模具数控加工工艺基础new.pptx

第三章第三章 模具数控加工工艺基础模具数控加工工艺基础l在数控机床上加工零件与在普通机床上加工零件所涉在数控机床上加工零件与在普通机床上加工零件所涉及的工艺问题大致相同。及的工艺问题大致相同。l首先要首先要对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析和处理，然后根据和处理，然后根据工艺装备工艺装备(机床、夹具、刀具等机床、夹具、刀具等)的特点拟定出合理的的特点拟定出合理的工艺方案，最后编制出零件加工的工艺规程工艺方案，最后编制出零件加工的工艺规程(简称工艺简称工艺)或加工程序。或加工程序。第三章第三章 模具数控加工工艺基础模具数控加工工艺基础l第一节第一节 模具数控加工工艺特点模具数控加工工艺特点一、数控加工工艺的概念一、数控加工工艺的概念一、数控加工工艺的概念一、数控加工工艺的概念l数控加工工艺数控加工工艺是采用数控机床进行零件加工所使用的方法和技术是采用数控机床进行零件加工所使用的方法和技术手段的总和，它是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来手段的总和，它是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，是大量数控加工实践的经验总结。的一种应用技术，是大量数控加工实践的经验总结。l数控加工工艺数控加工工艺内容内容对零件图样进行工艺分析，确定零件的数控加工内容，对零件图样进行工艺分析，确定零件的数控加工内容，选择加工机床类型。选择加工机床类型。确定加工工序及工步。确定加工工序及工步。刀具、夹具的选择和调整。刀具、夹具的选择和调整。计算和优化加工轨迹，加工程序的编写、校验与修改。计算和优化加工轨迹，加工程序的编写、校验与修改。首件试加工与现场问题处理。首件试加工与现场问题处理。数控加工工艺技术文件的定型与归挡。数控加工工艺技术文件的定型与归挡。第一节第一节 模具数控加工工艺特点模具数控加工工艺特点二、数控加工工艺的特点二、数控加工工艺的特点1、数控加工工艺内容要求具体详细。数控加工工艺内容要求具体详细。2、数控加工工艺要求更严密、精确。数控加工工艺要求更严密、精确。3、数控加工方法的特点：数控加工方法的特点：数控机床所配的刀具较好，在相同情况下，数控机床所配的刀具较好，在相同情况下，切削用量切削用量通常比普通机床大通常比普通机床大，故其加工效率较高；，故其加工效率较高；数控加工的零件通常比较复杂，应特别注意刀具与夹数控加工的零件通常比较复杂，应特别注意刀具与夹具、工件间的干涉问题。具、工件间的干涉问题。第二节第二节 模具数控加工工艺设计模具数控加工工艺设计普通加工工艺与数控加工工艺普通加工工艺与数控加工工艺普通加工工艺与数控加工工艺普通加工工艺与数控加工工艺l l普通加工工艺普通加工工艺普通加工工艺普通加工工艺许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。也就是说：也就是说：加工时可以根据加工过程中出现的问题比加工时可以根据加工过程中出现的问题比加工时可以根据加工过程中出现的问题比加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。较自由地进行人为调整。较自由地进行人为调整。较自由地进行人为调整。第二节第二节 模具数控加工工艺设计模具数控加工工艺设计l l数控加工工艺数控加工工艺数控加工工艺数控加工工艺所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。也就是说，其自适应性较差，加工过程中可能遇到也就是说，其自适应性较差，加工过程中可能遇到也就是说，其自适应性较差，加工过程中可能遇到也就是说，其自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果。的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果。的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果。的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果。第二节第二节 模具数控加工工艺设计模具数控加工工艺设计1.1.