上）（动画版） 云天课件

全国中职机械类教材（劳社版）第二章数控加工工艺基础

（上）（动画版）《数控加工工艺学》系列课件（第四版）P.41第二章数控加工工艺基础

1. 知识目标：.

（1）数控加工工艺的制定（2）零件在数控机床上的定位与装夹（3）数控加工用刀具（4）加工余量与确定方法（5）工序尺寸及其公差的确定（6）机械加工精度及表面质量（7）数控加工工艺文件。

2. 能力目标：

（1）熟悉数控编程中常用术语、含义及其代码（2）了解程序编制的概念，掌握程序的结构和程序段的组成（3）掌握工艺处理的过程，制定加工方案的一般原则和方法（4）熟悉编程中要求具备的数学计算及处理方法。学习目标P.41

金属切削加工的基础知识数控加工工艺基础切削过程积屑瘤与鳞刺切削热与切削温度切削液数控加工工艺的制定零件在数控机床上的定位与装夹本章知识结构加工余量与确定方法基本概念表面质量对使用性能的影响影响加工精度的因素

及提高精度的主要措施影响表面质量的工艺因素及主要改善措施P.41工序尺寸及其公差的确定基准重合时的计算基准不重合时的计算关于角度尺寸链的计算数控工艺的主要内容加工方法的选择加工阶段的划分工序的划分加工顺序的安排定位基准的选择定位元件及其应用夹具的组成及作用加工余量的概念确定的方法与原则数控加工用量具简介机械加工精度与表面质量卡尺千分尺游标万能角尺与正弦规百分表与千分表表面粗糙芳测量仪数控加工工艺文件数控编程任务书数控加工工序卡数控刀具调整单工件装夹及零点设定卡数控加工进给路线图数控加工程序单第二章数控加工工艺基础数控加工与传统加工的比较

数控加工：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。

数控加工与普通加工比较：P.41第二章数控加工工艺基础金属切削过程（动画）第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.41

切削过程切削时，在刀具切削刃的切割和刀面的推挤作用下，使被切削的金属层产生剪切滑移，最后脱离工件变为切屑的过程。第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.421.切削运动

切削过程中，切削刀具与工件间的相对运动就是切削运动。它是直接形成工件表面轮廓的运动，如图

所示。

切削运动包括主运动和进给运动两个基本运动。第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.42

1.切削运动

（1）主运动

主运动是由机床或人力提供的主要运动，它促使切削刀具和工件之间产生相对运动，从而使切削刀具前面接近工件。

主运动是进行切削所需的基本运动。它在切削运动中消耗功率最大。任何切削过程有且仅有一个主运动，如图所示工件的旋转运动即为主运动。

机床主运动的速度一般每分钟几米至数百米，主运动可以是旋转运动，也可以是直线运动。多数机床的主运动是旋转运动，如车削、钻削、铣削、磨削中的主运动均是旋转运动。车削外圆时的切削运动和工件表面第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.42

1.切削运动

（2）进给运动

进给运动

是由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，与主运动一起即可不断地或连续地进行切削，并获得所需几何特性的表面。如左下图所示车刀的轴向移动即为进给运动。进给运动的速度一般远小于主运动的速度，而且消耗的功率也较少。

一个切削过程至少有一个，或多个进给运动。车削外圆时的切削运动和工件表面第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.42

1.切削运动

（3）合成进给运动当主运动与进给运动同时进行时，这两个运动的合成运动称为合成切削运动，刀具切削刃上选定点相对于工件的瞬时合成运动方向，称为合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度，该速度的方向与过渡表面相切，如图所示。车削外圆时的切削运动和工件表面第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.42车削外圆时的切削运动和工件表面切削时工件上的三个不断变化的表面：（以车削为例）

待加工表面：

已加工表面：

过渡表面：2.切削加工时工件上形成的表面

工件上有待切除的表面；

工件上经刀具切削后产生的新表面；

工件上由切削刃形成的那部分表面，是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。

金属切削过程（动画）第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.42切削区域三个变形区的划分（1）

切屑形成过程3.切屑

第Ⅰ变形区剪切滑移变形区，产生大部分热量。

切屑的形成过程就是切削层变形的过程。为了进一步揭示金属切削的变形过程和便于认识其实用意义，把切削区域划分为三个变形区。切削层变形过程中消耗的能量约98%转换为热能切削热。第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.43切削区域三个变形区的划分（1）

切屑形成过程3.切屑

第Ⅱ变形区切屑沿刀具前面流出时，产生挤压与摩擦的区域。此区域切屑变形程度最大。

第Ⅲ变形区刀具后面与工件的接触区。产生挤压与摩擦区域，影响工件的表面质量和使用性能。第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.44切削的基本形态（2）

