车铣综合班

课程名称：车铣综合班

课程特色：该课程适合零基础人士，初中以上学历，提升动手能力者，有意愿从事机加工。

课程大纲：

一.数控车操作与编程

       切削运动和工件上的加工表面                   

       切削要素

       常用热处理方法

二.加工中心编程、操作

     数控技术概述

     数控原理及加工流程

     刀具选择及工艺介绍

     工件装夹及对刀

     DNC设置及各种工艺说明

     加工问题点介绍及方法说明

     模具编程

     产品编程&模具编程

     刀具特征介绍及磨刀

上课时间：

全日制 ：2个月

上午   09:00----------11:45

休息   12:00----------13:00

下午   13:00----------17:00

周末班：3个月（星期六、星期天）

上午   09:00----------11:45

休息   12:00----------13:00

下午   13:00----------17:00

业余班：2个半月（一、三、五或二、四、六晚上）

18:30---------21:00

一.数控车操作与编程

**节

1.切削运动和工件上的加工表面        2.切削要素                   3.常用热处理方法

1.切削运动和工件上的加工表面：

1，切削运动

金属切削加工就是用金属切削把工件毛坯上余量（预留的金属材料）切除，获得图样所要求的零

件。在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。切削运动是由金属切削机床通过两种运动单元组合而成的，其—是产生切削力的运动，其二是保证了切削工作连续进行的运动，按照它们在切削过程中所起的作用，通常分主运动和进给运动。

（1），主运动   ：主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具接近工件并切除切削层。

（2），进给运动   ：进给运动是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动加上主运动即可不断地或连续地切除切削层，并得出具有所需几何特性的已加工表面。

（3），合成切削运动 ：   当主运动和进给运动同时进行时，由主运动和进给运动成运动称为合成切削运动。

2，辅助运动   

除主运动、进给运动以外，机床在数控加工过程中，还需一系列的其他运动，即辅助运动。

3，加工中的工件表面

在金属切削加工过程中，工件上多余的材料不断地被刀具切除而转变为切屑，与此同时，工件在切削过程中形成了三个不断变化着的表面，分别如下：

（1），待加工表面   工件上有待切除切削层的表面称为待加工表面。

（2），已加工表面   工件上经刀具切削后产生的表面称为已加工表面。

（3），过渡表面    工件上由切削刃形成的那部分表面。

2.切削要素：

1， 切削用量三要素

（1），切削速度（vc） ： 切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时线速度称为切削速度。回转运动的线速度vc（单位：m／min）的计算公式如下：   vc＝πd n／1000

（2），进给量（f） ： 刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，称为进给量

（3），背吃刀量（αp） ： 也叫切深，是已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，称为背吃刀量，其单位为mm。车削外圆时：   αp＝（dw—dm）／2

2， 切削层参数

（1），切削厚度（hD）   是指在垂直于切削刃方向度量的切削层截面的尺寸。

（2），切削宽度（bD）   是指沿切削刃方向度量的切削层截面的尺寸

（3），切削面积（AD）   是指切削层的横截面积。

3,   正切屑和倒切屑

  生产中一般由主切削刃担负主要切削工作，此时hD＜bD，在这种情况下切下来的切屑称为正切屑；当采用大进给切削时，常出现hD＞bD的情况，在这种情况下切下的切屑称为倒切屑。  

4,   材料切除率Q

材料切除率是指在特定瞬间、单位时间里被刀具切除的工件材料的体积。相当于切削横截面积以vc值沿切削速度方向运动一个单位时间所包含的空间体积(单位：mm3)，它是反映切削效率高低的一个指标。其计算公式为:   Q＝1000 vc×αp×f

3.常用热处理方法：

1，金属材料切削加工性的概念

金属材料切削加工的难易程度称为材料的切削加工性。金属材料的性能不同，切削加工的难易程度也不同。

2，改善金属材料切削加工性的途径

（1），热处理方法   采用热处理方法是改善金属材料切削加工性的重要途径之一。

退火

消除铸 锻件的内应力 降低硬度,提高切削性

正火

增加强度与韧性 减少内应力,提高切削性

淬火

提高材料硬度,淬火后必须回火

回火

消除淬火后材料的脆性和内应力，回火温度越低，材料硬度越高

调质

提高韧性和强度

表面淬火

使零件表面或得高硬度,而内部仍保持一定的韧性

时效

去除工件内应力

发蓝

发黑

防锈,增加零件美观

（2），调整材料的化学成分   例如在钢中加入适量的硫、磷等元素使之成为易切钢，减小切削力，容易断屑，提高刀具耐用度，并可获得较好的表面加工质量。

第二节

1.刀具及参数的选择    2.数控刀具及切削用量的选择       3.切削液的作用及其选择

1.刀具及参数的选择

一, 数控加工常用刀具的种类及特点  

　　数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。

1, 数控刀具的分类有多种方法。

(1),根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或 机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。

(2),根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。

(3),从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。

为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。

2, 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：  

　　⑴刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小；  

　　⑵互换性好，便于快速换刀；

    ⑶寿命高，切削性能稳定、可靠；  

　　⑷刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；  

　　⑸刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；  

　　⑹系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。

二，刀具材料

1，刀具材料应具备的性能   刀具材料主要指刀具切削部分的材料。刀具材料必须具备以下性能。

⑴，高的硬度

⑵，高的耐磨性

⑶，足够的强度与韧性

⑷，高的耐热性

⑸，良好的导热性

⑹，良好的工艺性和经济性

2，刀具材料的种类及其选用   在金属切削领域，金属切削机床的发展和刀具材料的开发是相辅相成的。

⑴，高速钢（High Speed Steel，HSS）   高速钢是一种含钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等合金元素较多的工具钢，它具有较好的力学性能和良好的工艺性，可以承受较大的切削力和冲击。

① 普通高速钢

② 高性能高速钢

③ 粉末冶金高速钢

⑵，硬质合金（Cemented Carbide）   它是用高硬度、难熔的金属化合物（Wc、Tic等）微米数量级的粉末与Co、Mo、Ni等金属粘接剂烧结而成的粉末冶金制品。

① 普通硬质合金

② 新型硬质合金

⑶，其它刀具材料

① 涂层刀具材料   这种材料是在硬质合金或其他材料刀具基体上，采用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）法涂覆一薄层耐磨性高的难熔金属（或非金属）化合物而得到的刀具材料。

② 陶瓷刀具材料   常用的陶瓷刀具材料是以A12O3或Si3N4为基体成分，在高温下烧结而成的。

③ 超硬刀具材料   它是有特殊功能的材料，是金刚石和立方氮化硼的统称，用于超精加工及硬脆材料加工。

（4），常用刀具材料的性能比较

3，刀具的磨损与耐用度

（1），刀具磨损形式   刀具磨损的形式有正常磨损和非正常磨损两大类。正常磨损的形式：

① 前刀面磨损

② 后刀面磨损

③ 前刀面和主后刀面同时磨损   在中等切削速度和进给量的情况下，切削塑性金属材料时，经常发生前、后刀面同时磨损的形式。

4，刀具磨损过程

刀具磨损过程   如图所示，刀具磨损过程可分为以下三个阶段：

① 初期磨损阶段OA

② 正常磨损阶段AB

③ 急剧磨损阶段BC

5，刀具耐用度

⑴，刀具耐用度的概念   刀具的耐用度是指刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间T，单位为min。刀具耐用度T不包括对刀、测量、快进、回程等非切削时间。

⑵，影响刀具耐用度的因素

① 切削用量

② 刀具几何参数

③ 刀具材料

④ 工件材料

⑶，刀具耐用度的确定   刀具耐用度的确定原则是提高生产效率和降低加工成本。不合理的刀具耐用度，都会导致生产效率降低，加工成本增加。

选择刀具耐用度时，还应该考虑以下几点：

① 复杂、高精度、多刃刀具的耐用度应比简单、低精度、单刃刀具高；

② 可转位刀具换刃、换刀片快捷方便，为保持刀刃锋利，刀具耐用度可选得低一些；

③ 精加工刀具切削负荷小，刀具耐用度应选得比粗加工刀具高一些；

④ 精加工大件时，为避免中途换刀，刀具耐用度应选得高一些；

⑤ 数控加工中的刀具耐用度应大于一个工作班，或大于一个零件的切削时间

2.数控刀具及切削用量的选择

刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。  

现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。本节对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。