零件图工艺分析零件图工艺分析主要考虑如下内容：主要考虑如下内容：检查零件图的完整性和正确性；检查零件图的完整性和正确性；检查零件图上各个方向的尺寸是否采用统一的设计基检查零件图上各个方向的尺寸是否采用统一的设计基准，以保证多次装夹加工后其相对位置的正确性。准，以保证多次装夹加工后其相对位置的正确性。2.2.工序、工步的设计工序、工步的设计 数控加工的工序是数控加工的工序是指一个零件在一次装夹中连续自动指一个零件在一次装夹中连续自动加工直至结束的所有工艺内容加工直至结束的所有工艺内容，具体包括：零件的装，具体包括：零件的装夹方法和夹具选用、刀具选择与工步划分以及走刀路夹方法和夹具选用、刀具选择与工步划分以及走刀路线、切削用量选择等。线、切削用量选择等。第二节第二节 模具数控加工工艺设计模具数控加工工艺设计2.2.工序、工步的设计工序、工步的设计数控加工工艺来源于传统的加工工艺，数控加工工序数控加工工艺来源于传统的加工工艺，数控加工工序安排时同样要遵循普通机械加工工艺的基本原则，如安排时同样要遵循普通机械加工工艺的基本原则，如“基面先行、先主后次、先粗后精、先面后孔基面先行、先主后次、先粗后精、先面后孔”等原等原则。则。l一般模具零件加工工序的安排：一般模具零件加工工序的安排：重切削，去除零件毛坯上大部分余量重切削，去除零件毛坯上大部分余量加工发热量小、精度要求不高的内容加工发热量小、精度要求不高的内容精铣模具的曲面等精铣模具的曲面等钻中心孔、小孔，攻螺纹钻中心孔、小孔，攻螺纹精镗孔、精铣平面、铰孔精镗孔、精铣平面、铰孔第二节第二节 模具数控加工工艺设计模具数控加工工艺设计2.2.工序、工步的设计工序、工步的设计数控加工中工序划分的方法一般有：数控加工中工序划分的方法一般有：以加工内容划分；以加工内容划分；以所用刀具划分；以所用刀具划分；以粗、精加工划分。以粗、精加工划分。为了便于分析和描述工序的内容，工序还可进一步划为了便于分析和描述工序的内容，工序还可进一步划分分工步工步。工步工步-加工过程中切削工具和切削用量中的转速与进加工过程中切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变时，所完成的那部分工序内容。给量均不变时，所完成的那部分工序内容。工序划分好后，即可对每个工序进行详细的工步设计。工序划分好后，即可对每个工序进行详细的工步设计。第二节第二节 数控加工的工艺分析数控加工的工艺分析l当加工零件和数控机床确定之后，编程人员就要对零当加工零件和数控机床确定之后，编程人员就要对零件件加工工艺进行分析加工工艺进行分析。l工艺分析工艺分析主要从零件数控加工的可能性、程序编制的主要从零件数控加工的可能性、程序编制的方便性等方面进行。具体要分析的内容大致有如下方便性等方面进行。具体要分析的内容大致有如下七七个方面个方面：1)零件毛坯的可安装性分析。零件毛坯的可安装性分析。为工件定位、安装和夹具设计提供依据。为工件定位、安装和夹具设计提供依据。2)毛坯材质的加工性分析。毛坯材质的加工性分析。即分析所提供的毛坯材质本身的力学性能即分析所提供的毛坯材质本身的力学性能和热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部位的材料硬度，是否有白和热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松等。判断其加工的难易程度，口、夹砂、疏松等。判断其加工的难易程度，为刀具材料和切削用量为刀具材料和切削用量的选择提供依据。的选择提供依据。第二节第二节 数控加工的工艺分析数控加工的工艺分析3)刀具运动的可行性分析。刀具运动的可行性分析。分析工件毛坯分析工件毛坯(或坯件或坯件)外形和内腔是否有外形和内腔是否有碍刀具定位、运动和切削的地方，对有碍部位是否允许进行刀检，碍刀具定位、运动和切削的地方，对有碍部位是否允许进行刀检，为为刀具运动路线的确定和程序设计提供依据。刀具运动路线的确定和程序设计提供依据。4)加工余量状况的分析。加工余量状况的分析。分析毛坯分析毛坯(或坯料或坯料)是否留有足够的加工余量，是否留有足够的加工余量，孔加工部位是通孔还是盲孔，有无沉孔等，孔加工部位是通孔还是盲孔，有无沉孔等，为刀具选择、加工安排和为刀具选择、加工安排和加工余量分配提供依据。加工余量分配提供依据。5)分析零件图样尺寸的标注方法是否适应数控加工的特点。