数控加工中心加工工艺
数控加工工艺及设备PPT课件：整体叶轮五轴加工中心加工工艺编制及程序生成
表2-4-4 整体叶轮数控加工合理的装夹方案
装夹序号
装夹方法
定位基准
使用夹具
表2-4-12 学生任务6参考答案：整体叶轮五轴加工中心加工合理的装夹方案
在五轴加工中心数控回转盘上安装专用夹具 夹紧工件，工件以底部外圆柱面+底面为定位基 准，底部中心M10螺纹锁紧。
装夹序号 1
装夹方法 底部中心 M10 螺纹锁紧
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
表面名称
使用刀具名称 刀尖圆弧半径 刀具半径
表2-4-11学生任务5参考答案：整体叶轮数控加工选用的刀具及
参数
序号
加工内容
使用刀具名称
刀角半径 刀具半径
五轴加工用包络毛坯的粗加工
400R C32-32-160
1
（三轴数控加工）
（Ф 32 立铣刀杆）
0.8
D8R4 （Ф 8 球铣刀）
4
4
精加工叶片
D8R4
7
（此工序可完成 9 个叶精片加的工侧叶面片和前缘面的精加工）
（Ф 8 球铣刀）
4
4
（特别说明：此工序可完成 9 个叶片的侧面和前
D6R3
8
叶轮叶根圆角清根 缘面的精加工）
（Ф 6 球铣刀）
3
3
学生任务6：填写表2-4-4 整体叶轮数控加工合理的装 夹方案
表面加工刀路生成 CAVITY_方MI式LL ZLEVEL_PROFILE
ZLEVEL_PROFILE MULTI_BLADE_ROUG H HUB_FINISH BLADE_FINISH BLADE_FINISH BLEND_FINISH
学生任务4：填写整体叶轮加工 选来自的设备及主要规格和技术参数表2-4-1 整体叶轮需加工部位及表面
数控加工中工艺路线设计原则及方法
数控加工中工艺路线设计原则及方法数控加工工艺设计是对工件进行数控加工的前期的工艺准备工作，无论是手工编程还是自动编程，这项工作必须在程序编制工作以前就完成。
若数控加工的工艺设计方案不合理，往往要成倍增加工作量，造成一些不必要的损失。
为了优化数控程序设计、提高编程效率、合理使用数控机床，有必要对数控加工工艺设计等技术问题加以分析、研究，以做好数控机床加工前的技术准备工作。
一、数控加工工艺的特点数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比较，数控加工工艺设计的原则和内容在许多方面与普通机床加工工艺相同。
由于采用数控机床加工具有加工工序少，所需专用工装数量少等特点，克服了普通传动工艺方法的弱点，使数控加工工艺相应形成了自身的加工特点。
一般说来，数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。
（1）数控加工工艺的内容十分具体、工艺设计工作相当严密。
在普通机床加工时，许多具体的工艺问题如：工艺中各工步的划分与安排、刀具的几何形状、走刀路线、切削用量选择等，在很大程度上都是由操作工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。
而在数控加工时，上述这些具体工艺问题，不仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的内容，而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。
（2）数控加工的工艺“复合性”。
采用数控加工后，工件在一次装夹下能完成镗、铣、铰、攻丝等多种加工，而这些加工在传统工艺方法下需分多道工序才能完成。
因此，数控加工工艺具有复合性特点，传统加工工艺下的一道工序在数控加工工艺中已转变为一个或几个工步，这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数及周转时间也大大减少了，从而使零件的加工精度和生产效率有了较大的提高。
二、数控加工的工艺设计原则1、工序的划分方法设计零件的工艺过程，就是确定零件的哪些表面需要数控加工，经过哪些工序以及怎么安排这些工序顺序等等。
一般在数控机床上划分零件加工工序有以下几种方法：按所用刀具划分工序。
数控加工中心加工工艺与编程答辩稿
智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:
• ①为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成; • ②为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制，电机参数的自适应运算，
自动识别负载自动选定模型，自整定等; • ③简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等; • ④还有智能诊断、智能监控方面的内容，方便系统诊断及维修等D[I[121 。
• 第一章 数控概述 • 第二章 数控数控刀具的选用 • 第五章 夹具选择和装夹 • 第六章 零件加工编程实例
第一章 数控概述
1.1 数控技术
1.1.1 数控系统发展历程
1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检 验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适 应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。
ICNC同传统数控系统重要的区别之一就在于它可参与任务规划，承担适合自己 的加工任务，并能不断调整目标任务。CNC知识的表达及获取知识的能力是CNC智 能化的基础，常规的知识表示方法有多种，每一种方法都有其使用的范围〔13]
总之 ，在性能发展方向是高可靠性、高速度、高效率、柔性化、多轴化和智能 化。在体系结构发展方向是集成化、模块化、网络化。在功能发展方向是可以直接 用高级语言编程的高性能PLC.