一，数控加工刀具的选择  

　　刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。  

　　选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。  

　　在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。  

　　在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。

   在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤**行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

二, 切削用量的选择

1，合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。  

　　⑴切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。  

　　⑵切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中，一般L的取值范围为：L=（0.6～0.9）d。  

　　⑶切削速度vc。提高vc也是提高生产率的一个措施，但vc与刀具耐用度的关系比较密切。随着vc的增大，刀具耐用度急剧下降，故vc的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，vc可选200m/min以上。  

　　⑷主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：n = 1000vc /πd式中，d为刀具或工件直径（mm）。  

　　数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。  

　　⑸进给速度F 。F应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。F的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，F可选择得大些。在加工过程中，F也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是**进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。计算公式为: F=n×f

式中，f为每转进给

2， 在选择切削速度时，还应考虑以下几点：

① 加工带外皮的工件时，应适当降低切削速度。

② 断续切削时，为减小冲击和热应力，要适当降低切削速度。

③ 加工大件、细长件和薄壁工件时，应选用较低的切削速度。

④ 在易发生振动的情况下，切削速度应避开自激振动的临界速度。

⑤ 应尽量避开积屑瘤产生的区域。

3.切削液的作用及其选择

1,   切削液的作用

(1), 冷却作用   切削液可迅速带走切削过程中产生的热量，降低切削区的温度。

(2), 润滑作用   切削液能在刀具的前、后刀面与工件之间形成一层润滑薄膜，可减少或避免刀具与工

件或切屑间的直接接触，减轻摩擦和粘结程度，从而减轻刀具的磨损，提高工件表面的加工质量。

(3), 清洗作用   使用切削液可以将切削过程中产生的大量切屑、金属碎片和粉末，从刀具（或砂轮）、工件上及时冲洗掉，避免切屑粘附刀具、堵塞排屑和划伤已加工表面。

(4), 防锈作用   为减轻工件、刀具和机床受周围介质（如空气、水分等）的腐蚀，要求切削液具有一定的防锈作用。  

2, 切削液的种类

常用的切削液可分为水溶液、乳化液和切削油三大类。

(1), 水溶液   水溶液是以水为主要成份的切削液。

(2), 乳化液   乳化液是将乳化油用95％一98％的水稀释而成，呈乳白色或半透明状。特别适用于铝金属及其合金的加工

(3), 切削油   切削油的主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合 适用于铸铁、合金钢、碳钢、不锈钢、高镍钢、耐热钢、模具钢等金属制品的切削加工、高速切削及重负荷切削加工

3, 切削液的选用

(1), 粗加工时切削液的选用   粗加工时，因加工余量大，所用切削用量大，使用切削液的主要目的是降低加工过程产生大量的切削热。

(2), 精加工时切削液的选用精加工时，因工件表面粗糙度值要求较小，使用切削液的主要目的是提高切削的润滑性能，从而达到降低表面粗糙度的要求。

(3), 根据工件材料的性质选用切削液   切削塑性材料时需用切削液。

第三章

**节

1.夹具的选择

2.工件的定位与夹紧

1.夹具的选择

一, 机床夹具概述

1, 夹具的定义

在数控机床上加工工件时，为了保证加工精度，加工前首先要使工件在机床上有一个正确的位置，即定位。 用于定位的装置即为夹具

2, 机床夹具的作用及分类

(1), 机床夹具的作用   机床夹具是机械加工过程中必不可少的部分。

在定位的基础上，机床夹具能起到以下作用：

①于保证工件的加工精度

②扩大机床的工艺范围

③提高生产率

④减轻劳动强度，如采用气动、电动夹紧。

(2), 分类

机床夹具一般可分为以下五种类型：

① 通用夹具

② 专用夹具

③ 可调夹具

④ 组合夹具

⑤ 随行夹具

3, 夹具的组成

（1），定位元件   起定位作用，用于确定工件在夹具中的正确位置。

（2），夹紧装置   用于保持工件在夹具中的既定位置，使工件在加工时不致因受到切削力、重力、离心力等外力作用而产生移动。

（3），连接元件   用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置。

（4），导向元件   用于确定刀具相对于夹具的位置，并引导刀具进行加工的元件，称为导向 元件。

（5），夹具体   是夹具的本体，用来连接夹具上各个元件或装置，使之成为一个整体，并能保证各元件之间的相对位置。

（6），其他元件或装置   根据加工需要，有些夹具上还可有分度装置、靠模装置、顶出器、定位键及平衡块等其他元件或装置。

4，夹具的选择

在选择和设计夹具时，一般应注意以下几点：

（1），夹具的结构力求简单。

（2），装卸零件要快速方便，以缩短机床的停顿时间。

（3），要使加工部位敞开，夹紧机构上的各部件不得妨碍走刀。

（4），夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。

（5），为了在一次装夹中能加工出更多的表面，对一些不便用夹具直接安装定位的毛坯，可采用增加工艺凸台或辅助定位面。

二， 数控机床常用夹具简介

1，斜楔夹紧机构

斜楔夹紧机构是数控铣床夹具中使用最普遍的机械夹紧机构，这类机构是利用机械摩擦的原理来夹紧工件，是最基本的形式之一。

2，螺旋夹紧机构

采用螺旋直接夹紧或采用螺旋与其他元件组合实现夹紧的机构，称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构主

要由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成，具有结构简单、夹紧力大、自锁性好和制造方便等优点，适用于手动夹紧，是夹具中用得最多的一种夹紧机构。

3，偏心夹紧机构

偏心夹紧机构是用偏心件直接或间接夹紧工件的机构。

偏心夹紧机构操作简单，夹紧动作快，但夹紧力和夹紧行程都较小，一般用于夹紧力要求不大、没有振动或振动较小、没有离心力的场合。

2.工件的定位与夹紧

一, 工件定位的基本原理

1, 六点定位原理

工件在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直线坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。如图：

2, 完全定位与不完全定位

(1), 完全定位   工件的六个自由度都被夹具中的定位元件所限制，这种定位称为完全定位，工件在夹具中的位置是**的。

(2), 不完全定位   工件被限制的自由度数目少于六个，但不影响加工要求的定位称为不完全定位。

3, 过定位与欠定位

(1), 按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。因为欠定位保证不了加工要求。

(2), 工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应严禁采用；但当过定位不影响工件的正确定位，对提高加工精度有利时，也可以采用。过定位是否采用，要针对具体情况具体分析。

二, 定位基准的选择

1, 基准的分类

(1), 设计基准   在设计图样上所采用的基准，称为设计基准。

(2),工艺基准   在制定工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。

2, 定位基准的选择原则 （下一节中会有具体说明）

(1), 粗基准的选择原则

① 相互位置要求的原则

② 毛坯余量最小的原则   对所有表面都需要加工的工件，应根据加工余量最小的表面找正，这样不会因位置的偏移而造成余量太小的部位加工不出来。

③ 不重复使用的原则

④ 重要表面的原则   为保证重要加工面的余量均匀，应选择重要加工面作为粗基准。

(2), 精基准的选择原则   除**道工序采用粗基准外，其余工序都应使用精基准。

① 基准重合的原则

② 基准统一的原则

③ 自为基准的原则

④ 互为基准的原则  

3, 辅助基准的选择   有些零件的加工，为了便于装夹或易于实现基准统一，人为地造成一种定位基准，称为辅助基准。 如工艺孔，工艺面等

三, 常用定位方式

1, 工件以平面定位

工件以平面作为定位基准时，常用定位元件主要有固定支承、可调支承、浮动支承、辅助支承四种类型。

(1), 固定支承   固定支承在使用过程中，都是固定不变的。

(2), 可调支承   在工件定位过程中，当支承钉高度需要调整的场合，一般采用可调支承。  

(3), 浮动支承   浮动支承是在工件定位过程中，能自动调节工件定位基准。

(4), 辅助支承   辅助支承是为了提高工件的装夹刚性和稳定性的支承。

2, 工件以外圆柱面定位

工件以外圆柱面定位有定心定位和支承定位两种，常用定位元件有V形块、支承板、定位套、半圆孔衬套、锥套和三爪自定心卡盘等形式。

3, 工件以内圆孔定位

(1), 定位销   为常用定位销的结构形式。

(2), 圆柱心轴   为常用圆柱心轴的结构形式。

4, 工件以一面两孔定位

一面两孔定位是以工件上的一个大平面和与该平面垂直的两个孔作定位基准定位

四, 定位误差

工件定位时，每一次装夹，各个工件在夹具中的位置不可能完全一致，从而使加工后各工件的工序尺寸存在一定误差。这种因工件在夹具上定位不一致而造成的加工误差，称为定位误差ΔD。