切屑类型3.切屑

在工件材料、刀具几何角度和切削用量等加工条件不同的影响下，切屑的形状各不相同，对加工过程的影响不相同。一般有以下四种形态：第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.44带状切屑（2）

切屑类型3.切屑

带状切屑最为常见。其内表面是光滑的，外表面是毛茸状的；

一般加工塑性金属材料，切削厚度较小，切削速度较高，刀具前角较大，得到的往往是这类切屑。

它的切削过程比较平稳，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。

但带状切屑过长时，容易缠绕、划伤工件，且不安全，要采取断屑措施。第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.44节状切屑（2）

切屑类型3.切屑

节状切屑又称挤裂切屑。和带状切屑不同之处在于外弧表面成锯齿形，内弧表面有时有裂纹。

这种切屑大都在切削速度较低、切屑厚度较大的情况下产生。

这类切削容易断屑，不易干扰加工过程。第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.44粒状切屑（2）

切屑类型3.切屑

粒状切屑

是一种均匀的颗粒状切屑。

当使用具有较小前角的刀具，以很低的切削速度加工塑性金属材料时，易产生这种切屑。

它是切削层充分变形的产物，其材料已产生剪切破坏，已使切屑沿厚度断裂。

在产生粒状切屑时，切削工作不平稳。第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.44崩碎切屑（2）

切屑类型3.切屑

崩碎切屑

崩碎状切屑是一种不规则的细粒状切屑。

它是在切削铸铁、黄铜等脆性材料时，切削层弹性变形，几乎不经过塑性变形阶段，经突然崩裂而产生的切屑。

在产生崩碎状切屑时，切削工作不稳定，刀刃受到较大的冲击力，工件已加工表面粗糙不平。

第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.44各种切屑类型（2）

切屑类型3.切屑第一节金属切削加工的基本知识

一、切削过程P.46切屑形成过程（3）

切屑的收缩现象3.切屑

被切削金属经过塑性变形后形成的切屑，其长度比切削层长度短，壁厚比切削层厚。这种现象称为切屑的收缩现象，

切屑收缩得越严重，则表明切削过程中金属的变形越大。尤其是塑性变形越剧烈。切削时消耗的能量也越多。

第一节金属切削加工的基本知识

二、积屑瘤与鳞刺P.46积屑瘤1.积屑瘤

（1）积屑瘤的形成

在切削速度不高而又能形成连续切削，加工一般钢材或其他塑性材料，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块，称为积屑瘤。其硬度很高，为工件材料的2—3倍，处于稳定状态时可代替刀尖进行切削。（2）积屑瘤对加工的影响保护刀具积屑瘤硬度很高，代替切削刃和前刀面进行切削，减少了刀具磨损。

增大实际前角积屑瘤增大了刀具实际前角，降低了切削力。第一节金属切削加工的基本知识

二、积屑瘤与鳞刺P.46积屑瘤1.积屑瘤

（2）积屑瘤对加工的影响影响工件表面质量由于积屑瘤极不稳定，时有时无，有时积屑瘤嵌入工件表面，恶化已加工表面。

粗加工允许保留积屑瘤，而精加工则应绝对避免出现积屑瘤。

有积屑瘤的已加工表面第一节金属切削加工的基本知识

二、积屑瘤与鳞刺P.461.积屑瘤

（3）影响积屑瘤的主要因素切削速度对积屑瘤的影响1）切削速度切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。

低速切削时，切削温度低，积屑瘤不易产生。

中速切削时，即Vc>5m/min～30m/min，切削温度为300℃左右时，积屑瘤较大。

高速切削时，Vc>120m/min)，由于切削温度很高(800℃以上)，积屑瘤也将消灭。

具体办法是采用在刀具耐热性允许范围内的高速切削（如硬质合金刀具Vc>100m/min），或采用低速切削（如高速钢刀具Vc<5m/min），以防止积屑瘤的产生，提高已加工表面的质量。第一节金属切削加工的基本知识

二、积屑瘤与鳞刺P.461.积屑瘤

（3）影响积屑瘤的主要因素

2）工件材料当工件材料的硬度低、塑性大（如低、中碳钢等塑性材料）时，在这种条件下，易产生积屑瘤。

3）刀具前角刀具前角增大，可以减小切屑的变形、切屑与前刀面的摩擦、切削力和切削热，可以抑制积屑瘤的产生或减小积屑瘤。4）切削厚度采用减小进给量或刀具主偏角来减小切削厚度，可以减小积屑瘤。

