数控加工工艺规程设计.ppt

学学习习目的和要求：目的和要求：1 1、了解、了解数控加工工数控加工工艺过程基本概念程基本概念2 2、了解制、了解制订订数控加工工数控加工工艺主要内容及步主要内容及步骤3 3、学会、学会进进行数控加工工行数控加工工艺艺分析分析4 4、学会、学会进进行行数控加工工数控加工工艺艺路路线设计线设计5、学会填写数控加工工、学会填写数控加工工艺艺文件文件第第 4 章章 数控加工工数控加工工艺规艺规程程设设计计4.1 4.1 数控加工工数控加工工艺过程基本概念程基本概念第第 4 章章 数控加工工数控加工工艺规艺规程程设计设计本章主要内容如下：本章主要内容如下：4.2 4.2 制制订订数控加工工数控加工工艺主要内容及步主要内容及步骤4.3 4.3 数控加工工数控加工工艺艺分析分析4.4 4.4 数控加工工数控加工工艺艺路路线设计线设计4.5数控加工工序数控加工工序设计设计4.6填写数控加工工填写数控加工工艺艺文件文件4.1 4.1 数控加工工数控加工工艺过程基本概念程基本概念411生生产过产过程和工程和工艺过艺过程程1生生产过产过程程 机械机械产产品的生品的生产过产过程是将原料程是将原料转变为转变为成品的全成品的全过过程，它一般包括原程，它一般包括原材料的运材料的运输输和保管、生和保管、生产产技技术术准准备备、毛坯制造、机械加工、毛坯制造、机械加工、热处热处理、理、产产品品的装配、机器的的装配、机器的检验调试检验调试及油漆和安装等。及油漆和安装等。2工工艺过艺过程程 工工艺过艺过程是指生程是指生产过产过程中直接改程中直接改变变生生产对产对象的形状、尺寸、相象的形状、尺寸、相对对位位置和性置和性质质等，使其成等，使其成为为成品或半成品的成品或半成品的过过程。程。采用机械加工的方法，直接改采用机械加工的方法，直接改变变毛坯的形状、尺寸和表面毛坯的形状、尺寸和表面质质量，使量，使其成其成为为零件的零件的过过程称程称为为机械加工工机械加工工艺过艺过程。程。4 4.1 1.2 2 数控加工工数控加工工艺过艺过程的程的组组成成 1 1工序工序 一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序工序。划分工序的主要依据是设备(或工作地点)是否变动和加工是否连续，若改变其中任意一个就构成另一个工序。阶阶梯梯轴简图轴简图 阶梯梯轴加工工加工工艺过程（程（单件小批生件小批生产）工序号工序内容设备1车端面打中心孔，调头车另一端面打中心孔车床2车大端外圆、车槽和倒角，调头车小端外圆、车槽和倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床4磨外圆磨床5终检阶梯梯轴加工工加工工艺过程（中批生程（中批生产）工序号工序内容设备1两边同时铣端面、钻中心孔铣端面、钻中心孔机床2车一端外圆、车槽、倒角车床3车另一端外圆、车槽、倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台6磨外圆磨床7终检2.安装安装安装安装是指工件在加工之前，在机床或夹具上占据正确的位置（即为定位），然后加以夹紧的过程。在一个工序中，工件可能安装一次，也可能需要安装几次。3.工位工位为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位工位。为了减少工件的安装次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次安装中，先后处于几个不同的位置进行加工，不仅缩短了装夹工件的时间，而且提高了加工精度和生产效率。4.工步工步在加工表面（或装配时的连接面）和加工（或装配）工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步工步。划分工步的依据是加工表面和工具是否变化。一次安装中连续进行的若干相同的工步看作是一个工步。用几把刀具同时加工一个零件上的几个表面的工步，称为复合工步复合工步。在数控加工中，有时将在一次安装下用一把刀具连续切削零件的多个表面划分为一个工步。5.进给进给进给也称走刀走刀。在一个工步中，由于余量较大或其他原因，需要用同一把刀具对同一表面进行多次切削，这样，刀具对工件每切削一次就称为一次一次进给进给。多工位加工多工位加工利用回转工作台在一次安装中顺次完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四工位加工实例。简简化相同工步的化相同工步的实实例例 复合工步复合工步实实例例工序与安装、工位及工步、工序与安装、工位及工步、进给之之间的关系的关系 4.2 4.2 制制订订数控加工工数控加工工艺主要内容及步主要内容及步骤421数控加工工数控加工工艺的主要内容的主要内容1.选择选择适合在数控机床上加工的零件，确定数控机床加工内容。适合在数控机床上加工的零件，确定数控机床加工内容。