數控加工工藝分析及程序編制（數控加工工藝設計方法）

2023-04-17 19:54:17 2

數控加工工序設計的主要任務是進一步把本工序的加工內容、切削用量、工藝裝備、

定位夾緊方式及刀具運動軌跡確定下來，為編制加工程序作好準備。

一、工具機的選擇

當工件表面的加工方法確定之後，工具機的種類就基本確定了。為了正確的為每一道工序

選擇工具機，除了充分了解工具機的技術性能外，還要考慮以下幾點:

1.工序節拍適應性

工具機的類型應與工序的劃分原則相適應，再根據加工對象的批量和生產節拍要求來決

定。

2.形狀尺寸適應性

工具機的主要規格尺寸應與工件的外形尺寸和加工表面的有關尺寸相適應。即小工件則

選小規格的工具機加工，大工件則選大規格的工具機加工。

3. 加工精度適應性

工具機的精度與工序要求的加工精度相適應。工具機精度過低，不能保證加工精度，工具機

精度過高，又會增加零件的製造成本，應根據加工精度要求合理選擇,保證有三分之一的

儲備量。

二、確定走刀路線和安排工步順序

1.走刀路線就是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，它不但包括了工步的內容，也反映

出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據之一。確定走刀路線時應注意以下幾點:(1)首先按已定工步順序確定各表面加工進給路線的順序。

(2)所定進給路線應能保證工件輪廓表面加工後的精度和粗糙度要求。

(3)尋求最短加工路線，可節省定位時間，提高了加工效率。

(4)選擇使工件在加工後變形小的路線，對橫截面積小的細長零件或薄板零件應採用分.

幾次走刀加工到最後尺寸或對稱去除餘量法安排走刀路線。

2.工步順序安排的一般原則:

(1)先粗後精。 (2)先近後遠。 (3)內外交叉。 (4)保證工件加工剛度原則。 (5)

同一把刀能加工內容連續加工原則。

三、確定定位和夾緊方案

1.在確定定位和夾緊方案時應注意以下幾個問題:

(1)儘可能做到設計基準、工藝基準與編程計算基準的統一;

(2)儘量將工序集中，減少裝夾次數，儘可能在一次裝夾後能加工出全部待加工表面;

(3)避免採用佔機人工調整時間長的裝夾方案;

(4)夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位。

2.夾具的選擇:

(1)當零件加工批量不大時，應儘量採用組合夾具、可調夾具和其他通用夾具，以縮短

準備時間，節省生產費用。

(2)在成批生產時才考慮採用專用，並力求結構簡單，夾具結構應有足夠的剛度和強度。

(3)因為在數控工具機上通常一次裝夾完成工件的全部工序，因此應防止工件夾緊引起的

變形造成工件加工不良。

(4)夾具上各零部件應不妨礙工具機對零件各表面的加工，即夾具要開敞，加工部位開闊，

夾具的定位、夾緊機構元件不能影響加工中的進給。

四、選擇刀具並確定刀具與工件的相對位置

應根據工具機的加工能力、工件材料的性質、加工工序、切削用量以及其他相關因素正

確選擇刀具及刀柄。刀具選擇的總原則是:安裝調整方便，剛性好,耐用度和精度高。選

擇刀具還要考慮幾點:

(1)切削性能好(2)精度高(3)可靠性高(4)耐用度高(5)斷屑及排屑性能好。

對於數控工具機來說，在加工開始時，確定刀具與工件的相對位置是很重要的，這一相

對位置是通過確認對刀點來實現的。對刀點是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準

點。對刀點的選擇原則如下:

(1)所選的對刀點應使程序編制簡單;

(2)對刀點應選擇在容易找正、便於確定零件加工原點的位置;

(3)對刀點應選在加工時檢驗方便、可靠的位置;

(4)對刀點的選擇應有利於提高加工精度。

使用對刀點確定加工原點時，就需要進行「對刀」。所謂對刀是指使「刀位點」與「對刀點」

重合的操作。「刀位點」是指刀具的定位基準點。

換刀點是為加工中心、數控車床等採用多刀進行加工的工具機而設置的，因為這些工具機

在加工過程中要自動換刀。為防止換刀時碰傷零件、刀具或夾具，換刀點常常設置在被加

工零件的輪廓之外，並留有一定的安全量。

五、確定切削用量

切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對於不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度;並充分發揮工具機的性能，最大限度提高生產率，降低成本。

a.主軸轉速的確定主軸轉速應根據允許的切削速度和工件(或刀具)直徑來選擇。其計算公式為:n=1000v/ π D式中----切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定;n-- -主軸轉速，單位為r/min;D----工件直徑或刀具直徑，單位為mm。計算的主軸轉速n最後要根據工具機說明書選取工具機有的或較接近的轉速。

b.進給速度的確定進給速度主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受工具機剛度和進給系統的性能限制。確定原則:(1) 當工件的質量要求能夠得到保證時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100 ~ 200mm/min範圍內選取。(2) 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，- -般在20~50mm/min範圍內選取。(3) 當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20~ 50mm/min範圍內選取。(4) 刀具空行程時，特別是遠距離「回零」時，可以設定該工具機數控系統設定的最高進給速度。

c.背吃刀量確定背吃刀量根據工具機、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應儘可能使背吃刀量等於工件的加工餘量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。為了保證加工表面質量，可留少量精加工餘量，一般0.2~ 0.5mm。d.切削速度的確定切削速度與工具機主軸之間的轉換關係為:Vc=ldn/ 1000六、加工餘量的確定

加工餘量是指加工時從加工表面上切去的金屬層厚度。加工餘量可分為工序餘量和

總餘量。

確定加工餘量的基本原則是在保證加工質量的前提下，儘可能減小加工餘量。主要

方法有:經驗估計法、查表修正法、分析計算法。