云南昆明工業學校數控加工工藝分析課件授課教師：吳必宏一、本課程的性質、任務及學習內容《數控加工工藝》是數控技術運用專業的主干課程之一，是一門實踐性、綜合性、靈活性較強的專業理論核心課程。是以機械制造中的工藝理論為基礎，結合數控加工工藝的特點，綜合工業分析知識解決數控切削加工的問題。達到學生能規范、正確地進行零件加工工藝分析，加工出合格零件，做到學以致用。數控加工的切削知識，工件在數控機床上的裝夾，數控加工工藝基礎，數控車削加工工藝，數控銑削加工工藝，特種加工工藝，機械加工質量控制等內容。本課程的性質課程任務：《數控加工工藝》學習內容：第一章、數控切削基礎一節、切削運動與切削要素。二節、刀具切削部分幾何角度及選用。三節、刀具材料及切削過程控制。四節、切削液種類及選用。1、金屬切削加工：指用金屬切削刀具切除工件上多余金屬材料，使其形狀、尺寸精度、表面質量符合加工要求的一種機械加工方法。2、切削運動：在金屬切削加工過程中，刀具與工件之間相對運動的過程稱為切削運動。切削運動分：主運動和進給運動。如圖：Ⅰ是主運動；Ⅱ是進給運動。3、主運動：指由機床提供在金屬切削加工中其主要作用的運動。其特點：消耗功率最大，速度最高。

主運動有回轉運動和直線運動。4、進給運動：由機床或人力提供使刀具與工件之間產生附加相對運動。其特點：消耗功率較小；速度較低。進給運動有：連續運動和間歇運動。5、切削加工表面的形成：在金屬切削加工過程中，工件上形成三個變化的表面：待加工表面；過渡表面；已加工表面。（1）、待加工表面：工件上有待切除多余金屬的表面。（2）、過渡表面：工件上處于待加工表面與已加工表面之間，由切削刃形成的那部分表面。

（3）、已加工表面：工件上經刀具切削后產生的表面。6、切削三要素：在金屬切削加工過程中，將切削速度、進給量和背吃刀量稱為切削三要素。（1）、切削速度:指切削刃上選定點相對于工件主運動的瞬時速度。單位M/S當主運動為旋轉運動時，（2）、進給量f：刀具在進給切削方向上相對于工件的移動量。單位mm/r或mm/s。（3）、背吃刀量（切削速度）：指在工件垂直方向上已加工表面和待加工表面之間的距離。7、刀具切削部分的幾要素dw–待加工表面。dm–已加工表面。(1)、前刀面。(2)、主后刀面。(3)、副后刀面。(4)、主切削刃。（5）、副切削刃。

（6）、刀尖。

8、刀具切削部分各角度及合理選擇。主偏角：主切削刃在基面上投影與假定進給運動方向的夾角。主偏角：75—90°主偏角減小，刀尖角增大，刀具耐用度高，斷削效果差；主偏角增大，斷削效果好。副偏角：副切削刃在基面上投影與假定進給反向運動之間夾角。副偏角減小，可降低表面粗糙度提高刀具耐用度。9、主、副偏角的合理選擇。10、前角：是前刀面與基面之間的夾角。（正、負、零之分）前角增大，能減少切削變形和摩擦，降低切削力，減少刀具磨損，抑制積屑瘤產生。11、后角：主后刀面與切削平面之間的夾角。后角減小，刀具后面與工件表面摩擦增大。后角增大，刀具磨損減少，工件表面質量提高。12、刀尖角：主、副切削刃在基面投影之間的夾角。13、楔角：是前刀面與后刀面之間的夾角。14、刀具材料種類及選用常用刀具材料有：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金鋼、陶瓷、超硬刀具材料。（1）碳素工具鋼、合金工具鋼，特點是：