1, 定位误差的类型

(1),基准位移误差ΔY

(2), 基准不重合误差ΔB   定位基准和设计基准（或工序基准）不重合时所产生的加工误差，称为基准不重合误差。

2, 定位误差的计算方法

(1), 当工序基准不在定位基面上时，ΔD＝ΔY十ΔB；         

(2), 当工序基准在定位面上时，ΔD＝|ΔY±ΔB|；

五, 工件对夹紧装置的基本要求

1, 在夹紧工件时，不得改变工件定位后所占据的正确位置。

2, 夹紧力的大小要适当，既要能保证工件在加工过程中的位置稳定，又要能使工件不会产生过大的夹紧变形。

3, 结构力求简单，操作要求方便、省力、安全。

4, 夹紧装置的自动化程度及复杂程度要与被加工零件的批量相适应。

六, 夹紧力方向和作用点的选择

1, 夹紧力的方向   夹紧力应朝向主要定位基准。

2, 夹紧力的作用点   夹紧力的作用点应选择在工件刚性较好的方向和部位，并尽量靠近工件加工表面。

3, 夹紧力的估算

夹紧力的大小，对工件安装的可靠性、工件和夹具的变形有着很大关系，因此，在装夹工件时，必须正确估算夹紧力的大小。

4, 常用夹紧方式

① 气压传动装置   气压传动装置是以压缩空气作为动力的夹紧装置。

② 液压传动装置   液压传动的工作原理与气压传动相类似，只是以压力油作为介质。

③ 机械装置      用机械方式对工件进行夹紧

第二节

1.数控加工的基本概念

2.机械加工工艺规程的制订

1.数控加工的基本概念

一   生产过程

生产过程是指产品由原材料转变为成品的全部劳动过程。对机械产品的制造而言，其生产过程主要包括下列过程：

1）生产技术准备过程

2）毛坯的制造过程

3）零件的机械加工与热处理过程

4）产品的装配过程

5）辅助劳动过程

二   机械加工工艺过程的组成

1．工序

一个或一组工人，在同一个工作地点，对一个或同时对一批工件连续完成的加工过程，称为一道工序。

2．工位

为了减少工件安装的次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具，使工件在一次安装中先后处于几个不同位置进行加工。

3．工步

在一个安装或工位中，加工表面、切削刀具及切削用量都不变的情况下所连续完成的加工内容称为一个工步。

4．走刀

在一个工步内，若被加工表面需要切除的材料很厚，可分为几次切削，则每切削一次完成的加工内容为一次走刀。

三   机械加工的生产纲领、生产类型及其工艺特征

机械产品加工工艺过程取决于企业的生产类型，而企业的生产类型又由生产纲领决定。

1．生产纲领

生产纲领是指企业在计划期内应当生产产品的产量。

2．生产类型

生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。

1）单件生产

2）成批生产

3）大量生产  

2.机械加工工艺规程的制订

一   机械加工工艺规程制订的作用、基本要求、主要依据、步骤和格式

1．机械加工工艺规程的作用

1）工艺规程是指导生产的主要技术文件。

2）工艺规程是生产、组织和管理工作的基本依据。

3）工艺规程是生产准备和技术准备的基本依据。

2．制订机械加工工艺规程的基本要求

制订工艺规程的基本要求是在保证产品质量的前提下，尽量提高生产率和降低生产成本，使经济效益**化。

3．制订机械加工工艺规程的主要依据

1）产品的全套装配图和零件图。

2）产品的技术设计说明书。它是针对技术设计中确定的产品结构、工作原理和技术性能等方面的说明性的文件。

3）产品的验收质量标准。

4）产品的生产纲领及生产类型。

5）工厂的生产条件。包括毛坯的生产条件或协作关系，工厂设备和工艺装备的情况，专用设备和专用工艺装备的制造能力，工人的技术等级，各种工艺资料，如工艺手册、图册和各种标准。

6）国内外同类产品的有关工艺资料。

4．制订机械加工工艺规程的步骤

1）收集和熟悉制订工艺规程的有关资料图纸，进行零件的结构工艺性分析。

2）确定毛坯的类型及制造方法。

3）选择定位基准。

4）拟定工艺路线。

5）确定各工序的工序余量，工序尺寸及其公差。

6）确定各工序的设备，刀、夹、量具和辅助工具。

7）确定各工序的切削用量及时间定额。

8）确定主要工序的技术要求及检验方法。

9）进行技术经济分析，选择**方案。

10）填写工艺文件。

5．机械加工工艺规程的格式

1）机械加工工艺规程的一般格式

⑴ 机械加工工艺过程卡片是以整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯、机械加工和热处理等）。

⑵ 机械加工工艺卡片是以工序为单位详细说明整个工艺过程的工艺文件。

⑶ 机械加工工序卡片是在工艺过程卡片的基础上按每道工序所编写的一种工艺文件。

2）数控加工专用技术文件的格式

⑴ 数控加工工序卡

数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，只是所附的工艺草图应注明工件坐标系的位置、对刀点，要进行编程的简要说明，如所用机床型号、程序介质、程序编号、刀具补偿方式以及切削参数(即主轴转速、进给速度、**切削深度等)的确定。

⑵ 数控刀具调整单

    数控刀具调整单主要包括数控刀具卡片（简称刀具卡）和数控刀具明细表（简称刀具表）两部分。

⑶ 数控加工程序说明卡

    实践证明，仅依据加工程序单和工艺规程来进行实际加工还有许多不足之处。

⑷ 数控加工走刀路线图

在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动中与夹具、工件等发生意外的碰撞，为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线，使操作者在加工前就有所了解，同时应计划好夹紧位置并控制夹紧元件的高度，这样可以减少事故的发生。

二   零件的工艺分析

在制订零件的机械加工工艺规程之前，要对零件进行深入细致的工艺分析。

1．结合装配图，了解零件在机器中的装配位置、装配方法及零件的作用。

2．根据零件的作用，分析零件图所规定的加工质量和技术要求指标是否合理，加工中如何保证。

1）零件各加工表面的尺寸精度。

2）零件各加工表面的几何形状精度。

3）零件各加工表面之间的相互位置精度。

4）零件各加工表面的表面质量。

5）分析其它技术要求，如热处理、动平衡、探伤等。

3．分析零件所选用的材料是否恰当。

4．对零件的结构工艺性进行分析。

三   零件毛坯的选择

1．毛坯的种类

1）铸件

2）锻件

3）型材

4）焊接件

2．毛坯的选择

在选择零件毛坯时，主要考虑以下因素：

1）零件的材料及其力学性能

2）零件的结构形状及外形尺寸

3）生产纲领

4）生产条件

5）积极推广应用新工艺、新技术和新材料

四   工件的定位和定位基准的选择

1．零件加工的方法

为了保证零件加工面的尺寸、形状和相互位置精度，常用的加工方法有：

1）试切法

2）调整法

3）尺寸刀具法

4）主动测量法

2．工件定位的方法

1）直接找正法   工件定位时由工人用百分表、划针或目测的方法在机床上直接找正某些表面，以保证被加工表面位置精度的一种方法。

2）划线找正法   先在工件上用工具标出加工表面的位置，再在安装工件时用划针按划线找正工件的方法。

3）夹具定位法   用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的方法。

3．定位基准的选择

根据工件加工的工艺过程，下面分别阐述粗、精基准选择的基本原则。

1）粗基准的选择

⑴ 为了保证加工面和不加工面之间的相互位置要求，一般选择不加工面为粗基准。

⑵ 粗基准的选择应考虑合理分配各加工表面的加工余量。

⑶ 粗基准应避免重复使用   粗基准精度低、表面粗糙，重复使用会造成较大的定位误差，从而引起相应加工表面间出现较大的位置误差，因此在同一尺寸方向上一般只允许使用一次。