2.进进行数控加工工行数控加工工艺艺分析，确定加工内容及技分析，确定加工内容及技术术要求。要求。3.具体具体设计设计数控加工工序，如工步的划分、工件的定位与数控加工工序，如工步的划分、工件的定位与夹夹具的具的 选择选择、刀具的、刀具的选择选择、切削用量的确定等。、切削用量的确定等。4.处处理特殊的工理特殊的工艺问题艺问题，如，如对对刀点、刀点、换换刀点的刀点的选择选择，加工路，加工路线线的的确定，刀具确定，刀具补偿补偿等。等。5.处处理数控机床上部分工理数控机床上部分工艺艺指令，指令，编编制工制工艺艺文件。文件。422数控加工工数控加工工艺规艺规程的程的编编制制1工工艺规艺规程的作用程的作用（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件（2）工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据（3）工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料（1）产品装配图和零件工作图。（2）产品的生产纲领。（3）产品验收的质量标准。（4）现有的生产条件和资料。（5）国内、外同类产品的有关工艺资料等。2工工艺规艺规程制程制订时订时所需的原始所需的原始资资料料4.3 4.3 数控加工工数控加工工艺艺分析分析 4 43 31 1 数控加工内容的数控加工内容的选择选择 1.适于数控加工的内容适于数控加工的内容(1)通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容；(2)通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；(3)通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。(1)占机调整时间长的加工内容。如以毛坯的粗基准定位来加工第一个精基准的工序。(2)加工部位分散，不能在一次安装中完成加工的其他零星加工表面，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床加工；(3)按某些特定的制造依据(如样板等)加工的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。(4)加工余量大而又不均匀的粗加工。此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。2.不适于数控加工的内容不适于数控加工的内容432数控加工零件的工数控加工零件的工艺艺性分析性分析（1）产产品的零件品的零件图图和装配和装配图图分析分析 零件零件图图的完整性与正确性分析的完整性与正确性分析 零件技零件技术术要求分析要求分析 尺寸尺寸标标注方法分析注方法分析 零件材料分析零件材料分析 汽汽车车板板弹弹簧与吊耳的配合簧与吊耳的配合1.零件的工零件的工艺艺性分析性分析人们把零件在满足使用要求的前提下所具有的制造可行性和加工经济性叫做零件的零件的结结构工构工艺艺性性。a)结结构工构工艺艺性不好性不好b)结结构工构工艺艺性好性好（2）零件的）零件的结结构工构工艺艺性分析性分析2.毛坯的确定毛坯的确定毛坯的确定包括确定毛坯的种毛坯的种类类和和制造方法制造方法两个方面。常用的毛坯种类有铸件、锻件、型材、焊接件等。如铸铁材料毛坯均为铸件，钢材料毛坯一般为锻件或型材等。各种毛坯的制造方法很多。确定毛坯时主要考虑下列因素：（1）零件的材料及其力学性能（2）生产类型（3）零件的结构形状和外形尺寸。44.1定位基准的定位基准的选择1.基准及其分基准及其分类基准基准，就是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准功用不同，分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准基准是在零件设计图纸上用来确定其它点、线、面的位置的基准。(1)设计基准基准4.4数控机床加工工数控机床加工工艺艺路路线线的的设计设计设计设计基准示例基准示例(2)工工艺基准基准工工艺基基准准是在工艺过程（加工和装配过程）中所采用的基准。它包括：（a）工工序序基基准准 是在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。所标注的被加工面位置尺寸称为工序尺寸工序尺寸。工序基准示例工序基准示例（b）定位基准）定位基准是在加工中用于工件定位的基准。定位基准示例定位基准示例（c）测量基准量基准是测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准。工件上已加工表面的工件上已加工表面的测量基准量基准（d）装配基准）装配基准是在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。