耐磨性好、強度、硬度高；韌性好，

廣泛應用于中、低速切削刀具材料。高速鋼特點：具有較高強度、硬度，

耐磨性好，韌性好，抗沖擊能力強。硬質合金鋼特點：耐磨性好，硬度高，韌性和抗沖擊能力差。用于制造焊接式合金車刀。陶瓷材料特點：硬度、耐磨性好，用于鋼鐵

和有色金屬等高精度零件加工。15、金屬切削加工過程中切屑的形成：根據切屑形態不同分：帶狀切屑、節狀切屑、粒狀切屑、崩碎切屑。16、金屬切削加工過程中切屑的三個變形區：被切削的某點P向切削刃逼近的區域稱第一變形區。切屑在刀具前面產生剪切變形的區域稱為第二變形區。工件與刀具后面接觸形成已加工表面的區域稱為第三變形區。第一變形區。第二變形區。第三變形區。刀具17、積屑瘤：在切削速度不高又能形成連續切削時，加工鋼材或其他塑形材料。常在切削刃附近粘結一塊很硬金屬堆積物，包圍著切削刃，這就是積屑瘤。工件刀具積屑瘤18、積屑瘤對切削過程的影響：（1）、增大實際切削的前角。（2）、增大切削層的厚度。（3）、增大已加工表面的粗糙度。（4）、影響刀具耐用度。19、導致積屑瘤產生的原因：工件材料的塑性。切削的速度。減少進給量。20、切削力：在金屬切削時，工件材料抵抗刀具切削時所產生的阻力稱為切削力。切削力與刀具作用在工件上的力大小相等、方向相反。切削力的來源：（1）、三個變形區內金屬產生彈性變形抗力和塑性變形抗力。（2）、切削與刀具前面。（3）、工件與刀具后面之間的摩擦力。21、影響切削力的主要因素：（1）、工件材料的影響。工件材料強度、硬

度高—切削力大。（2）、切削用量的影響。被吃刀量和進給量

大—切削力大。（3）、刀具幾何角度的影響。增大前角—可

減小切削力。22、切削熱：在切削過程中，三個變

形區和摩擦產生的熱能稱為切削熱。23、刀具的磨損形式有：正常磨損和非正常磨損刀具的正常磨損：指刀具正常切削使用情況下

逐漸產生磨損。刀具非正常磨損：指刀具因為使用不當后產生

沖擊、崩刃、斷裂等。刀具正常磨損包括：前刀面磨損，后刀面磨損，

前后刀面同時磨損。24、切削用量的合理選擇：（1）、背吃刀量ap

選擇：粗加工時，應盡量用一次走刀切除全部加工

余量。切削表面有硬皮時，應盡量使背吃刀量大于硬

皮厚度以保護刀尖。

精加工時，背吃刀量可取0.5—1mm。（2）、進給量f的選擇：粗加工時，根據機床和刀具承受條件選用較

大進給量。精加工時，根據表面粗糙度要求，應選擇較

小進給量。（3）、切削速度vc

選擇：粗加工時，切削速度要低。精加工時，切削速度要高。通常情況：25、切削液的種類：水溶液、乳化液、切削油。水溶液：指以水為主要成分加入防銹添加劑、油性添加劑而合成的切削液。乳化液：由礦物油、乳化劑配置而成加水稀釋的一種切削液。切削油：由礦物油加入一定添加劑而構成。26、切削液的作用：（1）、冷卻作用。（2）、潤滑作用。（3）、排屑與清洗作用。（4）、防銹作用。27、切削液的合理選擇：粗加工時，產生大量切削熱，則必須連續、充分澆注切削液。精加工時，應澆注潤滑性能較好的切削液，以降低刀具磨損，改善加工表面質量。總之：切削塑性材料時，需要澆注切削液。切削鑄鐵、脆性材料時，不澆注切削液。切削銅合金、有色金屬時，不使用含硫化添加劑的切削液。切削鋁、鎂及合金時，不使用水溶液或水溶性乳化液。第一章：切削加工基礎作業布置：1、簡述什么是切削運動（主運動、進給運動）？

切削三要素是？2、簡述積屑的形成及影響？3、簡述切削力的來源及影響？4、簡述切削液的種類，作用？第一章：總結和復習切削運動定義主運動進給運動切削表面的形成：已加工表面待加工表面過渡表面定義定義1、2、3、4、切削三要素切削速度VC進給量F刀具切削部分六要素：背吃刀量ap5、6、刀具幾何角度及選用主偏角副偏角前角后角刀尖角刀具材料及選用：碳素工

具鋼合金工

具鋼高速鋼硬質合

金鋼陶瓷超硬質材料7、8、9、根據切削中切屑形態不同切屑分：10、金屬切削過程中的三個變形區。11、積屑瘤定義影響（4點）產生原因（3點）12、切削力定義來源影響13、切削熱定義14、刀具的磨損形式：正常磨損（3點）非正常磨損15、切削用量

