數(shù)控加工工藝課件1 新

云南昆明工業(yè)學(xué)校數(shù)控加工工藝分析課件授課教師：吳必宏一、本課程的性質(zhì)、任務(wù)及學(xué)習(xí)內(nèi)容《數(shù)控加工工藝》是數(shù)控技術(shù)運(yùn)用專業(yè)的主干課程之一，是一門(mén)實(shí)踐性、綜合性、靈活性較強(qiáng)的專業(yè)理論核心課程。是以機(jī)械制造中的工藝?yán)碚摓榛A(chǔ)，結(jié)合數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)，綜合工業(yè)分析知識(shí)解決數(shù)控切削加工的問(wèn)題。達(dá)到學(xué)生能規(guī)范、正確地進(jìn)行零件加工工藝分析，加工出合格零件，做到學(xué)以致用。數(shù)控加工的切削知識(shí)，工件在數(shù)控機(jī)床上的裝夾，數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)，數(shù)控車削加工工藝，數(shù)控銑削加工工藝，特種加工工藝，機(jī)械加工質(zhì)量控制等內(nèi)容。本課程的性質(zhì)課程任務(wù)：《數(shù)控加工工藝》學(xué)習(xí)內(nèi)容：第一章、數(shù)控切削基礎(chǔ)一節(jié)、切削運(yùn)動(dòng)與切削要素。二節(jié)、刀具切削部分幾何角度及選用。三節(jié)、刀具材料及切削過(guò)程控制。四節(jié)、切削液種類及選用。1、金屬切削加工：指用金屬切削刀具切除工件上多余金屬材料，使其形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量符合加工要求的一種機(jī)械加工方法。2、切削運(yùn)動(dòng)：在金屬切削加工過(guò)程中，刀具與工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程稱為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)分：主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。如圖：Ⅰ是主運(yùn)動(dòng)；Ⅱ是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。3、主運(yùn)動(dòng)：指由機(jī)床提供在金屬切削加工中其主要作用的運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)：消耗功率最大，速度最高。

主運(yùn)動(dòng)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)。4、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：由機(jī)床或人力提供使刀具與工件之間產(chǎn)生附加相對(duì)運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)：消耗功率較??；速度較低。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有：連續(xù)運(yùn)動(dòng)和間歇運(yùn)動(dòng)。5、切削加工表面的形成：在金屬切削加工過(guò)程中，工件上形成三個(gè)變化的表面：待加工表面；過(guò)渡表面；已加工表面。（1）、待加工表面：工件上有待切除多余金屬的表面。（2）、過(guò)渡表面：工件上處于待加工表面與已加工表面之間，由切削刃形成的那部分表面。

（3）、已加工表面：工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。6、切削三要素：在金屬切削加工過(guò)程中，將切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量稱為切削三要素。（1）、切削速度:指切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。單位M/S當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，（2）、進(jìn)給量f：刀具在進(jìn)給切削方向上相對(duì)于工件的移動(dòng)量。單位mm/r或mm/s。（3）、背吃刀量（切削速度）：指在工件垂直方向上已加工表面和待加工表面之間的距離。7、刀具切削部分的幾要素dw–待加工表面。dm–已加工表面。(1)、前刀面。(2)、主后刀面。(3)、副后刀面。(4)、主切削刃。（5）、副切削刃。

（6）、刀尖。

8、刀具切削部分各角度及合理選擇。主偏角：主切削刃在基面上投影與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。主偏角：75—90°主偏角減小，刀尖角增大，刀具耐用度高，斷削效果差；主偏角增大，斷削效果好。副偏角：副切削刃在基面上投影與假定進(jìn)給反向運(yùn)動(dòng)之間夾角。副偏角減小，可降低表面粗糙度提高刀具耐用度。9、主、副偏角的合理選擇。10、前角：是前刀面與基面之間的夾角。（正、負(fù)、零之分）前角增大，能減少切削變形和摩擦，降低切削力，減少刀具磨損，抑制積屑瘤產(chǎn)生。11、后角：主后刀面與切削平面之間的夾角。后角減小，刀具后面與工件表面摩擦增大。后角增大，刀具磨損減少，工件表面質(zhì)量提高。12、刀尖角：主、副切削刃在基面投影之間的夾角。13、楔角：是前刀面與后刀面之間的夾角。14、刀具材料種類及選用常用刀具材料有：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金鋼、陶瓷、超硬刀具材料。（1）碳素工具鋼、合金工具鋼，特點(diǎn)是：

