数控铣削加工教案

教案

2010 ～ 2011 学年第 1 学期

课程名称：《数控铣削编程与加工技术》

授课教师：罗龙辉

职称：

教学单位： 07机械师

教研室：

2010 年 11 月 25 日

广东技术师范学院教案

广东技术师范学院教案

教案。

授课内容（示例）

≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈一、新课导入：

在进入本节课的学习内容之前，先让我们来一同看一些图片

图1

图1 图2

从以上图片可以清晰地知道，图中的零件最大的特点是表面光滑。那如何才能加工才能得到如此光滑的表面呢？为了能够得到如此光滑的表面，对于在加工过程中对于刀具路径的确定以及铣削用量的选择将会显得极其的重要。对此，本次课将对刀具路径以及铣削用量的选择进行学习。

二、讲授新课：

(一) 数控铣削刀具路径的确定

1． CNC加工的刀具路径设计要求

刀具路径一般包括：从起始点快速接近工件加工部位，然后以工进速度加工工件结构，完成加工任务后，快速离开工件，回到某一设定的终点。可归纳为两种典型的运动：点到点的快速定位运动——空行程；工作进给速度的切削加工运动——切削行程。

确定加工路线的原则主要有以下几点：

图4铣削加工X 、Y 向安全间隙设计 1)

规划安全的刀具路径，保证刀具切削加工的正常进行。 2)

规划适当的刀具路径，有利于零件加工时满足工质量要求。 3) 规划最短的刀具路径，减少走刀的时间，有利

于提高加工效益。

2．刀具路径的安全规划

在数控加工拟定刀具路径时，把安全考虑放在首

要地位更切实际。规划刀具路时，最值得注意的安全问

题就是刀具在快速的点定位过程中与障碍物的碰撞。

⑴快速的点定位路线起点、终点的安全设定

在拟定刀具快速趋近工件的定位路径时，趋向点

与工件实体表面的安全间隙大小应有谨慎的考虑。如图

3，刀具在Z 向趋近点相对工件的安全间隙设置多少为

宜呢？间隙量小可缩短加工时间，但间隙量太小对操作工来说却是不太安全和方便，容易带来潜在的撞刀危险。对间隙量大小设定时，应考虑到加工面是否已经加工到位，若没有加工，还应考虑可能的最大的毛坯余量。若程序控制是批量生产，还应考虑更换新工件后Z 向尺寸

带来的新变化，以及操作员

是否有足够的经验。

在铣削加工中，刀具从

X 、Y 向趋近工件与Z 向快

速趋于工件的情况相比较，

同样应精心设计安全间隙，

但情况又有所不同，因为刀具X 、Y 向刀位点在在圆心，

始终与刀具切削工件的点

相差一个半径，因此设计刀具趋近工件点与工件的安全间隙时，除了要考虑毛坯余量的大小，又应考虑刀具半径值的大小。起始切削的刀具中心点与工件的安全间隙大于刀具半径与毛坯切削余量之和是比较稳妥的安全的考虑。刀具切出工件安全的地方是离开刚加工完的轮廓有足够安全间隙的地方，安全间隙同样应大于刀具半径与毛坯切削余量之和，如图4所示。

⑵ 避免点定位路径中有障碍物

拟定刀具路径必须使刀具移动路线中没有障

碍物，一些常见的障碍物如：加工中心的机床工作台和安装其上的卡盘、分度头，虎钳、夹具、

图5点定位路线并非直线

图3刀具Z 向安全间隙设计

工件的非加工结构等。对各种影响路线设计因素的考虑不周，将容易引起撞刀危险的情况。

G00的目的是把刀具从相对工件的一个位置点快速移动到另一个位置点，但不可忽视的是CNC控制的两点间点定位路线不一定是直线，如图5所示，定位路线往往是先几轴等速移动，然后单轴驱近目标点的折线，忽视这一点将可能忽略了阻碍在实际移动折线路线中的障碍物。非但G00的路线，G28、G29、G30、G81—G89、G73等的点定位路线也应该考虑同样的问题。还应注意到的是撞刀不仅仅是刀头与障碍物的碰撞，还可能是刀具其它部分如刀柄与它物的碰撞。

3．保证加工质量的刀具路径的编制

⑴设计有利于保证尺寸精度的定位路线

机床进给运动的定位精度是影响工件加工结构定形尺寸定位尺寸的主要因素，对于采用全闭环伺服系统的机床基定位精度取决于其检测装置的测量精度，但对于大多数半闭环进给伺服系统的机床，丝杆副、齿轮副的传动间隙对定位精度的影响较大，对于尺寸精度要求高的工件加工时，进给路线的设计应考虑到如何避免传动间隙对加工尺寸精度的影响，并注

a孔加工零件b位置精度不高的定位路线c位置精度高的定位路线

图6有利于定位精度的点定位刀路设计

意到传动间隙对定位精度的影响总是发生在某坐标轴向反方向运动的瞬间。

如图6(a)，在该零件上加工六个尺寸相同孔，位置精度要求较高，若用具有开环或半闭环进给伺服系统的机床，要特别要注意孔的点定位路线的设计，避免坐标轴的反向间隙影响位置精度。

若设计如图6 (b)所示路线加工时，由于4、5、6孔与1、2、3孔Y轴向定位方向相反，Y轴传动系统的反向间隙影响1、2、3孔的位置精度。

按图6 (c)所示路线，1、2、3、4、5、6孔定位方向一致，可

避免反向间隙的引入，提高孔加工的位置精度。

⑵设计有利于保持工艺系统刚度的刀具路线

图7薄壁铣削路线

刀具路线的设计，应考虑到刀具切削力对工艺系统刚度的影响，尽量采用选择保证装夹刚度和工件加工变形小的路线，使加工平稳、震动小，提高切削的质量。

薄壁零件加工的难点在于工件加工变形。随着零件壁厚的降低, 零件的刚性减低, 加工变形增大, 容易发生切削振颤，影响零件的加工质量和加工效率。刀具路径设计时应考虑如何保证零件整体刚性，使切削过程处在刚性较佳的状态。

如图7所示，对于侧壁的铣削加工，在切削用量允许范围内，采用径向切深较大、轴向切深小，逐层往下切的分层铣削加工路线。这种刀路的设计思想在于在切削过程中, 尽可能的应用零件的未加工部分作为正在铣削部分的支撑，充分利用零件整体刚性。