5）切削液注入充分的切削液，可以降低切削温度和减小摩擦，也可以减小积屑瘤。第一节金属切削加工的基本知识

二、积屑瘤与鳞刺P.472.鳞刺

（1）鳞刺的形成鳞刺在已加工表面产生近似与切削速度方向垂直的横向裂纹和呈鳞片状的毛刺。

在低速切削塑性金属材料时，容易出现鳞刺现象。鳞刺的形成切削过程中出现鳞刺，是由于切屑在前刀面上的摩擦和冷汗作用造成周期性的停留，代替刀具推挤切削层，造成切削层和工件之间出现撕裂现象。鳞刺及形成第一节金属切削加工的基本知识

二、积屑瘤与鳞刺P.472.鳞刺

（2）防止鳞刺的措施低速切削时减少切削厚度；

采用润滑性好的切削液；

使用硬质合金刀具对应减小前角，高速切削，以提高切削温度；

对低碳钢、低合金钢可进行调质处理，以降低塑性。第一节金属切削加工的基本知识

二、积屑瘤与鳞刺P.473.加工硬化加工硬化

是指在金属加工过程中，随着冷变形程度的增强，金属的所有强度指标和硬度都有所提高，但塑性有所下降的现象。变形后金属的晶格结构严重畸变，变形金属的晶粒被压扁或拉长，这种组织称为纤维组织，变形难度加大。

加工硬化的利弊现象能提高材料的强度，也是强化结构的一种途径（如冷拔钢丝）；但不利于进一步的加工（如磨损刀具），在切削加工中应尽量避免。冷拔弹簧切削加工硬化第一节金属切削加工的基本知识

三、切削热与切削温度P.481.切削热的来源与传散

切削热的来源切削热产生于三个变形区：

Ⅰ区：滑移变形区，产生大部分热量；

Ⅱ、Ⅲ区：挤压摩擦区的热量。切削热的产生所以，切削热的来源就是切屑变形功和前、后刀面的摩擦功。

切削过程中消耗的能量约98%转换为热能切削热。第一节金属切削加工的基本知识

三、切削热与切削温度P.481.切削热的来源与传散切削热的传散

切削热的传散

传散途径：大部份热量通过切屑带走，一部分传入工件、刀具和周围介质。如：在干切削车削时，切屑50%~86%，工件10%~40%，刀具3%~9%,空气1%。

切削热传散对加工的影响：热量传入切屑带走，最理想；热量传入工件，会引起工件热变形；热量传入刀具，使刀具发热升温，降低刀具切削性能以至烧伤刀具。第一节金属切削加工的基本知识