耐磨性好、強(qiáng)度、硬度高；韌性好，

廣泛應(yīng)用于中、低速切削刀具材料。高速鋼特點(diǎn)：具有較高強(qiáng)度、硬度，

耐磨性好，韌性好，抗沖擊能力強(qiáng)。硬質(zhì)合金鋼特點(diǎn)：耐磨性好，硬度高，韌性和抗沖擊能力差。用于制造焊接式合金車刀。陶瓷材料特點(diǎn)：硬度、耐磨性好，用于鋼鐵

和有色金屬等高精度零件加工。15、金屬切削加工過(guò)程中切屑的形成：根據(jù)切屑形態(tài)不同分：帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑、崩碎切屑。16、金屬切削加工過(guò)程中切屑的三個(gè)變形區(qū)：被切削的某點(diǎn)P向切削刃逼近的區(qū)域稱第一變形區(qū)。切屑在刀具前面產(chǎn)生剪切變形的區(qū)域稱為第二變形區(qū)。工件與刀具后面接觸形成已加工表面的區(qū)域稱為第三變形區(qū)。第一變形區(qū)。第二變形區(qū)。第三變形區(qū)。刀具17、積屑瘤：在切削速度不高又能形成連續(xù)切削時(shí)，加工鋼材或其他塑形材料。常在切削刃附近粘結(jié)一塊很硬金屬堆積物，包圍著切削刃，這就是積屑瘤。工件刀具積屑瘤18、積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響：（1）、增大實(shí)際切削的前角。（2）、增大切削層的厚度。（3）、增大已加工表面的粗糙度。（4）、影響刀具耐用度。19、導(dǎo)致積屑瘤產(chǎn)生的原因：工件材料的塑性。切削的速度。減少進(jìn)給量。20、切削力：在金屬切削時(shí)，工件材料抵抗刀具切削時(shí)所產(chǎn)生的阻力稱為切削力。切削力與刀具作用在工件上的力大小相等、方向相反。切削力的來(lái)源：（1）、三個(gè)變形區(qū)內(nèi)金屬產(chǎn)生彈性變形抗力和塑性變形抗力。（2）、切削與刀具前面。（3）、工件與刀具后面之間的摩擦力。21、影響切削力的主要因素：（1）、工件材料的影響。工件材料強(qiáng)度、硬

