数控专业毕业论文数控加工工艺分析.doc

《数控专业毕业论文数控加工工艺分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控专业毕业论文数控加工工艺分析.doc（25页珍藏版）》请在沃文网上搜索。

1、摘 要数控技术及数控机床数控在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术与制造技术结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。 随着科学技术的发展，普通机床越来越不能满足市场的需求，其劳动强度大，危险性高，且不

2、能满足现代科学的批量生产需要，越来越多的企业将普通机床逐渐转向数控化，因为数控机床可弥补普通机床的许多缺点，可实现加工精度高，多工序的集中化，自动报警，自动补偿及自动监控的功能。数控加工技术已广泛应用于机械加工制造业中，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂多变零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，这是因为数控加工程序不公包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。对于简单的模具零件，通常采用手工编程的方法，对于复杂的模具零件，往往需要借助于CAM软件

3、编制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、等。无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的工艺参数，是编制高质量加工程序的前提。本次论文内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。 关键词： 数控技术 加工工艺 编程 工艺参数24目 录第一章 数控机床的特点1.1数控机床的分类11.2数控机床的组成与工作原理41.3数控机床的维护61.4数控机床的发展7第二章 数控加工工艺分析2.1毛培的选择82.2零件图工艺分析102.3定位基准的选择122.4刀具选择152.5加工方法的选择162.6数控加工工艺路

4、线的分析182.7外圆表面加工方法的选择19第三章 工序的划分3.1加工顺序的安排213.2数控加工工序设计23总结致谢参考文献第一章 数控机床的特点1.1数控机床的分类1.1.1按加工工艺方法分类（1）金属切削类数控机床与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗

5、、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。2）特种加工类数控机床除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。3）板材加工类数控机床常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折

6、弯机等。近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。1.1.2按控制运动轨迹分类1.点位控制数控机床位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。2.直线控制数控机床直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条

7、件可在一定范围内变化。直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。3.轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且能控制整个加工

8、轮廓每一点的速度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。1.1.3按驱动装置的特点分类1开环控制数控机床这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统

9、每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。但是，系统对移动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。2闭环控制数控机床接对工作

10、台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时，若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过A将速度反馈信号送到速度控制电路，通过C将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与位移指令值相比较，用比较后得到的差值进行位置控制，直至差

11、值为零时为止。这类控制的数控机床，因把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。3半闭环控制数控机床半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置（如光电编码器等），通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。通过测速元件A和光电编码盘B可间接检测出伺服电动机的转速，从而推算出工作台的实际位移量，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中，因而称为半闭环控制数控机床。半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有

12、很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体，这样，使结构更加紧凑。4混合控制数控机床将以上三类数控机床的特点结合起来，就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床，因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度，其传动链惯量与力矩大，如果只采用全闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制闭环中，闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式：（1）开环补偿型。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，另外附加一个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。（2）半闭环补偿型。它是用半闭环控制方式取得高精度控制，再用装在工作

13、台上的直线位移测量元件实现全闭环修正，以获得高速度与高精度的统一。其中A是速度测量元件（如测速发电机），B是角度测量元件，C是直线位移测量元件。1.2数控机床的组成与工作原理数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的

14、编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。1.21 输入装置输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程

15、序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。1.2.2 数控装置数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”

16、，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。1.2.3 驱动装置和位置检测装置驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行

17、比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。1.2.4 辅助控制装置辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。1.2.5 机床本体数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动

18、装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。1.3数控机床的维护1.3.1日检 其主要项目包括液压系统、主轴润滑系统、导轨润滑系统、冷却系统、气压系统。 检就是根据各系统的正常情况来加以检测。例如，当进行主轴润滑系统的过程检测时，电源灯应亮，油压泵应正常运转，若电源灯不亮，则应保持主轴停止状态，与机械工程师联系。进行维修。1.3.2. 周检 其主要项目包括机床零件、主轴润滑系统，应该每周对其

