资源简介

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第一章
数控车削编程基础
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第三节　数控车削编程基本知识
04
第四节　程序编制的工艺处理
02
第二节　数控车床坐标系
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第一节　数控车床概述
05
第五节　手工编程的数学处理
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程序编制的工艺处理
第四节
数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅仅是对几道数控加工工序或工艺过程的具体描述。由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因此应注意与普通加工工艺衔接好。
掌握好数控加工中的工艺处理环节，除了应该掌握比普通机床加工更为详细和复杂的工艺规程外，还应具有扎实的普通加工工艺基础知识，对数控车床加工中工艺方案指定的各个方面要有比较全面的了解。在数控车床的加工中，造成加工失误或质量、效益不尽如人意的主要原因就是对工艺处理考虑不周。因此，必须充分掌握数控加工工艺编制的原则与方法。
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一、数控加工工艺分析
工艺分析及处理是加工程序编制工作中较为复杂而又非常重要的环节之一，在填写加工程序单之前，必须对零件的加工工艺性进行周到、缜密的分析，以便正确、合理地选择机床、刀具、夹具等工艺装备，正确设计工序内容和刀具的加工路线，合理确定切削用量的参数。
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1. 机床的合理选用
选择机床时，考虑的因素主要有毛坯材料和种类、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。因此，在根据工作任务合理选择机床时要注意以下三个方面的问题：
（1）要保证加工零件的技术要求，以便于加工出合格的产品。
（2）有利于提高生产效率。
（3）尽可能降低生产成本（加工费用）。
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2. 数控加工零件工艺性分析
数控加工工艺性分析涉及面很广泛，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。
（1）零件图样尺寸应符合便于编程的原则
1）零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点。
2）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。
（2）零件各加工部位结构工艺性应符合数控加工特点
1）零件的内腔及外形最好采用统一的几何类型和尺寸。
2）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应过小。
3）应采用统一的基准定位。
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3. 加工方法的选择与加工方案的确定
（1）加工方法的选择
加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。
（2）加工方案的确定原则
比较精密的零件常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步完成加工的。
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4. 工序与工步的划分
（1）工序的划分
根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：
1）以一次装夹、加工作为一道工序。
2）以同一把刀具加工的内容划分工序。
3）以加工部位划分工序。
4）以粗、精加工划分工序。
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（2）顺序的安排
顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位与夹紧的需要来考虑。一般应按以下原则安排顺序：
1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑。
2）先进行内腔加工，后进行外形加工。
3）以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序最好连续加工，以减少重复定位次数和换刀次数等。
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（3）数控加工工序与普通工序的衔接
数控加工工序前、后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此，在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点。例如，要不要留加工余量，留多少余量；定位面与孔的精度要求及几何公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理要求等。这样才能使各工序相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。
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二、数控加工工艺处理步骤
1. 图样分析
图样分析的目的在于全面了解零件轮廓及精度等各项技术要求，为下一步骤的进行提供依据。
2. 工艺分析
工艺分析的目的在于分析工艺可能性和工艺优化性。
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3. 工艺准备
工艺准备是工艺处理工作中不可忽视的重要环节。它包括对机床操作编程手册、标准刀具和通用夹具样本及切削用量表等资料的准备，机床的选型和机床有关精度及技术参数的测定，刀具的预调，补偿方案的指定以及外围设备的准备工作。
4. 工艺设计
在完成上述步骤的基础上，完成其工艺设计（构思）工作。
5. 实施编程
将工艺设计的构思通过加工程序单表达出来，并通过程序校验来验证其工艺处理（含数值计算）的结果是否符合加工要求，是否为最佳方案。
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三、刀具的选择与切削用量的确定
在数控加工中，产品质量和劳动生产率在相当大的程度上受到刀具的制约。虽然车刀的切削原理与普通车床基本相同，但由于数控加工特性的要求，其刀具的选择特别是切削部分的几何参数必须加以特别的处理，只有保证刀具的形状才能满足数控车床的加工要求，充分发挥数控车床的效益。
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1. 刀具性能要求
（1）强度高
为适应刀具在粗加工或对高硬度材料的零件加工时能大切深和快走刀，要求刀具必须具有较高的强度；刀柄细长的刀具还应有较好的抗振性能。
（2）精度高
为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具及其刀夹都必须具有较高的精度。
（3）切削速度和进给速度高
为提高生产效率并适应一些特殊加工的需要，刀具应能满足高切削速度的要求。
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（4）可靠性好
为保证数控加工中不会因刀具意外损坏及潜在缺陷而影响加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性和较强的适应性。
（5）刀具寿命高
无论在粗加工、精加工或特殊加工中，数控车床中的刀具都应具有比普通车床加工所用刀具更高的刀具寿命，以减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而保证零件的加工质量，提高生产效率。
（6）断屑及排屑性能好
有效的断屑性能对保证数控车床顺利、安全的运行具有非常重要的意义。
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2. 刀具材料要求
这里所说的刀具材料，主要是指刀具切削部分的材料，较多的指刀片材料。刀具材料必须具备以下主要性能：
（1）较高的硬度和耐磨性。
（2）较高的耐热性。
（3）足够的强度和韧性。
（4）较好的导热性。
（5）良好的工艺性。
（6）较好的经济性。
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3. 刀具的类型
为适应机械加工技术特别是数控机床加工技术的高速发展，刀具材料除了大量采用高速钢及硬质合金外，新型材料也不断被采用。
机夹刀具安装及调整方便，减少换刀时间且对刀方便，可以充分选择优质刀具材料，便于实现刀具标准化，而且涂层刀片的应用可使刀具寿命提高1~10倍。
数控车床用刀具
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4. 切削用量的确定
切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法，需要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则是：粗加工时，一般以提高生产效率为主，但也应考虑经济性和加工成本；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、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册并结合经验确定。
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四、对刀点与换刀点的确定
在编程时，应正确地选择“对刀点”和“换刀点”的位置。
对刀点的选择原则是：便于用数字处理和简化程序的编制；在机床上找正容易，加工中便于检查；引起的加工误差小。
对刀点可选在工件上，也可选在工件外面，如选在夹具上或机床上。
“换刀点”就是零件加工过程中更换刀具的相关点。
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五、加工路线的确定
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。编程时，加工路线的确定原则主要有以下三个方面：
1. 保证加工精度
加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度。
2. 程序段越少越好
在加工程序的编制过程中，为使程序简洁、减少出错率及提高编程工作效率等，总是希望以最少的程序段实现对零件的加工。
因此，在编程时应重点考虑使其粗车的程序段数和辅助程序段数为最少。
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3. 进给路线越短越好
由于精加工切削时进给路线基本上都是沿零件轮廓顺序进行的，确定进给路线的重点主要在于确定粗加工和空行程路线。
在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。
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谢谢
THANKS

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