数控加工技术-明兴祖-第1章数控加工技术基础学习教案

1、数控加工数控加工(ji gng)技术技术-明兴祖明兴祖-第第1章数章数控加工控加工(ji gng)技术基础技术基础第一页，共58页。第一章第一章 数控加工技术基础数控加工技术基础第一节第一节 数控设备简介数控设备简介一、数控设备的产生与发展一、数控设备的产生与发展 现代制造业的水平和现代化程度决定现代制造业的水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度着整个国民经济的水平和现代化程度“ 各种经济时代的区别各种经济时代的区别(qbi)，不在，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产。劳动资料生产。”马克思马克思第1页/共58页第二页，共58页。

2、第2页/共58页第三页，共58页。 仿形加工部分地解决了小批量、复杂零仿形加工部分地解决了小批量、复杂零件的加工，但有两个缺点：一是必须制造相件的加工，但有两个缺点：一是必须制造相应的靠模或样件；二是靠模和样件的制造误应的靠模或样件；二是靠模和样件的制造误差和磨损影响加工精度。很难达到高精度。差和磨损影响加工精度。很难达到高精度。 解决高产优质的问题解决高产优质的问题(wnt)，也可采用，也可采用专用机床、组合机床、专用自动化机床以及专用机床、组合机床、专用自动化机床以及专用自动生产线和自动化车间进行生产。但专用自动生产线和自动化车间进行生产。但是应用这些专用生产设备，生产周期长，产是应用这些

3、专用生产设备，生产周期长，产品改型不易，因而使新产品的开发周期增长，品改型不易，因而使新产品的开发周期增长，生产设备使用的柔性很差。生产设备使用的柔性很差。第3页/共58页第四页，共58页。 精密复杂，加工批量小，改型频繁，显精密复杂，加工批量小，改型频繁，显然然(xinrn)不能在专用机床或组合机床上加不能在专用机床或组合机床上加工。而借助靠模和仿形机床，或者借助划线工。而借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板用手工操作的方法来加工，加工精度和样板用手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。特别对空间的和生产效率受到很大的限制。特别对空间的复杂曲线曲面，在普通机床上根本无法实现

4、复杂曲线曲面，在普通机床上根本无法实现。 数字程序控制机床的产生，有效地解决数字程序控制机床的产生，有效地解决了上述一系列矛盾，为单件、小批量生产，了上述一系列矛盾，为单件、小批量生产，特别是复杂型面零件提供了自动化加工手段特别是复杂型面零件提供了自动化加工手段，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段。第4页/共58页第五页，共58页。2数控设备的发展 电子管（1952年）、晶体管和印刷电路板（1960年）、小规模集成电路（1965年）、前三代数控系统是属于采用专用(zhunyng)控制计算机的硬逻辑（硬线）数控系统，简称NC（Numerical Contr

5、ol），目前已被淘汰。 小型计算机（1970年）、微处理器或微型计算机（1974年）和基于PC-NC的智能数控系统（90年代后）。这种数控系统又称为软线数控，即计算机数控系统，简称CNC（Computer Numerical Control）。第5页/共58页第六页，共58页。 基于基于PC-NC的第六代数控系统，它充的第六代数控系统，它充分利用现有分利用现有PC机的软硬件资源，规范设计机的软硬件资源，规范设计新一代数控。第六代数控的优势在于：新一代数控。第六代数控的优势在于：（1）元器件集成度高、可靠性好；）元器件集成度高、可靠性好；（2）技术）技术(jsh)进步快、升级换代容易；进步快、升

6、级换代容易；（3）提供了开放式的基础，可供利用的软、）提供了开放式的基础，可供利用的软、硬件资源极为丰实。硬件资源极为丰实。第6页/共58页第七页，共58页。数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；国家战略技术和体现国家综合国力水平的物质手段；国家战略技术和体现国家综合国力水平重要标志。重要标志。专家们预言专家们预言: : 二十一世纪机械制造业的竞争，其实质二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。是数控技术的竞争。数字控制与数控技术数字控制与数控技术数字控制（数字控制（Numerical Control NCNumer