度高—切削力大。（2）、切削用量的影響。被吃刀量和進(jìn)給量

大—切削力大。（3）、刀具幾何角度的影響。增大前角—可

減小切削力。22、切削熱：在切削過(guò)程中，三個(gè)變

形區(qū)和摩擦產(chǎn)生的熱能稱為切削熱。23、刀具的磨損形式有：正常磨損和非正常磨損刀具的正常磨損：指刀具正常切削使用情況下

逐漸產(chǎn)生磨損。刀具非正常磨損：指刀具因?yàn)槭褂貌划?dāng)后產(chǎn)生

沖擊、崩刃、斷裂等。刀具正常磨損包括：前刀面磨損，后刀面磨損，

前后刀面同時(shí)磨損。24、切削用量的合理選擇：（1）、背吃刀量ap

選擇：粗加工時(shí)，應(yīng)盡量用一次走刀切除全部加工

余量。切削表面有硬皮時(shí)，應(yīng)盡量使背吃刀量大于硬

皮厚度以保護(hù)刀尖。

精加工時(shí)，背吃刀量可取0.5—1mm。（2）、進(jìn)給量f的選擇：粗加工時(shí)，根據(jù)機(jī)床和刀具承受條件選用較

大進(jìn)給量。精加工時(shí)，根據(jù)表面粗糙度要求，應(yīng)選擇較

小進(jìn)給量。（3）、切削速度vc

選擇：粗加工時(shí)，切削速度要低。精加工時(shí)，切削速度要高。通常情況：25、切削液的種類：水溶液、乳化液、切削油。水溶液：指以水為主要成分加入防銹添加劑、油性添加劑而合成的切削液。乳化液：由礦物油、乳化劑配置而成加水稀釋的一種切削液。切削油：由礦物油加入一定添加劑而構(gòu)成。26、切削液的作用：（1）、冷卻作用。（2）、潤(rùn)滑作用。（3）、排屑與清洗作用。（4）、防銹作用。27、切削液的合理選擇：粗加工時(shí)，產(chǎn)生大量切削熱，則必須連續(xù)、充分澆注切削液。精加工時(shí)，應(yīng)澆注潤(rùn)滑性能較好的切削液，以降低刀具磨損，改善加工表面質(zhì)量。總之：切削塑性材料時(shí)，需要澆注切削液。切削鑄鐵、脆性材料時(shí)，不澆注切削液。切削銅合金、有色金屬時(shí)，不使用含硫化添加劑的切削液。切削鋁、鎂及合金時(shí)，不使用水溶液或水溶性乳化液。第一章：切削加工基礎(chǔ)作業(yè)布置：1、簡(jiǎn)述什么是切削運(yùn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）？

切削三要素是？2、簡(jiǎn)述積屑的形成及影響？3、簡(jiǎn)述切削力的來(lái)源及影響？4、簡(jiǎn)述切削液的種類，作用？第一章：總結(jié)和復(fù)習(xí)切削運(yùn)動(dòng)定義主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)切削表面的形成：已加工表面待加工表面過(guò)渡表面定義定義1、2、3、4、切削三要素切削速度VC進(jìn)給量F刀具切削部分六要素：背吃刀量ap5、6、刀具幾何角度及選用主偏角副偏角前角后角刀尖角刀具材料及選用：碳素工

具鋼合金工

具鋼高速鋼硬質(zhì)合

金鋼陶瓷超硬質(zhì)材料7、8、9、根據(jù)切削中切屑形態(tài)不同切屑分：10、金屬切削過(guò)程中的三個(gè)變形區(qū)。11、積屑瘤定義影響（4點(diǎn)）產(chǎn)生原因（3點(diǎn)）12、切削力定義來(lái)源影響13、切削熱定義14、刀具的磨損形式：正常磨損（3點(diǎn)）非正常磨損15、切削用量

合理選擇：背吃刀量ap:進(jìn)給量F:切削速度Vc:粗加工時(shí)，在機(jī)

床和刀具能承受前提下背吃刀量盡可能大；精加工時(shí)小，

0.5mm粗加工時(shí)，進(jìn)給量大，精加工進(jìn)給量下。粗加工時(shí)慢精加工時(shí)快16、切削液種類（3種）作用（4點(diǎn)）選用（3點(diǎn)）總之：粗加工時(shí)，背吃刀量大，進(jìn)給量大，切削速度慢；精加工時(shí)，背吃刀量小，

進(jìn)給量小，切削速度快。第二章：工件在數(shù)控機(jī)床上的裝夾一節(jié)、機(jī)床夾具概述。二節(jié)、工件的定位。三節(jié)、工件的夾緊。四節(jié)、專用夾具。1、機(jī)床夾具（簡(jiǎn)稱：夾具）：指在機(jī)械加工過(guò)程中，用以裝夾工件的裝置

稱為機(jī)床夾具。常見(jiàn)機(jī)床夾具：四爪卡盤(pán)三爪卡盤(pán)虎鉗夾具2、工件的定位：在機(jī)械加工中，為保證加工精度，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過(guò)程，稱為工件定位。3、夾緊：工件定位后將其固定，使工件在加工過(guò)程中始終保持位置不變的操作稱為夾緊。4、裝夾：工件在機(jī)床或夾具中定位、夾緊的過(guò)程稱

為裝夾。5、機(jī)床夾具的組成：定位裝置夾緊裝置夾具體。定位裝置：作用確定工件在夾具中的

正確位置。夾緊裝置：作用將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程的正確位置不變。夾具體：作用輔助支承等。6、機(jī)床夾具分類：根據(jù)夾具通用程度

通用夾具專用夾具

成組夾具組合夾具7、機(jī)床夾具在加工中的作用：（1）、保證工件加工精度。（2）、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和降低加工成本。（3）、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改善機(jī)床用途。（4）、改善勞動(dòng)強(qiáng)度和保證生產(chǎn)安全。8、工件裝夾方式：（1）、直接找正裝夾法?！捎冒?/p>

