第3章数控加工工艺与图形的数学处理

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1、第3章数控加工工艺与图形的数学处理3.1数控加工工艺3.2图形的数学处理思考题与习题3.3典型零件的数控加工工艺分析本章小结本章学习目标：本章讲述数控加工工艺与图形数学处理的基本内容与方法，并以典型实例讲述了零件的数控加工工艺分析及其工艺文件的制定。是数控机床编程中的基本内容，为学习后续各章内容打好基础。本章要求理解数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念和基本内容，掌握数控加工工艺分析与图形数学处理的方法，并能熟练地制定数控加工工艺文件。本章教学学时：8学时本章教学要求重点数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念；数控加工工艺分析的内容与方法，数控加工工艺文件的制定。难点数控加工工艺文

2、件的制定。3.1数控加工工艺数控加工工艺分析的重要性1.对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。2.在数控加工中无论是手工编程还是自动编程，编程以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。3.在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）和图形（如图形的基点、节点等）也需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析是一向十分重要的工作。3.1.1机床的合理选用根据国内外数控机床技术应用实践，数控机床加工的适用范围可用图3-1和3-2定性分析。图3-1零件复杂程度与零件批量的关系图3-2零件批量

3、与总加工费用的关系图3-1表明了随零件的复杂程度和生产批量的不同，三种机床适用范围的变化。当零件不太复杂，生产批量不太大时，宜采用通用机床；当生产批量很大时，数控机床就显得更为适用了。图3-2表明了随生产批量的不同，采用三种机床加工时，综合费用的比较。由图可知，在多品种、小批量（100件以下）的生产情况下，使用数控机床可获得较好的经济效益。零件批量的增大，对选用数控机床是不利的。数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件1）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。2）轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。3）用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备（工具、夹具和模具）的零件。4）需

4、要多次改型的零件。5）价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。6）需要最短生产周期的急需零件。3.1.2数控加工工艺性分析从数控加工的可能性和方便性两方面分析其工艺性。零件图的尺寸标注应符合编程方便的原则（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。零件的结构工艺性应符合数控加工的特点（1）零件的内腔和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，因而内槽圆角半径不应过小。如图3-3图3-3数控加工工艺性对比图b与图a相比，转接圆弧半径大，可以采用较大直径的铣刀来加工。加工平面时，进给次数也相应减少，表面加工质量也会

5、好一些，所以工艺性较好。（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大，如图3-4所示。（4）应采用统一的基准定位。图3-4零件底面圆弧对加工工艺的影响3.1.3加工方法与加工方案的确定加工方法的选择选择原则：保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。1.结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削。一般小尺寸的箱体孔宜选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。2.考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工方法的经济加工精度及粗糙度可查阅有关工艺手册。加工方案的确定

6、根据主要表面的精度和表面的粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法。例如，对于孔径不大的IT7级精度的孔，最终加工方法取精铰时，则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。表3-1~3-3列出了钻、镗、铰等几种加工方法所能达到的精度等级及其工序加工余量。平面类零件斜面轮廓加工方法的选择（1）有固定斜角的外形轮廓面如图3-5所示（2）有变斜角的外形轮廓面如图3-6所示图3-5固定斜角斜面加工图3-6变斜角斜面加工3.1.4工序与工步的划分数控加工工艺路线设计与普通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，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描

7、述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，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，因而要与其它加工工艺衔接好。常见工艺流程如右图所示。工序的划分（1）按零件装卡定位方式划分工序。图3-7片状凸轮如图3-7所示的片状凸轮，按定位方式可分为两道工序，第一道工序可在数控机床上也可普通机床上进行。以外圆表面的B平面定位加工端面A和直径φ22H7的内孔，然后再加工端面B和φ4H7的工艺孔；第二道工序以已加工过的两个孔和一个端面定位，