数控加工工艺大作业指导书.docx
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数控加工工艺大作业指导书
数控加工工艺大作业指导书
一．大 作业目的
通过数控加工工艺大作业练习，使学生把握零件的数控加工工艺的分析方式。
二．大作业内容
1.分析与制定轴类零件数控加工工艺。
2.分析与制定型腔凸台零件数控加工工艺。
3.分析与制定起落台铣床的支承套零件数控加工工艺。
三．大作业完成步骤
1.零件图工艺分析；
2.选择设备；
3.确信零件的定位基准和装夹方式；
4.确信加工顺序及进给线路；
5.刀具选择；
6.确信切削用量；
7.填写数控加工工艺文件。
四、进行数控加工工艺分析时需要考虑的因素
1．数控加工工艺的大体特点
数控机床加工工艺与一般机床加工工艺在原那么上大体相同，但数控加工的整个进程是自动进行的，因此又有其特点。
1） 数控加工的工序内容比一般机床的加工的工序内容复杂。
这是因为数控机床价钱昂贵，假设只加工简单的工序，在经济上不合算，因此在数控机床上通常安排较复杂的工序，乃至是在通用机床上难以完成的那些工序。
2）数控机床加工程序的编制比一般机床工艺规程编制复杂。
这是因为在一般机床的加工工艺中没必要考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀线路的确信等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于那个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的过失，不然加工不出合格的零件。
2．数控加工工艺分析的要紧内容
依照数控加工的实践，数控加工工艺要紧包括以下方面：
1）选择适合在数控机床上加工的零件和确信工序内容；
2）零件图纸的数控工艺性分析；
3）制订数控工艺线路，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等；
4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀线路确信、测量、切削用量的确信等；
3．数控加工零件的合理选择
在数控机床上加工零件时，一样有两种情形。
第一种情形：
有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。
第二种情形：
已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。
不管哪一种情形，考虑的要紧因素要紧有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处置要求等。
归纳起来有三点，即零件技术要求可否保证，对提高生产率是不是有利，经济上虽否合算。
依照国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
（1）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件；
（2）轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件；
（3）用一般机床加工时，需要有昂贵的工艺装备（工具、夹具和模具）的零件；
（4）需要多次改型的零件；
（5）价值昂贵，加工中不许诺报废的关键零件；
（6）需要最短生产周期的急零件。
数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。
1）零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原那么；
零件图样上尺寸标注方式应适应数控加工的特点，在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸直接给出坐标尺寸。
组成零件轮廓的几何元素的条件应充分
在手工编程时，要计算每一个节点坐标。
在自动编程时，要对组成零件轮廓的所有几何元素进行概念。
因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是不是充分。
若是组成零件几何元素条件不充分，编程时那么无法下手。
2）零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点
零件的内腔和外形最好采纳统一的几何类型和尺寸。
如此能够减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高。
内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因此内槽圆角半径不该过小。
零件铣削底平面时，槽底圆角半径不该过大，不然铣刀端刃铣削平面的能力差、效率低。
应采纳统一的基准定位。
在数控加工中，假设没有统一的基准定位，会因工件从头安装而致使加工后的两个面轮廓位置及尺寸不和谐现象。
另外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差是不是为以取得保证，有无引发矛盾的多余尺寸或阻碍工序安排的封锁尺寸等。
4．加工方式的选择与加工方案的确信
（1）加工方式的选择
加工方式的选择原那么是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。
由于取得同一级精度及表面粗糙度的加工方式一样有许多，因此在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处置要求等全面考虑。
（2）加工方案确信的原那么
零件上比较精准表面加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工慢慢达到的。
对这些表面仅仅依照质量要求选择相应的最终加工方式是不够的，还应正确地确信从毛坯到最终成形的加工方案。
5．工序与工步的划分
一样工序划分有以下几种方式
（1）按零件装卡定位方式划分工序
由于每一个零件结构形状不同，各表面的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式那么各有不同。
一样加工外形时，之内形定位；加工内形时又之外形定位。
因此可依照定位方式的不同来划分工序。