装配基准示例装配基准示例(1)粗基准的粗基准的选择原原则机加工的第一道工序中，只能用毛坯上未加工过的表面作定位基准，称为粗基准粗基准。在随后的工序中，用加工过的表面作定位基准，称为精精基准基准。有时，为方便装夹或易于实现基准统一，在工件上专门制出一种定位基准，称为辅助基准助基准。2.定位基准的定位基准的选择若工件必须首先保证加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应选不加工表面为粗基准，以达到壁厚均匀，外形对称等要求。若有好几个不加工表面，则粗基准应选取位置精度要求较高者。套筒粗基准的套筒粗基准的选择（a）相互位置要求原则若工件上每个表面都要加工，则应以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。阶梯梯轴的粗基准的粗基准选择（b）加工余量合理分配原则 床身床身导轨面的粗基准的面的粗基准的选择(a)正确(b)不正确为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。（c）重要表面原则粗基准未经加工，表面比较粗糙且精度低，二次安装时，其在机床上(或夹具中)的实际位置可能与第一次安装时不一样，从而产生定位误差，导致相应加工表面出现较大的位置误差。因此，粗基准一般不应重复使用。（d）不重复使用原则(2)精基准的精基准的选择原原则直接选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差(称为基准不重合误差)。设计设计基准与定位基准的关系基准与定位基准的关系(a)基准重合原基准重合原则同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，称为基准统一原则。这样既可保证各加工表面间的相互位置精度，避免或减少因基准转换而引起的误差，而且简化了夹具的设计与制造工作，降低了成本，缩短了生产准备周期。（b）基准）基准统一原一原则某些要求加工余量小而均匀的精加工或光整加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。床身床身导轨面自面自为基准的基准的实例例（c）自）自为基准原基准原则为使各加工表面之间具有较高的位置精度，或为使加工表面具有小而均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为基准反复加工原则。1卡盘2滚柱3齿轮（d）互）互为基准反复加工原基准反复加工原则 所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活。同时，定位基准应有足够大的接触面积，以承受较大的切削力。因此，精基准应选择尺寸精度、形状精度较高而表面粗糙度值较小、面积较大的表面。支座的定位支座的定位（e）便于装）便于装夹原原则辅辅助基准典型助基准典型实实例例(3)辅助基准的助基准的选择(1)力求设计基准、工艺基准与编程计算的基准统一。(2)尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后就能加工出全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度。(3)避免采用占机人工调整式方案，以免占机时间太多，影响加工效率。(4)选择选择定位基准定位基准定位基准选择实例车床进刀轴架零件精基准选择原则，三种不同的方案(1)底面限制三个自由度，K面限制两个自由度此方案加工两孔采用了基准统一原则。夹具比较简单。设计尺寸401基准重合；尺寸510.1的工序基准是孔32H7的中心线，而定位基准是K面，定位尺寸为60.1，存在基准不重合误差，其大小等于0.2mm；两孔平行度0.02mm也有基准不重合误差，其大小等于0.03mm。可见，此方案基准不重合误差已经超过了允许的范围，不可行。(2)32H7孔限制四个自由度，底面限制一个自由度此方案对尺寸401有基准不重合误差，且定位销细长，刚性较差，所以也不好。(3)底面限制三个自由度，32H7孔限制两个自由度此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现，对于三个设计要求均为基准重合，只有32H7孔对于底面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平行度，应当在镗32H7孔时加以限制综上所述，第三方案基准基本上重合，夹具结构也不太复杂，装夹方便，故应采用。4.4.2选择选择数控加工方法数控加工方法1平面加工平面加工平面的加工方法常用的有：刨削、刨削、铣铣削、磨削、削、磨削、车车削削和拉削拉削。精度要求高的平面还需要经过研磨研磨或刮削刮削加工。