分析零件图样尺寸的标注方法是否适应数控加工的特点。通常零通常零件图的尺寸标注方法都是要根据装配要求和零件的使用特性分散地从件图的尺寸标注方法都是要根据装配要求和零件的使用特性分散地从设计基准引注，这样的标注方法会给工序安排、坐标计算和数控加工设计基准引注，这样的标注方法会给工序安排、坐标计算和数控加工增加许多麻烦。增加许多麻烦。第二节第二节 数控加工的工艺分析数控加工的工艺分析l数控加工零件图要求数控加工零件图要求从同一基准引注尺寸或直接给出从同一基准引注尺寸或直接给出相应的坐标值相应的坐标值(或坐标尺寸或坐标尺寸)，这样有利于编程和协调设，这样有利于编程和协调设计基准、工艺基准、测量基准与编程零点的设置和计计基准、工艺基准、测量基准与编程零点的设置和计算，如下图算，如下图a。l用坐标标注法，编程时就十分方便，如图用坐标标注法，编程时就十分方便，如图b。第二节第二节 数控加工的工艺分析数控加工的工艺分析6)分析零件图样给出构成零件轮廓几何元素的条件是否充分。分析零件图样给出构成零件轮廓几何元素的条件是否充分。如果如果不充分，一是手工编程时无法计算基点或节点的坐标；二是自动编程不充分，一是手工编程时无法计算基点或节点的坐标；二是自动编程时，无法对构成零件轮廓的几何元素进行定义。时，无法对构成零件轮廓的几何元素进行定义。7)分析零件结构工艺性是否有利于数控加工。分析零件结构工艺性是否有利于数控加工。一是分析零件的外形、一是分析零件的外形、内腔是否可以采取统一的几何类型或尺寸，尽可能减少刀具数量和换内腔是否可以采取统一的几何类型或尺寸，尽可能减少刀具数量和换刀次数；二是分析零件内槽圆角是否过小，不易保证加工质量，零件刀次数；二是分析零件内槽圆角是否过小，不易保证加工质量，零件槽的底部的圆角半径尺是否过大，影响底部铣削。槽的底部的圆角半径尺是否过大，影响底部铣削。第三节第三节 加工内容及工艺路线的确定l通过上述工艺分析并结合零件的技术要求，确通过上述工艺分析并结合零件的技术要求，确定加工内容及工艺路线。加工内容和工艺路线定加工内容及工艺路线。加工内容和工艺路线是工艺方案拟定的重要内容之一。是工艺方案拟定的重要内容之一。l它涉及到三个方面的问题：它涉及到三个方面的问题：一是一是能否在一台数能否在一台数控机床上，经一次装夹完成零件图样中的全部控机床上，经一次装夹完成零件图样中的全部加工内容；加工内容；二是二是所确定的工艺路线是否经济合所确定的工艺路线是否经济合理；理；三是三是工艺路线是否能保证最终加工质量。工艺路线是否能保证最终加工质量。1 1加工内容的确定加工内容的确定加工内容的确定加工内容的确定 根据工艺分析和技术要求，确定零件的主要根据工艺分析和技术要求，确定零件的主要加工表面和非加工表面。加工表面和非加工表面。数控机床适于多品种、中小批量的生产，特数控机床适于多品种、中小批量的生产，特别适合新产品的试生产。别适合新产品的试生产。第三节第三节 加工内容及工艺路线的确定l数控车床数控车床适于回转类的轴类零件和盘类零件的适于回转类的轴类零件和盘类零件的内外表面。内外表面。l数控镗铣床和立式加工中心数控镗铣床和立式加工中心适于箱体、箱盖、适于箱体、箱盖、板类零件、平面凸轮等复杂表面的加工。板类零件、平面凸轮等复杂表面的加工。l三轴联动的立式加工中心三轴联动的立式加工中心可以用来加工叶片和可以用来加工叶片和模具的表面。模具的表面。卧式加工中心卧式加工中心较立式加工中心适较立式加工中心适宜复杂的箱体零件、曲型零件、泵体、阀体零宜复杂的箱体零件、曲型零件、泵体、阀体零件表面加工。件表面加工。l多轴多轴(五轴五轴)联动的数控镗铣床、五面体加工中联动的数控镗铣床、五面体加工中心心，可以用来加工复杂的曲型面、叶轮螺旋桨可以用来加工复杂的曲型面、叶轮螺旋桨以及模具表面。以及模具表面。第三节第三节 加工内容及工艺路线的确定最适合在数控机床上加工的内容可归纳如下：最适合在数控机床上加工的内容可归纳如下：1)1)轮廓形状复杂，加工精度较高的零件表面；轮廓形状复杂，加工精度较高的零件表面；2)2)需要制作复杂的工艺装备、工艺路线过长、工需要制作复杂的工艺装备、工艺路线过长、工装过多的零件表面；装过多的零件表面；3)3)价值昂贵，加工中不许报废的关键零件表面；价值昂贵，加工中不许报废的关键零件表面；4)4)集铣、钻、镗、扩、铰、攻螺纹等多种工序于集铣、钻、镗、扩、铰、攻螺纹等多种工序于一体的箱体零件表面。