数控铣床及加工中心工艺知识

数控铣床及加工中心工艺知识——(一)数控加工工艺是编写数控加工程序的主要依据，主要包括如下内容:①选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容;②分析被加工零件的图样,加工中心明确加工内容及技术要求;③确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线,如划分工序、安排加工顺序,处理与非数控加工工序的衔接等；④加工工序的设计,如选取零件的定位基准,夹具方案的确定,划分工步、选取刀辅具、确定切削用量等；ﻫ⑤数控加工程序的调整,选取对刀点和换刀点,确定刀具补偿,确定加工路线;ﻫ⑥处理数控机床上的部分工艺指令。

（1)数控加工对象的选择数控机床相对于普通机床有其自身的特点,并非所有的零件都适合在数控机床上加工,在考虑产品质量、生产效率、加工成本等因素的前提下，根据数控加工的特点,按零件对数控加工的工艺适应性将零件区分为以下几类。

①优先类：结构形状复杂，加工精度要求高，普通加工设备无法加工或虽能加工但加工质量很难保证的零件;用数学模型描述的复杂曲线曲面轮廓零件;加工中心难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒形零件;工序易于集中的零件。

②适应类：在普通机床上加工时易受人为因素干扰，零件价值又高，一旦质量失控便造成重大经济损失的零件；在普通机床上加工必须制造复杂的专用工装的零件；需要多次更改设计才能定型的零件;在普通机床上加工需要长时间调整的零件；普通机床上加工生产效率很低劳动强度很大的零件。

ﻫ③不宜类:生产批量大的零件;装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；沈阳第一机床厂加工余量很不稳定的零件；必须用特定的工艺装备协调加工的零件。

当选择并决定对某个零件进行数控加工后，还必须选择零件数控加工的内容,以决定零件的哪些表面需要进行数控加工。

一般按下列顺序考虑:普通机床无法加工的内容应作为数控加工优先选择内容；普通机床难加工、质量也难保证的内容应作为数控加工重点选择的内容;加工中心普通机床加工效率低,工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择。

ﻫ（２)对零件图进行数控加工工艺性分析审查与分析零件图样中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点;审查与分析零件图样中构成轮廓的几何元素是否充分;审查与分析定位基准的可靠性。

(3)零件毛坯的工艺性分析在对零件图进行工艺性分析后，还应结合数控加工的特点,对所用毛坯（常为板料、铸件、自由锻及模锻件)进行工艺性分析，否则毛坯不适合数控加工，加工将很难进行,甚至会造成前功尽弃。

毛坯的工艺性分析一般从下面几个方面考虑:毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坯余量是否稳定;分析毛坯在安装定位方面的适应性；分析毛坯的余量大小及均匀性。

ﻫ (４）机床的选择不同类型的零件应在不同的数控机床上加工,要根据零件的设计要求选择机床。

数控立式镗铣床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、加工中心平面凸轮、样板、形状复杂平面或立体零件以及模具的内外型腔。

数控卧式镗铣床和卧式加工中心适于加工各种复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。

多坐标联动的卧式加工中心还可用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。

ﻫ (5)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。

由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、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,而不宜采用磨削。

一般小尺寸的箱体孔选择铰孔,加工中心当孔径较大时则应选择镗孔。

此外，还应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。

常用加工方法的加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。

②加工方案确定的原则。

零件上比较精密表面的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。

对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。

确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求,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。

ﻫ③加工余量的选择。

加工余量泛指毛坯实体尺寸与零件(图样）尺寸之差。

零件加工就是把大于零件(图样)尺寸的毛坯实体加工掉，使加工后的零件尺寸、精度加工中心、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要求。

因此，零件总的加工余量应等于中间工序加工余量之和。

工序间加工余量的选择应按以下两条原则难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒形零件;工序易于集中的零件。

ﻫ②适应类：在普通机床上加工时易受人为因素干扰,零件价值又高，一旦质量失控便造成重大经济损失的零件;在普通机床上加工必须制造复杂的专用工装的零件；需要多次更改设计才能定型的零件;在普通机床上加工需要长时间调整的零件;普通机床上加工生产效率很低劳动强度很大的零件。

③不宜类：生产批量大的零件;装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；加工余量很不稳定的零件;必须用特定的工艺装备协调加工的零件。

ﻫ当选择并决定对某个零件进行数控加工后，还必须选择零件数控加工的内容,以决定零件的哪些表面需要进行数控加工。

一般按下列顺序考虑：加工中心普通机床无法加工的内容应作为数控加工优先选择内容;普通机床难加工、质量也难保证的内容应作为数控加工重点选择的内容；普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容,可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择。