组组合磨削合磨削多刀多刀铣铣削削2外外圆圆面加工面加工外圆面的加工方法常用的有车车削削和磨磨削削。当表面粗糙度要求较高时，还要经光整加工光整加工。车削是加工外圆表面的主要方法。小批量生产时，在卧式车床上进行；大批量生产时，多采用高效率的液压仿形车床或多刀半自动车床。最终工序为车削的加工方案，适用于除淬火钢以外的各种金属。磨削是精加工外圆表面的重要方法。最终工序为磨削的加工方案，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，不适用于有色金属。对于精度要求高的如精密的主要外圆面还需要光整加工，如研磨、超精磨及超精加工等，为提高生产效率和加工质量，一般在光整加工前进行精磨。最终工序为精细车或金刚车的加工方案，适用于要求较高的有色金属的精加工。对表面粗糙度要求高，而尺寸精度要求不高的外圆，可采用滚压或抛光。3.内孔加工内孔加工单孔的加工方法有钻钻孔孔、扩扩孔孔、铰铰孔孔、镗镗孔孔、拉孔拉孔、磨孔磨孔和光整加工光整加工。一般采用钻、扩、铰，D20mm的孔采用镗削加工，有些盘类的孔采用拉削加工。精度要求高的孔有时采用磨削加工。加工精度为IT9级的孔，当孔径小于10mm时，可采用钻铰方案；当孔径小于30mm时，可采用钻扩方案；当孔径大于30mm时，可采用钻镗方案。工件材料为淬火钢以外的各种金属。加工精度为IT8级的孔，当孔径小于20mm时，可采用钻铰方案；当孔径大于20mm时，可采用钻扩铰方案，适用于加工淬火钢以外的各种金属，但孔径应在2080mm之间，此外也可采用最终工序为精镗或拉削的方案。淬火钢可采用磨削加工。加工精度为IT7级的孔：当孔径小于12mm时，可采用钻粗铰精铰方案；当孔径小于1260mm范围时，可采用钻扩粗铰精铰方案或钻扩拉方案。若毛坯上已铸出或锻出孔，可采用粗镗半精镗精镗方案或粗镗半精镗磨孔方案。加工精度为IT6级的孔，最终工序采用手铰、精细镗、研磨或珩磨等均能达到，视具体情况选择。韧性较大的有色金属不宜采用珩磨，可采用研磨或精细镗。研磨对大、小直径孔均适用，而珩磨只适用于大直径孔的加工。孔系：有相互位置精度要求的孔的组合，称为孔系孔系。平行孔系孔距精度可以用找正法、镗模法、坐标法及数控法等保证，同轴孔系的同轴度主要由镗模保证：交叉孔系有关孔的垂直度，在普通镗床上主要靠机床工作台上的90度对准装置来保证。孔系分孔系分类类 a)平行孔系b)同轴系c)交叉孔系 内孔表面加工方法选择实例加工内孔40H7、阶梯孔13mm和22mm等三种不同规格和精度要求的孔，可选择钻孔一粗镗(或扩孔)一半精镗一精镗方案。阶梯孔13mm和22mm没有尺寸公差要求，可按自由尺寸公差ITllITl2处理，表面粗糙度要求不高，为125m，因而可选择钻孔一锪孔方案。（1）平面）平面轮廓廓平面轮廓常用的加工方法有数控数控铣铣削削、线线切割切割及磨削磨削等。平面平面轮廓廓类零件零件a)内平面轮廓b)外平面轮廓4平面平面轮轮廓和曲面廓和曲面轮轮廓的加工廓的加工（2）立体曲面）立体曲面轮轮廓廓 曲面的行切法加工曲面的行切法加工 立体曲面轮廓的加工方法主要是数控数控铣铣削削，多用球头铣刀，以“行切法”加工，如图411所示。根据曲面形状、刀具形状以及精度要求等通常采用二轴半联动或三轴联动。对精度和表面粗糙度要求高的曲面，当用三轴联动的“行切法”加工不能满足要求时，可用模具铣刀，选择四坐标或五坐标联动加工。443加工加工阶阶段的划分段的划分 (1)粗粗加加工工阶阶段段 在在这这一一阶阶段段中中要要切切除除大大量量的的加加工工余余量量，使使毛毛坯坯在在形形状状和和尺寸上接近零件成品，因此主要目尺寸上接近零件成品，因此主要目标标是提高生是提高生产产率。率。(2)半精加工半精加工阶阶段段 在在这这一一阶阶段中段中应为应为主要表面的精加工作好准主要表面的精加工作好准备备(达到达到一定加工精度，保一定加工精度，保证证一定的加工余量一定的加工余量)，并完成一些次要表面的加工，并完成一些次要表面的加工(钻钻孔、孔、攻螺攻螺纹纹、铣键铣键槽等槽等)，一般在，一般在热处热处理之前理之前进进行。行。（3）精加工精加工阶阶段段 保保证证各主要表面达到各主要表面达到图样规图样规定的尺寸精度和表面粗糙定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要目度要求，主要目标标是全面保是全面保证证加工加工质质量。量。（4）光整加工光整加工阶阶段段 对对于零件上精度要求很高，表面粗糙度于零件上精度要求很高，表面粗糙度值值要求很小要求很小(1T6及及IT6以上，以上，Ra0.2m)的表面，的表面，还还需需进进行光整加工。行光整加工。1.加工加工阶阶段的划分段的划分2.划分加工划分加工阶阶段的原因段的原因 （1）保保证证加加工工质质量量 粗粗加加工工造造成成的的加加工工误误差差可可通通过过半半精精加加工工和和精精加加工工逐逐步得到步得到纠纠正，保正，保证证加工加工质质量。量。