⑶设计保证工件表面质量的刀具路线

设计保证工件表面质量的精加工路线的要求，可归结为两

点：

一是，减少刀具相对工件运动轨迹形成的残留；

二是，精加工路线有利于维持工艺系统的稳定性，避免物

理因素对精加工的干扰。

如图8，球头刀加工空间曲面和变斜角轮廓时，刀路间距

图8刀路间距与残余高度

设计，是影响切削残留的重要因素，由于球头刀具在走刀时，

每两行刀位之间，加工表面不可能重叠，总存在没有被加工去除的部分，每两行刀位之间的距离越大，没有被加工去除残余高度越大，表面质量越差。切削行距越小，残余高度越小，有利于提高表面质量，但加工效率越低。

除了注意残留量的控制和保证精加工时的工艺系统稳定性，最终轮廓精加工，宜在一次走刀连续加工出来，注意精加工进、退刀路线设计，以减少接刀痕迹。

如图9所示，用圆弧插补方式精铣削外整圆时，宜安排刀具从切向引入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后，又沿切线方向退出。铣削内圆弧时，也要遵守从切向切入的原则，安排切入、切出过渡圆弧，如图10所示。

图9精铣削外整圆路线图10精铣削内整圆路线

⑷合理设计螺纹加工升、降速段路线

由于数控机床主运动机构与进给运动机构之间，没有机械方面的直接联系，CNC 在控制等距螺纹或变距螺纹加工时，必须控制主轴旋转与刀具进给保持一定的协调关系，即同步运行关系。这就意味着当主轴处于特定转速时，进给运动的速度必须达到相应的定值才能正

确加工螺纹。如当主轴500r/min 时，加工螺距为2mm 的螺纹，进给速度必须达到2×500=1000(mm/min)的速度时加工的螺纹才是正确的。因此数控机床的螺纹加工时，无论是车削螺纹还是攻内螺纹，在拟定螺纹加工路线时，须设置足够长的进给运动的升速段和降速段（如图11a 、b ），保证要工件的螺纹段加工时，主运动与进给运动处于正确的同步关系，这样可避免因车刀升降而影响螺距的稳定。

4．高效率刀具路径的规划

刀具相对工件的进给运动，实际上可总结为两种典型的运动，即：点到点的定位运动，为快速、非切削的空行程状态；刀具以工进速度切削工件的切削加工运动。规划提高效率的刀具路径，最实际的就是寻求最短刀具路线，缩短路线前提

是保证路线的安全性和满足质量要求。

⑴拟定尽量短的点定位路线

刀具切削工件前，要从某初始点开始快速运动接近工

件，刀具初始点，通常是换刀点或对刀点；刀具完成切削任

务后，又离开工件回到适当的归宿点位置，通常是换刀点或

机床参考点。因此，要缩短刀具接近工件的路线和切削后的

回归路线，换刀点、对刀点、机床参考点的设置，要尽量靠

近工件的加工部位，但要保证换刀及其它操作的方便和安

全。 若同一刀具可对同次装夹工件的多个结构，或同次装夹的多个工件加工，应设计好刀

a 车外螺纹

b 攻内螺纹

图11有利于保证螺纹加工质量的刀具路线设计

图12追求短的点定位路线

具从一个结构到另一个结构，从一个工件到另一个工件的点定位路线，使各结构加工连贯进行，衔接自然合理，减少重复定位次数，并使定位路线总长最短。如图12可以用同一把钻头把不在同一高度的相同孔一次加工完的点定位路线安排。

⑵拟定尽量短的进给切削路线

在安排粗加工或半精加工的切削进给路线时，切削进给路线短，可有效地提高生产效率，降低刀具损耗等。

如图13，对于矩形型腔区域的粗加工，当刀具循Z字形刀路行切时（图13a），刀路较短，有利于提高切削效率，但加工表面质量最差，在周边留有大量的残余；环切走刀路线（图13b），加工后能够保证精度，但刀路较长，不利于提高切削效率。

a b

图13

(二) 数控铣削用量选用

1．刀具铣削用量的选择

切削用量表示主运动及进给运动参数大小的数量，是切深、进给量和切削速度三要素的总称，用来描述切削加工运动量。铣削加工的切深分背吃刀量和侧吃刀量。

⑴背吃刀量和侧吃刀量

背吃刀量（a p）为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。端铣时，背吃刀量为切削层深度；而圆周铣削时，为被加工表面的宽度。

侧吃刀量（a e）为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为㎜。端铣时，a e为被加工表面宽度；而圆周铣削时，侧吃刀量为切削层深度。

背吃刀量或侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定：

余量不大，力求粗加工一次进给完成，但是在余量较大，或工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可多次分层切削完成。

当工件表面粗糙度值要求不高时粗铣，或分粗铣、半精铣两步加工；当工件表面粗糙度值要求较高，宜分粗铣、半精铣、精铣三步进行。

⑵进给量

铣削加工的进给量f（㎜/r）是指刀具转一周，工件与刀具沿进给运动方向的相

对位移量；对于多齿刀具(如钻头、铣刀)，每转中每齿相对于工件在进给运动方向上的位移量称为每齿进给量f Z ，单位为mm ／z 。显然：

f Z =z

f （式中，z 为刀齿数） 进给速度F （㎜/min ）是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量。进给速度与进给量的关系为：

z nf nf F z ==。 （n 为铣刀转速，单位r /min ）

每齿进给量的选取主要依据工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料强度和硬度越高，切削力越大，每齿进给量宜选得小些；刀具强度、韧性越高，可承受的切削力越大，每齿进给量可选得大一些；工件表面粗糙度要求越高，每齿进给量选小些；工艺系统刚性差，每齿进给量应取较小值。

⑶切削速度

切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位为m ／min 。当主运动为旋转运动时，其计算公式为

c v =

1000n d π

式中: d ——切削刃上选定点所对应的工件或刀具的直径，单位为mm 。

n ——主运动的转速，单位为r ／min 。

选择切削速度时，不可忽视以下几点：

⑴刀具材料硬度高，耐磨、耐热性好时，可取较高的切削速度。

⑵工件材料可切削性差时，如强度、硬度高、塑性太大或太小，切削速度应取低些。 ⑶工艺系统(机床、夹具、工件、刀具)刚度较差时，应适当降低切削速度以防止振动。 ⑷切削速度的选用应与切深、进给量的选择相适应，当切深、进给量增大时，刀刃负荷增加，使切削热增加，刀具磨损加快，从而限制了切削速度的提高；当切深、进给量均小时，可选择较高的切削速度。

⑸在机床功率较小的机床上，限制切削速度的因素也可能是机床功率。在一般情况下，可以先按刀具耐用度来求出切削速度，然后再校验机床功率是否超载。

2．铣削用量的选择原则

合理的切削用量应满足以下要求：在保证安全生产，不发生人身、设备事故，保证工件加工质量的前提下，能充分地发挥机床的潜力和刀具的切削性能，在不超过机床的有效功率和工艺系统刚性所允许的额定负荷的情况下，尽量选用较大的切削用量。