合理選擇：背吃刀量ap:進給量F:切削速度Vc:粗加工時，在機

床和刀具能承受前提下背吃刀量盡可能大；精加工時小，

0.5mm粗加工時，進給量大，精加工進給量下。粗加工時慢精加工時快16、切削液種類（3種）作用（4點）選用（3點）總之：粗加工時，背吃刀量大，進給量大，切削速度慢；精加工時，背吃刀量小，

進給量小，切削速度快。第二章：工件在數控機床上的裝夾一節、機床夾具概述。二節、工件的定位。三節、工件的夾緊。四節、專用夾具。1、機床夾具（簡稱：夾具）：指在機械加工過程中，用以裝夾工件的裝置

稱為機床夾具。常見機床夾具：四爪卡盤三爪卡盤虎鉗夾具2、工件的定位：在機械加工中，為保證加工精度，確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為工件定位。3、夾緊：工件定位后將其固定，使工件在加工過程中始終保持位置不變的操作稱為夾緊。4、裝夾：工件在機床或夾具中定位、夾緊的過程稱

為裝夾。5、機床夾具的組成：定位裝置夾緊裝置夾具體。定位裝置：作用確定工件在夾具中的

正確位置。夾緊裝置：作用將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程的正確位置不變。夾具體：作用輔助支承等。6、機床夾具分類：根據夾具通用程度

通用夾具專用夾具

成組夾具組合夾具7、機床夾具在加工中的作用：（1）、保證工件加工精度。（2）、提高勞動生產效率和降低加工成本。（3）、擴大機床工藝范圍和改善機床用途。（4）、改善勞動強度和保證生產安全。8、工件裝夾方式：（1）、直接找正裝夾法。—采用百

分表找正裝夾。（2）、劃線找正裝夾法。—在工件上劃線，使工件獲得正確位置。（3）、通用夾具裝夾法。—三爪自定心卡

盤裝夾、虎鉗固定裝夾。9、工件定位的基本原理：定位即限制工件自由度。工件在空間具有六個自由度，即XYZ軸的移動和轉動，共六個自由度。因此，采用合理設置的六個支承點，每個支承點限制一個自由度，將工件在夾具中的位置完全確定—就稱“六點定位原則”。六點定位原理10、工件定位中出現的幾種情況：（1）、完全定位。—采用六個支承點限

制工件的全部自由度，稱為完全定位。（2）、不完全定位。—工件的自由度沒有被完全限制時，稱為不完全定位。（3）、欠定位。—工件裝夾時該限制的自由度沒有被完全限制的現象稱欠定位。注意：欠定位是絕對不允許的，

無法保證加工要求。11、工件定位的基本原則：（1）、應減少定位誤差。（2）、保證工件加工精度。（3）、方便工件裝夾和加工。（4）、夾具結構應簡單。12、對定位元件的基本要求：（1）、應有足夠的精度。（2）、應有足夠的強度和剛度。（3）耐磨性好。（4）、工藝性能好。（5）、方便切除切屑。13、夾緊裝置的組成：動力裝置、夾緊元件和中間傳力機構組成動力裝置：也稱力源裝置，產生夾緊動力的裝置。如：液壓、氣動夾緊和手動夾緊。夾緊元件：直接與工件接觸，執行夾緊工件的元件。中間傳力機構：將動力裝置產生的動力傳給夾緊元件。中間傳力機構作用：改變夾緊力的方向、大小，具有

一定的自鎖。14、對夾緊裝置的基本要求：（1）、夾緊時，不得破壞工件在夾具中

占有的正確位置。（2）、夾緊力大小適當，既保證夾緊可靠

性，又避免和減小工件變形。（3）、夾緊裝置操作安全、方便，省力，

夾緊迅速。（4）、夾緊裝置應結構簡單，方便制造和

調整。15、夾緊力的確定：夾緊力應垂直于工件的主要定位基準面。夾緊力應與切削力、工件重力方向一致。夾緊力應靠近工件強度、剛度最好的方向，

避免工件夾緊變形。16、夾緊力的作用點選擇：（1）、應能夠保持工件定位穩定可靠。（2）、應盡量避免或減少工件的夾緊變形。（3）、夾緊力的作用點應盡量靠近加工部位。17、專用夾具設計的基本要求：（1）、保證加工精度穩定性。（2）、提高機械加工的勞動生產率。（3）、結構簡單，具有良好的結構工藝性。（4）、應降低工件制造成本。（5）、提高夾具元件的通用化和標準化，