（2）有有利利于于合合理理使使用用设设备备 粗粗加加工工余余量量大大、切切削削用用量量大大，要要求求功功率率大大、刚刚性性好好、生生产产率率高高，精精度度要要求求不不高高的的设设备备。精精加加工工切切削削力力小小，对对机机床床破破坏坏小小，可采用精度高的可采用精度高的设备设备。（3）便便于于安安排排热热处处理理工工序序 使使冷冷、热热加加工工工工序序配配合合得得更更好好 例例如如，粗粗加加工工后后工工件件残残余余应应力力大大，一一般般要要安安排排去去应应力力热热处处理理（如如时时效效处处理理），以以消消除除残残余余应应力力。精精加加工工前前要要安安排排淬淬火火等等最最终终热热处处理理，热热处处理理引引起起变变形形又又可可在在精精加加工工中予以消除。中予以消除。（4）便于及）便于及时发现时发现毛坯缺陷毛坯缺陷 对对毛坯的各种缺陷，如毛坯的各种缺陷，如铸铸件的气孔、件的气孔、夹夹砂和余量不足等，在粗加工各表面后即可砂和余量不足等，在粗加工各表面后即可发现发现，便于及，便于及时报废时报废或修或修补补。（5）精加工、光整加工安排在最后，可保）精加工、光整加工安排在最后，可保护护精加工后的表面不受精加工后的表面不受损伤损伤。444工序的划分工序的划分（1）工工序序集集中中原原则则就是指每道工序包括尽可能多的加工内容。将工件的加工，集中在少数几道工序内完成。特点：特点：减少了设备的数量，减少了操作工人和生产面积。减少了工序数目，减少了运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产周期。减少了工件的装夹次数，有利于提高生产率，也易于保证这些表面的位置精度。1工序划分原工序划分原则则（2）工序分散原）工序分散原则则就是将工件的加工分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最少时即每道工序仅完成一个简单的工步。特点：采用比较简单的机床和工艺装备。对工人的技术要求低。生产准备工作量小，容易变换产品。设备数量多，工人数量多，生产面积大。2工序划分方法工序划分方法在数控机床数控机床上加工的零件按工序集中原则划分工序的方法：（1）按所用刀具划分）按所用刀具划分即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。加工中心常用这种方法划分工序。（2）按安装次数划分）按安装次数划分即以每一次装夹完成的那一部分工艺过程作为一道工序。这种方法适合于加工内容不多的工件，加工完成后就能达到待检状态。（3)按粗、精加工划分按粗、精加工划分即以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种划分方法适用于加工后变形较大，需粗、精加工分开的零件，如毛坯为铸件、焊接件或锻件。（4）按加工部位划分）按加工部位划分即以完成相同型面（如内形、外形、曲面和平面等）的那每一部分工艺过程为一道工序。用于加工表面多而复杂的零件。445加工加工顺顺序的安排序的安排（1）基面先行原）基面先行原则则 （2）先粗后精原）先粗后精原则则 （3）先主后次原）先主后次原则则（4）先面后孔原）先面后孔原则则（5）先内后外原）先内后外原则则1.切削加工切削加工顺顺序的安排原序的安排原则则2.热处热处理工序的安排理工序的安排（1）预预备备热热处处理理安排在机械加工之前，以改善材料的切削性能及消除内应力为主要目的。常用的方法有退火、正火和调质。（2）去除内）去除内应应力力热处热处理理主要是消除毛坯制造或工件加工过程中产生的残余应力。一般安排在粗加工之后，精加工之前，常用的方法有人工时效、退火等。（3）最）最终热处终热处理理以达到图样规定的零件的强度、硬度和耐磨性为主要目的，常用的方法有表面淬火、渗碳、渗氮和调质、淬火等应安排在半精加工之后，磨削加工之前。渗氮处理可以放在半精磨之后，精磨之前。热处热处理工序的安排理工序的安排3辅辅助工序的安排助工序的安排辅助工序的种类很多，如检检验验、去去毛毛刺刺、倒倒棱棱边边、去去磁磁、清清洗洗、动动平平衡衡、涂防涂防锈锈漆漆和包装包装等。其中检验工序是主要的辅助工序，它是监控产品质量的主要措施，除在每道工序的进行中操作者都必须自行检查外，还须在下列情况下安排单独的检验工序：（1）粗加工阶段结束之后。（2）重要工序之后。（3）零件从一个车间转到另一个车间时。（4）特种性能(磁力擦伤、密封性等)检验之前。（5）零件全部加工结束之后。45数控加工工序数控加工工序设计设计451机床的机床的选择选择（1）工序节拍适应性机床的类型应与工序的划分原则相适应，再根据加工对象的批量和生产节拍要求来决定。（2）形状尺寸适应性机床的主要规格尺寸应与工件的外形尺寸和加工表面的有关尺寸相适应。（3）加工精度适应性机床的精度与工序要求的加工精度相适应。4.5.2工件的定位与工件的定位与夹紧夹紧方案的确定方案的确定(1)力求设计基准、工艺基准与编程计算的基准统一。