（2）按粗、精加工划分工序
依照零件的加工精度、刚度和变形等因素杰划分工序时，可按粗、精加工分开的原那么来划分工序，即先作粗加工再精加工。
现在可用不同的机床或不同的刀具进行加工。
通常在一次安装中，不许诺将零件的某一部份表面加工完毕后，再加工零件的其它表面。
（3）按所用刀具划分工序
为了减少换刀次数，紧缩空程时刻，减少没必要要的定位误差，可按刀具集中工序的方式加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其它部位。
工步的划分要紧从加工精度和效率两方面考虑。
在一个工序内往往需要采纳不同的刀具和切削用量，对不同表面进行加工。
为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。
总之，工序与工步的划分要依照具体零件的结构特点、技术要求等情形综合考虑。
6．零件的安装与夹具的选择
（1）定位安装的大体原那么
在数控机床上加工零件时，定位安装的大体原那么与一般机床相同，也要合理选择定位基准和夹紧方案。
为了提高数控机床效率确信定位基准与夹紧方案时应注意以下三点：
1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一；
2）减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全数待加工表面；
3）幸免采纳占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。
（2）选择夹具的大体原那么
数控加工对夹具要有两方面要求：
一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要和谐零件和机床坐标系的尺寸关系。
另外，尚需考虑以下四点：
1）夹具结构应力求简单。
当零件加工批量不大时，应尽可能采纳组合夹具、可调式夹具及其它通用夹具，以缩短生产预备时刻、节省生产费用；成批生产时考虑采纳专用夹具；
2）零件的装卸要迅速、方便，以缩短机床的停马上刻；
3）夹具要开敞，其定位、夹紧机构或其它元件不得阻碍加工中的走刀；
4）夹具在机床上的安装及工件在夹具上的安装要准确靠得住，以保证工件在正确的位置上按程序加工。
另外，为了提高数控加工的效率，在成批生产中还能够采纳多位、多件夹具。
7．刀具的选择与切削用量的确信
（1）刀具的选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅阻碍机床的加工效率，而且直接阻碍加工质量。
编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
与传统的加工方式相较，数控加工对刀具的要求更高。
不仅要求精度高、刚度高、耐费用高，而且要求尺寸稳固、安装调整方便。
这就要求采纳新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采纳立铣刀。
铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀。
对一些主体型面和变斜角轮廓形的加工，常采纳球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。
曲面加工常采纳和球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因此应采环形刀。
（2）切削用量的确信
切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。
关于不同的加工方式，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原那么是：
粗加工时，一样以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工本钱；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工本钱。
具体数值应依照机床说明书、切削用量手册，并结合体会而定。
8．加工线路的确信
在数控加工中，刀具刀位点相关于工件运动轨迹称为加工线路。
编程时，加工线路的确信原那么要紧有以下几点：
（1）加工线路应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；
（2）使数值计算简单，以减少编程工作量；
（3）应使加工线路最短，如此既可减少程序段，又可减少空刀时刻。
（4）另外，确信加工线路时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情形，确信是一次走刀，仍是多次走刀来完成加工和在铣削加工中是采纳顺铣仍是采纳逆铣等。
五、分析与制定典型零件工艺
一、加工轴类零件如图1，毛坯为Φ85㎜×340㎜棒材，零件材料为45钢，无热处置和硬度要求，图中Φ85㎜外圆不加工。
对该零件进行精加工。
依照图纸要求和毛坯情形，编制该零件数控车削工艺。
图1车削轴类零件
2、如图2所示，材料为45钢，单件生产，毛坯尺寸为84mm×84mm×22mm），试对该零件的顶面和内外轮廓进行数控铣削加工工艺分析。
图2带型腔的凸台零件图
3、如下图为起落台铣床的支承套，在两个相互垂直的方向上有多个孔要加工，在加工中心上加工，只需一次安装即可完成。
零件材料为45钢，中批量生产，分析其加工工艺。
图3支承套零件图
六、作业进度安排
序号
内容
完成时间
1
分析与制定轴类零件数控加工工艺
分析与制定型腔凸台零件数控加工工艺
分析与制定升降台铣床的支承套零件数控加工工艺
七、评分标准
序号
考核内容
分值
评分细则
1
分析与制定轴类零件数控加工工艺
10
1.零件图工艺分析（2分）；
2.选择设备（1分）；
3.确定零件的定位基准和装夹方式（1分）；
4.确定加工顺序及进给路线（1分）；
5.刀具选择（2分）；
6.确定切削用量（2分）；
7.填写数控加工工艺文件
（1分）。
注：
每个步骤有不正确的地方酌情扣分，切削用量参数选择的只要合理就按照正确的给分，不合理按照错误对待。
2
分析与制定型腔凸台零件数控加工工艺
10
3
分析与制定升降台铣床的支承套零件数控加工工艺
10
4
总分
30
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