1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠 性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，使数控 装1置97进4年入，了研以制小成型功计使算用机微化处为理特器征和的半第导四体代存。贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。 20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的 发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化， 可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破 损和自动检测工件等功能。
数控加工中心操作与加工
数控加工中心操作与加工1.开机准备：先检查电源、气源、润滑油等设备是否正常，确保安全并提前进行预热。
然后将机床主轴、刀库、工作台回到初始位置，进行系统自检。
2.程序选择：根据零件要求，选择合适的加工程序，并将程序导入数控系统。
程序一般由编程员编写并保存在U盘或计算机中。
3.加工参数设置：根据零件要求，设置加工速度、进给速度、切削深度等加工参数，并将参数输入到数控系统中。
注意调整不同工序的参数以保证加工质量和效率。
4.刀具装夹：根据加工程序和刀具要求，选择合适的刀具，并将刀具安装到刀库中。
在安装刀具前，要检查刀具的刀片是否完整、刀具夹紧力是否适当。
5.加工操作：打开数控系统，选择相应的加工程序，并将工件装夹到工作台上。
根据加工参数和刀具要求，进行自动或手动操作，启动主轴和进给轴，进行精密的切削加工。
6.测量检验：在加工过程中，根据需要进行测量校验，检查加工尺寸和精度是否符合要求。
可以使用千分尺、游标卡尺、高度规等测量工具进行测量，并及时记录数据。
7.加工结束：当加工完成后，关闭主轴、进给轴和冷却系统，将加工好的工件取下并进行清理。
同时，保存加工程序和相关数据，并关闭机床。
除了以上常规操作，数控加工中心还可以进行其他操作，如换刀、刀具磨损检测、切削液更换和维护保养等。
这些操作需要根据具体情况进行，并且需要进行定期的维护保养，以确保机床的长期稳定运行。
总的来说，数控加工中心的操作相对繁琐，需要对机床结构和加工工艺有一定的了解。
只有熟练掌握各项操作技巧，才能保证加工质量和效率，并确保数控加工中心的长期稳定运行。
数控加工工艺 第6章 壳体类零件的数控加工工艺
3. 最后一步加工结合零件表面精度要求，为了保证零件已加 工表面的粗糙度的，卡盘的卡爪必须选用软爪。
任务规划
选定刀具及功能
序 刀具 号号
1 T1
刀具 补偿
号
1
刀具规格名 称
φ80盘铣刀
数量 1
加工工步
铣削上表面铣削底面的毛坯 余量
备注
编写加工程序
结合实际加工情况设定安全平面，抬刀高度， 切削方式、转移方式等。
加工程序编制
1. 打开零件模型并绘制盘铣上表面刀路辅助线 2. 点击“开始”按钮，选择“加工”选项，进入加工环境界面。 3. 在工序导航器的空白处右击并选择“几何视图”。
1. MCS设置与实际机床加工时一致，把安全平面距离设置为ZM正 方向50mm。
2 T2
2 φ11.5麻花钻 1
预钻中间孔
3 T3 4 T4
3
φ20机架刀
1
粗铣40mm×40mm型腔 粗铣φ60mm圆形和正六边形
3刃
4 φ8HSS立铣刀 1
清角40mm×40mm型腔 铣削中心孔到φ11.7mm
2刃
5 T5
5
φ8定心钻
1
钻定心孔
6 T6 7 T7 8 T8 9 T9
6
φ6.5麻花钻 1
无其它表面处理等特殊要求。
毛坯选择
零件图纸显示最大尺寸为外接圆φ100mm的 正六边形，厚度为30mm，结合装夹尺寸和加 工预留量，可选择φ105mm的铝棒，下料厚
度为36.5mm。
任务规划
设计加工 工艺路线
1. 铣削工件上表面（成型到工件原点Z0 的坐标处）。
CNC数控加工中心操作规程与工艺原则 (课件)
CNC数控加工中心操作规程在模具工厂，CNC加工中心主要用于模仁、镶件等模具关键件及铜公等加工。
