Transcript 数控加工工艺专题技术讲座

数控加工工艺专题技术讲座
北京机电院高技术股分
有限公司
郭庆兴
数控加工工艺的革新
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引起工艺革新的因素：
新设备（数控加工中心，柔性加工单元，，车削中心，
数控电火花机床，数控线切割机床，数控剪板机床，
数控数控冲压设备，复合型数控机床，等等）导致加
工线路和加工方法彻底发生了变化。
新型刀具的使用。刀具结构的变化，刀具材料的变化，
使加工精度和加工方法发生了变化，有可能改变加工
路线，缩短加工时间，提高加工效率。
数控加工工艺的革新
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CAD/CAM使零件的设计更加复杂，加工要求
更高。
测量技术的更新机为促进工艺革新又为工艺革
新提供了技术保障：三坐标检测技术，激光检
测技术，机床附带的在线测量技术等等已经在
工业生产中广泛使用。
市场的要求。
工艺设计步骤
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一、识图
二、工艺线路分析，设计
三、各工序的工艺设计
四、编制加工程序
五、调试加工程序
六、检验
七、反复验证、改进
八、备份工艺文件和加工程序
一、识图
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识图，注意图纸使用的标准，认识零件的结构，
将平面二维信息转换为立体结构。现在有些设
计人员已经将一些复杂零件的多角度的三维图
附在二维图上，供参考，简化工艺人员和加工
人员的识图难度。
一、识图
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注意图纸附注的技术要求，毛坯的要求，注意
加工符号标识，表面光洁度的标识。如果涉及
到复杂曲面，还要识别附加的曲面控制函数或
控制数据。
认清要求的加工要素。
加工重点和加工难点（是否有关键加工工序）
二、加工路线分析、设计
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根据识图得到的信息进行加工线路分析，设计
工序。
是否需要热处理。
车、铣、磨的顺序。
是否需要粗加工，半精加工，或精加工。
二、加工路线分析、设计
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加工重点，怎么保证。
加工难点，怎么解决。
各工序的检测方法。
工序之间的尺寸链传递。
是否需要增加工艺基准
根据毛坯情况和零件使用情况决定是否需要增
加干涉检查工步。
三、各工序的工艺设计
（数控切削加工）
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设备选型
定位方式（非常重要）
各工序间尺寸链的传递
夹具选择、设计
刀具选择
工艺参数的确定
测量工具、方法
冷却液的选用
生成工艺文档
1、设备选型
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选择合适的加工设备可以提高加工效率，节省
加工成本。
根据零件的外形特点、尺寸和加工要求，选择
设备的型号。工艺人员必须对加工设备的特点
非常熟悉。
设备的各轴行程，各轴联动情况。
1、设备选型
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设备的主轴功率，各轴驱动功率。
数控系统的大致功能。
刀柄的形式，拉钉形式。
设备的加工效率。
1、设备选型
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工作台情况：尺寸、T型槽、定位孔、承载能
力等。
机床内部的容纳空间。回转工作台还要注意回
转空间。
换刀情况：换刀时间、换刀方式、换刀时和工
件的干涉情况。
2、定位方式
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定位方式直接影响夹具的设计，和尺寸链的传
递情况，甚至影响工序排序情况，非常重要。
有时不一定非要符合七点定位原则，在实际工
作中经常使用欠定位原则或过定位原则。具体
情况灵活掌握。
尽量使用高质量的面作为定位面。
一定要保证尺寸链的可靠传递。
不要伤害已经精加工过的面。
2、定位方式
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确定定位方式时要考虑夹具设计的难度。
要考虑操作人员的方便性，有效降低劳动强度。
要考虑定位面的可测量性。测量的精确度往往
直接影响零件的最终加工精度。
要考虑零件受压变形和切削变形。（非常关
键！）还有热膨胀变形。
3、尺寸链的传递
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多工序加工势必要切断尺寸链。
适当划分工序，选择适当的机床，尽量不要切
分重要尺寸链，降低加工难度。
对于必须切分的尺寸链，尽量选择互为基准的
原则，保证最大限度的消除因为转序引入的误
