第二章數(shù)控機(jī)床編程2課件

數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)無論是普通加工還是數(shù)控加工，手工編程還是自動(dòng)編程，首先遇到的是工藝處理問題。在編程前，必須對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具和夾具，確定切削用量。在編程中，還需進(jìn)行工藝處理，如確定對(duì)刀點(diǎn)等。因此，數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理是一項(xiàng)十分重要的工作。數(shù)控加工工藝分析的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床加工程序的編制比普通機(jī)床的工藝編制更為復(fù)雜。在用通用機(jī)床加工時(shí)，許多具體的工藝問題，如工步的劃分、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、走刀路線等在很大程度上都是由操作工人根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮、決定的，一般無須工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)作過多的規(guī)定。而在數(shù)控加工時(shí)，上述這些具體工藝問題，不僅成為數(shù)控工藝處理時(shí)必須認(rèn)真考慮的內(nèi)容，而且還必須正確地選擇并編人加工程序中。換言之，本來是由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時(shí)調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時(shí)就轉(zhuǎn)變成為編程人員必須事先具體設(shè)計(jì)和具體安排的內(nèi)容。數(shù)控加工的工藝處理相當(dāng)嚴(yán)密。數(shù)控機(jī)床雖然自動(dòng)化程度較高，但自適性差。它不可能對(duì)加工中出現(xiàn)的問題自由地進(jìn)行人為調(diào)整，盡管現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在自適應(yīng)調(diào)整方面作了不少改進(jìn)，但自由度還是不大。因此，在進(jìn)行數(shù)控加工的工藝處理時(shí)，必須注意到加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，考慮要十分嚴(yán)密。所以，編程人員不僅必須具備較扎實(shí)的工藝基礎(chǔ)知識(shí)和較豐富的工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而且必須具有嚴(yán)細(xì)踏實(shí)的工作作風(fēng)。數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容

選擇并確定適合進(jìn)行數(shù)控加工的零件及加工內(nèi)容；對(duì)被加工零件的圖紙進(jìn)行數(shù)控工藝分析，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求；確定零件的加工方案，劃分和安排加工工序；具體設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序。如工步的劃分、零件的定位、夾具與刀具的選擇、切削用量的確定等；處理特殊的工藝問題，如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)確定，加工路線確定，刀具補(bǔ)償，分配加工誤差等；處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令，編制工藝文件。數(shù)控加工的工藝分析數(shù)控加工內(nèi)容的選擇

形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用機(jī)床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；零件上的曲線、曲面輪廓，特別是由數(shù)學(xué)表達(dá)式描繪的復(fù)雜曲線或曲面輪廓；具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻螺紋等多工序的零件；在通用機(jī)床上加工時(shí)極易受人為因素(如情緒波動(dòng)、體力強(qiáng)弱、技術(shù)水平高低等)干擾，零件價(jià)值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟(jì)損失的零件；在通用機(jī)床上加工時(shí)必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件，或需要作長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的零件；尺寸精度和相互位置精度要求較高的零件；采用數(shù)控加工能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。零件加工工藝性零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來編制的，因此，各圖形幾何要素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直和平行等）應(yīng)明確，各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸，這種標(biāo)注法最能適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)。它既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計(jì)、工藝、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。保證基準(zhǔn)統(tǒng)一數(shù)控加工應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位，否則會(huì)因工件的重新安裝而導(dǎo)致加工后的兩個(gè)面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。例如，正反兩面都采用數(shù)控加工的零件，往往會(huì)因?yàn)榱慵闹匦掳惭b而接不好刀，這時(shí)，最好用零件上現(xiàn)有的合適的孔作定位基準(zhǔn)孔，即使零件上沒有合適的孔，也要想辦法專門設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)。有時(shí)還可以考慮在零件輪廓的毛坯上增加工藝凸耳的方法，在凸耳上加工定位孔，在完成加工后再除去。若無法制出工藝孔時(shí)，至少也要用經(jīng)過精加工的零件輪廓基準(zhǔn)邊定位，以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。盡量統(tǒng)一零件輪廓內(nèi)圓弧的有關(guān)尺寸內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，當(dāng)工件的被加工輪廓高度低，轉(zhuǎn)接圓弧半徑比較大時(shí)，可以采用較大直徑的銑刀來加工，減少了加工底板面的次數(shù)，表面加工質(zhì)量也比較好，因此工藝性較好。通常R<0.2H（H為被加工輪廓面的最大高度）時(shí)，可以判定零件的該部位工藝性不好。銑削零件底面時(shí)，槽底圓角半徑r不應(yīng)過大。圓角r越大，銑刀端刃銑削平面的能力越差，效率越低，當(dāng)r大到一定程度時(shí)甚至必須用球頭銑刀加工，這是應(yīng)當(dāng)避免的。因?yàn)殂姷杜c銑削平面接觸的最大直徑d=D-2r（D為銑刀直徑），當(dāng)D越大而r越小時(shí)，當(dāng)D越大而r越小時(shí)，銑刀端刃銑削平面的面積越大，加工平面的能力越強(qiáng)，工藝性當(dāng)然也越好。毛坯結(jié)構(gòu)工藝性毛坯的加工余量應(yīng)充足和盡量均勻；要分析毛坯的裝夾適應(yīng)性，主要是毛坯在加工時(shí)定位和夾緊的可靠性與方便性，以便在一次裝夾中加工出盡量多的表面。對(duì)于不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺(tái)、工藝凸耳等輔助基準(zhǔn)。對(duì)圖樣的工藝性分析與審查，一般是在零件圖樣和毛坯設(shè)計(jì)以后進(jìn)行的，特別是在把原來采用通用機(jī)床加工的零件改為數(shù)控加工的情況下，零件設(shè)計(jì)都已經(jīng)定型，再根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，對(duì)圖樣或毛坯進(jìn)行較大更改，一般比較困難。因此，一定要把工作重點(diǎn)放在零件圖樣初步設(shè)計(jì)與定型設(shè)計(jì)之間的工藝性審查與分析上。編程人員不僅要積極參與認(rèn)真仔細(xì)的審查工作，還要與設(shè)計(jì)人員密切合作，在不損害零件使用性能的前提下，讓圖樣設(shè)計(jì)更多地滿足數(shù)控加工工藝的各種要求。確定工藝路線及加工路線工藝路線的確定