模仁、镶件的质量，直接决定着模具成型部分的质量。
而铜公加工质量直接约束着EDM加工影响。
对于CNC加工质量的保证，关键在于加工前的准备，就本岗位而言，除要具有丰富的加工经验和模具知识外，在工作中也要注意良好沟通，特别是和制作组、同事的沟通。
CNC数控加工的流程1）阅读图纸、程序单2）将相应程序传输至机床3）检查程序头，切削参数等4）工件上工序加工尺寸、余量的确定5）工件的合理装夹6）工件的精确找正7）工件坐标的精确建立8）合理刀具、切削参数的选取9）刀具的合理装夹10）安全的试切方式11）加工过程的观测12）切削参数的调整13）加工过程中问题与相应人员的及时反馈14）加工结束后工件质量的检测加工前的注意事项1）对于新模，加工图要符合要求，且数据清楚；新模的加工图要有主管的签名，加工图的各栏已填写。
2）工件有品质部的合格标识。
3）接到程序单后，核对工件基准位与图纸基准位是否相一致。
4）看清楚程序单上的每一项要求，确认程式与图纸的要求是否一致，如有问题，必须同编程师及制作组一起解决问题。
5）根据工件的材料及其大小，判断编程师开粗或光刀程序选用刀具之合理性，若发现刀具应用不合理，应立即通知编程师作出相应改动，以便提高加工效率及工件加工精度。
装夹工件的注意事项1）在夹持工件时，要注意码仔的位置及压板上螺帽螺栓的伸出长度适中，另外在锁角仔时螺丝不可顶底。
2）铜公一般为锁板加工，上机前应对照程序单上的开料数确保相符，同时应检查收板螺丝是否收紧。
3）对于一板收多块铜料的情况，应检查方向是否正确，各铜料加工时是否干涉。
4）根据程序单之图形状以及工件尺寸之数据进行收夹工件，必须注意：工件尺寸数据的写法为XxYxZ,同时，若有散件图者，须核对程序单的图形与散件图的图形是否相符，注意哪个方向向出，以及X,Y轴的摆法。
5）装夹工件时必须核对工件尺寸是否符合程序单的尺寸要求，有散件图的须核对程序单的尺寸与散件图的尺寸是否相同。
数控加工工艺 (3)
背吃刀量ap为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm 。端铣时ap为切削层深度；而圆周铣时，ap为被加工表面的宽度
。
侧吃刀量ae为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm。 端铣时ae为被加工表面的宽度；而圆周铣时为切削层的深度。
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。
4.铣削内外轮廓的进给路线
当内部几何元素相切无交点时，为防止刀补取消时在轮廓拐角处 留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。
当整圆加工完毕时，不要在切点处直接退刀，而应让刀具沿切线 方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰， 造成工件报废。
铣削外圆的切入切出路径
从拐角切入切 出，容易产 生过切现象。
(1)直角沟槽的铣削 直角通槽主要用三面刃铣刀来铣削，也可用立铣刀、槽铣刀和
合成铣刀来铣削。对封闭的沟槽则都采用立铣刀或键槽铣刀。 (2)键槽的铣削方法 ①铣通键槽 ②铣封闭键槽 (3)T形槽的铣削 ①铣T形槽的步骤 ②铣T形槽应注意的事项
T形槽的铣削步骤
22
数控加工工艺
二、常见零件的数控铣削方法
二、数控铣削加工工序的划分 1.加工阶段的划分
(1)加工阶段 (2)数控铣加工工序的划分原则
按所用刀具划分。如加工中心，减少换刀次数。 按安装次数划分。减少定位误差。 按粗、精加工划分。减少误差复映，提高加工精度。 按加工部位划分。减少空行程，提高效率。
30
数控加工工艺
二、数控铣削加工工序的划分
14
数控加工工艺
三、铣刀的选择
1.铣刀形式的选择
铣刀的选择必须符合铣刀使用的规范；超规范的使用会损坏铣刀， 造成废品。
加工中心上加工零件的工艺和要求
加工中心加工内容的选择
• 选定适合加工中心加工的零件之后，需要进一步选择确定适合加工中 心加工的零件表面。通常选择下列表面： • ①尺寸精度要求较高的表面。 • ②相互位置精度要求较高的表面。 • ③丌便于普通机床加工的复杂曲线、曲面。 • ④能够集中加工的表面。