19、进行正确的检查，特别是对机床零件要清除铁屑，进行外部杂物清扫。3. 月检 主要是对电源和空气于燥器进行检查。电源电压在正常情况下额定电180V-220V，频率50Hz，如有异常，要对其进行测量、调整。空气于燥器应该每月拆一次，然后进行清洗、装配。4. 季检 季检应该主要从机床床身、液压系统、主轴润滑系统三方面进行检查。例如，对机床床身进行检查时，主要看机床精度、机床水平是否符合手册中的要求，如有问题，应马上和机械工程师联系。对液压系统和主轴润滑系统进行检查时，如有问题，应分别更换新油6oL和20L，并对其进行清洗。5. 半年检 半年后，应该对机床的液压系统、主轴润滑系统以及X轴进行检查，如出现

20、毛病，应该更换新油，然后进行清洗工作。全面地熟悉及掌握了预防性维护的知识后，还必须对油压系统异常现象的原因与处理有更深的了解及必要的掌握。如当油泵不喷油、压力不正常、有噪声等现象出现时，应知道主要原因有哪些，有什么相应的解决方法。对油压系统异常现象的原因与处理，主要应从三方面加以了解： (1) 油泵不喷油 主要原因可能有油箱内液面低、油泵反转、转速过低、油粘度过高、油温低、过滤器堵塞、吸油管配管容积过大、进油口处吸人空气、轴和转子有破损处等，对主要原因有相应的解决方法，如注满油、确认标牌，当油泵反转时变更过来等。 (2) 压力不正常 即压力过高或过低。其主要原因也是多方面的，如压力设定不适当、

21、压力调节阀线圈动作不良、压力表不正常、油压系统有漏等。相应的解决方法有按规定压力设置拆开清洗、换一个正常压力表、按各系统依次检查等。 (3) 有噪声 噪声主要是由油泵和阀产生的。当阀有噪声时，其原因是流量超过了额定标准，应该适当调整流量；当油泵有噪声时，原因及其相应的解决办法也是多方面的，如油的粘度高、油温低，解决方法为升油温；油中有气泡时，应放出系统中的空气等等。 1.4数控机床的发展数控系统在控制性能上向智能化发展。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维

22、刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。直线电机驱动系统已实用化。 总之，新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床性能向高精度、高速度、高柔性化方向发展，使柔性自动化加工技术水平不断提高。 为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，当前，世界数控技术及其装备发展趋势主要体现在以下几个方面： 1.工序集中 20世纪50年代末期，在一般数控机床的基础上开发了加工中心，即自备刀库的自动换刀数控机床。在加

23、工中心机床山，工件一次装夹后，机床的机械手可自动换刀具，连续地对多种工序加工。2.高速、高效、高精度、高可靠性 要提高加工效率，首先必须提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，而可靠性则是上述目标的基本保证。为此，必须要有高性能的数控装置作保证。 机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。3.方便使用 数控机床制造厂把建立友好的人机界面，提高数控机床的可靠性作为提高竞争能力的重要方面。第二章

24、数控加工工艺分析2.1 毛培的选择毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。2.1.1常见的毛坯种类1.铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。2.锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件

25、的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。3型材 型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。4.焊接件 焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。5.其他毛配 其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等2.1.2毛坯的选择原则选择毛坯时应该考虑如下几个方面的

26、因素：1.零件的生产纲领大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。2.零件材料的工艺性例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。3.零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如各段直径相差较大

27、，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。2.1.3毛坯的形状及尺寸毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。如铸

28、造毛坯的加工余量，是由铸件最大尺寸、公称尺寸（两相对加工表面的最大距离或基准面到加工面的距离）、毛坯浇注时的位置（顶面、底面、侧面）、铸孔的尺寸等因素确定的。对于单件小批生产，铸件上直径小 30mm 和铸钢件上直径小于 60mm 的孔可以不铸出。而对于锻件，若用自由锻，当孔径小于 30mm 或长径比大于 3 的孔可以不锻出。对于锻件应考虑锻造圆角和模锻斜度。带孔的模锻件不能直接锻出通孔，应留冲孔连皮等。毛坯的形状和尺寸的确定，除了将毛坯余量附在零件相应的加工表面上之外，有时还要考虑到毛坯的制造、机械加工及热处理等工艺因素的影响。在这种情况下，毛坯的形状可能与工件的形状有所不同。2.2零件图工艺