⑷ 作为粗基准的表面，应平整光洁，要避开铸造浇冒口、分型面、锻造飞边等表面缺陷，以保证工件定位可靠，夹紧方便。

2）精基准的选择   精基准的选择应能保证零件的加工精度和装夹可靠方便。精基准的选择一般应遵循以下原则：

⑴ 基准重合原则   采用设计基准作为定位基准称为基准重合。

⑵ 基准统一原则   在零件加工的整个工艺过程或者相关的某几道工序中，选用同一个（或一组）定位基准进行定位，称为基准统一原则。  

⑶ 自为基准原则   对于某些精度要求很高的表面，在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均匀时，可以选择加工表面本身作为定位基准进行加工，这就是自为基准原则。

⑷ 互为基准原则   为了使加工面间有较高的位置精度，可采用互为定位基准、反复加工的原则。

⑸ 便于装夹原则   所选择的精基准应保证定位准确、可靠，夹紧机构简单，操作方便。

五   工艺路线的拟定

1．表面加工方法的选择

为了正确选择加工方法，应了解各种加工方法的特点和掌握加工经济精度及经济粗糙度的概念。

1）加工经济精度   加工过程中影响精度的因素很多，同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。

⑴ 同一种加工方法，加工精度越高，生产成本越高；反之，加工精度降低，则生产成本下降。

⑵ 同一种加工方法，加工精度有一定极限，超过极限点，即使再增加生产成本，加工精度提高极少。

⑶ 同样，生产成本也有一定极限，超过极限点，即使再降低加工精度，生产成本降低极少。

⑷加工精度和加工成本是互相适应的，属于加工经济精度的范围

⑸ 随着科技的不断发展，新技术、新工艺、新材料的不断推广和应用，加工精度不断提高，生产成本不断降低。

2）选择加工方法时考虑的主要因素

⑴ 工件的加工精度、表面粗糙度和其它技术要求。

⑵ 工件材料的性质。

⑶ 工件的形状和尺寸。

⑷ 结合生产类型考虑生产率和经济性。

⑸ 根据现有生产条件因地制宜。  

2．加工阶段的划分

零件的加工质量要求较高时，应划分成若干个加工阶段。

1）加工阶段的划分（当零件加工要求较高时，零件加工应划分成几个阶段？）

⑴ 粗加工阶段

⑵ 半精加工阶段

⑶ 精加工阶段

⑷ 光整加工阶段

2）划分加工阶段的原因（工件加工过程中为什么要划分加工阶段？）

⑴ 保证加工质量。

⑵ 合理使用机床设备。

⑶ 及时发现毛坯缺陷。

⑷ 便于安排热处理工序。

3．加工顺序的安排

工件各表面的加工顺序，除依据加工阶段的划分外还应分别考虑以下因素：

1）机械加工工序的安排

⑴ 先基面后其它表面

⑵ 先粗后精

⑶ 先主后次

⑷ 先面后孔

2）热处理工序的安排   热处理的目的是提高材料的力学性能，消除毛坯制造及加工过程中的内应力，改善材料的切削加工性能。根据目的不同，可以分为预备热处理和最终热处理工序。

⑴ 预备热处理   一般安排在机械加工粗加工前后，主要目的是改善零件的切削加工性能，消除毛坯制造和粗加工切削产生的内应力，并为最终热处理作好金相组织准备。

⑵ 最终热处理   最终热处理的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，一般包括淬火、回火及表面热处理（表面淬火、渗碳淬火、氮化处理、碳氮共渗）等，它应安排在精加工前后。

3）辅助工序的安排

⑴ 粗加工阶段结束后。

⑵ 关键工序前后。

⑶ 转换车间的前后，特别是热处理工序前后。

⑷ 零件全部加工结束之后。

4）数控加工工序与普通加工工序的衔接   数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生问题。

4．工序的集中与分散

安排好零件的加工顺序后，就可以按不同的加工阶段和加工表面的先后顺序将零件的加工工艺路线划分成若干个工序。

1）工序分散   工序分散是指整个工艺过程安排的工序数较多、而每道工序的加工内容较少。

其特点是：

⑴ 设备和工艺装备比较简单，调整方便，生产适应性好，便于产品的变换。

⑵ 有利于选择最合理的切削用量。

⑶ 设备数量多，操作工人多，生产面积大。

2）工序集中   工序集中则正好相反，即整个工艺过程集中在几个工序中，每道工序的加工内容较多。

其特点是：

⑴ 工件安装次数减少，不仅可以缩短辅助时间，而且易于保证加工表面之间的相互位置精度。

⑵ 设备数量减少，并相应地减少操作工人人数和生产面积，缩短了工艺流程，简化了生产计划工作和生产组织工作。

⑶ 有利于采用高效的专用设备和工艺装备，提高生产率。

3）工序集中与分散的应用   工序集中与分散各有其特点，应根据生产纲领、零件结构特点及技术要求条件和产品的发展情况等因素来综合分析。

5．设备与工艺装备的选择

1）设备的选择   设备的选择一般应考虑下列问题：

⑴ 机床的精度与工序要求的精度相适应。

⑵ 机床的规格与工件的外形尺寸、本工序的切削用量相适应。

⑶ 机床的生产率与被加工零件或产品的生产类型相适应。

⑷ 选择的设备应尽可能与工厂现有条件相适应。

2）工艺装备的选择   选择工艺装备就是确定各工序所需的刀具、夹具和量具等。

⑴ 夹具的选择   单件小批生产应尽量选用通用夹具，有条件的可采用组合夹具或可调式夹具。

⑵ 刀具的选择   刀具的选择主要取决于各工序所采用的加工方法、加工表面尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求、生产率和经济性等因素。

⑶ 量具的选择   量具主要根据生产类型和工件的加工精度来选取。

6．切削用量与工时定额的确定

1）切削用量   切削用量包括主轴转速、进给速度和背吃刀量（切深）。正确、合理选择切削用量，对保证零件加工精度、提高生产率和降低刀具的损耗都有很大的意义。

2）工时定额   工时定额就是完成一个工序所需要的时间

① 基本时间Ti   基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。

② 辅助时间Tj辅助时间是工人在完成工序加工时所必须进行的各种辅助动作的时间。

③ 服务时间Tfw服务时间是为使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。一般按工序时间的百分数来计算。

④ 休息与自然需要时间Txz休息与自然需要时间是工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。

⑤ 准备与终结时间Tzz（简称准终时间）准终时间是工人为了生产一批产品或零部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。