加工零件的结构工艺性分析
• 从机械加工的角度考虑，在加工中心上加工的零件，其结构工艺性应 具备以下几点要求 ： • ①零件的切削加工量要小，以便减少加工中心的切削加工时间，降 低零件的加工成本。 • ②零件上光孔和螺纹的尺寸规格尽可能少，减少加工时钻头、铰刀 及丝锥等刀具的数量，以防刀库容量丌够。 • ③零件尺寸规格尽量标准化，以便采用标准刀具。 • ④零件加工表面应具有加工的方便性和可能性。 • ⑤零件结构应具有足够的刚性，以减少夹紧变形和切削变形。
在加工中心上加工零件的工艺和要求
立式加工中心
• 加工范围广泛，可完成铣、镗、钻、绞、攻丝等加工、若选用数控转 台，可扩大为四轴控制实现多轴加工、大件采用稠筋封闭式框架结构、 刚性高、抗震性好、五大件由进口五面体加工中心加工，切削应力小， 热变形少 、大部分配套件（包括电器元件）采用进口或合资品牌，整 机可靠性高
加工路线的确定
• 加工中心上刀具的进给路线包括孔加工进给路线和铣削加工进给路线。 • 孔加工时，一般是先将刀具在xy平面内快速定位到孔中心线的位置上， 然后再沿z向（轴向）运动进行加工。
由于5. 6孔不1.2.3.4孔在Y向的定位方向相反，y向反向 间隙会使误差增加，从而影响5.6孔不其它孔的位置精度。按 图c所示路线，可避克反向间隙的引入。
• 五轴联动加工中心立式系列具有X﹑Y﹑Z三个直线运动的数控坐标轴 和二个旋转运动的数控坐标轴, 可实现五轴联动。各坐标轴可自动定 位,工件在一次装夹后,可自动完成铣﹑钻﹑镗﹑铰和攻丝等多种工序 的加工。适用于蜗轮、叶片、复杂模具和空间凸轮等具有复杂曲面的 零件加工，已在军工、航空、航天、发电和造船等机械加工行业中获 得了广泛应用。
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加工顺序的合理按排
制定加工中心加工工艺
工步设 计
先粗加工，半精加工，再精加工。 既有孔又有面的加工时先铣面后镗孔。 采用相同设计基准集中加工的原则。 相同工位集中加工，邻近工位一起加工可提高加工效率。 按所用刀具划分工步。 有较高同轴度要求的孔系，应该单独完成，再加工其他形位 。 在一次装夹定位中，能加工的形位全部加工完。
定位基准与设计基准不能统一时，应严格控制定位误差保证加工精度
工件需两次以上装夹加工时，所选基准在一次装夹定位能完成全部关键精度部位的加工
所选基准要保证完成尽可能多的加工内容系的对刀基准重合
需要多次装夹时，基准应该前后统一
加工中心夹具的确定
对夹具的基本要求：
夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开 夹具在机床上能实现定向安装 夹具的刚性与稳定性要好
加工中心夹具的确定
不影响进给的装夹示例
加工中心夹具的确定
常用夹具种类
通 用 夹 具
组 合 夹 具
专 用 夹 具
可 调 整 夹 具
多 工 位 夹 具
成 组 夹 具
加工中心夹具的确定
新型数控夹具体
加工中心夹具的确定
对刀 对刀点
机床上找正加紧后，确定工件坐标（编程坐标） 原点的机床坐标 。
工件在机床上找正夹紧后，用于确定工件坐标系 在机床坐标系中位置的基准点。
对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标 点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点 在机床上的位置（工件坐标点的机床坐标）。对刀点最好能与工件 坐标点重合。
加工中心的结构及类型
可装32把刀的有臂式刀具库
加工中心的结构及类型
可 装 60 把 刀 的 刀 具 库
加工中心加工工件的安装
选择基准的三个基本要求 ：
所选基准应能保证工件定位准确装卸方便方便可靠
所选基准与各加工部位的的尺寸计算简单
保证加工精度
加工中心加工定位基准的选择
选择定位基准6原则 ：
尽量选择设计基准作为定位基准
加工中心加工的对刀与换刀
换刀 换刀点
根据工艺需要，要用不同参数的刀具加工工 件，在加工中按需要更换刀具的过程 。