在數(shù)控機(jī)床加工零件其工序劃分方法有：刀具集中分序法粗、精加工分序法根據(jù)裝夾定位劃分工序總之，在數(shù)控機(jī)床上加工零件，其加工工序的劃分要視加工零件的具體情況具體分析。許多工序的安排是按上述分序方法進(jìn)行綜合安排的。加工路線的確定

所謂加工路線，就是指數(shù)控機(jī)床在加工過程中，刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡和方向。即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。每道工序加工路線的確定是非常重要的，因?yàn)樗c零件的加工精度和表面粗糙度密切相關(guān)。加工路線的確定應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：對(duì)點(diǎn)位加工的數(shù)控機(jī)床，如鉆、鏜床，只要求定位精度高，定位過程盡可能快，而刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)路線無關(guān)緊要，因此要考慮盡可能縮短走刀路線，以減少空程時(shí)間。對(duì)于位置精度要求較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當(dāng)時(shí)，就有可能將沿坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。在車削和銑削零件時(shí)，應(yīng)盡量避免徑向切入和切出，而應(yīng)沿零件的切向切入和切出。銑削曲面時(shí)，常用球頭刀采用行切法進(jìn)行加工，即刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，行間距按零件加工精度要求而確定。對(duì)于邊界敞開的曲面可采用兩種加工路線，如圖所示為發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，當(dāng)采用左圖的加工方案時(shí)，每次沿直線加工，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用右圖的加工方案時(shí)，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其它表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應(yīng)由邊界外開始加工。對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定

“對(duì)刀點(diǎn)”是指數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，這個(gè)起點(diǎn)也是編程時(shí)程序的起點(diǎn)，因此“對(duì)刀點(diǎn)”也稱“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)”。對(duì)刀點(diǎn)選定后，便確定了機(jī)床坐標(biāo)系和零件坐標(biāo)系的關(guān)系。對(duì)刀：就是使“對(duì)刀點(diǎn)”與“刀位點(diǎn)”重合的操作。選擇對(duì)刀點(diǎn)的原則：

選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，或與之相關(guān)的位置上。選在對(duì)刀方便，便于測(cè)量的地方。選在便于坐標(biāo)計(jì)算的地方對(duì)刀點(diǎn)可以選在工件上(如工件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn))，也可選在夾具或機(jī)床上(夾具或機(jī)床上設(shè)相應(yīng)的對(duì)刀裝置)。若對(duì)刀點(diǎn)選擇在夾具或機(jī)床上，則必須與工件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸聯(lián)系，以保證機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系。對(duì)于采用增量編程坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，對(duì)刀點(diǎn)可選在零件孔的中心上、夾具上的專用對(duì)刀孔上或兩垂直平面(定位基面)的交線(即工件零點(diǎn))上，但所選的對(duì)刀點(diǎn)必須與工件定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)尺寸關(guān)系，這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系。對(duì)于采用絕對(duì)編程坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，對(duì)刀點(diǎn)可選在機(jī)床坐標(biāo)系的機(jī)床零點(diǎn)上或距機(jī)床零點(diǎn)有確定坐標(biāo)尺寸關(guān)系的點(diǎn)上。因?yàn)閿?shù)控裝置可用指令控制自動(dòng)返回參考點(diǎn)(即機(jī)床零點(diǎn))，不需人工對(duì)刀。但在安裝零件時(shí)，工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系必須要有確定的尺寸關(guān)系對(duì)刀時(shí)，應(yīng)使刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合?！暗段稽c(diǎn)”是指車刀、鏜刀的刀尖；鉆頭的鉆尖，立銑刀、端面銑刀刀頭底面的中心；球頭銑刀的球頭中心。對(duì)刀點(diǎn)不僅是程序的起點(diǎn)，往往也是程序的終點(diǎn)。因此在批量生產(chǎn)中，要考慮對(duì)刀點(diǎn)的重復(fù)定位精度。一般情況下，刀具在加工一段時(shí)間后或每次起動(dòng)機(jī)床時(shí)，都要進(jìn)行一次刀具回機(jī)床原點(diǎn)或參考點(diǎn)的操作，以減少對(duì)刀點(diǎn)累積誤差的產(chǎn)生。對(duì)多刀數(shù)控機(jī)床，換刀時(shí)，還要考慮換刀點(diǎn)的設(shè)置。為避免加工過程中換刀時(shí)刀具與工件、夾具、機(jī)床發(fā)生碰撞現(xiàn)象的發(fā)生，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在工件外合適的位置。數(shù)控車床常用的對(duì)刀方法有三種：試切對(duì)刀、機(jī)械對(duì)刀儀對(duì)刀（接觸式）、光學(xué)對(duì)刀儀對(duì)刀（非接觸式）。