(2)尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后就能加工出全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度。(3)避免采用占机人工调整式方案，以免占机时间太多，影响加工效率。1.工件的定位与工件的定位与夹紧夹紧方案的确定方案的确定4.5.3夹夹具的具的选择选择数控加工的特点数控加工的特点对夹对夹具个基本要求：具个基本要求：1、要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；2、是要能协调零件与机床坐标系的尺寸关系。3、当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和其它通用夹具。4、在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单，并应有足够的刚度和强度。5、因为在数控机床上通常一次装夹完成工件的全部工序，因此应防止工件夹紧引起的变形造成工件加工不良影响。夹紧力应靠近主要支承点，力求靠近切削部位。6、夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞，加工部位开阔，夹具的定位、夹紧机构元件不能影响加工中的进给(如产生碰撞等)。7、装卸零件要快速、方便、可靠，以缩短准备时间，批量较大时应考虑气动或液压夹具、多工位夹具。4.5.4数控刀具的数控刀具的选择选择 安安装装调调整整方方便便，刚刚性性好好，耐耐用用度度和和精精度度高高。在在满满足足加加工工要要求求的的前前提提下下，尽尽量量选选择择较较短短刀刀柄柄，以提高刀具加工的以提高刀具加工的刚刚性。性。刀具刀具选择选择的的总总原原则则是：是：在刀具性能上，还应考虑以下几个方面：（1）切削性能好为适应刀具在粗加工或对难加工材料的工件加工时，能采用大的背吃刀量和高速进给，刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。（2）精度高为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具必须具有较高的精度。（3）可靠性高要保证数控加工中不会发生刀具意外损坏及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。（4）耐用度高数控加工的刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而提高数控机床的加工效率及保证加工质量。（5）断屑及排屑性能好数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样，能及时由人工处理，影响加工质量和机床的顺利、安全运行，所以要求刀具应具有较好的断屑和排屑性能。4.5.5走刀路走刀路线线的确定和工步的确定和工步顺顺序的安排序的安排在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进进给给路路线线，也称走走刀刀路路线线。它不但包括了工步的内容，而且也反映出工步的顺序。工步工步顺顺序序是指同一道工序中，各个表面加工的先后次序。它对零件的加工质量、加工效率和数控加工中的进给路线有直接影响，应根据零件的结构特点及工序的加工要求等合理安排。工步的划分与安排，一般可随走刀路工步的划分与安排，一般可随走刀路线来来进行，在确定行，在确定走刀路走刀路线时，主要遵循以下几点原，主要遵循以下几点原则：（1）加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。（2）应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效率。（3）尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作。（4）当某段进给路线重复使用时，为了简化编程，应使用子程序。456切削用量的确定切削用量的确定切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。切削用量应根据加工性质、加工要求、工件材料及刀具的尺寸和材料等查阅切削手册并结合经验确定。还应考虑以下因素：（1）刀刀具具差差异异不同厂家生产的刀具质量差异较大，所以切削用量须根据实际所用刀具和现场经验加以修正。一般进口刀具允许的切削用量高于国产刀具。（2）机床特性）机床特性切削用量受机床电动机的功率和机床的刚性限制，必须在机床说明书规定的范围内选取。避免因功率不够发生闷车，或刚性不足产生大的机床变形或振动，影响加工精度和表面粗糙度。（3）数控机床生）数控机床生产产率率数控机床的工时费用较高，刀具损耗费用所占比重较低，应尽量用高的切削用量，通过适当降低刀具寿命来提高数控机床的生产率。