《數控加工工藝設計》課件

數控加工工藝設計數控加工工藝設計是機械制造領域中不可或缺的一部分，它涉及從設計到加工的全過程，確保產品質量和生產效率。by課程目標掌握數控加工工藝基礎知識了解數控加工的概念、分類、系統(tǒng)組成等基本內容。熟練掌握數控編程的基本方法，并能進行簡單程序的編制。培養(yǎng)數控加工工藝設計能力掌握數控加工工藝參數的選擇和計算方法。熟悉常用的數控加工工藝規(guī)程和優(yōu)化方法。數控加工概述數控加工是現代制造業(yè)中不可或缺的一部分，它利用計算機控制機床進行自動化加工，提高生產效率和產品質量。數控加工技術的發(fā)展推動了制造業(yè)的革新，使產品設計、制造和生產管理都發(fā)生了巨大的變化。數控系統(tǒng)組成控制單元控制單元是數控系統(tǒng)的核心，負責解釋程序指令并控制機床的動作。伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)負責接收控制指令，并驅動機床執(zhí)行相應的運動。人機界面人機界面是操作人員與數控系統(tǒng)交互的窗口，負責顯示信息并接受操作指令。數字化數字模型數字化將傳統(tǒng)的設計圖紙轉換為計算機可讀的模型，實現精密的加工控制。程序控制數控加工利用計算機程序指令控制機器的運動和操作，實現自動化加工。自動化通過數字化程序，數控加工實現了自動化生產，提高效率和精度。機床分類11.按加工類型數控車床、數控銑床、數控鉆床、數控磨床等。22.按控制方式開環(huán)控制、閉環(huán)控制、混合控制等。33.按運動方式直線運動、圓弧運動、旋轉運動等。44.按精度等級高精度、中精度、低精度等。坐標系及程序編制1坐標系定義描述工件和刀具在空間中的位置2坐標系轉換不同坐標系之間的轉換3程序編寫使用G代碼指令控制機床動作4程序調試驗證程序的正確性數控加工中，坐標系是用來描述工件和刀具在空間中的位置關系的，坐標系轉換則是為了將不同的坐標系聯系起來，方便程序編寫和加工。程序編寫則需要使用G代碼指令控制機床的動作，包括進給、速度、刀具路徑等。程序調試則是為了驗證程序的正確性，確保加工過程能夠順利進行。點位坐標輸入1絕對坐標輸入以機床坐標系的原點為參考點，直接輸入工件上各點在坐標系中的絕對坐標值。使用絕對坐標輸入時，需要先確定機床坐標系。2增量坐標輸入以當前刀具位置為參考點，輸入刀具移動的增量值。增量坐標輸入方式相對簡單，適用于連續(xù)加工的工件。增量坐標輸入更靈活，但不需考慮原點。3程序段格式例如，G00X100Y50Z0：代表刀具以快速移動方式移動到X軸100mm、Y軸50mm、Z軸0mm的位置。常用G代碼指令G00快速定位G00指令用于快速定位，不進行切削加工，快速移動到指定位置。G01直線插補G01指令用于直線插補，在切削加工過程中，刀具沿直線軌跡移動。G02圓弧插補（順時針）G02指令用于圓弧插補，刀具沿圓弧軌跡移動，順時針方向。G03圓弧插補（逆時針）G03指令用于圓弧插補，刀具沿圓弧軌跡移動，逆時針方向。加工工藝參數切削速度切削速度是指刀具切削刃相對于工件的運動速度，以米/分鐘表示，影響切削效率和刀具壽命。進給量進給量是指刀具每分鐘切削的距離，以毫米/分鐘表示，影響加工效率和表面質量。切削深度切削深度是指刀具每次切削進入工件的深度，以毫米表示，影響加工效率和刀具壽命。