三、切削热与切削温度P.492.切削区温度的分布切削区温度分布

切削区温度通常是指切屑、工件与刀具接触表面的平均温度，实际上切屑、工件和刀具上各点处的温度是不相同的，根据测量和计算三者在正交平面内的温度分布，如下图所示。

前刀面和后刀面上的最高温度都不在刀刃上，而是在离刀刃有一定距离的地方。

工件材料塑性越大，则前刀面上的接触长度愈大，切削温度的分布也就较均匀些。

工件材料的导热系数愈低，则刀具的前、后刀面的温度愈高。第一节金属切削加工的基本知识

三、切削热与切削温度P.493.切削温度对工件、刀具和切削过程的影响切削加工

（1）切削温度对工件材料力学性能的影响

通常切削温度对工件材料的强度和硬度影响不大，其原因是，因切削温度导致工件软化现象与加工硬化现象有相互抵消的作用。

（2）切削温度对刀具的影响

硬质合金刀具在高温下，其强度保持较好，韧性也较好，可防止崩刃，提高了刀具耐用度。

（3）切削温度对工件尺寸的影响

因热胀冷缩，工件在高温下尺寸会伸长，特别对于细长轴、薄壁件的加工，容易造成的尺寸和形状上的误差。

（4）对于精密加工，切削温度对尺寸和形状的影响就尤为关键。第一节金属切削加工的基本知识

三、切削热与切削温度P.504.影响切削温度的因素切削加工

（1）切削用量

增大切削用量，生热增多，切削温度上升；其中影响最大的是切削速度，背吃刀量影响最小。

（2）刀具几何参数

前角：增大前角，切削温度降低；刀具锋利，切削省力，减少生热；但也不能过大，以免削弱刀具散热体积。

主偏角：减小，切削温度降低，原因是主偏角小，刀尖角增大，主刃增长，刀具散热条件好。第一节金属切削加工的基本知识

三、切削热与切削温度P.504.影响切削温度的因素

（3）刀具磨损

刀具磨损后，刀具后角减小，刀具与工件的摩擦大增，由切削热引起切削温度迅速上升。切削液的使用

（4）被加工材料影响切削温度的工件材料因素是：工件强度、硬度、导热系数。切削温度依次增高如铝合金、铜合金、铸铁、低碳钢、高碳钢、不锈钢

（5）切削液使用切削液，切削液带走部分热量，切削温度降低，改善润滑，减少生热。第一节金属切削加工的基本知识

四、切削液P.501.切削液的作用切削液的冷却、清洗作用

（1）冷却作用迅速带走切削区的热量，降低切削温度。特别是粗加工，生热多，需要发挥冷却功能。（2）清洗作用冲走切削中产生的细屑、砂轮脱落下来的微粒等，起到清洗作用，防止加工表面、机床导轨面受损；有利于精加工、深孔加工、自动线加工中的排屑。在切削加工过程中，使用切削液，可以提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命。第一节金属切削加工的基本知识

四、切削液P.511.切削液的作用切削液的润滑、防锈作用（3）润滑作用切削液渗入到切屑、刀具、工件的接触面间，粘附在金属表面上形成润滑膜，减小它们之间的摩擦系数、减轻粘结现象、抑制积屑瘤，并改善已加工表面的粗糙度，提高刀具耐用度。

（4）防锈作用加入防锈添加剂的切削液，还能在金属表面上形成保护膜，使机床、工件、刀具免受周围介质的腐蚀。第一节金属切削加工的基本知识

四、切削液P.512.切削液的种类切削液的润滑、防锈作用（1）水溶液主要成分为水，并加入防锈剂，也可加入适量的表面活性剂和油性添加剂，使其具有一定的润滑性能。成本低，主用于粗加工，如钻孔。（2）乳化液由矿物油、乳化剂及其它添加剂配制的乳化油加95%～98%的水稀释而成的乳白色切削液，有良好的冷却性能和清洗作用。第一节金属切削加工的基本知识

四、切削液P.512.切削液的种类合成切削液（3）合成切削液合成切削液由水、各种表面活性剂和化学添加剂组成，具有良好的冷却、润滑、清洗和防锈性能，热稳定性好，使用周期长，是国内外推广使用的高性能切削液。乳化液的使用第一节金属切削加工的基本知识

四、切削液P.522.切削液的种类切削油的使用（4）切削油有各种矿物油，主要是机油。其它如柴油、煤油及动、植物油等；以及加入油性、极压添加剂配制的混合油。它主要起润滑作用。成本较高，主要用于精加工。（5）极压切削油极压切削油，是在矿物质中加氯、硫、磷等极压添加剂配制而成，其形成的润滑膜在高温下不容易被破坏，具有良好的润滑效果，故被广泛使用。（6）固体润滑剂指利用固体粉末、薄膜或整体材料来减少作相对运动两表面的摩擦与磨损，并保护表面免于损伤的润滑方法。目前所用的固体润滑剂主要有二硫化钼、氟化石墨等。第一节金属切削加工的基本知识

四、切削液P.523.切削液的选用

主要根据工件材料、刀具材料、加工性质、切削方式选用。（1）根据加工性质选用

粗加工：切削量大，切削热多，可选用以冷却为主的乳化液、水溶液来降低切削温度。

精加工：为保证工件加工精度，选用以润滑为主的切削油、合成切削油来润滑、冷却刀具，防止工件热变形。（2）根据工件材料选用

钢等塑性材料，需用切削液；

铸铁等脆性材料，一般则不用，原因是易污染、磨损机床；

铜、铝及铝合金，为了得到较好的表面质量和精度，可采用10%～20%的乳化液、煤油或煤油与矿物油的混合液；切削铜时不宜用含硫的切削液，因为硫会腐蚀铜。第一节金属切削加工的基本知识

四、切削液P.523.切削液的选用（3）根据刀具材料选用

高速钢刀具：耐热性差，粗加工时，切削用量大，切削热多，容易导致刀具磨损，应选用以冷却为主的切削液，如3%～5%的乳化液或水溶液；精加工时，主要是获得较好的表面质量，可选用润滑性好的极压切削油或高浓度极压乳化液。硬质合金刀具：耐热性好，一般不用切削液，如必要，也可用低浓度乳化液或水溶液，但应连续、充分地浇注，以免高温下刀片冷热不均，产生热应力而导致裂纹、损坏等。第二节数控加工工艺的制定一、数控加工工艺的主要内容P.53