差。
要区分加工原点与定位基准的概念。
4、夹具的选择、设计
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通用夹具和专用夹具的特点。
通用夹具又加组合夹具，由一些标准件组成，
适用于试制或小批量的生产，投资小，工艺准
备时间短；但是工艺系统的刚性不是很好，使
用也可能不是很方便，容易与刀具等发生干涉，
造成加工失败。
4、夹具的选择、设计
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专用夹具是为加工某一零件或一类零件专门设
计的，前期投资较大，工艺准备时间较长，适
用于大批量加工生产，有些夹具设计成使用压
缩空气或液压自动夹紧松开，装夹方便，有效
的降低操作人员的劳动强度，缩短辅助时间，
有效提高机床的利用效率。
4、夹具的选择、设计
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专用夹具的设计原则：
定位可靠，保证加工安全；
装卸方便，降低操作人员的劳动强度；
刚性好，又要最大限度的降低装夹变形；
辅助支撑；
干涉点少，防止出现撞车事故；
4、夹具的选择、设计
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排屑通畅，缩短装夹时清理切屑的时间；
有效利用工作台面多工位安装，提高切削效率；
5、刀具的选择
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刀具的选择至关总要。
工艺人员需要熟悉新型刀具的工艺特性。
刀具本身刚性要好。
组合刀具和整体刀具的选用。
专用刀具加工效率高，但是价格高，适用于大
批量加工。
专用刀具的效率性价比高。
可更换刀片刀具的特点。
5、刀具的选择
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刀具的干涉点要求越少越好。
深孔加工的刀具最好具有中心冷却功能。
螺纹加工刀具的选择。
镗刀和铰刀的加工特性对比。
6、工艺参数的确定
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影响工艺参数的几个因素：
材料
刀具的耐高温、耐冲击、耐磨特性
刀具的几何参数
工艺系统的刚性
冷却
机床主轴功率
7、测量工具、方法
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检测方法的方便性直接影响加工效率。
是否需要制作专用量规。
是否需要考虑工艺测量基准。
考虑测量方法时要考虑到如果不合格还能否采
用补救措施，能否返修。
在线检测要考虑到机床本身的系统误差的影响。
检查方法是否合适。
8、冷却液的选用
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冷却液不但就有冷却的作用还具有防锈、润滑
的作用。
不同的材料因选用不同的冷却介质。
要注意冷却介质的使用方法和寿命。
9、生成工艺文档
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生成的工艺文件包括
工序流转卡
工艺文件
刀具清单
装夹图
关键工序还要附加检验测量规程
9、生成工艺文档
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工艺文档的要求：
编程零点的标识
压紧点、辅助支撑点、测量点的标识
语言表达准确、简练
修改和版本标识明确
四、编制加工程序
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加工程序的要求：
指令准确
排列整齐语意清晰
程序隐含错误少，牢固性强
附有刀具清单清单和刀具清单以及大致加工时
间
特殊刀具要特别附加说明
五、调试加工程序
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编制的加工程序必须经过仔细调试后才能连续
运行。
调试时工艺人员要提供技术支持，做好现场服
务。
对调试中出现的问题要做好记录
六、检验
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检验操作者自检和首检。
要注意测量工具的使用方法和测量点的选择。
检验时要考虑热变形和温度的影响。
七、反复验证和改进工艺
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作为大批量生产的指导工艺文件，确保工艺文
件的合理性和可靠性，所以必须要反复验证和
改进。
工艺的改进是提高生产效率，提高加工质量、
节省开支的有效手段，作为技术人员有责任持
续的改进自己的工艺文件。
改进的工艺必须重新验证。
八、备份工艺文件和加工程序
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工艺文件作为生产指导性技术文件必须保证其
完整性，各种文档必须同时备份。
备份加工工艺文件要注意表明版本标识。
建立明了的存放位置标识和索引标识。
有条件的最好建立数据库。