4.5.7加工余量加工余量加工余量加工余量是指加工时从加工表面上切去的金属层厚度。加工余量可分为工序余量和总余量。（1）工序余量）工序余量工工序序余余量量是指某一个表面在一道工序中被切除的金属层的厚度，即为前后相邻两工序的工序尺寸之差。1.加工余量的概念加工余量的概念单边单边余量和双余量和双边边余量余量（2）总总加工余量加工余量是指由毛坯加工成成品过程中，从某一加工表面上切除的金属层总厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差，就称为总总加工余量加工余量(毛坯余量毛坯余量)，即等于各工序余量之和。即加工加工总总余量、工序余量与工序尺寸及其公差的关系余量、工序余量与工序尺寸及其公差的关系2.加工余量的确定加工余量的确定 加工余量的大小加工余量的大小对对工件的加工工件的加工质质量和生量和生产产效率效率有有较较大的影响。余量大的影响。余量过过大，会造成浪大，会造成浪费费工工时时，增加，增加成本；余量成本；余量过过小，会造成小，会造成废废品。确定加工余量的基品。确定加工余量的基本原本原则则是在保是在保证证加工加工质质量的前提下，尽可能减小加量的前提下，尽可能减小加工余量。工余量。确定加工余量的方法有三种：确定加工余量的方法有三种：（1）经验经验估估计计法法根据实践经验来估计和确定加工余量。为避免因余量不足而产生废品，所估余量一般偏大，仅用于单件小批生产。（2）查查表修正法表修正法根据有关手册推荐的加工余量数据，结合本单位实际情况进行适当修正后使用。这种方法目前应用最广。查表时应注意表中的余量值为基本余量值，对称表面的加工余量是双边余量，非对称表面的余量是单边余量。（3）分析）分析计计算法算法根据一定的试验资料和计算公式，对影响加工余量的因素进行分析和综合计算来确定加工余量。目前，只在材料十分贵重，以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。458工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定工工序序尺尺寸寸是工件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸，与之相应的公差即工序尺寸的公差工序尺寸的公差。工序尺寸及其公差的确定，不仅取决于设计尺寸、加工余量及各工序所能达到的经济精度，而且还与定位基准、工序基准、测量基准、编程原点的确定及基准的转换有关。工序尺寸及其公差的计算分两种情况：工艺基准和设计基准重合情况下工序尺寸与公差的确定，工艺基准和设计基准不重合情况下工序尺寸与公差的确定。1基准重合基准重合时时，工序尺寸与公差的，工序尺寸与公差的计计算算生产上绝大部分加工面都是在基准重合(工艺基准和设计基准重合)的情况下进行加工的，基准重合情况下工序尺寸与公差的确定确定过过程程如下：（1）确定毛坯）确定毛坯总总余量和各加工工序的工序余量。余量和各加工工序的工序余量。（2）定工序基本尺寸）定工序基本尺寸从终加工工序开始，即从零件图上的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸。最终工序基本尺寸等于零件图上的基本尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。（3）定工序公差）定工序公差最终加工工序尺寸公差等于设计尺寸公差，其余各加工工序按各自所采用加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差。（4）标标注工序尺寸公差注工序尺寸公差最后一道工序的公差按设计尺寸标注，其余工序尺寸公差按“入体原则”标注。【例】【例】某某轴轴直径直径为为60mm，其尺寸精度要求，其尺寸精度要求为为IT5，表面粗糙度要，表面粗糙度要求求为为Ra 0.04m，并要求高，并要求高频频淬火，毛坯淬火，毛坯为锻为锻件。其工件。其工艺艺路路线为线为：粗粗车车半精半精车车高高频频淬火淬火粗磨粗磨精磨精磨研磨。研磨。现现在来在来计计算各工序的工序尺寸及公差。算各工序的工序尺寸及公差。1.各工序的工序尺寸及公差的确定各工序的工序尺寸及公差的确定【解】工序名称工序间余量/mm基本工序尺寸/mm工序加工经济精度等级及工序尺寸公差表面粗糙度/m工序尺寸及公差/mm研磨0.0160h5（）Ra0.04精磨0.160+0.01=60.01h6（）Ra0.16粗磨0.360.01+0.1=60.11h8（）Ra1.25半精车1.160.11+0.3=60.41hll（）Ra2.5粗车4.4960.41+1.1=61.51h13（）Ra16锻造661.51+4.49=662数据确定方法查表确定第一项为图样规定，其余计算得到第一项为图样规定，毛坯公差查表，其余按经济加工精度及入体原则定第一项为图样规定，其余查表确定2基准不重合基准不重合时时，工序尺寸与公差的，工序尺寸与公差的计计算算（1）工）工艺艺尺寸尺寸链链的概念的概念在机器装配或零件加工过程中，互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸尺寸链链。