7、ical Control NC）是一种借助数）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工(ji (ji gng)gng)、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。数控技术（数控技术（Numerical Control TechnologyNumerical Control Technology）采用数）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。第7页/共58页第八页，共58页。数控机床（数控机床（Numerical Control Machine

8、Numerical Control Machine ToolsTools） 是采用数字控制技术对机床的加工过是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。它是数控技术典程进行自动控制的一类机床。它是数控技术典型应用的例子型应用的例子(l zi)(l zi)。数控系统（数控系统（Numerical Control SystemNumerical Control System）实现）实现数字控制的装置。数字控制的装置。计算机数控系统（计算机数控系统（Computer Numerical Computer Numerical Control CNC Control CNC ）以计算机为控

9、制核心的数字）以计算机为控制核心的数字控制系统。控制系统。第8页/共58页第九页，共58页。第9页/共58页第十页，共58页。 加工中心加工中心MCMC（Machining CenterMachining Center）。）。 在加工中心的基础上，通过增加多工作台在加工中心的基础上，通过增加多工作台（托盘）自动交换装置（托盘）自动交换装置（Auto Pallet Auto Pallet ChangerAPCChangerAPC）以及其他相关装置，组成的）以及其他相关装置，组成的加工单元称为加工单元称为(chn wi)(chn wi)柔性加工单元柔性加工单元（Flexible Manufactu

10、ring CellFMCFlexible Manufacturing CellFMC）。）。FMCFMC不仅是实现了工序的集中和工艺的复合，不仅是实现了工序的集中和工艺的复合，而且通过工作台（托盘）的自动交换和较完而且通过工作台（托盘）的自动交换和较完善的自动监测、监控功能，可以进行一定时善的自动监测、监控功能，可以进行一定时间的无人化加工，从而进一步提高了设备的间的无人化加工，从而进一步提高了设备的加工效率。加工效率。 第10页/共58页第十一页，共58页。FMCFMC构成分两大类：构成分两大类：1 1、加工中心、加工中心(zhngxn)(zhngxn)配上自动托盘系统配上自动托盘系统（AP

11、CAPC）；）；2 2、数控机床配机器人。、数控机床配机器人。 FMC FMC既是柔性制造系统既是柔性制造系统FMSFMS（Flexible Flexible Manufacturing SystemManufacturing System）的基础，又可以）的基础，又可以作为独立的自动化加工设备使用，因此其作为独立的自动化加工设备使用，因此其发展速度较快。发展速度较快。第11页/共58页第十二页，共58页。柔性制造柔性制造(zhzo)系统系统FMS（Flexible Manufacturing System）。）。 在在FMC和加工中心的基础上，通过增加物流和加工中心的基础上，通过增加物流系统

12、、工业机器人以及相关设备，并由中央控制系统、工业机器人以及相关设备，并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理，这样的制造系统进行集中、统一控制和管理，这样的制造(zhzo)系统称为柔性制造系统称为柔性制造(zhzo)系统系统FMS。FMS不仅可以进行长时间的无人化加工，而且不仅可以进行长时间的无人化加工，而且可以实现多品种零件的全部加工和部件装配，实可以实现多品种零件的全部加工和部件装配，实现了车间制造现了车间制造(zhzo)过程的自动化，它是一种过程的自动化，它是一种高度自动化的先进制造高度自动化的先进制造(zhzo)系统。系统。第12页/共58页第十三页，共58页。 将市场预测、生产决策、

13、产品设计、产将市场预测、生产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的全过程均由计算机集品制造直到产品销售的全过程均由计算机集成管理和控制，由此构成的完整的自动生产成管理和控制，由此构成的完整的自动生产制造系统，称为计算机集成制造系统制造系统，称为计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing Computer Integrated Manufacturing SystemSystem-CIMSCIMS）。）。 CIMS CIMS将一个更长的生产、经营活动进行将一个更长的生产、经营活动进行了有机的集成，实现了有机的集成，实现(shxin)(shxin)了更高