制订数控加工工艺规程，工艺人员从零件图入手，到形成批量生产全套工艺技术文件，用于指导现场生产和生产管理及成本核算。

数控加工工艺的主要内容有：1.图样分析对加工零件图样进行分析，明确加工内容和技术要求。2.工艺路线确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工顺序，处理与非数控加工工序的衔接等。3.工序设计选取零件的定位基准，确定装夹方案，工步划分，刀具选择和确定切削用量。4.数控工艺工序设计选取编程原点、确定刀具补偿及确定进、退刀路线等。加工工艺过程卡片第二节数控加工工艺的制定二、加工方法的选择P.53

选择零件的加工方法，首先是考虑零件的结构形状，如平面类、外圆柱面、内孔面、成形面等。具体选择时还要考虑零件的加工精度、表面粗糙度、材料、尺寸及生产类型等因素。1.外圆表面加工方法的选择外圆表面的主要加工方法是车削和磨削。如表面粗糙度要求很高时，还需要进行光整加工。

下页表中为外圆表面的典型加工方案，可根据加工表面要求、零件的结构特点以及生产类型、毛坯种类和材料性质、尺寸、几何精度和表面粗糙度要求，并结合现场的设备等条件选用最接近的加工方案。外圆磨削外圆车削第二节数控加工工艺的制定二、加工方法的选择P.541.外圆表面加工方法的选择外圆表面的加工方案第二节数控加工工艺的制定二、加工方法的选择P.542.内孔表面加工方法的选择内孔表面加工方法有钻孔，扩孔。铰孔、镗孔、拉孔、磨孔和光整加工，下页表中为常用的孔加工方案。实际应根据机械加工孔的加工要求、尺寸、具体生产条件、批量的大小及毛坯的情况，有无预制孔等情况合理选用。镗孔加工车床钻孔第二节数控加工工艺的制定二、加工方法的选择P.542.内孔表面加工方法的选择

外圆表面的加工方案第二节数控加工工艺的制定二、加工方法的选择P.553.平面加工方法的选择平面的主要加工方法有铣削、刨削、车削、磨削和拉削等，精度要求高的平面还需要经研磨或刮削加工，常见平面加工方案见下页表，其中尺寸公差等级是指平行平面之间距离尺寸的公差等级。平面磨削侧平面铣削第二节数控加工工艺的制定二、加工方法的选择P.553.平面加工方法的选择平面加工方案第二节数控加工工艺的制定二、加工方法的选择P.564.平面轮廓加工方法的选择平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。平面轮廓数控铣削加工多轴加工中心铣削右下图为由直线和圆弧构成的零件平面轮廓ABCDEA。采用半径为R的立铣刀沿周向加工。虚线A´B´C´D´E´A´。刀具中心的运动轨迹，为保证加工光滑，刀具沿P´A´切入沿A´K´切出。

第二节数控加工工艺的制定三、加工阶段的划分P.561.加工阶段

对于零件形状较复杂、加工精度要求高的零件，一般要经多道加工工序才能保证零件质量和加工经济效益。就要对零件的加工工艺过程划分为若干个加工阶段。

粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段切除大部分余量关键是生产率主要面半精加工完成次要面加工各主要面达到或接近图样要求达到精度特殊要求零件加工阶段划分及任务：

加工阶段的划分应根据零件的质量要求结构特点和生产纲领灵活掌握，质量要求不高、简单的小批量工件及重型工件，可不划分或只划分粗、精加工阶段。第二节数控加工工艺的制定三、加工阶段的划分P.572.划分加工阶段的意义

（1）保证加工质量

（2）及时发现毛坯缺陷

（3）安排热处理工序

（4）合理使用设备

机械加工工艺过程卡片第二节数控加工工艺的制定四、工序的划分P.571.工序划分的原则

根据零件的生产纲领、零件尺度大小，工序的划分要考虑工序集中与分散的决策。

（1）工序集中

工序集中，就是在加工工件的每道工序中，尽可能地多加工几个表面。在下列情况下宜采用工序集中法加工。

工件的相对位置精度要求较高时、在加工重型工件时、用组合机床、多刀机床和自动机床加工工件时、单件生产时。

多刀数控组合机床飞机集中装配第二节数控加工工艺的制定四、工序的划分P.57

（2）工序分散

按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些。最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步。