一体的箱体零件表面。2 2数控加工工序划分数控加工工序划分数控加工工序划分数控加工工序划分在工序划分时要考虑下面在工序划分时要考虑下面3个原则：个原则：1)按所用刀具划分工序的原则，这样可以减少换按所用刀具划分工序的原则，这样可以减少换刀次数，压缩空行程和减少换刀时间，减少不必刀次数，压缩空行程和减少换刀时间，减少不必要的换刀误差；要的换刀误差；3)按先面后孔的原则划分工序，这样可以提高孔按先面后孔的原则划分工序，这样可以提高孔加工精度，避免面加工时引起的变形。加工精度，避免面加工时引起的变形。2)按先粗后精的原则划分加工工序，这样可以减按先粗后精的原则划分加工工序，这样可以减少粗加工变形对精加工的影响；少粗加工变形对精加工的影响；第三节第三节 加工内容及工艺路线的确定3 3加工余量的选择加工余量的选择加工余量的选择加工余量的选择加工余量泛指毛坯实体尺寸与零件加工余量泛指毛坯实体尺寸与零件(图样图样)尺尺寸之差。寸之差。零件加工就是把大于零件零件加工就是把大于零件(图样图样)尺寸尺寸的毛坯实体加工掉，使加工后的零件尺寸、精的毛坯实体加工掉，使加工后的零件尺寸、精度、表面粗糙度均能符合图样的要求。通常要度、表面粗糙度均能符合图样的要求。通常要经过粗加工、半精加工和精加工才能达到最终经过粗加工、半精加工和精加工才能达到最终要求。因此，要求。因此，零件总的加工余量应等于中间工零件总的加工余量应等于中间工序加工余量之和序加工余量之和。余量大小可参阅有关切削加余量大小可参阅有关切削加工手册。工手册。4 4工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定l工件定位与安装的确定是工艺设计中不可缺少的环节，工件定位与安装的确定是工艺设计中不可缺少的环节，对任何加工方法来讲都十分重要，对任何加工方法来讲都十分重要，合理地选择工件的合理地选择工件的定位基准和夹压方式是确定工件安装的关键定位基准和夹压方式是确定工件安装的关键。工件安工件安装的好坏会直接影响工件的加工质量。在工序高度集装的好坏会直接影响工件的加工质量。在工序高度集中的数控机床上加工零件，如何提高零件的定位精度，中的数控机床上加工零件，如何提高零件的定位精度，最大限度地减少零件的夹压变形更为重要，应给予足最大限度地减少零件的夹压变形更为重要，应给予足够的重视。够的重视。l数控车床、数控铣床上加工平面或曲面常采用较为数控车床、数控铣床上加工平面或曲面常采用较为简单的夹具，如三爪或平口钳等。在数控镗床、加工简单的夹具，如三爪或平口钳等。在数控镗床、加工中心上钻孔和镗孔，常采用无钻模的悬臂式加工。这中心上钻孔和镗孔，常采用无钻模的悬臂式加工。这种加工方式有利于大量采用组合夹具，只有特殊的情种加工方式有利于大量采用组合夹具，只有特殊的情况下才设计专用夹具。无论是采用组合夹具还是专用况下才设计专用夹具。无论是采用组合夹具还是专用夹具，一定要充分考虑数控机床运动的特点，避开夹夹具，一定要充分考虑数控机床运动的特点，避开夹压点对刀具运动的干涉。压点对刀具运动的干涉。4 4工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定工件定位与安装的确定主要包括工件定位与安装的确定主要包括：(1)选择合适的定位方式选择合适的定位方式(2)确定合适的夹紧方式确定合适的夹紧方式(3)选择有足够刚度和强度的夹具选择有足够刚度和强度的夹具(1)(1)选择合适的定位方式选择合适的定位方式选择合适的定位方式选择合适的定位方式加工中心的工作台是夹具和工件定位与安装加工中心的工作台是夹具和工件定位与安装的基础，但因加工中心的形式和工作台的结构的基础，但因加工中心的形式和工作台的结构差异而有所不同，常见的定位方式有下面差异而有所不同，常见的定位方式有下面5种：种：1)以侧面定位板定位。以侧面定位板定位。利用侧定位板可直接计算出利用侧定位板可直接计算出工件或夹具在工作台上的位工件或夹具在工作台上的位置，并能保证与回转中心的置，并能保证与回转中心的相对位置，定位安装十分方相对位置，定位安装十分方便。便。2)以中心孔定位。不管是利用工件的外径或内径进行定位，均能保证工件中心与工作台中心有较高的一致性。3)以中央以中央T形槽定位形槽定位 以中央以中央T形槽进行定位的方式，多用于立式加形槽进行定位的方式，多用于立式加工中心。通常把标准定位块插入工中心。