14、效益、了更高效益、更高柔性的智能化生产，是当今自动化制造更高柔性的智能化生产，是当今自动化制造技术发展的最高阶段。在技术发展的最高阶段。在CIMSCIMS中，不仅是生中，不仅是生产设备的集成，更主要的是以信息为特征的产设备的集成，更主要的是以信息为特征的技术集成和功能集成技术集成和功能集成 第13页/共58页第十四页，共58页。二、数控设备的工作原理、组成二、数控设备的工作原理、组成(z chn)(z chn)与特点与特点1 1数控设备的工作原理数控设备的工作原理工艺分析数控加工程序工序卡BACKSPACECTRLINSCRTABALT0SHIFT ZEND WHOME TPgDn OPgUp

15、 JRST E65“432？198:7 YXVU SRPQ NMKL IHFG DCABESC14彩 色显 示 器空运行Z轴锁定MST锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转 主轴停 主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液开 关 刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电 源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱 动 器NC机床电源XYZA主轴超程报警手摇脉冲发生器2010 090增量倍率1000101001坐标轴选择Z YX传统加工数控加工数控加工的概念数控加工的概念第14页/共58页第十五页，共58页。 操作者根据数控工作要求编制数控程序，并操作者根

16、据数控工作要求编制数控程序，并将数控程序记录在程序介质（如穿孔纸带、磁带、将数控程序记录在程序介质（如穿孔纸带、磁带、磁盘等）上。数控程序经数控设备的输入输出接磁盘等）上。数控程序经数控设备的输入输出接口输入到数控设备中，控制系统按数控程序控制口输入到数控设备中，控制系统按数控程序控制该设备执行机构的各种动作或运动轨迹，达到规该设备执行机构的各种动作或运动轨迹，达到规定的工作结果。定的工作结果。其主要步履：其主要步履：1 1）、数控加工程序编制）、数控加工程序编制根据被加工零件工作图所规定的零件的形状根据被加工零件工作图所规定的零件的形状(xngzhun)(xngzhun)、尺寸、材料及技术要

17、求等，确定零、尺寸、材料及技术要求等，确定零件加工的工艺过程、工艺参数，按编程手册和程件加工的工艺过程、工艺参数，按编程手册和程序格式编写零件数控加工程序。序格式编写零件数控加工程序。2 2）、数控机床执行数控加工程序）、数控机床执行数控加工程序第15页/共58页第十六页，共58页。数控装置伺 服 系统机床本体输入输出装置第16页/共58页第十七页，共58页。 （1 1）输入输出设备）输入输出设备 （2 2）数控装置）数控装置 数控装置的主要功能如下：数控装置的主要功能如下：多坐标控制多坐标控制( (多轴联动多轴联动) )。插补功能（如直线、圆弧和其它曲线插补插补功能（如直线、圆弧和其它曲线插

18、补) )。 程序输入、编辑和修改功能程序输入、编辑和修改功能( (人机对话、手动数据输入、上位人机对话、手动数据输入、上位机通信输入机通信输入) )。故障自诊断故障自诊断(zhndun)(zhndun)功能功能插补偿功能插补偿功能 补偿主要包括刀具半径补偿、刀具长度补偿、传补偿主要包括刀具半径补偿、刀具长度补偿、传动间隙补偿、螺距误差补偿等。动间隙补偿、螺距误差补偿等。信息转换功能信息转换功能 主要包括主要包括EIA/ISOEIA/ISO代码转换、英制米制转换、代码转换、英制米制转换、坐标转换、绝对值增量值转化等。坐标转换、绝对值增量值转化等。多种加工方式选择多种加工方式选择 可以实现多种加工