3）提高机械加工生产率的工艺途径

⑴ 缩短时间定额

① 缩短基本时间

② 缩短辅助时间

③ 减少服务时间

④ 缩短准终时间

⑵ 采用**工艺方法   采用**工艺可以大大提高劳动生产率，具体有以下几个方面：

① 在毛坯制造中采用新工艺

② 采用少、无切削新工艺

③ 应用特种加工新工艺

④ 改进传统加工方法

⑶ 提高机械加工自动化程度   加工过程自动化是提高劳动生产率的最理想手段，要针对不同的生产类型，采取相应的自动化程度。

对于大批大量生产，可采用流水线、自动线的生产方式。这时，广泛应用专用自动机床、组合机床以及工件运输装置，以达到较高的生产率。

第三节

1. 车削加工及数控铣削工艺分析

2. 数控车削加工工艺的特点

1. 车削加工及数控车削工艺分析

（1）零件图分析

　　在制定车削工艺之前，必须首先对被加工零件的图样进行分析，分析零件图的结果将直接影响到加工程序的编制及加工效果，它主要包括以下内容。

1，构成零件轮廓的几何要素

由于设计等各种原因，在图纸上可能出现加工轮廓的数据不充分、尺寸模糊不清及尺寸封闭等缺陷，从而增加编程的难度，有时甚至无法编写程序。

2，尺寸公差要求

在确定控制零件尺寸精度的加工工艺时，必须分析零件图样上的公差要求，从而正确选择刀具及确定切削用量等。

3，形状和位置公差要求

图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要要求。

4，表面粗糙度要求

表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择机床、刀具及确定切削用量的重要依据。

5，材料要求

图样上给出的零件毛坯材料及热处理要求，是选择刀具（材料、几何参数及使用寿命）、确定加工工序、切削用量及选择机床的重要依据。

6，加工数量

零件的加工数量，对工件的装夹与定位、刀具的选择、工序的安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。

（2）结构工艺性分析

　　零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构应便于加工成型。在结构分析时，若发现问题应向设计人员或有关部门提出修改意见。

（3）零件安装方式的选择

　　在数控车床上零件的安装方式与普通车床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，主要注意以下两点。

　　①力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于提高编程时数值计算的简便性和精确性。

　　②尽量减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出全部待加工面。

第四节

数控车削加工工艺的制定

1，确定工序与装夹方式

（1），工序的划分

① 按粗、精加工划分   数控加工要求工序尽可能集中，通常粗、精加工可在一次装夹下完成。

② 按所用刀具划分   数控车削加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应尽量将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。

（2），工件的装夹   在数控车床上零件的安装方式与普通车床相似，在确定装夹方式时，力求在一次装夹中应尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。

2，进给路线的确定

刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向称为进给路线，即刀具从对刀点开始运动起，直至加工结束所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等切削空行程。

下面是数控车削加工零件时常用的加工路线

（1），轮廓粗车进给路线   在确定粗车进给路线时，根据最短切削进给路线的原则，同时兼顾工件的刚性和加工工艺性等要求，来选择确定最合理的进给路线。

在确定轮廓粗车进给路线时，车削圆锥、圆弧是我们常见的车削内容，除使用数控系统的循环功能以外，还可使用下列方法进行：

1),车削圆锥的加工路线   在数控车床上车削外圆锥可以分为车削正圆锥和车削倒圆锥两种情况，而每一种情况又有两种加工路线。

2)车削圆弧的加工路线   在粗加工圆弧时，因其切削余量大，且不均匀，经常需要进行多刀切削。在切削过程中，可以采用多种不同的方法，现将常用方法介绍如下：

①车锥法粗车圆弧。

②车矩形法粗车圆弧   在一些不超过1/4圆弧中，当圆弧半径较大时，其切削余量往往较大，此时可采用车矩形法粗车圆弧。

③车圆法粗车圆弧   前面两种方法粗车圆弧，所留的加工余量都不能达到一致，用G02（或G03）指令粗车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。

（2），空行程进给路线

1）合理安排回零路线   在手工编制较为复杂轮廓零件的加工程序时，为简化其计算过程

2) 巧用起刀点和换刀点   可采用矩形循环方式粗车的一般情况。   

3) 轮廓精车进给路线   在安排轮廓精车进给路线时，应妥善考虑刀具的进、退刀位置，避免在轮廓中安排切入和切出。

4) 加工顺序的安排   加工路线的确定，还应遵循零件车削加工顺序的一般原则，具体如下：

（车削加工顺序的安排原则？）

①先粗后精的原则

②先近后远的原则

③先内后外、内外交叉的原则

3,切削用量的选择

切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。

车削时，工件加工表面**直径处的线速度称为切削速度，以v(m/min)表示。其计算公式：

v=πdn/1000(m/min)

式中：d——工件待加工表面的直径（mm）

      n——车床主轴每分钟的转速（r/min）

工件每转一周，车刀所移动的距离，称为进给量，以f(mm/r)表示；车刀每一次切去的金属层的厚度，称为切削深度，以ap(mm)表示。

?注意：数控车螺纹时，主轴转速会受到以下几方面的影响：

　　a.螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于以进给量f(mm/r)表示的进给速度F，如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的进给速度则必定大大超过正常值。

　　b. 刀具在其位移过程的始/终，都将受到伺服驱动系统升/降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升/降频特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙的螺距不符合要求。

　　c.车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。当其主轴转速选择过高，通过编码器发出的定位脉冲（即主轴每转一周时所发出的一个基准脉冲信号）将可能因“过冲”（特别是当编码器的质量不稳定时）而导致工件螺纹产生乱纹（俗称“烂牙”）。

   为了保证加工质量和提高生产率，零件加工应分阶段，中等精度的零件，一般按粗车一精车的方案进行。

粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状和尺寸。粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有利，其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速钢车刀进行粗车的切削用量推荐如下：切削深度ap=0.8～5mm，进给量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～60m/min(切钢)。

粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护刀尖，应先车端面或倒角，**次切深应大于硬皮厚度。若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不宜过大。

粗车应留有0.2～0.5mm作为精车余量。粗车后的精度为IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般为12.5～6.3μm。

精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽可能提高。一般精车的精度为IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm,所以精车是以提高工件的加工质量为主。切削用量应选用较小的切削深度ap=0.1～0.3mm和较小的进给量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。

精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。减小表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点。

（减小表面粗糙度Ra值的主要措施有哪些？）

（1）合理选用切削用量。选用较小的切削深度ap和进给量f,可减小残留面积，使Ra值减小。

（2）适当减小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，使Ra值减小。

（3）适当加大前角γ0，将刀刃磨得更为锋利。

（4）用油石加机油打磨车刀的前、后刀面，使其Ra值达到0.2～0.1μm,可有效减小工件表面的Ra值。

（5）合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。低速精车使用乳化液或机油；若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。

4，刀具的选择

在数控加工过程中，刀具选择是否合理，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响工件的加工质量。

（1），焊接式车刀   焊接式车刀是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，形成一个整体。

（2），机械夹固式可转位车刀   机械夹固式可转位车刀是已经实现机械加工标准化、系列化的车刀。

（3），车刀的类型及选择   数控车削常用车刀一般有尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀三类。

①尖形车刀

②圆弧形车刀   圆弧形车刀的切削刃是以一圆度误差或轮廓误差很小的圆弧，该圆弧上每一点都是圆弧形车刀的刀尖，其刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。

③成型车刀   成型车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形切槽刀和螺纹车刀等。

第五章

**节

程序编制的基本步骤和内容

一般说来，数控机床程序编制的步骤为：分析零件图样→工艺处理→数值计算→编写零件加工程序单→制作控制介质→程序检验和试切。

（数控机床程序编制的步骤？）

1，工艺处理

在对零件的材料、形状、毛坯类型、加工精度、技术要求等进行详细分析的基础上，合理确定零件的加工方法、定位夹紧、加工顺序、使用刀具和切削用量等工艺内容

2，数值计算

在确定好零件的工艺内容后，要根据零件的尺寸要求、加工路线及设定的编程坐标系，计算出刀具中心的运动轨迹。

3，编写程序单

根据所计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的切削用量以及辅助动作，按数控系统规定使用的指令代码及程序段格式，编写零件加工程序单。

4，制作控制介质

程序单编写好之后，需要制作成控制介质，以便将加工信息输入给数控系统。

5，程序检验和试切

编制好的程序必须经过检验和试切才能正式使用。  

第二节

手工编程与自动编程

一，手工编程

数控加工程序编制的各个阶段均由人工完成的编程方法，称为手工编程。

二，   自动编程

由计算机完成程序编制中的大部分或全部工作的编程方法，称为自动编程。

自动编程的方法主要有两种：

1，用编程语言编程

它是利用计算机和相应的前置处理程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序的一种编程方法。

2，用CAM（计算机辅助制造）软件编程

将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算、前置处理，在屏幕上形成加工轨迹并及时修改，再通过后置处理形成加工程序输入数控机床进行加工 。