MOV13對(duì)刀1.試切對(duì)刀

2.機(jī)械對(duì)刀儀對(duì)刀

3.光學(xué)對(duì)刀儀對(duì)刀刀具及切削用量的選擇刀具的選擇

選擇數(shù)控機(jī)床用刀具時(shí)，通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。一般說，數(shù)控機(jī)床用刀具應(yīng)具有較高的壽命和剛度，刀具材料抗脆性好，有良好的斷屑性能和尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便等特點(diǎn)。選取刀具時(shí)，要使刀具的類型和尺寸與工件表面形狀和尺寸相適應(yīng)。加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀；加工凹槽、較小的臺(tái)階面及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面等多用球頭銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀；加工變斜角零件的變斜角面應(yīng)選用鼓形銑刀；加工各種直的或圓弧形凹槽、斜角面、特殊孔等應(yīng)選用成形銑刀。根據(jù)不同的加工材料和加工精度要求，應(yīng)選擇不同參數(shù)的刀具進(jìn)行加工。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀工作，因此，必須有一套連接普通刀具的接桿，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、鉸削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其柄部有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀具。

數(shù)控車床常用刀具及選擇

在數(shù)控車床上使用的刀具有外圓車刀、鉆頭、鏜刀、切斷刀、螺紋加工刀具等，其中以外圓車刀、鏜刀、鉆頭最為常用。

1.數(shù)控車床常用刀具

外圓車刀

內(nèi)孔車刀

螺紋車刀

切斷（槽）車刀

刀柄

1.刀柄的作用

整體式模塊式

HSK刀柄

球頭銑刀銑削參數(shù)

機(jī)夾式環(huán)形銑刀

加工形狀與銑刀的選擇切削用量的確定

切削用量是指主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、進(jìn)結(jié)速度和背吃刀量。編程時(shí)程序員要將切削用量各參數(shù)編入程序或者在加工前預(yù)先調(diào)整好機(jī)床的轉(zhuǎn)速。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。切削用量各參數(shù)的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、手冊(cè)中的有關(guān)規(guī)定來進(jìn)行或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用類比法來確定。進(jìn)結(jié)速度主要受工件的加工精度、表面粗糙度和刀具、工件材料的影響，最大進(jìn)給速度還受到機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能的制約。在加工精度、表面租糙度質(zhì)量要求高時(shí)，進(jìn)給速度值應(yīng)取小一些，一般在20~50mm／min范圍內(nèi)選取。

2.刀具選擇根據(jù)數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的刀具安裝尺寸、工件材料、加工類型、加工要求及加工條件從刀具樣本中查表確定。在輪廓加工中，在接近拐角處應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)給量，以克服由于慣性或工藝系統(tǒng)變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現(xiàn)象。背吃刀置的確定主要受機(jī)床、夾具、刀具、工件組成的工藝系統(tǒng)剛度的影響。在系統(tǒng)剛度允許的情況下．盡量選擇背吃刀量等于加工余量，以減少加工次數(shù)、提高加工效率。對(duì)加工精度和表面粗糙度質(zhì)量要求較高的工件．應(yīng)留一點(diǎn)兒加工余量，最后進(jìn)行精加工。勞動(dòng)創(chuàng)造財(cái)富，安全帶來幸福。7月-237月-23Friday,July21,2023上崗安全忘一旁，好比身后藏只狼。18:34:1318:34:1318:347/21/20236:34:13PM努力推行QCC，工作不會(huì)苦兮兮。7月-2318:34:1318:34Jul-2321-Jul-23只有勇于承擔(dān)責(zé)任，才能承擔(dān)更大的責(zé)任。18:34:1318:34:1318:34Friday,July21,2023劣品標(biāo)識(shí)加隔離，退料重要處理易。7月-237月-2318:34:1318:34:13July21,2023寧繞百丈遠(yuǎn)，不冒一步險(xiǎn)。2023年7月21日6:34下午7月-237月-23安全保健康，千金及不上。21七月20236:34:13下午18:34:137月-23服務(wù)客戶，播種金錢，增加信任，穩(wěn)定續(xù)收。七月236:34下午7月-2318:3