一般情况下我们对切削用量选择时应考虑到下列问题：

⑴保证加工质量：主要是保证加工表面的精度和表面粗糙度达到工件图样的要求。

⑵保证切削用量的选择在工艺系统的能力范围内：要保证切削用量的选择在工艺系统的能力范围内，不应超过机床允许的动力和转矩的范围，不应超过工艺系统(铣床、刀具、工件)的刚度和强度范围，同时又能充分发挥它们的潜力。

⑶保证刀具有合理的使用寿命：在追求较高的生产效率的同时，保证刀具有合理的使用寿命，并考虑较低的制造成本。

以上三条，要根据具体情况有所侧重。一般在粗加工时，应尽可能地发挥刀具、机床的潜力和保证合理的刀具使用寿命。精加工时，则应首先要保证切削加工精度和表面粗糙度，同时兼顾合理的刀具的使用寿命。

3．借助经验表格的刀具切削参数选择

数控加工的多样性、复杂性以及日益丰富的数控刀具，决定了选择刀具时不能再主要依靠实践摸索。借助经验表格对刀具切削参数进行选择是实践中常用的、有效的简便方法。有的是刀具制造厂在开发每一种刀具时，通过做了大量的试验，在向用户提供刀具的同时，提供了详细的刀具的使用说明和经验表格，针对性较强；有的经验表格则属于通用的技术资料，针对性一般。编程者应对自己常用牌号的刀具，能够熟练地使用刀具厂商提供的技术手册，或通用的技术资料，通过经验表格选择合适的刀具，合理选择刀具的切削参数。

但不管多么详细的经验表格，它不可能完全吻合于具体的切削加工情况。把经验表格为重要的依据，并具体分析切削加工的条件、要求、各种限制因素，全面考量，并在实践中验证、修改调整，才是得到具体应用的、合理的刀具切削参数的有效的途径。

数控加工工艺教案.

江苏省技工院校 教案首页 授课 2.15 2.17 日期 班级10数/10机10数/10机 课题：第四章第一节数控加工用刀具的种类与特点 教学目的要求： 1. 刀具的种类。2. 刀具的特点。3. 对刀具的要求。教学重点、难点： 1. 刀具的种类。2. 刀具的特点。3. 对刀具的要求。授课方法：示范 授课执行情况及分析：基本掌握，作业情况良好 板书设计或授课提纲 一、复习前课（5’） 二、导入新课（10’） 三、讲解新课（45’） 四、课堂小结（15’） 五、布置作业（5’）

教学活动及板书设计 第四章数控加工用刀具与夹具系统 第一节数控加工用刀具的种类与特点一、复习前课 二、导入新课 数控加工用刀具可分为常规刀具和模块化刀具。 三、讲解新课 （一）刀具的种类 1. 车削刀具 2. 钻削刀具 3. 铣削刀具 4. 镗削刀具 5. 特殊型刀具 （二）刀具的特点 （三）对刀具的要求 1. 强度高 2. 精度高

3. 切削速度和进给速度高 4. 可靠性好 5. 使用寿命长 6. 断屑及排屑性能好 四、课堂小结 五、作业布置

江苏省技工院校 教案首页 授课 2.22 2.24 日期 班级10数/10机10数/10机 课题：第四章第二节数控车削用刀具 教学目的要求：1. 机夹可转位片刀具及代码。2. 数控车削刀具系统的形式。3. 数控车削用刀具的选用。 教学重点、难点： 授课方法：示范 授课执行情况及分析：基本掌握，作业情况良好 板书设计或授课提纲 一、复习前课（5’） 二、导入新课（10’） 三、讲解新课（45’） 四、课堂小结（15’） 五、布置作业（5’）

铣削零件数控加工工艺及程序设计

毕业论文 （2013届） 题目：铣削零件数控加工工艺及程序设计 姓名： 学号： 系部： 班级： 指导教师： 2013年4月

铣削零件数控加工工艺及程序设计 摘要：数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至观重要的，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。 本文根据铣削零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，对该零件进行了数控加工工艺设计，并编制了工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片等。 关键词：数控编程刀具切削用量加工程序 一、绪论 随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。 数字控制机床简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。 1.数控机床的组成及工作原理 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。

数控加工工艺与编程课程标准

数控加工工艺与编程课 程标准

《数控加工工艺与编程》课程标准 开课院部：机电工程学院 课程编号：020810019 课程负责人： 编制日期：2014年5月26日

《数控加工工艺与编程》课程标准课程名称：数控加工工艺与编程 适用专业：数控技术、机械制造与自动化、机电一体化技术 1.前言 1.1课程性质 本课程是数控技术专业中核心职业技能课，培养具有较高职业道德和素养，了解数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本编程功能指令，掌握数控车床、数控铣床、加工中心程序编制方法的高素质技能型人才。 本课程是数控技术专业的一门职业技术课程。课程主要讲授数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本编程功能指令，掌握数控车床、数控铣床、加工中心的程序编制方法。 前导课程：《机械制造技术基础》、《计算机绘图》、《工程材料与成型工艺》、《公差配合与技术测量》等。 后续课程：顶岗实习 1.2课程设计理念 根据行业经济和山东、济南地区经济发展需要，立足于“以服务为宗旨，以就业为导向，以学生为中心”的办学定位，通过对机械加工行业的调研，明确学生的主要就业岗位及其岗位工作标准，分析与之相适应的职业能力，采用“任务驱动、项目导向”的教学方式，有针对性的选择若干个典型机械零件，确定学习领域课程及其学习情境，构建新的学习领域课程内容体系。 1.3课程设计思路 （1）采用“工学结合”的教学模式 在教学过程中，采用“工学结合”的教学模式，通过与我院实践教学实习基地：济南四机数控机床、威海华东数控股份有限公司（国内主流机械加工设备供应商）、中国重汽集团等建立起密切合作关系，将实验实训放到工程训练中心或实践教学基地进行，使学生能够深入生产第一线，参观和参与生产过程，为学生提供良好的工程实践环境。 （2）采用“项目导向、任务驱动”的教学方式 以数控加工岗位工作任务为驱动，以来自企业真实产品的典型零件加工过程规划教学内容，以实际工作过程为主线，将数控加工工艺与编程的理论知识，融于机械零件的实际加工过程中，在实际工作需要时引入相关