自动编程可以大大减轻编程人员的劳动强度，将编程效率提高几十倍甚至上百倍，同时解决了手工编程无法解决的复杂零件的编程难题。

第三节

1.数控程序的构成

2.常用编程G代码       

3.常用编程M代码

1.数控程序的构成   2.常用编程G代码   3.常用编程M代码

①，程序名：由大写的字母“O”+数字（1~9999）组成

程序名在每个程序中都必须有，但不能重复

②，程序段号：由大写的字母“N”+数字（1~9999）组成

每个程序段都有程序段号，但程序段号在程序中可有可无

③，准备功能指令：由大写的字母“G”+数字组成   

是使数控机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。

        一般又称为“G代码”“G指令”

常用G代码：（共计35个）

G00快速定位 * G00 X(U)   Z(W)

G01直线切削 * G01 X(U)   Z(W)   F

G02顺时针方向圆弧切削 * G02 X(U)   Z(W)   R   F或G02 X(U)   Z(W)   I   K   F

G03逆时针方向圆弧切削 * G03 X(U)   Z(W)   R   F或G03 X(U)   Z(W)   I   K   F

G04暂停指令 *G04 X 或 G04 P

G20英制单位设定

G21公制单位设定

G28自动经中间点复归机械原点 *G28 U0 W0

G30自动复归到第二原点*G30 U0 W0

G40刀具半径补正取消 *G1 G40 X(U)   Z(W)

G41刀具半径偏左补正 *G1 G41 X(U)   Z(W)

G42刀具半径偏右补正 *G1 G42 X(U)   Z(W)

G50设定工件坐标系 或 设定主轴最高转速

G54**工件座标系统

G55第二工件座标系统

G56第三工件座标系统

G57第四工件座标系统

G58第五工件座标系统

G59第六工件座标系统

G70精车循环 *G70 P Q S F

G71内外径粗车循环 *G71 U R

                   G71 P Q U W F

G72端面粗车循环 *G72 W R

                  G72 P Q U W F

G73仿形车削循环 *G73 U W R                  G73 P Q U W F

G74端面切槽循环 *G74 R

                 G74 X(U) Z(W) P Q F

G75内外径向切槽循环 *G75 R

                     G75 X(U) Z(W) P Q F

G76螺纹切削循环 *G76 Pxx xx xx Q R

                  G76 X(U) Z(W) R P Q F（I）

G80固定循环取消

G83啄钻循环 *G83 X(U) Z(W) R Q F

G84右旋攻丝循环 *G84 X(U) Z(W) R F

G90 内外圆切削循环 *G90 X(U) Z(W) R F

G92 螺纹切削循环 *G92 X(U) Z(W) R F（I）L

G96 恒线速m/min

G97 恒转速rev/min

G98每分钟进给量设定mm/min

G99每转进给给设定mm/rev

④，辅助功能指令：由大写的字母“M”+数字组成

        起到机床的辅助控制作用

       一般又称为“M代码”“M指令”

常用M代码：（共计14个）

M00 程序停止

M01 条件程序停止

M02 程序结束

M03 主轴正转

M04 主轴反转

M05 主轴停止  

M08 切削液开

M09 切削液关  

M19 主轴定向停止   

M30 程序结束并返回程序头  

M98 调用子程序

M99 子程序结束返回／重复执行

⑤，参数指令：主要用来设定各种参数

F 进给速度

I 圆心相对于起点的X坐标（半径值指定）或 车削英制螺纹时指定牙数

K圆心相对于起点的Z坐标

L 子程序调用次数 或 G92螺纹车削时的螺纹线数

P 子程序号 或 暂停时间 或 指定程序起始端号等

Q指定程序起始端号等

R 圆弧半径 或 指定锥度

S 主轴转速

T 刀具号

U轴向移动坐标轴相对值指定

W 径向移动坐标轴绝对值指定

X轴向移动坐标轴绝对值指定

Z 径向移动坐标轴绝对值指定

⑥，节点坐标

节点坐标是数控程序中重要的组成部分，节点出现错误，那程序就会出现错误，所以在手工编程时，点的坐标一定要找对，不可马虎大意。

在确定点位坐标时，我们有两种形式：一种是绝对坐标，一种是相对（增量）坐标

第六章

**节

1.数控车床的坐标系

2.数控车绝对、相对坐标的概念及运用

1.数控车床的坐标系

本教材的编程主要以FANUC系统为主，详细讲解数控车床各加工指令的应用。

1，程序原点

在程序编写开始之前必须决定坐标系和程序的原点。

通常把程序原点确定为便于程序编写和加工的点。

以上两副图为车床坐标系的两种形式（a）图为后置刀架，而(b)图为前置刀架，不管是

前置刀架还是后置刀架，我们会发现刀具远离原点的方向均为X/Z两轴的正方向。

而在设置程序原点的时候，多数情况下，都是把 Z 轴与 X 轴的交点设置为程序原点。

2，   坐标原点

1）. 机床坐标系统

这个坐标系统用一个固定的机床的点作为其原点。在执行返回原点操作时，机床移动到此机床原点。

2）. 绝对坐标系统

用户能够可建立此坐标系统。它的原点可以设置在任意位置，而它的原点以机床坐标值显示。

3）. 相对坐标系统

这个坐标系统把当前的机床位置当作原点，在此需要以相对值指定机床位置时使用。

4）. 剩余移动距离

此功能不属于坐标系。它仅仅显示移动命令发出后目的位置与当前机床位置之间的距离。仅当各个轴的剩余距离都为零时，这个移动命令才完成。

2.数控车绝对、相对坐标的概念及运用

NC 车床有两个控制轴；对这种 2 轴系统有两种编程方法：绝对坐标命令方法和增量坐标命令方法。此外，这些方法能够被结合在一个指令里。对于X 轴和 Z 轴寻址所要求的增量指令是 U 和 W。

①绝对坐标程序---X40.Z5.;

② 增量坐标程序---U20.W-40.;

③ 混合坐标程序---X40.W-40.;

第二节

G0、G1、G2、G3指令详解

1.G00定位（快速移动）

1），格式

G00 X（U）_ Z（W）_

X（U）为目标点X坐标，用直径值表示

Z（W）为目标点Z坐标

2），注：

用G00定位，刀具以快速移动速度到指定的位置，快速移动的速度由机床厂家设定。

受快速倍率开关控制（F0，25%，50%，100%），用F指定的进给速度无效。

2，G01   直线插补

1），格式

G01 X(U)_ Z(W)_ F_

X（U）为直线终点X坐标，用直径值表示

Z（W）为直线终点Z坐标

2），注：

利G01指令可以进行直线插补。根据指令的X，Z/U，W分别为绝对值或增量值，由F指定进给速度，F在没有新的指令以前，总是有效的，因此不需一一指定。

3），举例

①      绝对坐标程序

G01 X50. Z-75. F0.2 ;

X100.;

② 增量坐标程序

G01 U0.0 W-75. F0.2 ;

U50.