数控铣床及加工中心工艺知识——(二)(2）对零件图进行数控加工工艺性分析审查与分析零件图样中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点;审查与分析零件图样中构成轮廓的几何元素是否充分;加工中心审查与分析定位基准的(3）零件毛坯的工艺性分析在对零件图进行工艺性分析后普通车床，还应结合数可靠性。

ﻫ控加工的特点，对所用毛坯(常为板料、铸件、自由锻及模锻件）进行工艺性分析，否则毛坯不适合数控加工，加工将很难进行，甚至会造成前功尽弃。

毛坯的工艺性分析一般从下面几个方面考虑：毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坯余量是否稳定；分析毛坯在安装定位方面的适应性；分析毛坯的余量大小及均匀性。

(4)机床的选择不同类型的零件应在不同的数控机床上加工，要根据零件的设计要求选择机床。

数控立式镗铣床和立式加工中心适于加工箱体、普通车床箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂平面或立体零件以及模具的内外型腔。

数控卧式镗铣床和卧式加工中心适于加工各种复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。

多坐标联动的卧式加工中心还可用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。

(５)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。

由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,加工中心因而在实际选择时，要结合零件的形状、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，而不宜采用磨削。

一般小尺寸的箱体孔选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。

此外,还应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。

常用加工方法的加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。

ﻫ②加工方案确定的原则。

普通车床零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。

对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的,还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。

ﻫ确定加工方案时,首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，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。

③加工余量的选择。

加工余量泛指毛坯实体尺寸与零件(图样）尺寸之差。

零件加工就是把大于零件(图样)尺寸的毛坯实体加工掉,使加工后的零件尺寸、精度、加工中心表面粗糙度均能符合图样的要求。

通常要经过粗加工、普通车床半精加工和精加工才能达到最终要求。

因此,零件总的加工余量应等于中间工序加工余量之和。

工序间加工余量的选择应按以下两条原则对于整个零件而言，往往有很多位置尺寸和位置精度要求,但在各个方向上通常有一个主设计基准。

主设计基准常与装配基准重合。

轴向的主设计•基准是A面,径向的主设计基准是5650h６外圆柱面的轴线。

ｂ．工艺基准。

工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。

普通车床按其作用不同，工艺基准可以分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

工序基准:工序基准是指在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。

定位基准:定位基准是指加工中用作定位的基准。

用夹具装夹时,定位基准就是工件上与夹具的定位元件相接触的面。

测量基准：测量基准是指测量时所采用的基准。

ﻫ装配基准:装配基准是指装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。

ﻫ②定位基准的选择。

选择定位基准时,加工中心应注意减少装夹次数,尽量做到在一次安装中能把零件上所有要加工的表面都加工出来。

一般选择零件上不需要数控铣削的平面或孑L普通车床做定位基准。

对薄板零件,选择的定位基准应有利于提高工件的刚性,以减少切削变形。

定位基准应尽量与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。

ﻫ在第一道工序中，加工中心只能使用毛坯的表面来定位,这种定位基面称为粗基面（或毛面)。

采用已经加工过的表面作为定位基面，这种定位基面称为精基面(或光面数控铣床及加工中心工艺知识——（三)ﻫ如果工件上没有能作为定位基面用的恰当的表面,这时就有必要在工件上专门加工出定位基面,这种基面称为辅助基面。

辅助基面在零件工作中无作用，加工中心它仅是为加工的需要而设置的。

ﻫ精基准的选择原则如下。

ﻫ a.基准重合原则。

尽可能选用设计基准作为定位基准。

特别是精加工,机床为了保证精度,更应该注意这个原则。

这样可以避免因基准不重合而引起的定位误差。

ﻫb．基准统一原则。

应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证表面间的位置精度。

例如,车床主轴加工采用中心孔作为统一基准加工各外圆表面,不但能在一次装夹中加工大多数表面，而且保证了各外圆表面的同轴度要求以及端面与轴心线的垂直度要求。

ｃ．互为基准、反复加工原则。

比如，车床主轴支承轴颈与主轴锥孑Ｌ的同轴度要求很高。

人们常常采用互为基准、反复加工的方法来达到零件图的要求。

d.自为基准原则。

有些精加工工序要求加工余量小而均匀，为保证加工质量和提高生产率，往往就以被加工面本身作为精基面。

例如，车床床身导轨面的磨削等。