传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。

工序分散－－机械生产自动流水线1.工序划分的原则

大量生产的滚动轴承第二节数控加工工艺的制定四、工序的划分P.572.工序划分方法

工序划分主要考虑生产纲领所用设备及零件本身的结构和技术要求等，考虑采用工序集中或工序分散。

曲轴加工

大批量生产时，若在由组合机床组成的自动线上加工，一般按工序分散原则划分。

单件小批生产时，以及大批量生产若使用多轴多刀的高效加工中心，可按工序集中原则组织生产。

成批生产时，应视具体情况选择工序集中或分散；随着现代数控技术的发展，特别是加工中心的应用工艺路线的安排，更多的趋向于工序集中。第二节数控加工工艺的制定四、工序的划分P.582.工序划分方法

（1）数控车削工序的划分方法在数控车床上加工零件一般应按工序集中的原则划分工序，在一次装夹下尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。根据零件的结构、形状不同，通常选择外圆、端面或内孔装夹，并尽可能保证设计基准、工艺基准和编程原点的统一。在批量生产中常采用下列两种方法划分工序：1）按零件加工表面划分将位置精度要求较高的表面，安排在一次装夹下完成，以免多次装夹所产生的安装误差影响位置精度。（下图为滚动轴承内圈加工）

工序1：以工件外圆及大端面为定位基准加工内孔、小端面和滚道，一次保证加工面严格的位置精度要求。

工序2：以工件内孔及小端面为定位基准加工外圆、大端面。第二节数控加工工艺的制定四、工序的划分P.582.工序划分方法

（1）数控车削工序的划分方法

2）按粗、精加工划分对毛坯余量圈套和加工精度要求较高的零件，应将粗车和精车分开，将粗车安排在精度较低、功率较大的数控机床上。

以手柄零件加工为例：工序1：夹持棒料毛坯，车出尺寸Φ12×22，粗车其余外形尺寸，切下。工序2：夹持Φ12×22外圆，半精车手柄外形，最后精车手柄至尺寸。手柄零件图第二节数控加工工艺的制定四、工序的划分P.582.工序划分方法

（2）数控铣削加工工序的划分原则在数控铣床上加工的零件，一般按工序集中原则划分工序，划分方法如下：

1）按所用刀具划分以同一把刀具的那一部分加工内容为一道工序。

这种方法用于工件的待加工表面较多、机床连续工作时间较长、加工程序的编制和检验难度较大等情况。

2）按安装次数划分以一次装夹完成的那一部分工艺过程为一道工序。

这种方法用于工件的加工内容不多的工件，加工完成后就能达到精度要求。

箱体零件第二节数控加工工艺的制定四、工序的划分P.592.工序划分方法

（2）数控铣削加工工序的划分原则

3）按粗、精划分以粗加工全部内容为一道工序，以精加工全部内容为一道工序。

这种方法用于工件加工后变形较大，需粗、精分开的零件，如铸、锻、焊件毛坯。

4）按加工部位划分以完成相同形面的那一部分加工内容为一道工序。

这种方法适用于加工表面多而复杂的零件，可按其结构（如内形、外形、曲面和平面等）划分成若干道工序。复杂多面零件第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.591.加工工序的安排原则（1）先粗后精按照粗车－半精车－精车的顺序进行，逐步提高加工精度。粗车在较短的时间内将工件表面上的大部分余量切掉。若出车后所留余量的均匀性，满足不了精加工的要求，则要安排半精车，未经车做准备，精车要保证加工精度，按图样尺寸一刀切出零件轮廓。

工艺路线拟订的主要内容就是合理安排加工方法和加工工序的顺序。

零件的加工工序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序（包括表面热处理、清洗和检验等）。这些工序的顺序直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本，还要解决好工序之间的衔接问题。先粗后精第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.601.加工工序的安排原则（2）先近后远为缩短刀具移动距离，减少空行程时间，在一般情况下，离对刀点近的部位，先加工，离对刀点远的部位后加工。对于车削而言，先近后远还有利于保持工件的刚度、改善其切削条件。

例如，加工图示工件，需要一刀切除工序余量，采用图示的走刀路径。先近后远第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.601.加工工序的安排原则（3）内外交叉原则对既有内表面（内部型腔）又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内、外表面粗加工后再进行内、外表面精加工，切不可将零件上一部分表面全部加工完毕后再加工其他表面。内外交叉、基面先行（4）基面先行原则应优先加工用作精基准的表面，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小，轴类零件加工时通常先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。轴以中心孔为径向基准第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.601.加工工序的安排原则（5）先主后次原则应优先加工零件的主要工作表面、装配基面，从而及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷，次要表面可以穿插进行，放在主要表面加工后，最终精加工之前进行。先主后次、先面后孔（6）先面后孔原则箱体支架类零件的平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，这样安排加工工序，一方面用加工过的平面定位稳定可靠，另一方面在加工过的平面上加工孔比较容易，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔时可以使孔的轴线不易偏斜。。第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.602.退刀路线的确定