通常把标准定位块插入T形槽，使安形槽，使安装的工件或夹具紧靠标准块，达到定位的目的。装的工件或夹具紧靠标准块，达到定位的目的。4)以基准槽定位以基准槽定位 立式和卧式加工中心上均用这种定位方式，在工作台上除了有基准槽外，还有供夹紧用的T形槽(有的是螺孔)，通常是在基准槽中插人标准定位块或止动块，作为工件或夹具的定位基准。采用高精度的止动件，可使定位精度的保持性较高。5)以基准销孔定位以基准销孔定位多在立式加工中心辅助工作台上采用，适合多在立式加工中心辅助工作台上采用，适合于多工件频繁装卸工件的加工方法。于多工件频繁装卸工件的加工方法。第三节第三节 加工内容及工艺路线的确定(2)(2)确定合适的夹紧方式确定合适的夹紧方式确定合适的夹紧方式确定合适的夹紧方式考虑夹紧方案时，要注考虑夹紧方案时，要注意夹紧力的作用点和方向。夹紧力应力求通过意夹紧力的作用点和方向。夹紧力应力求通过和靠近中心点上，或在支持点所组成的三角区和靠近中心点上，或在支持点所组成的三角区之内，应力求靠近切削部位，并在刚性较高的之内，应力求靠近切削部位，并在刚性较高的地方，尽量不要在被加工孔上方进行夹压。地方，尽量不要在被加工孔上方进行夹压。(3)(3)选择有足够刚度和强度的夹具选择有足够刚度和强度的夹具选择有足够刚度和强度的夹具选择有足够刚度和强度的夹具夹具主要任务夹具主要任务是保证零件的加工精度，因此要求夹具必须具是保证零件的加工精度，因此要求夹具必须具备有足够的刚度和强度。特别对切削用量较大备有足够的刚度和强度。特别对切削用量较大的粗加工夹具，其刚度和强度更为突出。的粗加工夹具，其刚度和强度更为突出。第三节第三节第三节第三节 加工内容及工艺路线的确定加工内容及工艺路线的确定1.数控加工对刀具的特殊要求数控加工对刀具的特殊要求足够的强度与刚度；足够的强度与刚度；刀具的高寿命和高可靠性；刀具的高寿命和高可靠性；较高的精度；较高的精度；可靠的断屑。可靠的断屑。因此要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。因此要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。(1)数控刀具的结构与选择数控刀具的结构与选择 P362.刀柄刀柄数控机床上使用的刀具包括数控机床上使用的刀具包括通用刃具通用刃具和和连接刀柄连接刀柄。通用刃具有：通用刃具有：钻头、铣刀、铰刀、丝锥钻头、铣刀、铰刀、丝锥等；等；刀柄是机床主轴与刀具之间的连接工具。刀柄是机床主轴与刀具之间的连接工具。刀柄分两类：刀柄分两类：用于不带刀库的普通数控机床；用于不带刀库的普通数控机床；用用于带刀库的数控机床于带刀库的数控机床第三节第三节第三节第三节 加工内容及工艺路线的确定加工内容及工艺路线的确定刀柄的标准刀柄的标准l中国：中国：GB、T10944-1989；美国：美国：ANSIB5.50；l德国：德国：DIN68971；日本：日本：MAS403BTl刀柄的结构、形式和尺寸多种多样。刀柄的结构、形式和尺寸多种多样。2 2.刀柄刀柄刀柄刀柄2 2.刀柄刀柄刀柄刀柄刀柄编码刀柄编码3.3.切削刀具切削刀具切削刀具切削刀具第三节第三节 加工内容及工艺路线的确定5 5选择数控加选择数控加选择数控加选择数控加工刀工刀工刀工刀具具具具(1)数控刀具的结构与选择数控刀具的结构与选择 数控车床使用的刀具，无论是数控车床使用的刀具，无论是车刀、镗刀、切刀还是螺纹加工刀具均有焊接式和机夹式之车刀、镗刀、切刀还是螺纹加工刀具均有焊接式和机夹式之分，除经济型数据车床外，目前已广泛地使用机夹式刀具。分，除经济型数据车床外，目前已广泛地使用机夹式刀具。下图为一现代数控车刀，它主要由下图为一现代数控车刀，它主要由刀体、刀片和刀片紧固系刀体、刀片和刀片紧固系统统3部分组成。部分组成。5 5选择数控加选择数控加选择数控加选择数控加工刀工刀工刀工刀具具具具1)刀片紧固方式：刀片紧固方式：机夹式车刀按刀片紧固方法的差异可分为杠杆式、楔机夹式车刀按刀片紧固方法的差异可分为杠杆式、楔块式、螺钉式、上压式。下图是上压式紧固系统结构块式、螺钉式、上压式。下图是上压式紧固系统结构图，它由模块式夹具、销、刀垫和螺钉组成。不同的图，它由模块式夹具、销、刀垫和螺钉组成。不同的刀夹方式是为了满足不同用途的需要而设计的。刀夹方式是为了满足不同用途的需要而设计的。2)刀片材质：刀片材质：按刀片材料分有硬质合金刀片、涂镀刀片、按刀片材料分有硬质合金刀片、涂镀刀片、陶瓷刀片、陶瓷金属刀片、氮化硼刀片等。