加工中更换刀具的位置。
加工中心有刀库和自动换刀装置，根据程序的需要可以自动 换刀。换刀点应在换刀时工件、夹具、刀具、机床相互之间没有 任何的碰撞和干涉的位置上，加工中心的换刀点往往是固定的。
工序尺寸 及公差的
确定
注意定位基准与设计基准不重合时 工序尺寸及公差的确定问题。
制定加工中心加工工艺
切削用 量的选
择
选择加工中心切削用量时，应根据加工类型方式 和加工工序（表面加工、孔加工、粗、精加工等）； 坯料种类、硬度；刀具类型、转速、直径大小、刀刃 材质等因素综合确定。参照理论切削用量，根据实际 切削的具体情况，确定合适的切削用量。
加工中心加工工件的安装、对 加工中心加工定位基准的选择
刀与换 刀
加工中心夹 具的确定
加工中心加工的对 刀与换 刀
加工中心加工工艺
制定加工中心加工工艺
典型加工中心加工零件的 工艺 分析
盖板零件结 构特点及加工工艺 的制定
支承套零件结 构特点及加工工艺 的制 定
学习 要求 建议学时 了解 2 掌握
重点掌握
常用于加工
箱体类零件 带复杂曲面的零件
异形件 板、套、盘、壳体类零件
加工中心的结构及类型
按机 床主 轴布 局形 式分
立式加工 中心
卧式加工 中心
龙门加工 中心
复合加 工中心
主轴轴心线设置在竖直状态
主轴轴心线设置在水平状态
具有可移动的龙门框架、主轴头装在龙门 框架上、主轴轴心线设置在垂直状态 立卧两用加工中心，具有立式和卧式加工 中心的功能
2
理解
4
加工中心的主要加工对象
加工中心与数控铣床的异同: 加工中心是在 数控机床的基础上发展起来的，都是通过程序控 制多轴联动走刀进行加工的数控机床。不同的是 加工中心具有刀库和自动换刀功能。
加工中心的主要加工对象
加工中心适于加工形状复杂、工序多、精度要求较高 ，普通机床加工需多次装夹调整困难的的工件。
制定加工中心加工工艺
进给路 线的确
定
孔加工路线的确定 ：
确定XY平面内的进给路线：定位要迅速，保证不 发生碰撞的前提下缩短空行程；定位要准确。
确定Z向的进给路线
制定加工中心加工工艺
加工余 量的确
定
影响加工余量 大小的因素
表面 粗糙 度
表面 缺陷 层深
度
空间 偏差
表面 几何 形状 误差
装夹 误差
制定加工中心加工工艺
第六单元 加工中心加工工艺
教学目的： 了解在加工中心加工中要解决的主要工艺问
题以及各种问题的解决方法。对加工中心工艺知 识有一个系统的了解，并学会制定加工中心加工 工艺和进行工艺分析的方法 。
第六单元
学习内容与知识点：
加工中心加工工艺
内容
知识点
加工中心的主要加工对
概述
象
加工中心的结 构及类 型
加工中心加工工件的安装
孔 系 组 合 夹 具
加工中心夹具的确定
槽 系 组 合 夹 具
加工中心夹具的确定
加工中心夹具的选用原则 ：
在保证加工精度和生产效率的前提下，优先选用通用夹具 批量加工可考虑采用简单专用夹具
大批量加工可考虑采用多工位夹具和高效的气压、液压等专用夹具 采用成组工艺时应使用成组夹具
加工中心加工的对刀与换刀
加工中心加工的对刀与换刀
对刀方法： 水平方向对刀
Z向对刀 机外对刀仪对刀
杠杆百分表对刀 采用寻边器对刀 采用碰刀或试切方式对刀
机上对刀 外刀具预调+机上对刀
制定加工中心加工工艺
零件的 工艺分
析
分析零件的技术要求：尺寸精度要求、几何形状精度要求、位置精 度要求、表面粗糙度表面质量要求、热处理及其他技术要求 ；
立式、卧式加工中心的结构
（单击观看录像）
加工中心的结构及类型
立 式 加 工 中 心
加工中心的结构及类型
龙门式加工中心
加工中心的结构及类型
按换刀形式分
带刀库、机 械手的加工
中心
无机械手的 加工中心
刀库转塔式 加工中心
加工中心的结构及类型
可装20把刀的无臂式ATC刀具库
加工中心的结构及类型
可装24把刀的有臂式ATC刀具库
检查零件图的完整性和正确性；
分析零件结构工艺性：主要分析零件的加工内容采用加工中心加工时 的可行性、经济性、方便性；
确定加工中心的加工内容：确定零件适合加工中心加工的部位、结 构和表面 ；
制定加工中心加工工艺
工艺方 案的设
计
工艺设计包括完成加工任务所需要的设备、工装量夹 具的选择，工艺路线加工方法的确定。