分表找正裝夾。（2）、劃線找正裝夾法?！诠ぜ蟿澗€，使工件獲得正確位置。（3）、通用夾具裝夾法?！ψ远ㄐ目?/p>

盤(pán)裝夾、虎鉗固定裝夾。9、工件定位的基本原理：定位即限制工件自由度。工件在空間具有六個(gè)自由度，即XYZ軸的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，共六個(gè)自由度。因此，采用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，每個(gè)支承點(diǎn)限制一個(gè)自由度，將工件在夾具中的位置完全確定—就稱“六點(diǎn)定位原則”。六點(diǎn)定位原理10、工件定位中出現(xiàn)的幾種情況：（1）、完全定位?！捎昧鶄€(gè)支承點(diǎn)限

制工件的全部自由度，稱為完全定位。（2）、不完全定位?！ぜ淖杂啥葲](méi)有被完全限制時(shí)，稱為不完全定位。（3）、欠定位?！ぜb夾時(shí)該限制的自由度沒(méi)有被完全限制的現(xiàn)象稱欠定位。注意：欠定位是絕對(duì)不允許的，

無(wú)法保證加工要求。11、工件定位的基本原則：（1）、應(yīng)減少定位誤差。（2）、保證工件加工精度。（3）、方便工件裝夾和加工。（4）、夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單。12、對(duì)定位元件的基本要求：（1）、應(yīng)有足夠的精度。（2）、應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。（3）耐磨性好。（4）、工藝性能好。（5）、方便切除切屑。13、夾緊裝置的組成：動(dòng)力裝置、夾緊元件和中間傳力機(jī)構(gòu)組成動(dòng)力裝置：也稱力源裝置，產(chǎn)生夾緊動(dòng)力的裝置。如：液壓、氣動(dòng)夾緊和手動(dòng)夾緊。夾緊元件：直接與工件接觸，執(zhí)行夾緊工件的元件。中間傳力機(jī)構(gòu)：將動(dòng)力裝置產(chǎn)生的動(dòng)力傳給夾緊元件。中間傳力機(jī)構(gòu)作用：改變夾緊力的方向、大小，具有

一定的自鎖。14、對(duì)夾緊裝置的基本要求：（1）、夾緊時(shí)，不得破壞工件在夾具中

占有的正確位置。（2）、夾緊力大小適當(dāng)，既保證夾緊可靠

性，又避免和減小工件變形。（3）、夾緊裝置操作安全、方便，省力，

夾緊迅速。（4）、夾緊裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造和

調(diào)整。15、夾緊力的確定：夾緊力應(yīng)垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)面。夾緊力應(yīng)與切削力、工件重力方向一致。夾緊力應(yīng)靠近工件強(qiáng)度、剛度最好的方向，

避免工件夾緊變形。16、夾緊力的作用點(diǎn)選擇：（1）、應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠。（2）、應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形。（3）、夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位。17、專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求：（1）、保證加工精度穩(wěn)定性。（2）、提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率。（3）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。（4）、應(yīng)降低工件制造成本。（5）、提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，

降低夾具成本。第二章：工件在數(shù)控機(jī)床的裝夾作業(yè)布置：1、簡(jiǎn)述機(jī)床夾具的組成及作用？2、簡(jiǎn)述工件定位的原則及要求？3、簡(jiǎn)述對(duì)夾緊裝置的基本要求？4、簡(jiǎn)述如何選擇夾緊力的作用點(diǎn)？第二章：工件在數(shù)控機(jī)床的裝夾