3，   G02/G03   圆弧插补

1），格式

G02 X（U）_Z（W）_ R_F

G03 X（U）_Z（W）_ R_F

或

G02 X（U）_Z（W）_I_K_F

G03 X（U）_Z（W）_I_K_F

指 定 内 容       

命 令       

意 义

回转方向

G02

顺时针转CW

G03

逆时针转CCW

绝对值

X、Z

零件坐标系中的终点位置

终点位置     相对值

U、W

从始点到终点的距离

从始点到圆心的距离

  I、K

圆心坐标

（I用半径指定）

圆弧半径

R

圆弧半径（半径指定）

进给速度

F

沿圆弧的速度

2），注：

所谓顺时针和逆时针是指在右手直角坐标系中，对于ZX平面，从Z轴的正方向往负方向看而言

如下图所示

3），举例

① 绝对坐标系程序

G02 X100. Z-30. I50. K0. F0.2

或

G02 X100. Z-30. R50. F02;

② 增量坐标系程序

G02 U20. W-30. I50. K0. F0.2;

或

G02 U20. W-30. R50. F0.2;

第七章

**节

G71/G70指令详解及编程举例

1，G71 内外径粗切循环

1），格式

G71U(△d)R(e)

G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)

N(ns)……

………

N(nf)……

U(△d):切削深度(半径指定)/不指定正负符号。

R(e):退刀量/本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。

P(ns):精加工形状程序的起始段号

Q(nf):精加工形状程序的终止段号

U(△u)：X方向精加工预留量的距离及方向。（直径指定）

W(△w): Z方向精加工预留量的距离及方向。

F(f)：进给。

2），注：

车外轮廓时U(△u)为正

车内轮廓时U(△u)为负

2，G70精加工循环

1），格式

G70 P(ns) Q(nf)F

P（ns）:精加工形状程序的**个段号。

Q（nf）:精加工形状程序的最后一个段号

F_     进给。

2），注：

用G71、G72或G73粗车削后，均可以用G70精车削。

第二节

1.数控车床安全操作规程2.数控车床的打开与关闭

1.数控车床安全操作规程

一、数控车床由专职人员负责管理，任何人员使用该设备及其工具、量具等必须服从该设备负责人的管理。未经设备负责人允许，不能任意开动机床。

    二、参加实习的学生必须服从指导人员的安排。任何人使用本机床时，必须遵守本操作规程。在实习工场内禁止大声喧哗、嬉戏追逐；禁止吸烟；禁止从事一些未经指导人员同意的工作，不得随意触摸、启动各种开关。

    三、操作机床时为了安全起见，穿着要合适，不得穿短裤、不得穿拖鞋；女学员禁止穿裙子，长头发要盘在适当的帽子里；凡是操作机床时，禁止带手套、并且不能穿着过于宽松的衣服。

    四、装夹、测量工件时要停机进行。

    五、使用机床前必须先检查电源连接线、控制线及电源电压。

    六、在运行加工前，首先检查工件、刀具有无稳固锁紧，确认操作的安全性。手动操作时，设置刀架移动速度宜在1500MM/MIN以内，增量I值应设置在50MM以内。一边按键，一边要注意刀架移动的情况。

    七、禁止随意改变机床内部设置。

    八、机床工作时，操作者不能离开车床。当程序出错或机床性能不稳定时，应立即关机，消除故障后方能重新开机操作。

    九、开动车床应关闭保护罩，以免发生意外事故。主轴未完全停止前，禁止触摸工件、刀具或主轴。触摸工件、刀具或主轴时要注意是否烫手，小心灼伤。

    十、在操作范围内，应把刀具、工具、量具、材料等物品放在工作台上，机床上不应放任何杂物。

    十一、手潮湿时勿触摸任何开关或按钮，手上有油污时禁止操控控制面板。

    十二、在使用电动卡盘装夹工件时，按至卡爪与工件接触则卡爪停止移动，以电机堵转时间即为夹紧，这时应迅速放开按钮以免堵转时间过长而损坏电气元件，造成卡盘不能正常工作。

    十三、设置卡盘运转时，应让卡盘卡一工件，负载运转。禁止卡爪张开过大和空载运行。空载运行时容易使卡盘松懈，卡爪飞出卡盘伤人。

    十四、操控控制面板上的各种功能按钮时，一定要辨别清楚并确认无误后，才能进行操控。不要盲目操作。在关机前应关闭机床面板上的各功能开关（例如转速、转向开关）。

    十五、机床出现故障时，应立即切断电源，并立即报告现场指导人员，勿带故障操作和擅自处理。现场指导人员应作好相关记录。

    十六、在机床实操时，只允许一名学员单独操作，其余非操作的学员应离开工作区，等候轮流上机床实操。实操时，同组学员要注意工作场所的环境，互相关照、互相提醒，防止发生人员或设备的安全事故。

    十七、任何人在使用设备后，都应把刀具、工具、量具、材料等物品整理好，并作好设备清洁和日常设备维护工作。

    十八、要保持工作环境的清洁，每天下班前15分钟，要清理工作场所；以及必须每天做好防火、防盗工作，检查门窗是否关好，相关设备和照明电源开关是否关好。

    十九、任何人员，违反上述规定或培训中心的规章制度，实习指导人员有权停止其操作。

第三节

G74/G75切槽指令详解及编程举例

1，G74端面切槽循环

1），格式

G74 R(e);

G74 X(u) Z(w) P(△i) Q(△k) R(△d) F(f)

R(e):Z向退刀量

X(u): X轴终点坐标（省略X为钻孔）

Z(w): Z轴终点坐标

P(△i): X方向的偏移距离，半径指定（0.001）

Q(△k): Z方向的每次切削深度（0.001）

R(△d):在切削底部的X向刀具退刀量。（一般不用）

F::进给率

2，G75径向切槽循环

1），格式

G75 R(e);

G75 X(u) Z(w) P(△i) Q(△k) R(△d) F(f)

R(e):Ｘ向退刀量

X(u): X轴终点坐标

Z(w): Z轴终点坐标（省略Z为割断）

P(△i):X向每次切深（半径0.001）

Q(△k):Z向偏移距离（0.001）

R(△d):槽底退刀量（一般不用）                                                       

F::进给率

第四节

G92/G76指令详解及编程举例

1，G92螺纹切削循环

1），格式

直螺纹切削循环:

G92 X(U) Z(W) F（I）L;

X:成形尺寸(变动)

Z:终点坐标(不变)

F:公制螺纹导程

I:英制螺纹牙数

L:螺纹线数

锥螺纹切削循环:

G92 X(U) Z(W) R F（I）L;

X:成形尺寸(变动，外螺纹：最终尺寸=公称直径 - 2×0.65×螺距，

内螺纹：最终尺寸=底孔直径 + 2×0.65×螺距)

Z:终点坐标(不变)

R:半径差（起点-终点）

F:公制螺纹导程

I:英制螺纹牙数

L:螺纹线数

2），注：

G92切螺纹可以不需退刀槽

车螺纹前，外径应比螺纹公称直径小0.1到0.2左右

3），编程举例

单线螺纹导程2mm

O1001

T0101

S600 M3

G00 X27. Z2.

G92 X24.Z-47.5 F2.5

X23.4

X22.8

X22.4

X22.3（

G00 X100. Z100. M5

M30

2，G76螺纹车削循环

1，格式：

G76 P(m)(r)(a) Q(△dmin) R(d)

G76 X(u) Z(w) R(i) P(k) Q(△d) F(f)/I

m:精加工重复次数（1至99）

r:退刀角度（00~99，一般选00）

a:螺纹角度：（公制螺纹60°，英制螺纹55°）

Q(△dmin):最小切削深度（0.001）

X(u): 螺纹牙底直径(外螺纹：最终尺寸=公称直径 - 2×0.65×螺距，

内螺纹：最终尺寸=底孔直径 + 2×0.65×螺距)

Z(w)：终点坐标

R(i):锥度螺纹部分的半径差（起点-终点）

   如果i=0,可作一般直线螺纹切削。

P(k):螺纹高度，这个值在X轴方向用半径值

      指定(k=0.6495P)。（0.001）

Q(△d):**次的切削深度（半径值）（0.001）

F(f)：螺纹导程

I:英制螺纹牙数

2），编程举例

单线螺纹导程2mm

O1001

T0101

S800 M3

G0 X26. Z2.

G76 P010060 Q100 R0.1

G76 X22.3 Z-47.5 P1300 Q900 F2.0

G0 X100 Z100 M5

M30

第五节

G90/G72/G73指令详解及编程举例

1，G90 外圆，内圆车削循环

直线切削循环:

1），格式：

G90 X(U)___Z(W)___F___ ;

X:成形尺寸(变动)

Z:终点坐标(不变)

2），注：

增量值指令时，地址U、W后的数值的方向，由轨迹1和2的方向来决定。在上述循环中，U是负，W也是负。在单程式段时，用循环下去进行1，2，3，4动作。

3），例：O1001

T0101

S800 M3

G00 X22. Z2.