进给路线：数控机床加工过程中。刀具从换刀点运动起，直至返回该点并结束，程序所经过的路径。进给路线包括切削加工路径、刀具快速引入路径、刀具快速退刀路径。确定退刀路线，首先要考虑退刀的安全性，如退刀路径中要避免碰撞；为提高加工效率，退刀路线要为最短。根据刀具加工零件部位的不同，退到路线的确定方式也不同，数控车床（铣床类似）加工一般采用以下三种退刀方式。（1）斜线退刀方式加工外圆（外形）的偏刀退刀。斜线退刀方式（动画）第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.612.退刀路线的确定（2）切槽刀退刀方式这种退刀方式是先径向退刀，退出工件外后再轴向退刀至换刀点。切槽退刀方式（动画）（3）镗刀退刀方式这种退刀方式与车槽恰好相反，即先轴向退刀，到达工件孔外后位置再斜向退刀（要防止刀具与工件内壁碰撞）。镗刀退刀方式（动画）第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.623.热处理工序的安排粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段毛坯制备正火、退火调质处理、渗碳表面（或局部）淬火+低回火为提高材料的力学性能、改善材料的切削加工性能和消除工件的内应力，在工艺过程中要适当安排一些热处理工序，热处理工序在工艺路线中的安排主要取决于零件的材料和热处理的目的。（1）预备热处理

正火、退火：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理应安排在粗加工以前。

调质处理：（淬火+高温回火），为最终热处理提供组织准备，提高零件综合力学性能；安排在粗加工以后，半精加工（或精加工）之前进行。第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.62（2）消除残余内应力热处理

为了消除工件内应力的热处理（时效处理），安排在半精加工以后，精加工以前进行，对于精密度很高的零件，如机床主轴、精密丝杠，还可能安排多次时效处理。（3）最终热处理淬火及表面热处理：为了提高工件表面硬度的热处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行。淬火热处理铸件自然时效3.热处理工序的安排第二节数控加工工艺的制定五、加工顺序的安排P.624.辅助工序的安排

清洗、检验、去毛剌、倒棱边、上漆、退磁、平衡、涂油等。某曲轴零件的全部加工工序5.数控加工工序与普通工序的衔接

数控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如果衔接不好，就容易产生矛盾，因此。要解决好数控工序与非数控工序之间的衔接问题，最好的办法是建立相互状态的要求。比如协调解决加工余量问题、定位面与孔精度要求及几何公差。

锻造--热处理

--铣两端面

--车两端工艺搭子外圆--钻主轴颈中心孔

--钻连杆轴颈中心孔--检验--

粗车三个连杆轴颈--精车三个连杆轴颈--

车工艺搭子两端面

--粗车各处外圆--

精车各处外圆

--检验

--磨削连杆轴颈外圆

--磨削两主轴颈--磨削φ22-00.12mm外圆--磨削φ20

0

-00.021mm外圆--检验

--车掉两端工艺搭子

--车两端面

--铣键槽--倒角

--去毛刺--最后检验第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.63在工件的机械加工工艺过程中，合理的选择定位基准对保证工件的尺寸精度和相互位置精度起着重要的作用。定位基准有粗基准和精基准两种。

粗基准毛坯在开始加工时都是以未加工的表面定位，这种基准面称为粗基准；

精基准用已加工的表面作为定位的基准面，称为精基准。1.粗基准的选择选择粗基准，要保证毛坯各加工表面有足够的加工余量，然后要保证加工表面与不加工表面之间要有一定的位置精度。

（1）相互位置要求原则为保证加工表面与非加工表面的位置关系，应选择非加工表面作粗基准。套筒毛坯粗基准的选择第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.641.粗基准的选择

（5）便于工件装夹原则作为粗基准的表面，要尽量平整光滑，没有飞边，冒口、浇口或其它缺陷，尽量选择较大的基准面。以使工件定位比较准确、夹紧可靠。第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.631.粗基准的选择

（2）加工余量合理分配原则具有较多加工表面时，应以余量较小的加工面为粗基准，以保证所有的表面都有足够的加工余量。加工余量合理分配第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.641.粗基准的选择

（3）重要表面原则为保证重要表面的加工余量均匀，应以重要加工表面作为粗基准。机床导轨面加工第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.641.粗基准的选择