数控铣削加工

数控铣削加工零件工艺性分析 陈振国刘冬张永占刘芳 （安阳钢铁集团工程技术公司，河南，455004） 摘要：零件制作时，首先是对工件进行加工工序工艺的确定，并且进行工艺分析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就加工路线进行编程加工。 关键词：工艺工序加工路线编程 1 序论 数控铣削加工是在数控系统发出的控制指令下，通过PLC控制各执行部分，完成零件的加工。零件制作时，为了能按照图纸要求保证各形位公差，必须进行工艺分析。首先是对工件进行加工工序工艺的确定，并且进行工艺分析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就加工路线进行编程加工。数控铣加工路线确定前要考虑下面几点： ①保证零件的加工精度和表面质量，且效率要高。 ②尽可能加工路线最短，减少空行程时间和换刀次数，提高生产率。 ③减少零件的变形； ④尽量使数值点计算方便，缩短编程工作时间。 ⑤合理选择铣削方式，以提高零件的加工质量。 ⑥合理选取刀具的起刀点、切入和切出点及刀具的切入和切出方式，保证 刀具切入和切出的平稳性。 ⑦位置精度要求高的孔系零件的加工应避免机床反向间隙的引起的位置误差； ⑧复杂曲面零件的加工应根据零件的实际形状、精度要求、加工效率等多种因素来确定是行切还是环切，是等距切削还是等高切削的加工路线等。 ⑨保证加工过程的安全性，避免刀具与非加工面的干涉。 2 工艺分析 针对数控铣削加工的特点，列举出一些经常遇到的工艺性问题，作为对零件图进行工艺性分析的要点来加以分析与考虑。 ①图纸尺寸的标注方法是否方便编程，构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要，各几何元素的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)是否明确，有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等等。 ②零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证。不要以为数控机床加工精度高而放弃这种分析。特别要注意过薄的腹板与缘板的厚度公差，“铣工怕铣薄”，数控铣削也是一样，因为加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让

数控铣床编程30例带图

实例一 毛坯为70㎜×70㎜×18㎜板材，六面已粗加工过，要求数控铣出如图3-23所示的槽，工件材料为45钢。 1．根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1）以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上。

2）工步顺序 ①铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工50㎜×50㎜四角倒圆的正方形。 ②每次切深为2㎜，分二次加工完。 2．选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用XKN7125型数控立式铣床。 3．选择刀具 现采用φ10㎜的平底立铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。 4．确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。 5．确定工件坐标系和对刀点 在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系，如图2-23所示。

采用手动对刀方法（操作与前面介绍的数控铣床对刀方法相同）把点O 作为对刀点。 6．编写程序 按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。 考虑到加工图示的槽，深为4㎜，每次切深为2㎜，分二次加工完，则为编程方便，同时减少指令条数，可采用子程序。该工件的加工程序如下（该程序用于XKN7125铣床）： N0010 G00 Z2 S800 T1 M03 N0020 X15 Y0 M08 N0030 G20 N01 P1.-2 ；调一次子程序，槽深为2㎜ N0040 G20 N01 P1.-4 ；再调一次子程序，槽深为4㎜ N0050 G01 Z2 M09 N0060 G00 X0 Y0 Z150 N0070 M02 ；主程序结束 N0010 G22 N01 ；子程序开始 N0020 G01 ZP1 F80 N0030 G03 X15 Y0 I-15 J0 N0040 G01 X20 N0050 G03 X20 YO I-20 J0

数控加工工艺与编程教案

序号 1 日期班级 课题数控程序编制的概念 重点与难点数控编程的内容与步骤 教研室主任年月日教师年月日 教学手段：多媒体教学 引入：由普通机床难加工零件及东芝事件引出数控机床应用（5分钟）正课：第一章数控加工技术概况（85分钟） 1.1 数控程序编制的概念 在编制数控加工程序前，应首先了解：数控程序编制的主要工作内容，程序编制的工作步骤，每一步应遵循的工作原则等，最终才能获得满足要求的数控程序。 1.1.1 数控程序编制的定义 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床能安全、可靠、高效的工作。 1、数控程序编制的内容及步骤 数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。 （1）分析零件图样和制定工艺方案 这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线

及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。 （2）数学处理 在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。 （3）编写零件加工程序 在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。 （4）程序检验 将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查 机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进 行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。 总结与提问：数控机床的应用及数控机床编程步骤（10分钟）

数控铣削加工技术教案

数控铣削加工技术教案 【教学目的要求】 1、了解数控铣床和加工中心的基本结构，工作原理及常用数控 系统。2、掌握数控铣床工艺的基础知识，与普通铣床工艺进行比较，分析其异同点。 3、掌握数控铣床操作技能和机床使用方法。 【教学内容及步骤】 1、内容： 熟悉数控铣床的结构、操作原理，完成指定及自选工件的表面加工的编程和上机操作。 2、步骤： ⑴讲解数控铣床基拙知识。 ⑵熟悉数控铣床的操作。 ⑶编制数控铣床的程序。 ⑷完成规定的实验内容。 ⑸完成创新设计工件的加工。 【教学设备及材料】 1、设备：总计三台设备、分组训练，每组一台机床。 西门子802D 立式加工中心一台，FANUC数控铣床和立式加工中心各一台。 2、材料：石蜡等 【注意事项】 1、认真遵守实验安全管理制度。

2、严格遵守设备操作规程。 3、应按照拟定的工艺要求进行加工工件。。 4、文明生产。 5、听从指导教师的指导。 一、数控机床基本知识 数控是一种利用计算机通过数字信息来实现加工自动控制的技术。数控机床则是指以数字形式进行信息控制的机床。由于数控与机床控制技术的发展紧密相连，因此，现在人们通常讲的“数控”就是指“数控机床”。 (一)数控机床的组成及工作原理 1、数控机床的组成 数控机床的基本构成主要包括控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体。数控机床的构成框图。 2、数控机床的工作原理 数控机床的工作原理如图2 所示。在数控机床上加工零件时，首先要将被加工的零件的状态、尺寸及工艺要求等，采用手工或自动程序编制，然后送入数控装置。在数控系统控制软件的支持下，经过处理与计 算后，发出相应的指令，通过伺服系统经传动机构驱动机床有关部件，使机床的刀具与工件及其它辅助装置按预定的加工程序进行运动，从而加工出符合要求的零件 (二) 数控系统的分类 机床数控系统，通常按控制运动方式和有无测量装置进行分类。 1、按控制运动方式分类

数控铣削加工工艺分析

目录 一、零件图的工艺分析 二、零件设备的选择 三、确定零件的定位基准和装夹方式 四、确定加工顺序及进给路线 五、刀具选择 六、切削用量选择 七、填写数控加工工艺文件