降低夾具成本。第二章：工件在數控機床的裝夾作業布置：1、簡述機床夾具的組成及作用？2、簡述工件定位的原則及要求？3、簡述對夾緊裝置的基本要求？4、簡述如何選擇夾緊力的作用點？第二章：工件在數控機床的裝夾

總結、復習1機床夾具的含義：指機械加工中，用于裝夾零件的裝置。常見的機床夾具有：2什么是工件定位：什么是工件夾緊：什么是工件裝夾：三爪卡盤四爪卡盤虎鉗夾具使工件在夾具中占有準確位置。在機械加工過程中，使工件保持正確位置不變的操作。工件在夾具中定位和夾緊的過程。3機床夾具的組成及作用：組成4機床夾具的分類：定位裝置確定工件在夾具中的正確位置。作用夾緊裝置夾具體作用作用將工件夾緊、夾牢，保持正確位置的不變。輔助支撐的作用。通用夾具專用夾具組合夾具成組夾具6工件的裝夾方式：機床夾具在加工中的作用：5保證工件加工精度。提高勞動生產效率和降低加工成本。擴大機床工藝范圍和改善機床用途。改善勞動強度和保證生產安全。直接找正裝夾。劃線找正裝夾。通用夾具裝夾法。7工件的定位原理：工件定位的幾種情況：六點定位原理。完全定位不完全定位欠定位六點定位原理。8工件定位的基本原則：9對定位元件的要求：應減少定位誤差。保證工件加工精度。方便工件裝夾和加工。夾具結構應簡單。應有足夠的精度。應有足夠的強度和剛度。方便切除切屑。耐磨性好。工藝性能好。10夾緊裝置的組成及要求：組成要求動力裝置夾緊裝置中間傳力裝置夾緊時，不得破壞工件在夾具中占有的

正確位置。夾緊力大小適當，既保證夾緊可靠性，

又避免和減小工件變形。夾緊裝置操作安全、方便，省力，夾緊

迅速。夾緊裝置應結構簡單，方便制造和調整。11對夾緊力的確定：對夾緊力作用點的選擇：12夾緊力應垂直于工件的

主要定位基準面。夾緊力應與切削力、工件

重力方向一致。夾緊力應靠近工件強度、剛度最好的方向避免工件夾緊變形。應能夠保持工件定位穩定可靠。應盡量避免或減少工件的夾緊變形。夾緊力的作用點應盡量靠近加工部位。13對專用夾具設置的要求：保證加工精度穩定性。提高機械加工的勞動生產率。結構簡單，具有良好的結構工藝性。應降低工件制造成本。提高夾具元件的通用化和標準化，降低夾具成本。第三章、數控加工工藝分析一節、工藝過程及概述。二節、定位基準的選擇。五節、典型零件加工工藝分析。三節、機械加工工藝路線的擬定。四節、機械加工工藝設計與實施。1、工藝過程：指在生產過程中，直接改變生產對象形狀、尺寸、相對位置等，使其成為成品或半成品的過程稱工藝過程。指用機械加工的方法改變毛坯形狀、尺寸、相對位置等，使其成為零件的全過程。2、機械加工工藝過程：3、機械加工工藝過程的組成：由工序、安裝、工位、工步和走刀組成。4、工序：指一個或一組工人在一個工作地對同一個或幾個工件所連續完成的那一部分工藝過程。工序四要素：工作地、工人、工件、連續作業。5、安裝：指工件經過一次裝夾后所完成的那一部分工序內容稱為安裝指工件在夾具中完成一次安裝所占據不同的位置，每個位置所完成連續加工的那部分工序稱工位。6、工位：7、工步：指在一個工序中，加工表面和加工工具不變情況下，所連續完成的那一部分工序。8、走刀：在金屬加工中，切除的金屬層很厚應分幾

次切削時，刀具對工件完成一次

進給切削運動稱走刀。9、機械加工工藝過程卡片：是以工序為單位說明零件機械加工過程的一種工藝文件。指在機械加工工藝過程卡的基礎上，按每道工序的工步內容所編制的一種工藝文件。10、機械加工工序卡片：11、制定機械加工工藝的原則和步驟：12、制定機械加工工藝準備階段有：基本原則是：確保加工質量和減少生產成本。步驟是：填寫工藝文件。工序設計階段。工藝路線擬定階段。準備工作階段。計算生產綱領。確定生產類型。對零件進行工藝分析。確實毛坯類型。（3）、對零件進行工藝分析：（2）、生產類型：指在計劃期內企業應當生產的產品產量

和進度計劃。（1）、生產綱領：