29、分析2.2.1零件图样分析 零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点，如图4-30(a)所示，在数控加工零件图上，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。零件设计人员在尺寸标注时，一般总是较多地考虑装配等使用特性，因而常采用如图4-30(b)所示的局部分散的标注方法，这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的累积误差而破坏零件的使用特性，因此，可将局部的分散标注法改为同一基准标注或直接标注坐标尺寸。 分析被加工零件的设计图纸，根据标注的尺寸

30、公差和形位公差等相关信息，将加工表面区分为重要表面和次要表面，并找出其设计基准，进而遵循基准选择的原则，确定加工零件的定位基准，分析零件的毛坯是否便于定位和装夹，夹紧方式和夹紧点的选取是否会有碍刀具的运动，夹紧变形是否对加工质量有影响等。为工件定位、安装和夹具设计提供依据。构成零件轮廓的几何元素(点、线、面)的条件(如相切、相交、垂直和平行等)，是数控编程的重要依据。手工编程时，要依据这些条件计算每一个节点的坐标；自动编程时，则要根据这些条件对构成零件的所有几何元素进行定义，无论哪一个条件不明确，都会导致编程无法进行。因此，在分析零件图样时，务必要分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与

31、设计人员协商解决。2.2.2零件的结构工艺性分析 零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀次数，方便编程，提高生产效益。 内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，所以内槽圆角半径不应太小。对于图4-31所示零件，其结构工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转角圆弧半径的大小等因素有关。图(b)与(a)相比，转角圆弧半径R大，可以采用直径较大的立铣刀来加工；加工平面时，进给次数也相应减少，表面加工质量也会好一些，因而工艺性较好。反之，工艺性较差。通常R0.2H(H为被加工工件轮廓面的最大高度)时，可以判定零件该部位的工艺性不好。 零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大。

32、如图4-32所示，铣刀端面刃与铣削平面的最大接触直径dD-2r(D为铣刀直径)，当D一定时，r越大，铣刀端面刃铣削平面的面积越小，加工平面的能力就越差，效率越低，工艺性也越差。当r大到一定程度时，甚至必须用球头铣刀加工，这是应该尽量避免的。 应尽可能在一次装夹中完成所有能加工表面的加工，为此要选择便于各个表面都能加工的定位方式；若需要二次装夹，应采用统一的基准定位。在数控加工中若没有统一的定位基准，会因工件重新安装产生定位误差，从而使加工后的两个面上的轮廓位置及尺寸不协调，因此，为保证二次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的定位基准。2.3定位基准的选择2.3.1工艺基准零件加工与装配过

33、程中所采用基准，称为工艺基准它包括以下几种。 (1）工序基准 工序图上用来标注本工序加工尺寸和形位公差基准。就其实质来说，与设计基准有相似之处，只是工序图基准。工序基准大多与设计基准重合，加工方便，也有与设计基准不重合而与定位基准重合、（2）定位基准 加工中，使工件基准；用划线找正法装夹，所划线为定位基准；用夹具装夹，工件民定位元件相接触面是定位基准。作为定位基准点、线、面，可能是工件上些面，也可能是看不见摸不着中心线、中心平面、球心等，往管理方式需要工件某些定位表来体现，这些表面穭定位基面。例如用三爪自定心卡盘夹持工件外圆，体现以轴线为定位基准，外圆面为定位基面。例如用三爪自定心卡盘夹持工件

34、外圆，体现以轴线为定位基准，外圆面为定位基面。严格说，定位基准民定位基面并一回事，但可以替代，这中间存一个误差问题，有关这个问题夹具设计一章讲授。上述各类基准应尽可能使其重合，舅设计 机器零件时，应尽可能以装配基准作设计基 准直执着保装配精度。编制零件加工工艺过程时，应尽量使定位基准和测量基准民工序基准重合，消除基准不重合误差。1）选择加工方法应考虑因素 选择加工方法应考虑每种加工方法加工经济精度、零件材料可加工性、工件结构形状和尺寸，生产类型及工厂现有身产条件。加工表面技术要求是决定表面加工方法最重要因素。这些技术要求零件设计图样上所规定以外，还包括基准不重合而提高对某些表面加工要求，以及选

