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欢迎同学们到数控实习 实践2个月 数控技术 西安电子科技大学 工程训练中心 数控加工技术 一 数控加工技术简介二 数控机床的发展三 数控机床的组成四 数控机床的特点五 数控系统的组成六 加工过程及原理七 数控编程简介八 数控特种加工九 数控机床的分类十 数控实习的目的和要求 数控加工技术 数控技术是综合应用计算机 自动控制 自动检测及精密机械等高新技术的产物 一 简介 世界上第一台数控机床 美国法道加工中心 美国辛辛那提 德国西门子加工中心 日本法拉克加工中心 普通卧式数控车床 电火花线切割机床 什么是数控 数字控制 NumericalControl 是一种自动控制技术 是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法 什么是数控机床 数控机床是一种装有程序控制系统的机床 该系统能逻辑地处理具有特定代码和其它符号编码指令规定的程序 二 发展 1实验阶段2实用阶段3发展方向 1952年 1970年其特点是数控系统的所有功能均由硬件来实现 故又称硬件控制 这个阶段数控系统的发展经历了三个时代 即电子管时代 晶体管时代和小规模集成电路时代 1970年 至今即CNC 计算机数控 1974年美国发明微处理器 小型或微型计算机开始用于数控系统 数控系统进入了实用的阶段 数控机床的发展方向 高速化 在保证精度的前提下提高加工速度高精度 提高定位精度和重复定位精度0 001mm或更高多功能 多种监控 监测及补偿功能智能化 自适应控制技术高可靠性 提高数控系统的可靠性和稳定性 NC NumericalControl 数控CNC ComputerNumericalControl 计算机数控DNC DirectNumericalControl 计算机直接控制FMS FlexibleManufacturingSystem 柔性制造系统 三 数控机床的组成1 数控装置2 伺服系统3 机床本体 数控装置 控制系统一般由工业用控制计算机和控制程序组成 计算机数控系统 计算机数控系统 数控装置 是由装有数控系统程序的专用计算机 输入输出设备 可编程序控制器 存储器 主轴驱动及进给驱动等部分组成 数控装置是数控机床的核心 能完成信息的输入 存储 变换 插补运算等功能 伺服机构 伺服机构一般选择交流 伺服电机或步进电机 伺服系统 数控机床的伺服系统 或称驱动系统 是数控机床的重要组成部分用于控制数控机床的进给和主轴运动其性能的好坏直接影响数控机床的加工精度和生产效率 机床本体 机械系统 根据加工工艺进行分类可分为数控车床 数控铣床 数控镗床 数控磨床 数控冲压机床 数控电加工机床 数控测量机床等 这种分类方法主要是按数控机床的机械结构进行分类的每种机床 因其功能的不同 而有不同的机械结构 数控机床的机械结构已从初期对普通机床局部结构的改进 发展到形成数控机床的独特结构 但设计方法仍基于普通机床的设计理论 机械结构 数控机床的机械结构特点由于数控机床采用了高性能的主轴部件及进给伺服驱动系统 所以 数控机床的机械传动机构大大简化 传动链较短数控机床具有较高的动态刚性 阻尼精度及耐磨性 热变形较小更多地采用高效 高精度传动部件 如滚珠丝杠 直线滚动导轨 四 数控机床的特点 1 生产效率高 数控机床的加工过程是自动进行的 机床能够自动换刀 自动不停车变速和快速空行程 使得加工时间减少 效率提高 是普通机床的3 7倍2 能稳定地获得高精度 加工时人工干预减少 避免人为误差3 减轻劳动强度 自动加工 替代了手工操作4 加工能力提高 可加工曲线 曲面 圆弧等形状复杂零件 零件照片 五 系统组成 数控程序 数控装置 伺服系统 辅助控制单元 机床主机 主运动机构进给运动机构辅助运动机构 位置测量与反馈系统 控制方式 开环控制没有测量装置及信息反馈支路的控制系统 最大误差 0 017mm闭环控制有测量装置及信息反馈支路的控制系统 最大误差 0 003mm 六 数控机床的加工过程及原理 零件图纸代码NC加工程序NC装置驱动系统机床符合要求的零件 数控机床的加工过程 Z X A B 插补原理 程序提供了刀具运动的起点和终点 插补就是在已知的起终点之间 确定一些中间点的计算方法 逐点比较法 就是每走一步与理论轨迹比较一下 从而确定下一步的走向 七 数控加工编程简介 A 坐标系B 编程方法C 编程代码 A 坐标系 为了确定机床的运动方向和距离 必须在机床上建立坐标系 以描述刀具和工件的相对位置及其变化关系 右手笛卡尔坐标系 机床上的坐标原点1 机床原点 由机床厂家在设计机床时设定的一个物理位置 作用是使机床与控制系统同步 建立机床运动坐标的起始点2 机床参考点 是相对于机床原点的特定点 由厂家设定 用于建立机床坐标系3 工件原点 也叫编程原点 是由编程人员任意设定的 为了编程方便 一般选择在工件的工艺定位基准上 B 编程方法手工编程自动编程 1 手工编程 从零件的图样分析 工艺处理 确定加工路线和工艺参数 几何计算 编写加工程序及程序的检验 均由人工完成 2 自动编程 是以待加工零件CAD模型为基础的一种集加工工艺规划及数控编程为一体的自动编程方法 CAD CAM向一体化方向发展 C 国际标准编程代码 G M F S T G 准备功能代码 G代码 用于坐标系设定 插补功能 刀具补偿等M 辅助功能代码用于机床辅助功能的开关如主轴的旋转 切削液的开关F 用于指定插补进给速度S 用于指定主轴的旋转速度T 用于所选定的刀具书242 243页 八 特种加工简介特种加工是直接利用电能 声能 光能 热能等能量 或选择几种能量的复合形式对材料进行加工的一种方法的总称 特种加工的实质与传统的切削加工完全不同 它解决了一些特殊性能材料 如硬质合金 钛合金 陶瓷 玻璃等材料的加工问题 特种加工的种类按所利用的能量形式分为电热能 电火花加工 电子束加工 等离子弧加工 电 机械能 电解加工 电解抛光 光 热能 激光加工 化学能 化学加工 声 机械能 超声加工 液 气 机械能 液体 磨料喷射加工 电火花加工的工作原理电火花加工时应用最广泛的一种加工方法 是利用两个电极间隙脉冲放电的腐蚀原理进行的 它的加工实质就是 电蚀 所谓电蚀 是指带电的正负两电极间的绝缘介质被瞬时击穿 产生火花放电 并瞬时产生大量的热能 使工件的放电