影响刀片陶瓷刀片、陶瓷金属刀片、氮化硼刀片等。影响刀片选择最重要的因素有零件的加工精度、工件的材料软选择最重要的因素有零件的加工精度、工件的材料软硬程度、耐热、切屑长短硬程度、耐热、切屑长短(断屑断屑)、加工的间断或连续、加工的间断或连续、振动倾向等。振动倾向等。3)刀片的形状与边长：刀片的形状与边长：刀片形状有三角形、正方形、正六刀片形状有三角形、正方形、正六边形、棱形和多边形刀片。刀片形状与切削边长均已边形、棱形和多边形刀片。刀片形状与切削边长均已标准化。标准化。4)刀具的编码：刀具的编码：在在ISO中对可转位嵌刀、车刀架和镗刀架中对可转位嵌刀、车刀架和镗刀架都规定了编码方式，可参考有关资料。都规定了编码方式，可参考有关资料。数控机床特别是加工中心，主轴转速较普通机床的数控机床特别是加工中心，主轴转速较普通机床的主轴转速高主轴转速高25倍，某些特殊用途的数控机床、加工倍，某些特殊用途的数控机床、加工中心其主轴转速高达数万转，因此数控刀具的强度与中心其主轴转速高达数万转，因此数控刀具的强度与寿命至关重要。目前涂镀刀具、立方氮化硼刀具等广寿命至关重要。目前涂镀刀具、立方氮化硼刀具等广泛应用于加工中心，陶瓷刀具与金刚石刀具也开始在泛应用于加工中心，陶瓷刀具与金刚石刀具也开始在加工中心上运用。加工中心上运用。5 5选择数控加选择数控加选择数控加选择数控加工刀工刀工刀工刀具具具具l为了提高槽宽的加工精度减少铣刀的种类，加工时可为了提高槽宽的加工精度减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功能来铣槽的两边，以达到提高槽的用刀具半径补偿功能来铣槽的两边，以达到提高槽的加工精度。加工精度。5 5选择数控加选择数控加选择数控加选择数控加工刀工刀工刀工刀具具具具2)钻孔刀具：钻孔刀具：在加工中心上钻孔都是无钻模直接钻孔，因此一般应使在加工中心上钻孔都是无钻模直接钻孔，因此一般应使钻头直径钻头直径D满足满足LD5 (L为钻孔深度为钻孔深度)。细长孔的加工易于折断钻。细长孔的加工易于折断钻头，要注意冷却和排屑，下图是镶三面刃机夹刀片的强力高速钻头，头，要注意冷却和排屑，下图是镶三面刃机夹刀片的强力高速钻头，它的一片刀片位于中心线上，另一刀片位于周边上，它的形状类似深它的一片刀片位于中心线上，另一刀片位于周边上，它的形状类似深孔钻头，切削液可以从钻头中心引入。孔钻头，切削液可以从钻头中心引入。为了提高刀片的寿命为了提高刀片的寿命，刀片上涂有一层碳化钛，刀片上涂有一层碳化钛层，寿命为一般刀片的层，寿命为一般刀片的23倍，使用这种钻头钻倍，使用这种钻头钻箱体孔比普通麻花钻要提箱体孔比普通麻花钻要提高工效高工效46倍。目前国倍。目前国外加工中心广泛采用这种外加工中心广泛采用这种钻头。钻头。l在钻孔前最好先用中心钻钻一中心孔或用一刚性较好在钻孔前最好先用中心钻钻一中心孔或用一刚性较好的短钻头划一窝，这可以解决在铸件毛坯表面引正等的短钻头划一窝，这可以解决在铸件毛坯表面引正等问题，还可以代替孔的倒角、提高小钻头的寿命等。问题，还可以代替孔的倒角、提高小钻头的寿命等。划窝一般采用划窝一般采用815的钻头的钻头(见下图见下图)。当毛坯表面非常硬，当毛坯表面非常硬，钻头无法划窝时可先用硬钻头无法划窝时可先用硬质合金立铣刀，在欲钻孔质合金立铣刀，在欲钻孔部位先铣小平面，然后再部位先铣小平面，然后再用中心钻钻一引孔，解决用中心钻钻一引孔，解决硬表面钻孔引正问题。硬表面钻孔引正问题。l为了提高工效、减少工步数和换刀次数可以采用如下为了提高工效、减少工步数和换刀次数可以采用如下图所示的阶梯式钻头。图所示的阶梯式钻头。这个钻头每个阶梯均有自己的螺旋槽，比共螺旋槽的复这个钻头每个阶梯均有自己的螺旋槽，比共螺旋槽的复合钻头易于排屑。这种钻头不仅可以提高工效合钻头易于排屑。这种钻头不仅可以提高工效33.5倍，而倍，而且可以提高孔距精度。且可以提高孔距精度。5选择数控加选择数控加工刀工刀具具3)镗孔刀具的使用特点镗孔刀具的使用特点在加工中心上进行镗削加工通在加工中心上进行镗削加工通常是采用悬臂式的加工，因此要求镗刀有足够的刚度常是采用悬臂式的加工，因此要求镗刀有足够的刚度和较好的精度。和较好的精度。在镗孔过程中一般都是采用移动工作台或立柱完成在镗孔过程中一般都是采用移动工作台或立柱完成Z向进给向进给(卧式卧式)，保证悬伸不变，从而获得进给的刚性。