35、择作为精基准而可能对其提出更高加工要求。各加工表面技术要求，首先选择能保证该要求最终加工方法，然后依次向前选定各预备工序加工方法。（2）外圆、内孔及平面各种加工方案适用范围（表4-10表4-12） 表4-10 外圆表面加工方案适用范围加工方法经济精度表面粗糙度Ra/m适用范围粗车T11以下5012.5适用于淬火钢以外各种金属粗车-半精车T8106.33.2粗车-半精车-精车T781.60.8粗车-半精车-精车-滚压（或抛光）T780.20.025粗车-半精车-磨削T780.80.4主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属粗车-半精车-粗磨-精磨T670.40.1粗车-半精车-粗磨-

36、精磨-超精加工（或轮式超精磨）T50.1Rz0.1粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨或镜面磨T50.025 Rz0.05粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨T50.1 Rz0.05粗车-半精车-精车-金刚石车T670.40.025主要用于要求较高有涩金属加工 表4-11 孔加工方案适用范围加工方案经济精度表面粗糙度Ra/m适用范围钻T111212.5加工未淬火钢及铸铁实心毛坯，也可用于加工孔径小于1520mm有色金属（但表面粗糙度稍粗糙）钻-铰T93.21.6钻-铰-精铰T781.60.8钻-扩T101112.56.3同上，但孔径大于1520mm钻-扩-铰T893.21.6钻-扩-粗铰-精铰T71.6

37、0.8钻-扩-机铰-手铰T670.40.1钻-扩-拉T791.60.1大批大量生产中小零件上午通孔（精度由拉刀精度而定）粗镗（或扩孔）T111212.56.3除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔粗镗（粗扩）-半精扩（精扩）T893.21.6粗镗（扩）-半精镗（精扩-精镗（铰）T781.60.8粗镗（扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀精镗T670.80.4粗镗（扩）-半精镗-磨孔T780.80.2主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属粗磨（扩）-半精镗-粗镗-精镗T670.20.1粗镗-半精镗-精镗-金刚镗T670.40.05主要用于精度要求高有色金属加工钻-（扩）-粗铰-精

38、铰-珩磨；钻-（扩）-拉-珩磨；半精镗-精镗-珩磨T670.20.025黑色金属以研磨代替上述方案中珩磨T6级以上0.1 表4-12 平面加工方案适用范围加工方案经济精度表面粗糙度Ra/m适用范围粗车-半精车T96.33.2未淬硬钢、铸铁、有色金属工件粗车-半精车-精车T781.60.8粗车-半精车-磨削T890.80.2钢、铸铁粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）T896.31.6未淬硬钢、铸铁、有色金属工件。批量较大时宜采用宽刃精刨方案粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-刮研T670.80.1以宽刃刨削代替上述方案刮研T70.80.2粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-磨削T70.80.2淬硬或未淬硬黑

39、色金属工件粗削（或粗铣）-精刨（或精铣）-粗磨-精磨T670.40.02粗铣-拉T790.80.2大量生产未淬硬较小平面（精度视拉刀精度而定）粗铣-精铣-磨削-研磨T6以上0.1Rz0.05淬硬或未淬硬黑色金属工件3. 加工阶段划分与工序合理组合 （1）加工阶段划分。按加工性质和目不同，工艺过程一般可划分成组加工、半精加工、精加工和光整加工几个阶段，划分加工阶段作用是：能减少或消除内应力、切削力和切削热对精加工影响；及早发现毛坯缺陷；便于安排热处理，可合理使用机床；避免或减少损伤已精加工过表面。下列情况也可不划分加工阶段；加工精度要求不高、刚性足够或加工余量不大工件；装夹、运输不便重型零件。（

40、2）工序组合，组合工序有两种不同原则，即工序集中原则和工序分散原则。工序集中特点；零件各个反复面加工集中少数几个工序中完成，每个工序所安排加工内容多；有利于保证各加工面间相互位置精度要求；有利于采用高效机床和工艺装备；生产面积和操作工人数量减小；生产计划和生产组织到简化；工件装夹次数减小。工序分散特点；工序多，工艺过程长，每个工序所包含加工内容少；所使用工艺设备和装备比较简单，易于变换产品。一般来说，单件小批生产多遵循工序集中原则，而大批大量生产既可采取工序集中，也可采取工序分散。4.加工顺序安排（1）切削加工顺序安排原则1）先加工基准表面、再加工其他表面 2）先加工主要表面（指装配基面、工作