1、如图1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1带型腔的凸台零件图 一零件图的工艺分析 1、图形分析 （1）分析零件图是否完整、正确，零件的视图是否正确、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、明确。从上图可以看出该零件图的尺寸符合了这一要求。 （2）分析零件的技术要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。过高的要求会增加加工难度，提高成本；过低的技术要求会影响工作性能，两者都是不允许的。上图的精度为IT8级，技术要求和尺寸精度都能满足加工要求。 （3）该零件图上的尺寸标注既满足了设计要求，又便于加工，各图形几何要素间的相互关系（相切、相交、垂直和平行）比较明确，条件充分，并且采用了集中标注的方法，满足了设计基准、工艺基准与编程原点的统一。因此该图的尺寸标注符合了数控加工的特点。 2、零件材料分析 由题目提供，材料为45钢。 3、精度分析

该零件最高精度等级为IT8级，所以表面粗糙度均为Ra3.2um。加工时不宜产生震荡。如果定位不好可能会导致表面粗糙度，加工精度难以达到要求。 4、结构分析 从图1上可以看出，带型腔的凸轮零件主要由圆弧和直线组成，该零件的加工内容主要有平面、轮廓、凸台、型腔、铰孔。需要粗精铣上下表面外轮廓内轮廓凸台内腔及铰孔等加工工序。 二、选择设备 由该零件外形和材料等条件，选用XK713A数控铣床。 三、确定零件的定位基准和装夹方式 由零件图可得，以零件的下端面为定位基准，加工上表面。把零件竖放加工外轮廓。 零件的装夹方式采用机用台虎钳。 四、确定加工顺序及进给路线 1、确定加工顺序 加工顺序的拟定按照基面先行，先粗后精的原则确定，因此先加工零件的外轮廓表面，加工上下表面，接着粗铣型腔，再加工孔，按照顺序再精铣一遍即可。 加工圆弧时，应沿圆弧切向切入。 2、进给路线

数控加工工艺学教案

第三节数控机床的分类及应用 一、按工艺用途分类 1．一般数控机床 最普通的数控机床有钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加工机床。 2．数控加工中心 加工中心是在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置，构成一种带自动换刀装置的数控机床。 二、按加工路线分类 1．点位控制机床 刀具与工件相对移动时，只控制从一点运动到另一点的准确性，而不考虑两点之间的路径和方向。 2．直线控制机床 刀具与工件相对移动时，除控制从起点刀终点的准确定位外，还要保证平行于坐标轴的直线切削运动。 3．轮廓控制机床 刀具与工件相对运动时，能对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制。 三、按可控制联动的坐标轴数分类 数控机床可控制联动的坐标轴数是指数控装置控制几个伺服电动机同时驱

动机床移动部件运动的坐标轴数目。 1．两坐标联动 数控机床能同时控制两个坐标轴联动，即数控装置同时控制X和Z方向运动，可用于加工各种曲线轮廓的回转体类零件。 2．三坐标联动 数控机床能同时控制三个坐标轴联动，此时，铣床称为三坐标数控铣床，可用于加工曲面零件。 3．两轴半坐标联动 数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但控制装置只能同时控制两个坐标联动，而第三个坐标只能作等距周期移动。 4．多坐标联动 能同时控制四个以上坐标轴联动的数控机床，多坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序编制复杂，主要应用于加工形状复杂的零件。 四、按控制方式分类 1．开环控制数控机床 开环控制数控机床系统中没有检测反馈装置，不检测运动的实际位置，没有位置反馈信号。指令信息在控制系统中单方向传送，不反馈。 2．全闭环控制数控机床 安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要

数控铣削加工中心课程标准

数控铣削加工中心课程标 准 The latest revision on November 22, 2020

《数控铣削（加工中心）加工技术》课程标准 （一）课程性质、地位 本课程是中等职业技术学校数控技术专业核心课程之一。其任务是：使学生掌握数控铣削（加工中心）加工技术的基本知识和运用能力；了解数控行业的现状及广阔的前景；培养学生分析问题和解决问题的能力，使其形成良好的学习习惯，具备继续钻研专业技术的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，使其形成严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。 （二）课程目标 一、总目标 通过本课程的学习，使学生掌握数控铣、加工中心加工较复杂零件的工艺编制、程序编制，能熟练进行其数控加工，并能进行精度分析与质量控制。 通过本课程的学习训练，使学生养成严谨、认真的职业规范，勤恳、努力的职业态度，进取、积极的创新精神以及团结合作的团队作风。 二、具体目标 1、知识与技能 （1）掌握数控铣削、加工中心加工工艺参数和工艺路线选择的原则，会编制数控铣削较复杂零件的工艺文件； （2）掌握数控程序编制的基础知识，能编制较复杂零件的数控铣削、加工中心程序； （3）会正确选用各种刀具及常用量具、夹具； （4）熟练掌握数控铣床、加工中心的操作技术，具备数控加工较复杂零件的能力； （5）熟练掌握数控铣削、加工中心产品的质量检测技术，会分析影响加工质量的原因； （6）掌握数控铣床和加工中心日常维护保养的基本方法； 2、情感态度与价值观

（1）培养学生良好的职业道德，增强质量意识和产量意识； （2）培养学生坚强毅力、自信心、认真负责的工作态度、团队合作精神、人际交往能力，形成良好的职业素养。 三、内容标准 教学内容由理论和实践两部分组成。以项目式的课程方式呈现，将对应的知识进行分类，以便更好的进行教学，让学生更快的接受和掌握。 1.理论是各专业学生必修的基础性内容和应该达到的基本要求，教学时数不少于64学时。 2.实践是以结合理论进行的实践教学内容，使学生掌握相应理论的操作技能，并且能够熟练掌握，最终达到国家中级工的考核要求。 理论模块

数控加工技术教案(1)

理论课教案（首页） （编号：JL/JW—(ZY)08—01） 教师：朱承科授课班级：14-38

课题引入 （4分钟） 新课讲授 （80分钟） 1．数控机床的组成有哪些? 2.简述数控机床的分类、特点和应用 2.数控机床坐标系的建立及数学处理 一、数控机床的坐标系 （一）坐标系的规定 1．标准坐标系 数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。 图2-5 右手定则 2.刀具相对工件运动的原则 3.运动方向的规定刀具远离工件的方向为正方向。 （二）数控机床的坐标轴 确定机床坐标系的坐标轴顺序为：Z—X—Y ① Z轴： Z坐标轴与传递切削力的主轴方向一致；以增大工件和刀具 之间距离的方向为运动的正方向 ﹡对于车床、磨床等主轴带动工件旋转；Z轴平行与主轴。 ﹡如果机床没有主轴（如牛头刨床），Z轴垂直于工件装卡面。 ﹡钻镗加工中，钻入和镗入工件的方向为Z坐标的负方向，而退出为正方向。 ② X轴： X坐标轴一般是水平的，平行于工件的装卡面。这是在刀具 或工件定位平面内运动的主要坐标。 ﹡对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横滑座。刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。 a、如Z轴是垂直的，当从刀具主轴向立柱看时，X的正方向指向右。 b、如Z轴（主轴）水平，当从主轴向工件方向看时，X的正方向指向 右方。 ③ Y轴：Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴。Y运动的正方向根据X和Z坐 标的正方向，按照右手直角笛卡儿坐标系来判断。 图2-6 典型机床的坐标系