，保证悬伸不变，从而获得进给的刚性。对于精度要求不高的几个同尺寸的孔，在加工时，对于精度要求不高的几个同尺寸的孔，在加工时，可以用一把刀完成所有孔的加工后，再更换一把刀加可以用一把刀完成所有孔的加工后，再更换一把刀加工各孔的第二道工序，直至换最后一把刀加工最后一工各孔的第二道工序，直至换最后一把刀加工最后一道工序为止。道工序为止。精加工孔则须单独完成，每道工序换一次刀，尽量精加工孔则须单独完成，每道工序换一次刀，尽量减少各个坐标的运动以使减少定位误差对加工的影响。减少各个坐标的运动以使减少定位误差对加工的影响。5选择数控加选择数控加工刀工刀具具l加工中心常用的精镗孔刀具，有如下图所示的精镗微加工中心常用的精镗孔刀具，有如下图所示的精镗微调刀杆系统。调刀杆系统。5选择数控加选择数控加工刀工刀具具l左左图是近年来广泛使用的双刃机夹镗刀图是近年来广泛使用的双刃机夹镗刀；右图所示为右图所示为可调双刃镗刀系统。可调双刃镗刀系统。这种刀具的刀片更换十分这种刀具的刀片更换十分方便，不需要重磨，易于方便，不需要重磨，易于调整，刚性好，对称切削调整，刚性好，对称切削镗孔的精度较高。镗孔的精度较高。大孔径的镗孔加工可选用大孔径的镗孔加工可选用5选择数控加选择数控加工刀工刀具具双刃镗刀5选择数控加选择数控加工刀工刀具具4)攻螺纹刀具攻螺纹刀具在加工中心上攻螺纹一般都用丝锥直接在在加工中心上攻螺纹一般都用丝锥直接在底孔上攻螺纹。铸铁件多用手动丝锥进行攻螺纹，钢底孔上攻螺纹。铸铁件多用手动丝锥进行攻螺纹，钢件要用机动丝锥的丝锥进行攻螺纹。件要用机动丝锥的丝锥进行攻螺纹。5选择数控加选择数控加工刀工刀具具l加工中心除用上述两种丝锥外，还有用如图所示的螺加工中心除用上述两种丝锥外，还有用如图所示的螺头式丝锥和螺旋式丝锥。头式丝锥和螺旋式丝锥。5选择数控加选择数控加工刀工刀具具l螺头式丝锥螺头式丝锥(下图下图)包括咬入部和与排屑槽螺旋方向相反包括咬入部和与排屑槽螺旋方向相反的的1512的螺旋槽，一般用于通孔攻螺纹。该种丝的螺旋槽，一般用于通孔攻螺纹。该种丝锥有如下锥有如下特点特点特点特点：切屑从切削方向排出，槽内不残留切切屑从切削方向排出，槽内不残留切屑，这样不会因切屑堵塞而损伤丝锥；由于切屑不堵屑，这样不会因切屑堵塞而损伤丝锥；由于切屑不堵塞，可以把沟槽设计得较一般丝锥小，从而提高了丝塞，可以把沟槽设计得较一般丝锥小，从而提高了丝锥的强度；由于这种丝锥咬入部分的有效前角增大，锥的强度；由于这种丝锥咬入部分的有效前角增大，刃尖锋利，切削阻力小，所以可攻出较高精度的螺纹刃尖锋利，切削阻力小，所以可攻出较高精度的螺纹孔；对于切削性能较差的材料，用这种丝锥攻螺纹，孔；对于切削性能较差的材料，用这种丝锥攻螺纹，也能获得较好的效果。也能获得较好的效果。5选择数控加选择数控加工刀工刀具具l螺旋式丝锥有螺旋刃槽螺旋式丝锥有螺旋刃槽(下图下图)，像钻头那样，一边进行，像钻头那样，一边进行切削，一边从排屑槽后面排出切屑。螺旋角越大越锋切削，一边从排屑槽后面排出切屑。螺旋角越大越锋利，而且切屑排出也较顺利。利，而且切屑排出也较顺利。螺旋角过大，会降低刃螺旋角过大，会降低刃尖的强度，而且会产生卷刃或剥离现象。这种丝锥的尖的强度，而且会产生卷刃或剥离现象。这种丝锥的特点是特点是：因切屑从后面排出，最适合于盲孔、深孔攻因切屑从后面排出，最适合于盲孔、深孔攻螺纹；切屑不残留在刃槽内，这样不会发生因排屑堵螺纹；切屑不残留在刃槽内，这样不会发生因排屑堵塞而造成的损伤；对切削性能较差的材料同样可以获塞而造成的损伤；对切削性能较差的材料同样可以获得较好的效果。得较好的效果。6切削用量的确定切削用量的确定l编程人员选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削编程人员选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和总产量。而切削用量，可有效地提高机械加工质量和总产量。而切削条件影响的因素有：条件影响的因素有：1)机床、工具、刀具及工件的刚性；机床、工具、刀具及工件的刚性；2)切削速度、背吃刀量和切削进给量；切削速度、背吃刀量和切削进给量；3)工件精度及表面粗糙度；工件精度及表面粗糙度；4)刀具预期寿命及最大生产率；刀具预期寿命及最大生产率；5)切削液的种类、冷却方式；切削液的种类、冷却方式；6)工件材料的硬度及热处理状况；工件材料的硬度及热处理状况；7)工件数量；工件数量；8)机床的寿命。