其中，由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工工艺艺尺寸尺寸链链。（2）工）工艺尺寸尺寸链的特征的特征关关联联性性 封封闭闭性性工工艺艺尺寸尺寸链链的每一个尺寸称的每一个尺寸称为环为环。封封闭环闭环工工艺艺尺寸尺寸链链中中间间接得到、最后保接得到、最后保证证的尺寸，称的尺寸，称为为封封闭环闭环。用。用下下标标“”表示。一个工表示。一个工艺艺尺寸尺寸链链中只能有一个封中只能有一个封闭环闭环。组组成成环环工工艺艺尺寸尺寸链链中除封中除封闭环闭环以外的其它以外的其它环环，称，称为组为组成成环环。组组成成环环又可分又可分为为增增环环和减和减环环。增增环环是当其它是当其它组组成成环环不不变变，该环该环增大增大(或减小或减小)使封使封闭环闭环随之增大随之增大(或减小或减小)的的组组成成环环。减减环环是当其它是当其它组组成成环环不不变变，该环该环增大增大(或减小或减小)，使封，使封闭环闭环随之减小随之减小(或增或增大大)的的组组成成环环。组组成成环环的判的判别别在工在工艺艺尺寸尺寸链图链图上，先上，先给给封封闭环闭环任定一方向并画出箭任定一方向并画出箭头头，然后沿此方向然后沿此方向环绕环绕尺寸尺寸链链回路，依次回路，依次给给每一每一组组成成环环画出箭画出箭头头，凡箭，凡箭头头方向和方向和封封闭环闭环相反的相反的则为则为增增环环，相同的，相同的则为则为减减环环。（3）工）工艺艺尺寸尺寸链链的的组组成成定位基准与定位基准与设计基准不重合的工基准不重合的工艺尺寸尺寸链 测量基准与量基准与设计基准不重合的工基准不重合的工艺尺寸尺寸链（4）工）工艺艺尺寸尺寸链计链计算的基本公式算的基本公式(极极值值法）法）封封闭环闭环的基本尺寸的基本尺寸封封闭环闭环的基本尺寸的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸Ai之和减去所有减环的基本尺寸Aj之和，即封封闭环闭环的极限尺寸的极限尺寸封封闭环闭环的最大极限尺寸的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和，即封封闭环闭环的最小极限尺寸的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和，即封封闭环闭环的上、下偏差的上、下偏差封封闭环闭环的上偏差的上偏差ESA等于所有增环的上偏差ESAi之和减去所有减环的下偏差EIAj之和，即封封闭环闭环的下偏差的下偏差EIA等于所有增环的下偏差EIAi之和减去所有减环的上偏差ESAj之和,即测测量基准与量基准与设计设计基准不重合基准不重合时时的工序尺寸的工序尺寸计计算算【例】如图418a所示套筒零件，两端面已加工完毕，加工孔底面C时，要保证尺寸mm和，因该尺寸不便测量，试标出测量尺寸。（5）工序尺寸及其公差的）工序尺寸及其公差的计计算算解解：即mmmmmm得测量尺寸x及其公差：mm定位基准与定位基准与设计设计基准不重合基准不重合时时的工序尺寸的工序尺寸计计算算【例】图示零件，镗削零件上的孔。孔的设计基准是C面，设计尺寸为(100土0.15)mm。为装夹方便，以A面定位，按工序尺寸L调整机床。试标出工序尺寸。解解：即mmmmmm得测量尺寸L及其公差：mm（1）机械加工工艺过程卡（2）机械加工工序卡（3）数控加工工序卡（4）数控刀具卡片（5）数控加工走刀路线图（6）数控加工工件安装和原点设定卡片（7）数控编程任务书4.6.数控加工工数控加工工艺艺文件的格式文件的格式本章主要介本章主要介绍绍了数控加工工了数控加工工艺艺基基础础，包括，包括|：机械加工工：机械加工工艺艺过过程的基本概念、程的基本概念、生生产过产过程和工程和工艺过艺过程、数控加工工程、数控加工工艺艺的基本的基本特点、数控加工工特点、数控加工工艺艺的主要内容的主要内容、数控机床的合理、数控机床的合理选选用、数控用、数控加工工加工工艺规艺规程的程的编编制、工制、工艺规艺规程制程制订时订时所需的原始所需的原始资资料、数控料、数控加工工加工工艺艺文件的格式、数控加工工文件的格式、数控加工工艺艺分析：数控加工内容的分析：数控加工内容的选选择择、数控加工工、数控加工工艺艺性分析、数控机床加工工性分析、数控机床加工工艺艺路路线线的的设计设计：数：数控机床典型表面加工方法及加工方案控机床典型表面加工方法及加工方案简简介、加工介、加工阶阶段的划分、段的划分、工序的划分、加工工序的划分、加工顺顺序的安排、数控加工工序序的安排、数控加工工序设计设计：机床的：机床的选选择择、工件的安装和、工件的安装和夹夹