④旋转坐标系： A、B和C相应地表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。A、B和C的正方向，相应地表示在X、Y和Z坐标正方向上按照右旋螺纹前进的方向。 ⑤附加坐标：如果在X、Y、Z主要坐标以外，还有平行于它们的坐标，可分别指定为U、V、W 。如还有第三组运动，则分别指定为P 、Q和R。 举例说明：卧式加工中心、卧铣、后置刀架车床等。 ⑥对于工件运动时的坐标轴方向 对于工件运动而不是刀具运动的机床，必须将前述为刀具运动所作的规定，作相反的安排。用带“′”的字母，如＋X′，表示工件相对于刀具正向运动指令。而不带“′”的字母，如＋X，则表示刀具相对于工件的正向运动指令。二者表示的运动方向正好相反。对于编程人员、工艺人员只考虑不带“′”的运动方向。 ⑦主轴旋转运动的方向 主轴的顺时针旋转运动方向（正转），是按照右旋螺纹旋入工件的方向。 二、机床坐标系与工件坐标系 1.机床坐标系 机床坐标系是机床上固有坐标系，往往采用那些能够作为基准的点、线、面来作为机床的换刀点、坐标轴的轴心线和坐标平面。图2-7所示为数 控车床坐标系。 图2-7 典型车床坐标系 机械原点----机床上设定的一个特定位置，又称机床零位。 ﹡机械原点的定位精度很高，是机床调试和加工时十分重要的基准点。 ﹡机床上各种坐标系的建立都是以机械原点为参考点而确定的。图中O′是机械原点。 ﹡机床每次开机、断电、故障、图形模拟后，甚至必要时当进行坐标设定及对刀前都要对机床进行一次手动回零操作。所谓回零操作就是使运动部件回到机床的机械原点。 2.工件坐标系（编程坐标系） 工件坐标系在编程时使用，由编程人员在工件上建立的工件坐标系。 工件原点：零件在设计中有设计基准。在加工过程中有工艺基准，同时要尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工件原点。 3.机床坐标系与工件坐标系的关系 工件坐标系与机床坐标系的坐标轴平行。可通过机床坐标系偏置得到。 4.刀位点和换刀点

数控铣削加工工艺范围及铣削方式

数控铣削加工工艺围及铣削方式 铣削是铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。铣削的主要工作及刀具与工件的运动形式如图所示。 在铣削过程中，根据铣床，铣刀及运动 形式的不同可将铣削分为如下几种： （1）根据铣床分类 根据铣床的结构将铣削方式分为立铣 和卧铣。由于数控铣削一个工序中一般要加 工多个表面，所以常见的数控铣床多为立式 铣床。 （2）根据铣刀分类 根据铣刀切削刃的形式和方位将铣削 方式分为周铣和端铣。用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工作表面，称为周铣，如图6-2（a）所示；用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣，如图6-2（b）所示。 图中平行于铣刀轴线测量的切 削层参数ap为背吃刀量。垂直于铣 刀轴线测量的切削层参数ac为切削 宽度，fz是每齿进给量。单独的周铣 和端铣主要用于加工平面类零件，数 控铣削中常用周、端铣组合加工曲面 和型腔。 （3）根据铣刀和工件的运动形 式公类 根据铣刀和工作的相对运动将铣 削方式分为顺铣和逆铣。铣削时，铣 刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，称为顺铣如图（6-3）a 所示； 铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向与工件进 给方向相反，称为逆铣，如图（6-3）b所示。 顺铣与逆铣比较：顺铣加工可以提高铣刀耐用 度2~3倍，工件表面粗糙度值较小，尤其在铣削难 加工材料时，效果更加明显。铣床工作台的纵向进 给运动一般由丝杠和螺母来实现，采用顺铣法加工 时，对普通铣床首先要求铣床有消除进给丝杠螺母 副间隙的装置，避免工作台窜动；其次要求毛坯表 面没有破皮，工艺系统有足够的刚度。如果具备这

样的条件，应当优先考虑采用顺铣，否则应采用逆铣。目前生产中采用逆铣加工方式的比较多。数控铣床采用无间隙的滚球丝杠传动，因此数控铣床均可采用顺铣加工。 数控铣削主要特点 （1）生产率高 （2）可选用不同的铣削方式 （3）断续切削 （4）半封闭切削 数控铣削主要加工对象 （1）平面类零件 加工面平行或垂直水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件。目前，在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。 （2）变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为斜角类零件。这类零件多为飞机零件，如飞机上的整体梁、框、橡条与肋等。 （3）曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。如模具、叶片、螺旋桨等。 加工曲面类零件一般采用三坐标数控铣床。当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四坐标或五坐标铣床。 数控铣削的刀具与选用 对数控铣削刀具的基本要求 （1）铣刀刚性要好 （2）铣刀的耐用度要高 此外，铣刀切削刃的几何参数的选择及排屑性能也非常重要。 铣刀的种类 （1）面（端）铣刀 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。由于面铣刀的直径一般较大，为直径50~500mm，故常制成套式镶齿结构，即将刀齿和刀体分开，刀齿为高速或硬质合金，刀体采用40cr制作，可长期使用。高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=直径80~250mm，螺旋角β＝10度，刀齿数Z＝10~26. 硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高，加工效率高，加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体焊接式、机夹一焊接式和可转位式三种（见图6-4）。 面铣刀主要以端齿为主加工各种平面，主偏角为90度的面铣刀还能用时加工出与平面垂直的直角