（4）粗基准不重复使用原则粗基准的精度一般都比较低，在已经使用过粗基准定位后，就不能再次使用同一尺寸方向的粗基准来定位。否则就会导致较大的定位误差。（仅当毛坯精度较高且加工位置精度要求不高时，为定位方便，才可忽略这一原则。）粗基准不重复使用加工右图所示工件，先以外圆B为粗基准（在车床上）加工大端面A和内孔C后，就应以加工过的C和A为精基准(在钻床上)定位加工孔D；若在钻床上加工D时，再次以外圆B这个粗基准定位，由于B的误差很大，会导致加工出来的D位置精度严重超差。第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.652.精基准的选择

（1）基准重合原则总原则：保证零件的加工精度，装夹方便、准确、可靠，并考虑经济性。

定位基准尽量与设计基准重合，以避免基准不重合定位误差。

方案一：X向、Y向定位基准与设计基准重合，无基准不重合误差。钻孔加工的两种定位基准选择方案

方案二：Y向定位基准为前面，与设计基准（后面）不重合，Y向有基准不重合误差，不合理第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.652.精基准的选择

（1）基准重合原则

方案一：测量基准与设计基准都是同一A面，无基准不重合误差，合理。测量基准尽量与设计基准重合

方案二：测量基准是C面，而与设计基准A面不重合，存在基准不重合误差，不合理

测量基准尽量与设计基准重合，以避免基准不重合误差。第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.662.精基准的选择

（1）基准重合原则心轴定位：装配基准与设计基准重合

装配基准尽量与设计基准重合，以避免基准不重合误差。对于盘套类零件，尽量以心轴定位，以使装配基准与设计基准重合。第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.672.精基准的选择

（2）基准统一原则长套零件的定位－－基准统一

同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位精基准，称为基准统一原则。

这样可保证各加工表面间的相互位置精度。轴类零件两端的中心孔，也可作为统一的基准使用。下图所示的长套零件，也统一使用外圆作为精基准。零件图以外圆为定位基准车削内孔以外圆为定位基准磨削内孔短套可采用软卡爪第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.672.精基准的选择

（3）自为基准原则自为基准原则

在余量较小的大尺寸工件精加工或光整加工中，应选择加工表面自身为定位基准。采用百分表控制调整法定位。如精磨机床导轨面。先用百分表校正导轨面（定位基准）再夹紧，然后磨削导轨面。第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.672.精基准的选择

（4）互为基准原则车床主轴锥孔与主轴颈的加工在相互位置精度要求较高的加工中，可以相互为基准，反复交替提高位置精度。如车床主轴锥孔与主轴颈同轴度要求很高，可以先以主轴颈定位加工锥孔，再反过来以主轴锥孔定位加工主轴颈。

（5）便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便灵活，同时定位基准应有足够大的接触表面，以承受较大的切削力。第三节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择P.683.辅助基准的选择辅助基准

辅助基准。是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定位基准。

如轴类零件加工所用的两个中心孔，它不是零件的工作表面只是出于工艺上的需要才做出的；又如图所示，零件为定位可靠、方便，毛坯上专门作出工艺搭子，这也是典型的辅助基准。加工完毕后，应将其从零件上切除。第三节零件在数控机床上的定位与装夹二、定位元件及其应用P.68工件的定位是通过工件的定位基准面和夹具上定位元件工作表面之间的配合或接触实现的。一般应根据工件上定位基准面的形状选择相应的定位元件。

1.平面定位元件平面定位的定位元件有多种，其中最常用的平面定位元件有固定支承、自位支承、可调支承和辅助支承等。（1）固定支承有支承钉和支承板两种。

1）支承钉像铸、锻等毛坯面这样的粗基准面，平面度误差较大，适合采用支承钉定位。三个合理分布的支承钉，可以定一个平面。固定支承钉支承钉的分布第三节零件在数控机床上的定位与装夹二、定位元件及其应用P.69

1.平面定位元件（1）固定支承

2）支承板各种支承板经加工过的工件大平面（长平面），平面度误差较小，可采用支承板等平面定位元件定位。定位元件：支承板、窄支承板。第三节零件在数控机床上的定位与装夹二、定位元件及其应用P.69

1.平面定位元件（2）自位支承（浮动支承）浮动支承一些重型、薄壳、异形工件的毛坯工件，可能因接触不良引起定位刚性不足，为了提高工件的刚度和稳定性，可采用浮动支承。就是指根据工件实际表面情况，自动调整支撑方向和接触部位的浮动支承。无论使用哪种形式，其作用相当于一个固定支承，在该部位消除一个移动自由度。用于毛坯面定位或刚性不足的场合。第三节零件在数控机床上的定位与装夹二、定位元件及其应用P.69

1.平面定位元件（3