41、表面等），后加工次要表面（指键槽、螺孔等） 3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序（2）热处理工序安排（见表4-13）（3）检验工序安排 1）加工质量检验，除各工序操作者自检外，下列场合应考虑单独安排检验工序；零件粗加工阶段结束之后；从一个车间送往另一个车间前后，重要工序前后，零件全部加工结束之后。 2）特种检验X射线检查、超声波探伤检查等多用于检查工件内部质量，一般安排工艺过程开始；荧光检查、磁力探伤主要用来检查工件表面质量，通常安排精加工阶段；密封性检查、工件平衡及重量检查，一般都安排工艺过程最后。 表4-13 热处理工序安排热处理种类、名称预备热处理时效处理最终热处理表面处理退火、正火、

42、调质等人工时效、自然时效淬火、淬火回火、渗碳、冰冷处理氧化电镀、涂层、发蓝、氧化等热处理目改善材料加工性能消除内应力提高材料硬度和耐磨性提高表面耐磨性、耐腐蚀性，使之美观热处理工序安排机械加工之前粗加工前或后半精加工之后，精加工之前精加工之后工艺过程最后2.4刀具的选择刀片形状与刀尖强度、切削振动示意图 从切削力考虑，刀尖角越大，在车削中对工件的径向分力越大，越易引起切削振动。 从有效刃数来看，同等条件下，圆形刀片最多，棱形刀片最少，最近又现出了一种80的四边形刀片(Q型)(图3)，这种刀片比80棱形刀片的有效刃数增加了一倍。 杆头部形式的选择 刀杆头部形式按主偏角和直头、偏头分有1518种，

43、各形式规定了相应的代码，国家标准和刀具样本中都-一列出，可以根据实际情况选择。有直角台阶的工件，可选大于或等于叨往偏角的刀杆。一般粗车，可选主偏角4590的；精车，可选4575的；中间切入、仿形，可选45107.5的；工艺系统刚性好时可选较小值，工艺系统刚性差时，可选较大值。 常用的刀片后角有N(0)、C(7)、P(11)、E(20)等，一般粗加工，半精加工可用N型。半精加工、精加工可用C型、P型、也可用带断屑槽形的N型刀片。加工铸铁、硬钢可用N型。加工不锈钢可用C型、P型。加工铝合金可用P型、E型等。加工弹性恢复性好的材料可选用较大一些的后角。一般镗孔刀片，选用C型、P型，大尺寸孔可选用N型

44、。 左右手刀柄的选择 有三种选择：R(右手)、L(左手)和N(左右手)。要注意区分左右刀的方向(图4)。选择时要考虑机床刀架是前置式还是后置式、前刀面是向上还是向下、主轴的旋转方向以及需要的进给方向等，表示了左右手螺纹刀在不同的情况下所得到的不同结果。 刀杆尺寸的选择 刀杆基本尺寸有刀尖高度，刀杆的宽度和长度，在标准尺寸系列中，这些都是相对应的，选择时应与所使用的机床相匹配，使车刀装在卧式车床刀架上的刀尖位置处于车床主轴中心线等高位置，若略低一点可以加垫片解决，但对于数控机床，原则上不得加垫片。刀杆的长度应考虑到刀杆需要的悬伸量，这悬伸量应尽可能小。内孔刀杆还要考虑加切削。要考虑到主偏角对有效

45、切削刃长度的影响。 2.5加工方法的选择 表4-3 平面加工方案序号加工方案经济精度级表面粗糙度Ra值/m适用范围1粗车半精车IT96.33.22粗车半精车精车IT7IT81.60.8端面3粗车半精车磨削IT8IT90.80.24粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）IT8IT96.31.6一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度较细）5粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）刮研IT6IT70. 80. 1精度要求较高的不淬硬平面；批量较大时宜采用宽刃精刨方案6以宽刃刨削代替上述方案刮研IT70.80.27粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）磨削IT70.80.2精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面8粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）粗磨精磨IT6IT70.40.029粗铣拉IT7IT90.80.2大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定）10粗铣精铣磨削研磨IT6级以上0. 1Rz0. 05高精度平面