第三章 数控铣削加工实例

第三章数控铣削加工实例 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题(如刀具选择、加工路线等)也需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析与制订是一项十分重要的工作。 3.1数控编程的工艺基础 程序编制人员在进行工艺分析时，需借助机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具和夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等。此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析与制订方面的实际经验，编写出高质量的数控加工程序。 3.1.1 数控铣削加工零件图样的分析 1、零件图的尺寸标注应适应数控加工的特点 在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。由于设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配、功用等方面的要求，经常采用局部分散的标注方法，这样就给工序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而影响使用特性，因此可将局部的分散标注改为同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。 2、零件轮廓的几何元素的条件应充分 在手工编程时要计算基点或节点坐标。在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义，因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定条件是否充分，如圆弧与直线、圆弧与圆弧在图样上相切，其给出的尺寸是否与图样上的几何关系相符等。由于构成零件几何元素条件的不充分，使编程时无法下手。遇到这种情况时，应与零件设计者协商解决。 3.1.2数控铣削加工零件工艺性分析 数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的综合，应用于整个数控加工工艺过程。 数控工艺分析主要从精度和效率两方面对数控铣削的加工艺进行分析，加工精度必须达到图纸的要求，同时又能充分合理地发挥机床的功能，提高生产效率。一般情况下应遵循下列原则： 1、在加工同一表面时，应按粗加工_半精加工_精加工的次序完成。对整个零件的加工也可以按先粗加工，后半精加工，最后精加工的次序进行。 2、当设计基准和孔加工的位置精度与机床的定位精度和重复定位精度相接近时，可采用按同一尺寸基准进行集中加工的原则，这样可以解决多个工位设计尺寸基准的加工精度问题。 3、对于复合加工(既有铣削又有镗孔)的零件，可以先铣后镗。因为铣削的切削力大，工件易变形，采用先铣后镗孔的方法，可使工件有一段时间的恢复，减少变形对精度的影响。相反，如果先镗孔再进行铣削，会在孔口处产生毛刺、飞边，从而影响孔的精度。如对于图 3.1所示零件，应先铣阶梯面，后铰φ20的6个孔。 4、在孔类零件加工时，刀具在XY平面内的运动路线，主要考虑： （1）定位要迅速，也就是在刀具不与工件、夹具和机床碰撞的前提下空行程时间尽可能短。

数控机床加工工艺教案

数控机床加工工艺教案 数控机床加工工艺 第一章绪论 一、数控加工在机械制造业中的地位和作用 数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高自动化的特点。 应用数控加工技术是机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品。 目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并已取得了巨大的经济效益。 二、数控加工的发展 1.数控机床的发展 数控机床的发展经历了电子管（1952年）、晶体管(1959年)、小规模集成电路（1965年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型计算机(1974年)等五代数控系统。由于现代数控系统的控制功能大部分由软件技术来实现，因而使硬件进一步得到了简化，系统可靠性提高，功能更加灵活和完善。目前现代数控系统几乎完全取代了以往的普通数控系统。 2.自动编程系统的发展 在本世纪50年代后期，美国首先研制成功了APT(Automatically Progammed Tools)系统。到了本世纪60年代和70年代又先后发展了APTⅢ和APTⅣ系统。在西欧和日本，也在引进美国技术的基础上发展了各自的自动编程系统，如德国的EXAPT系统、法国的IFAPT 系统、英国的2CL系统等。我国的自动编程系统发展较晚，但进步很快，目前主要有用于航空零件加工的SKC系统以及ZCK、ZBC和用于线切割加工的SKG等系统。 3.自动化生产系统的发展 在本世纪60年代末期出现了直接数控系统DNC(Direct NC)，1976年出现了由多台数控机床联接成可调加工系统，这是最初的柔性制造系统FMS（Flexible Manufcturing Cell)。自动化生产系统的发展，使加工技术跨入了一个新的里程，建立了一种全新的生产模式。我国已开始在这方面进行探索与研制，并取得了可喜的成果，已有一些FMS和CIMS成功地用于生产。 三、数控加工的特点 （1）自动化程度高 （2）加工精度高，加工质量稳定 （3）对加工对象的适应性强 （4）生产效率高 （5）易于建立计算机通信网络 当然，数控加工在某些方面也有不足之处，这就是数控机床价格昂贵，加工成本高，技术复杂，对工艺和编程要求较高，加工中难以调整，维修困难。为了提高数控机床的利用率，取得良好的经济效益，需要确实解决好加工工艺与程序编制、刀具的供应、编程与操作人员的培训问题。

课题数控铣削加工工艺浙江工业职业技术学院

浙江工业职业技术学院

课题3 数控铣削加工工艺 数控铣削加工工艺分析是数控铣削加工的一项重要工作，工艺分析的合理与否，直接影响到零件的加工质量，生产效率和加工成本。在编制数控程序时，根据零件图纸要求首先应该考虑的几个问题： 3.1 零件图样的工艺分析 在数控工艺分析时，首先要对零件图样进行工艺分析，分析零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点，其主要内容包括：1）零件图样尺寸标注应符合编程的方便 在数控加工图上，宜采用以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这 种标注方法，既便于编程，也便于协调设计基准、工艺基准、检测基准与编 ．．．．．．．．．．．．．．．． 程零点 ．．．的设置和计算。 2）零件轮廓结构的几何元素条件应充分 在编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。在分析零件图时，要分析各种几何元素的条件是否充分，如果不充分，则无法对被加工的零件进行编程或造型。 3）零件所要求的加工精度、尺寸公差应能否得到保证 虽然数控机床加工精度很高，但对一些特殊情况，例如薄壁零件的加工，由于薄壁件的刚性较差，加工时产生的切削力及薄壁的弹性退让极易产生切削面的振动，使得薄壁厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也随之增大，根据实践经验，对于面积较大的薄壁，当其厚度小于3mm时，应在工艺上充分重视这一问题。 4）零件内轮廓和外形轮廓的几何类型和尺寸是否统一 在数控编程，如果零件的内轮廓与外轮廓几何类型相同或相似，考虑是

否可以编在同一个程序，尽可能减少刀具规格和换刀次数，以减少辅助时间，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直径常常受内轮廓圆弧半径R限制。 5）零件的工艺结构设计能否采用较大直径的刀具进行加工 采用较大直径铣刀来加工，可以减少刀具的走刀次数，提高刀具的刚性系统，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工质量也相应的得到提高。 6）零件铣削面的槽底圆角半径或底板与缘板相交处的圆角半径r不宜太大 图（3-1） 由于铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r，其中D为铣刀直径。当D 一定时，圆角半径r（如图（3-1）所示）越大，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也就越低，工艺性也越差。。当r大到一定程度时甚至必须用球头铣刀加工，这是应当避免的。当D越大而r越小，铣刀端刃铣削平面的面积就越大，加工平面的能力越强， 铣削工艺性当然也越好。有时，铣削的底面面积较大，底部圆弧r也较大时，可以用两把r不同的铣刀分两次进行切削。 5）保证基准统一原则 若零件在铣削完一面后再重新安装铣削面的另一面，由于基准不统一，

