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第3章 数控加工工艺分析 3.1 数控加工工艺性分析 3.1.1 数控加工工艺内容 1．数控加工工艺的特点 （1）数控加工的内容要求更加具体、明确 （2）数控加工的工艺要求更精确、严密 （3）数控加工工序相对集中 （4）数控加工工艺的特殊要求 2．数控加工工艺的主要内容 数控加工工艺主要包括：选择并确定需要进行数控加工的零件及内容，数控加工工艺设计，对零件图形进行必要的数学处理，编写加工程序，程序校验与首件试加工，数控加工工艺技术文件的编写与归档等。 （1）选择并确定需要进行数控加工的零件及内容 数控加工较适应的零件包括以下几种。 ① 形状复杂，加工精度要求高，通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件。 ② 多品种、小批量生产的零件。 ③ 几何形状较复杂的零件。 ④ 需要频繁改型的零件。 ⑤ 需要最短周期的急需零件。 （2）数控加工工艺设计 ① 数控加工工艺分析：主要包括零件图分析、结构工艺性分析、零件安装方式的选择等内容。 ② 工序的划分：工序划分主要考虑生产纲领、所用设备及零件本身的结构、技术要求等，数控工序的划分概念与普通机床工序划分有所不同。在数控机床上加工零件，工序划分方法有如下3种。 ● 按所用刀具划分：以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序，这种方法适用于工件的待加工表面较多、机床连续工作时间过长、加工程序的编制和检查难度较大等情况，加工中心常用这种方法划分。 ● 按定位方式划分工序：这种方法一般适合于加工内容不多的工件，加工完后就能达到待检状态。通常是以一次安装及加工作为一道工序。 ● 按粗、精加工划分：即粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。 ③ 工步的划分：工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个数控加工工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。工步划分的原则如下。 ● 同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。若加工尺寸精度要求较高时，考虑到零件尺寸、精度、刚性等因素，可采用前者划分工步。若加工表面位置精度要求较高时，建议采用后者。 ● 对于既有铣面又有镗孔的零件，可以采用“先面后孔”的原则划分工步。 ● 按所用刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工生产率。 工序与工步的划分要根据实际零件的结构特点、加工技术要求等情况综合确定。 ④ 加工顺序的安排：在确定了某个工序的加工内容后，要详细安排这些工序内容的加工顺序，如一般数控铣削采用工序集中的方式，通常按照从简单到复杂的原则，先加工平面、沟槽、孔，再加工内腔、外形，最后加工曲面；先加工精度要求低的表面，再加工精度要求高的部位等。 数控切削加工工序通常按下列原则安排顺序： ● 基面先行原则：用做精基准的表面应优先加工出来，因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。例如，轴类零件加工时，总是先加工中心孔，再以中心孔为精基准加工外圆表面和端面。又如，箱体类零件加工时，总是先加工定位用的平面和两个定位孔，再以平面和定位孔为精基准加工孔系和其他平面。 ● 先粗后精原则：先粗后精是指按照粗加工—半精加工—精加工的顺序进行加工，逐步提高加工精度。粗加工可在较短的时间内将工件表面上的大部分余量切除，一方面可提高金属切除率，另一方面可满足精加工的余量均匀性要求。若粗加工后所留余量不能满足精加工要求，则应安排半精加工。 ● 先内后外原则：内表面加工散热条件较差，为防止热变形对加工精度的影响，应先安排加工。对于有内孔和外圆表面的零件加工，通常先加工内孔，后加工外圆。同样，对于内外轮廓加工，先进行内轮廓（型腔）加工工序，后进行外形加工工序。 ● 先主后次原则：零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。 ● 先面后孔原则：对于有平面和孔加工的零件，应先加工孔，后加工平面。 加工顺序的安排还应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的要求综合确定。 ⑤ 确定走刀进给路线：走刀进给路线是指数控机床在整个加工工序中刀具相对于工件的运动轨迹和方向，即刀具从开始运动起，直至加工程序结束所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。可见走刀路线不但包括了工步的内容,也反映出工步顺序。 （3）对零件图形进行必要的数学处理 在完成工艺设计的工作之后，下一步需根据零件的几何尺寸、加工路线和刀具补偿方式，计算刀具的运动轨迹，以获得刀位资料。 （4）编写加工程序 在完成工艺设计和数学处理的工