切削寬度切削寬度是指刀具與工件的接觸長度，以毫米表示，影響加工效率和刀具壽命。刀具及刀具磨損刀具種類數控加工中，刀具種類繁多，每種刀具都有各自的優(yōu)缺點，適合不同的加工場合。車刀銑刀鉆頭鏜刀鉸刀絲錐滾刀刀具磨損刀具在切削過程中會發(fā)生磨損，磨損會影響加工精度和表面質量，甚至導致刀具失效。切削力分析切削力是加工過程中刀具與工件相互作用產生的力。它是影響加工精度、表面質量和刀具壽命的關鍵因素之一。切削力的方向和大小取決于多種因素，包括切削速度、進給量、刀具材料和工件材料等。3方向切削力通常分解為三個方向：1切向力推動刀具切削工件的力。2徑向力作用于刀具徑向的力。3軸向力作用于刀具軸向的力。切削力分析是數控加工工藝設計的重要環(huán)節(jié)，它可以幫助我們選擇合適的切削參數，優(yōu)化加工過程，提高加工效率和質量。切削溫度控制切削溫度是影響數控加工質量的關鍵因素之一。切削溫度過高會導致工件變形、刀具磨損加劇、表面質量下降等問題?？刂品椒▋?yōu)點缺點冷卻液降溫效果好，易操作成本較高，易污染切削參數優(yōu)化提高效率，降低成本需要專業(yè)知識和經驗刀具材料選擇提高耐熱性，延長刀具壽命成本較高表面質量控制表面質量是數控加工的關鍵指標之一。影響因素包括切削速度、進給量、刀具類型、工件材料等。加工過程中，應控制切削參數，選擇合適的刀具，以及使用潤滑冷卻液等措施，以獲得良好的表面質量。常見的表面質量指標包括粗糙度、表面光潔度、幾何形狀誤差等?？梢允褂么植诙葍x、輪廓儀等設備進行測量和評估。加工精度控制加工精度影響因素控制方法尺寸精度機床精度、刀具精度、工件材料、切削參數選用高精度機床、高精度刀具、合理選擇切削參數、采用精密測量工具形狀精度刀具形狀、刀具磨損、編程精度、工件夾緊方式采用高精度刀具、定期檢查和磨損補償、精確編程、合理工件夾緊表面粗糙度切削速度、切削深度、切削寬度、刀具磨損控制切削參數、選擇合適的刀具、合理潤滑冷卻工件夾持方式11.夾具夾具是一種用于固定工件的專用工具，通常采用機械夾緊、氣動夾緊或液壓夾緊方式。22.虎鉗虎鉗是一種常用的工件夾持工具，適用于尺寸較小的工件，可通過調節(jié)虎鉗的開口來固定工件。33.磁性吸盤磁性吸盤適用于具有磁性的金屬工件，可通過磁力固定工件。44.真空吸盤真空吸盤適用于非磁性材料的工件，通過真空吸附力固定工件。加工工藝規(guī)程確定加工方法選擇合適的加工方法，如車削、銑削、鉆削、磨削等。選擇刀具根據工件材料、加工精度、表面質量等選擇合適的刀具。確定切削參數包括切削速度、進給量、切深等參數。制定工序流程按照加工順序，制定合理的工序流程，包括工序名稱、操作步驟、加工時間等。編寫工藝文件包括工藝規(guī)程、工序卡、刀具清單等文件。加工工藝優(yōu)化1效率提升減少加工時間，提高生產效率。2成本降低優(yōu)化刀具選擇，減少材料浪費。3質量保證提高加工精度，確保產品質量。加工工藝優(yōu)化是一個復雜的過程，需要綜合考慮多種因素，例如材料特性、加工精度、加工效率、成本控制等。通過優(yōu)化加工工藝，可以提高生產效率，降低生產成本，并確保產品質量。數控車削工藝車削加工車削是利用旋轉的工件和刀具之間的相對運動，切削工件外圓、端面、圓錐面、螺紋等形狀的加工方法。數控車削數控車削是指利用數控系統(tǒng)控制車床進行的車削加工，它具有高效率、高精度、自動化程度高的特點。