G90 X19. Z-25. F0.2

X17.

X15.

X13.

X11.

X10.

G00 X100. Z100. M5

M30

锥体切削循环:

1），格式：G90 X(U)___Z(W)___R___ F___ ;

X:成形尺寸(变动)

Z:终点坐标(不变)

R:半径差（起点-终点）

2），例：

O1002

T0101

S800 M3

G00 X27. Z2.

G90 X20.5 Z-25. R1. F0.2

G90 X20.5 Z-25. R2.

G90 X20.5 Z-25. R3.

G90 X20.5 Z-25. R4.

G90 X20. Z-25. R5.

G00 X100. Z100.M5

M30

2，G72 端面粗切循环

1），格式

G7,2W(△d)R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)

N(ns)……

………

N(nf)……

W(△d):切削深度(Z向)/不指定正负符号。

R(e):退刀行程/本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。

P(ns):精加工形状程序的**个段号

Q(nf):精加工形状程序的最后一个段号

U(△u)：X方向精加工预留量的距离及方向。（直径）

W(△w): Z方向精加工预留量的距离及方向。

F(f)：进给。

2），注：

车外轮廓时U(△u)为正

车内轮廓时U(△u)为负

3，G73   成形重复循环

1），格式

G73U(△i)W(△k)R(d)

G73P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)

N(ns)………

…………

N(nf)………

U(△i):X方向**余量(半径指定),

W(△k): Z方向**余量

R(d):分割次数（以0.001为1个单位）

P(ns): 精加工形状程序的**个段号。

Q(nf):精加工形状程序的最后一个段号。

U(△u)：X方向精加工预留量的距离及方 向。（直径）

W(△w): Z方向精加工预留量的距离及方向。

2），注：

车外轮廓时U(△u) 、U(△i)为正

车内轮廓时U(△u) 、U(△i)为负

3），例：毛胚直径22

O1001

T0101

S800 M3

G00 X22. Z2.

G73 U6. W0.5 R0.006

G73 P1 Q2 U0.2 W0.1 F0.2

N1 G1 X10.

      Z-25.

     X20

N2   Z-50

G00 X100. Z100. M5

M30

第节

G80/G83/G84指令详解及编程举例

课时数

1

1.机能和目的

这此机能用一个单节来表示固定操作的预定顺序，例如正常定位、钻孔和攻牙。固定循环的和种类如下所示：

G码

钻孔轴

开始钻孔

孔底的动作

回复动作

用途

G80

－

－

－

－

取消

G83

Z

切削进给，间歇进给

暂停

快速进给

钻深孔循环

G84

Z

切削进给

暂停/主轴逆转

快削进给

攻牙循环

2．G83端面深孔钻孔循环    格式：G83 X Z R Q F；

X: 位置坐标   Z: 孔深坐标    R: Z轴起始点坐标   Q: 每次钻孔深度   F：钻削速度  

3，G84端面攻牙循环    格式    G84 X Z R Q F；

X: 位置坐标    Z: 孔深坐标    R: Z轴起始点坐标    Q: 每次钻孔深度    F：钻削速度（螺距）

第七节

刀尖半径补偿G40/G41/G42详解及应用举例

1. 概要

刀具尖端一般是圆弧形的，而程式执行时，都在刀具的前端假想刀尖点。所以在斜度或圆弧切削时，程式所切削的形状和真正切削形状之间，由于刀尖圆弧形而产生误差。这刀尖半径补正机能是依照刀径设定而能自动计算补正此误差。

依照指令码可以选择补正方向为固定或自动判别。

2. 机能和指令格式

命令

机能

指令格式

G40

刀径补正模式取消

G40 X（U）＿Z（W）＿I＿K＿

G41

刀径补正左模式ON

G41 X（U）＿Z（W）

G42

刀径补正右模式ON

G42 X（U）＿Z（W）

补偿的原则取决于刀尖圆弧中心的动向，它总是与切削表面法向里的半径矢量不重合。因此，补偿的基准点是刀尖中心。通常，刀具长度和刀尖半径的补偿是按一个假想的刀刃为基准，因此为测量带来一些困难。

把这个原则用于刀具补偿，应当分别以 X 和 Z 的基准点来测量刀具长度刀尖半径 R，以及用于假想刀尖半径补偿所需的刀尖形式数 (0-9)。

这些内容应当事前输入刀具偏置文件。

二.加工中心编程、操作

    **章 数控技术概述   机床系统：三菱(Mitsubishi)   发那科(Fanuc)   西门子(SINUMERIK)

1. 基本概念

2. 机床的工作原理和组成

3. 机床工作的流程

4. 加工中心机床的分类

5. 加工中心机床的特点和适用范围

6. 常用的G、M、T、H等代码的应用：G00线性快速移动，G01直线进给，G02顺时针圆弧，G03,逆时针圆弧，

G04暂停，精确停止,　 G17 选择X Y平面,G18选择Z X平面,G19选择Y Z平面, G28返回参考点G40取消

刀具半径补偿,G41左侧刀具半径补偿　G42右侧刀具半径补偿，G43刀具长度补偿正补偿，G49取消刀具补偿，

G54-G59工件坐标系的应用，　控制系统钻孔攻丝循环代码的应用：G80取消固定循环G81固定钻孔

G83深钻孔G84固定攻丝循环，G73啄钻，G76固定镗不拖。　控制系统M指令的应用：M0选择性暂停，

M01暂停，M02程序结束，M03主轴正转，M04主轴反转，M05主轴停止，M08切削液开，　M09切削液关，

M30程序结束返回程序头。　

手工编程练习, 仿真系统模拟，仿真系统及传送软件的使用.

7. 常用的加工材料性能介绍

8. 刀具，夹具，卡尺，量表等工具的使用方式

9. 机床的日常维护讲解

第二章

1.常用的机床控制面板的操作功能介绍

2.机床的工作原点介绍

3.加工坐标的讲解与确定

4.cnc加工的流程和顺序

5.程序单的介绍及其注意事项

6.上机操作前的安全要领

第三章

1.程序传输工作原理和使用方法

2.加工范围及深度的查取方法

3.刀具的安装方法及安全长度的讲解

4.拆装刀具需要注意的安全事项

5.加工工艺的介绍

6.刀具的使用成本控制方法

第四章

1.材料编号，基准角，模具各零部件讲解

2.工件的摆放和装夹要求

3.水平度，垂直度，平面度的讲解

4.校正工件的快速方法和经验传授

5.分中器的使用方法和注意事项

6.工件加工坐标（G54）的定制和机床输入

7.对刀的方法与深度数据的抄写

8.工件加工前的各项检查事项！

第五章

1.传输软件的设置和传输方法。

2.机床DNC设置和程序接收！

3.**刀切削的安全操作方法！

4.机床在加工过程的进给，转速调整

5.各种加工工艺的详细介绍及进给明细！

6.油冷，气冷的作用以及使用条件！

7.加工过程中转角，重切削，异响等各种突发问题的介绍及解决方法！

第六章

1.断刀，弹刀，擦刀，损刀，抢刀，烧刀，顶刀，骗刀的详细介绍及解决方法！

2.粗加工.精加工.半精加工。清角加工的原理及其经验的介绍！

3.不同材料，不同机床，不同模具的加工经验的详细讲解！

4.切削参数的调制与经验讲解

5.表面光洁度的加工工艺介绍

6.精度尺寸的加工控制方法与刀补的介绍

7.需要接刀的工件的控制方法

8.平面精加工的光洁度与平面度的控制方法

9.刀摆的原因以及加工精度的控制方法

10.机床加工中的尺寸（长宽高）测量方法。

1.工件下机前的尺寸，形状，重要位置的详细检查方法

2.2D图纸的认识以及机械制图的介绍

3.模具类加工方法，切削参数，加工工艺的总结

4.程序的后处理的操作方法

5.修改NC程序的方法和注意事项

6.机床MDI功能的使用！

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毕业后效力于机械、模具制造、手机制造等相关机械模具行业

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