机床的寿命。6切削用量的确定切削用量的确定l对于高效率的金属切削机床加工来说，对于高效率的金属切削机床加工来说，被加工材料、被加工材料、被加工材料、被加工材料、切削刀具、切削用量切削刀具、切削用量切削刀具、切削用量切削刀具、切削用量是三大主要要素。这些条件决定是三大主要要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济的、有效的加工方式，要求必须合理地选择切削条件。加工方式，要求必须合理地选择切削条件。l编程人员在确定每道工序的切削用量时，应根据被加编程人员在确定每道工序的切削用量时，应根据被加工工件材料、硬度、刀具的耐用度和机床说明书中的工工件材料、硬度、刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择合适的吃刀量和切削速度（进给速度和主规定去选择合适的吃刀量和切削速度（进给速度和主轴转速），也可以结合实际经验用类比法确定切削用轴转速），也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。量。7加工路线的确定加工路线的确定l在数控机床上加工零件，特别是在加工中心上加工零在数控机床上加工零件，特别是在加工中心上加工零件，每道工序的加工路线的确定都是非常重要的，因件，每道工序的加工路线的确定都是非常重要的，因为它不仅与被加工零件表面粗糙度有关，而且与尺寸为它不仅与被加工零件表面粗糙度有关，而且与尺寸精度和位置精度都有直接关系。过长的加工路线还会精度和位置精度都有直接关系。过长的加工路线还会影响机床的寿命、刀具的寿命等。影响机床的寿命、刀具的寿命等。确定加工路线就确定加工路线就是要确定刀具运动轨迹和运动方向是要确定刀具运动轨迹和运动方向(即编程轨迹即编程轨迹和运动方向和运动方向)。所谓所谓“加工路线加工路线”也就是刀具的也就是刀具的“走刀路线走刀路线”。7 7加工路线的确定加工路线的确定加工路线的确定加工路线的确定 P41P41一、走刀路线一、走刀路线在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。加工路线。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：点：（1）加加工工路路线线应应保保证证加加工工零零件件的的精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度，并并且效率较高。且效率较高。（2）使数值计算简单，以减少编程工作量。使数值计算简单，以减少编程工作量。（3）应应使使加加工工路路线线最最短短，这这样样既既可可以以减减少少程程序序段段，又又可可减少空走刀时间。减少空走刀时间。此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走床、刀具的刚度等情况，确定是一次走刀，还是多次走刀完成加工以及在铣削加工中是采用刀完成加工以及在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣的刀顺铣还是逆铣的刀具走向具走向等。等。l铣刀的旋转方向和工件的走刀方向相反时称为铣刀的旋转方向和工件的走刀方向相反时称为逆铣逆铣，如图如图a）所示。相同时称为所示。相同时称为顺铣顺铣，如图，如图b）所示。铣切所示。铣切加工中顺铣和逆铣得到的表向加工中顺铣和逆铣得到的表向粗糙度不同粗糙度不同。逆铣时逆铣时，切削厚度从零逐渐，切削厚度从零逐渐增大，切入瞬时刀刃钝圆半径大增大，切入瞬时刀刃钝圆半径大于瞬时切削厚度，实际切削前角于瞬时切削厚度，实际切削前角为负值，刀齿在工件表而上挤压、为负值，刀齿在工件表而上挤压、滑行，切不下切屑，使这一段表滑行，切不下切屑，使这一段表面产生严重冷硬层。当第二个刀面产生严重冷硬层。当第二个刀齿切入时，又在冷硬层表面挤压、齿切入时，又在冷硬层表面挤压、滑行，使刀齿磨损较大，同时工滑行，使刀齿磨损较大，同时工件表面粗糙度值增大，影响表面件表面粗糙度值增大，影响表面加工质量。加工质量。顺铣时顺铣时，刀齿的切削厚度从最大开始，避免了产生挤压、滑行现象，刀齿的切削厚度从最大开始，避免了产生挤压、滑行现象，因而能提高工件加工表面质量。但是当工件为毛坯表面