数控铣床锥螺纹加工实例

数控铣床锥螺纹加工实例（宏程序） 使用FANUC系统的数控铣床或加工中心加工内锥螺纹之前应先了解系统中的一个重要参数：即No.3410参数，该参数定义为：在G02/G03指令中，设定起始点的半径与终点的半径之差的允许极限值，当由于机械原因或编程原因造成圆加工的起始点与终点在半径方向的差值超过此值（既不在同一个标准圆上）时，系统将发出P/S报警No.20，该值通常为0~30μm，由机床厂家设定。（（如果设定值为0，（系统）反而不进行圆弧半径差的检查））。该参数可以说是决定能否实现使用螺旋差补功能来加工锥度螺纹的关键因素！ 建议：适当修改此参数，或直接设为0。 下面就是一个加工程序实例： 加工说明：右旋内锥螺纹，中心位置为（50，20），螺纹大端直径为ф60mm，螺距=4mm，螺纹深度为Z-32，单刃螺纹铣刀半径R=13.5mm，螺纹锥度角=10° 假设螺纹底孔已预先加工，为简明扼要说明宏程序原理，这里使用一刀精加工，实际加工可合理分配余量分次加工！ O0101 S2000 M03 G54 G90 G00 X0 Y0 Z30. G65 P8101 A10. B0 D60. Q4. R13.5 X50. Y20. Z-32. F500 M30 自变量赋值说明； #1=A 螺纹的锥度角（以单边计算） #2=B 螺纹顶面Z坐标（非绝对值） #7=D 螺纹起始点（大端）直径 #9=F 进给速度 #17=Q 螺距 #18=R 刀具半径（应使用单刃螺纹铣刀） #24=X 螺纹中心X坐标值 #25=Y 螺纹中心Y坐标值 #26=Z 螺纹深度（Z坐标，非绝对值） 宏程序 O8101 G52 X#24 Y#25 在螺纹中心（X，Y）建立局部坐标系 #3=#7/2-#18 起始点刀心回转半径（初始值） #4=TAN[#1] 锥度角正切值 #5=#17*#4 一个螺距所对应的半径变化量 #6=#3+#26*#4 螺纹底部（小端）半径 G00 X#3 Y0 G00移动到起始点的上方 Z[#2+1.] G00下降到Z#2面以上1.处 G01 Z#2 F#9 G01进给到Z#2面 WHILE [#3 GT #6] DO 1 如果#3＞#6,循环1继续 G91 G02 X-#5 I-#3 Z-#17 F#9 G02螺旋加工至下一层,实际轨迹为圆锥插补 ##=#3-#5 刀心回转半径依次递减#5

数控加工技术教案

数控加工技术概述 1. 数控技术的产生 为单件、小批量生产，特别是复杂型面零件的生产提供自动化加工手段。 数字控制技术（简称数控技术）产生于20世纪中期。该技术最早可以追溯到1952年。该技术的出现与美国空军、美国麻省理工学院和J密不可分。直到20世纪60年代早期，数控技术才应用在产品制造领域，数控技术真正的繁荣时代是在1972年前后随着CNC技术的产生而到来的。 2. 数控的定义 数字控制可以定义为通过机床控制系统用特定的编程代码对机床进行操作。 数控是数字控制的简称，英文为Numerical Control，简称NC，目前数控一般是采用通用或专用计算机来实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控（Computer Numerical Control）简称CNC。数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。 3.数控技术在国民经济中的地位 4.数控技术的发展趋势 随着科学技术的不断发展，数控技术的发展越来越快，数控机床朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。但最主要的发展趋势是智能化、开放化、网络化。 5.数控加工的特点： 和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下特点： （1）加工效率高。 （2）加工精度高。 （3）劳动强度低。 （4）适应能力强。 （5）准备时间缩短 （6）适合复杂零件的加工 （7）易于建立计算机通信网络，有利于生产管理。 （8）设备初期投资大。 （9）由于系统本身的复杂性，增加了维修的技术难度和维修费用。 6. 数控机床的组成 数控设备的基本结构如图1-1所示。主要由输入/输出装置、计算机数控装置、伺服系统和机床本体等四部分组成。

数控加工技术教案1数控加工技术基础

《数控加工技术》课程授课电子教案 课程编号： 课程名称：数控加工技术/Numerical Control Machining Technology 课程总学时/学分：64/4 （其中理论58学时，实验4学时，习题课2学时） 适用专业：机械设计制造及其自动化、模具设计与制造、冶金机械及控制技术、机电一体化一、课程地位 本课程是本课程是三年制高职机械类专业非数控专业的一门岗位群专业基础课。计划学分4学分，计划课时64学时。通过本课程的理论教学和实践教学，使学生理解数控加工的基本概念，熟悉数控机床各组成部分的结构及其控制原理，掌握常见数控加工方法的加工工艺、编程与数控机床操作，具备应用数控加工技术的基本技能。 本课程的前续课程为：工程制图、电工电子技术、机械制造基础、机械设计、微机技术与应用、液压与气压传动等；其后续课程为：机电一体化控制与系统、先进制造技术，专业方向课程等。二、教材及主要参考资料 教材：明兴祖等主编·数控加工技术（第二版）·北京：化学工业出版社，2008.6，普通高等教育“十一五”国家级规划教材。 主要参考资料： 1、宋本基主编．《数控机床》（第1版），哈尔滨工程大学出版社，1999.3； 2、逯晓勤，李海梅，申长雨编著．《数控机床编程技术》，机械工业出版社，2006.1； 3．明兴祖等编著·数控加工综合实践教程·北京：清华大学出版社，2008.2； 三、课时分配 四、教学方法及手段 教学方法：理论教学可选择案例式、讲练结合式、讨论启发式、归纳式、现场教学式等方法；实验（实践）教学可采用模块教学式、仿真式（模拟软件）、顶岗式等多种教学方法；课外教学可

采用数控技术讲座、竞赛等形式。 教学手段：课堂教学可探索采用CAI课件、电视录像片、模拟软件演示等手段；实验（实践）教学可采用仿真（数控编程模拟）、浓缩、多媒体软件与环链等手段；课外采用在网上公布的电子教案、网络课件和教学录像等手段，把图像、二维和三维动画、音频、视频等表现形式集为一体，形成立体化的教学环境。 五、考核方式与成绩核定办法 1. 考核方式：考试 2. 本课程一学期完成，考核以目标控制为主，同时严格过程控制。课程考试成绩由两部分组成，第一部分包括课内实验、平时作业等，占30%；第二部分为期末闭卷考试成绩，占70%。数控加工实习单独给出实习成绩，采用实训考核形式。学完本课程后，推荐学生直接参加国家数控机床操作工职业资格证考试，考核方式按笔试（应知部分）和现场考核（应会部分）方式进行，考核按“数控机床操作工职业资格证技能鉴定”标准进行。 六、授课方案（以下以课次为单位编写）