工藝特點加工效率高加工精度高自動化程度高加工范圍廣數控銑削工藝銑削原理銑削是利用旋轉的銑刀對工件進行切削加工的工藝。銑刀的切削刃數目較多，切削效率高，適用于加工平面、溝槽、輪廓等形狀。數控銑削特點數控銑削可以實現高精度、高效率、自動化加工，廣泛應用于機械制造、航空航天、汽車制造等領域。銑削刀具銑刀的種類繁多，根據不同的加工需求選擇合適的銑刀，如端銑刀、側銑刀、面銑刀等。工藝參數數控銑削工藝參數包括切削速度、進給量、切削深度等，合理設定工藝參數可以提高加工效率和精度。數控鉆削工藝鉆削加工數控鉆削加工是一種重要的加工方法，用于在工件上創(chuàng)建孔。鉆削刀具鉆削刀具包括鉆頭、中心鉆、擴孔器等，用于加工孔徑、深度和形狀。程序編制數控鉆削加工需要編制程序，控制鉆頭運動軌跡和加工參數。精度控制鉆削加工精度受刀具磨損、夾具精度和加工參數影響。數控磨削工藝磨削原理磨削加工利用磨料顆粒去除工件表面材料。磨料顆粒嵌入磨具中，以高速旋轉切割工件表面。磨削過程產生大量熱量，需要冷卻液降低溫度。數控磨削優(yōu)勢數控磨削可實現高精度、高表面質量和復雜形狀加工。它可以加工各種材料，包括金屬、陶瓷和復合材料。磨削種類數控磨削包括平面磨削、圓柱磨削、內孔磨削、外圓磨削、滾珠磨削等。不同的磨削方式適用于不同的工件形狀和精度要求。數控加工實例-1此示例展示了數控銑削加工過程，使用數控銑床加工工件，需要根據工件形狀和精度要求選擇合適的刀具和切削參數。銑削加工主要應用于平面加工，如孔加工、銑槽等。數控銑床可實現復雜曲面加工，提高生產效率和產品質量。數控加工實例-2數控加工在現代制造業(yè)中扮演著越來越重要的角色。例如，在航空航天領域，數控加工用于制造高精度、復雜形狀的零件，例如飛機機翼、發(fā)動機葉片等。這些零件需要極高的加工精度和表面質量，才能滿足航空航天領域對性能和安全性的要求。數控加工實例-3數控加工實例-3是一個復雜零件的加工案例，它包含了多種加工工藝，如銑削、鉆削、攻絲、磨削等，并需要進行多軸聯動控制。該實例展示了數控加工在復雜零件加工中的應用，并強調了工藝參數設置、刀具選擇、工件夾持方式等方面的重要性。數控加工實例-4數控加工在航空航天領域發(fā)揮重要作用。復雜的零件，如噴氣發(fā)動機渦輪，需要精確的制造和高精度。數控加工可以實現復雜幾何形狀的加工，并保證產品質量。例如，數控加工可以用于制作渦輪葉片，這些葉片必須具有特定形狀和尺寸，才能在高速旋轉時高效工作。常見問題分析數控加工過程中經常出現一些問題，例如刀具斷裂、工件尺寸偏差、加工表面質量不佳等。這些問題會影響加工效率和產品質量。常見問題的原因包括刀具選擇不當、切削參數設置錯誤、工件夾緊不牢、機床精度不足、程序編制錯誤等。解決這些問題需要分析問題原因，并采取相應的措施。例如，選擇合適的刀具，設置合理的切削參數，加強工件夾緊，定期維護機床，仔細檢查程序等。在實際應用中，還需要根據具體情況進行分析和解決問題。通過不斷積累經驗，提高數控加工的效率和質量。數控加工前景11.高效生產數控加工提高生產效率，降低人工成本，縮短生產周期。22.精度提升數控加工精度高，可加工出復雜形狀零件，滿足現代制造業(yè)高精度要求。33.產品多元化數控加工能生產各種復雜產品，滿足市場對個性化產品需求。44.自動化程度高數控加工自動化程度高，減少人工干預，降低生產風險。課程總結數控加工重要性數控加工是現代制造業(yè)的核心技術