總結(jié)、復(fù)習(xí)1機(jī)床夾具的含義：指機(jī)械加工中，用于裝夾零件的裝置。常見(jiàn)的機(jī)床夾具有：2什么是工件定位：什么是工件夾緊：什么是工件裝夾：三爪卡盤(pán)四爪卡盤(pán)虎鉗夾具使工件在夾具中占有準(zhǔn)確位置。在機(jī)械加工過(guò)程中，使工件保持正確位置不變的操作。工件在夾具中定位和夾緊的過(guò)程。3機(jī)床夾具的組成及作用：組成4機(jī)床夾具的分類：定位裝置確定工件在夾具中的正確位置。作用夾緊裝置夾具體作用作用將工件夾緊、夾牢，保持正確位置的不變。輔助支撐的作用。通用夾具專用夾具組合夾具成組夾具6工件的裝夾方式：機(jī)床夾具在加工中的作用：5保證工件加工精度。提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和降低加工成本。擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改善機(jī)床用途。改善勞動(dòng)強(qiáng)度和保證生產(chǎn)安全。直接找正裝夾。劃線找正裝夾。通用夾具裝夾法。7工件的定位原理：工件定位的幾種情況：六點(diǎn)定位原理。完全定位不完全定位欠定位六點(diǎn)定位原理。8工件定位的基本原則：9對(duì)定位元件的要求：應(yīng)減少定位誤差。保證工件加工精度。方便工件裝夾和加工。夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單。應(yīng)有足夠的精度。應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。方便切除切屑。耐磨性好。工藝性能好。10夾緊裝置的組成及要求：組成要求動(dòng)力裝置夾緊裝置中間傳力裝置夾緊時(shí)，不得破壞工件在夾具中占有的

正確位置。夾緊力大小適當(dāng)，既保證夾緊可靠性，

又避免和減小工件變形。夾緊裝置操作安全、方便，省力，夾緊

迅速。夾緊裝置應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造和調(diào)整。11對(duì)夾緊力的確定：對(duì)夾緊力作用點(diǎn)的選擇：12夾緊力應(yīng)垂直于工件的

主要定位基準(zhǔn)面。夾緊力應(yīng)與切削力、工件

重力方向一致。夾緊力應(yīng)靠近工件強(qiáng)度、剛度最好的方向避免工件夾緊變形。應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠。應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位。13對(duì)專用夾具設(shè)置的要求：保證加工精度穩(wěn)定性。提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。應(yīng)降低工件制造成本。提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，降低夾具成本。第三章、數(shù)控加工工藝分析一節(jié)、工藝過(guò)程及概述。二節(jié)、定位基準(zhǔn)的選擇。五節(jié)、典型零件加工工藝分析。三節(jié)、機(jī)械加工工藝路線的擬定。四節(jié)、機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)與實(shí)施。1、工藝過(guò)程：指在生產(chǎn)過(guò)程中，直接改變生產(chǎn)對(duì)象形狀、尺寸、相對(duì)位置等，使其成為成品或半成品的過(guò)程稱工藝過(guò)程。指用機(jī)械加工的方法改變毛坯形狀、尺寸、相對(duì)位置等，使其成為零件的全過(guò)程。2、機(jī)械加工工藝過(guò)程：3、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成：由工序、安裝、工位、工步和走刀組成。4、工序：指一個(gè)或一組工人在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。工序四要素：工作地、工人、工件、連續(xù)作業(yè)。5、安裝：指工件經(jīng)過(guò)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容稱為安裝指工件在夾具中完成一次安裝所占據(jù)不同的位置，每個(gè)位置所完成連續(xù)加工的那部分工序稱工位。6、工位：7、工步：指在一個(gè)工序中，加工表面和加工工具不變情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。8、走刀：在金屬加工中，切除的金屬層很厚應(yīng)分幾

次切削時(shí)，刀具對(duì)工件完成一次

進(jìn)給切削運(yùn)動(dòng)稱走刀。9、機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片：是以工序?yàn)閱挝徽f(shuō)明零件機(jī)械加工過(guò)程的一種工藝文件。指在機(jī)械加工工藝過(guò)程卡的基礎(chǔ)上，按每道工序的工步內(nèi)容所編制的一種工藝文件。10、機(jī)械加工工序卡片：11、制定機(jī)械加工工藝的原則和步驟：12、制定機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備階段有：基本原則是：確保加工質(zhì)量和減少生產(chǎn)成本。步驟是：填寫(xiě)工藝文件。工序設(shè)計(jì)階段。工藝路線擬定階段。準(zhǔn)備工作階段。計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)。確定生產(chǎn)類型。對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。確實(shí)毛坯類型。（3）、對(duì)零件進(jìn)行工藝分析：（2）、生產(chǎn)類型：指在計(jì)劃期內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量

和進(jìn)度計(jì)劃。（1）、生產(chǎn)綱領(lǐng)：