19、方式循坏、重复加工、可以实现多种加工方式循坏、重复加工、凹凸模加工和镜像加工等。凹凸模加工和镜像加工等。第17页/共58页第十八页，共58页。u 辅助功能 辅助功能也称M功能。u显示功能 用CRT或液晶屏显示程序参数让各种补偿量、坐标位置、故障源以及图形等。u通信和联网功能。u （3）伺服系统u （4）测量反馈装置u （5）机床本体(bnt)u3、数控机床的特点u1）适应性广u2）、生产准备周期短u3）、工序高度集中u4）、生产效率和加工精高、质量稳定u5）、能完成复杂型面的加工u6）、技术含量高u7）、减轻劳动强度、改善劳动条件u8）有利于生产管理 第18页/共58页第十九页，共58页。三、

20、数控机床的分类三、数控机床的分类 数控设备的种类很多，各行业都有自己的数控设数控设备的种类很多，各行业都有自己的数控设备和分类方法。在机床行业，数控机床通常从以下不同备和分类方法。在机床行业，数控机床通常从以下不同角度进行分类。角度进行分类。 1 1按工艺用途分类按工艺用途分类 按其工艺用途可以划分为以下四大类：按其工艺用途可以划分为以下四大类： （1 1）金属切削）金属切削(qixio)(qixio)类类 指采用车、铣、镗、指采用车、铣、镗、钻、铰、磨、刨等各种切削钻、铰、磨、刨等各种切削(qixio)(qixio)工艺的数控机床。工艺的数控机床。它又可分为两类：它又可分为两类： 普通数控机

21、床普通数控机床 数控加工中心数控加工中心第19页/共58页第二十页，共58页。 （2 2）金属成形类）金属成形类 指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床，常用控机床，常用(chn yn)(chn yn)的有数控弯管机、数控压力机、数的有数控弯管机、数控压力机、数控冲剪机、数控折弯机、数控旋压机等。控冲剪机、数控折弯机、数控旋压机等。 （3 3）特种加工类）特种加工类 主要有数控电火花线切割机、数控电火主要有数控电火花线切割机、数控电火花成形机、数控激光与火焰切割机等。花成形机、数控激光与火焰切割机等。 （4 4）测量、绘图类）测量、绘图类 主要有数控绘图机、

22、数控坐标测量机、主要有数控绘图机、数控坐标测量机、数控对刀仪等。数控对刀仪等。 2 2按控制运动的方式分类按控制运动的方式分类 （1 1）点位控制数控机床）点位控制数控机床 这类数控机床有数控钻床、数控这类数控机床有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。坐标镗床、数控冲床等。 （2 2）点位直线控制数控机床）点位直线控制数控机床 这类机床有数控车床和数控这类机床有数控车床和数控铣床等。铣床等。 （3 3）轮廓控制数控机床）轮廓控制数控机床 这类机床有数控车床、铣床、磨这类机床有数控车床、铣床、磨床和加工中心等。床和加工中心等。 第20页/共58页第二十一页，共58页。 3按伺服系统的控制方式分类

23、(fn li) （1）开环数控机床 （2 2）半闭环控制数控机床）半闭环控制数控机床(sh kn j chun) (sh kn j chun) 第21页/共58页第二十二页，共58页。 （3）闭环控制数控机床(sh kn j chun) 第一章第一章 数控加工技术数控加工技术(jsh)(jsh)基础基础 此外，按所用(su yn)数控系统的档次通常把数控机床分为低档、中档、高档三类数控机床。中档、高档数控机床一般称为全功能数控或标准型数控。第22页/共58页第二十三页，共58页。四、数控机床坐标四、数控机床坐标(zubio)(zubio)系统系统（一）数控机床的坐标（一）数控机床的坐标(zub

24、io)(zubio)轴和运动方向轴和运动方向我国标准我国标准JB3051-82JB3051-82，等效，等效ISO841ISO8411 1、刀具相对静止的工件而运动的原则、刀具相对静止的工件而运动的原则确定坐标确定坐标(zubio)(zubio)系时，一律看作工件静止，刀系时，一律看作工件静止，刀具产生运动。具产生运动。2 2、标准坐标、标准坐标(zubio)(zubio)系的规定系的规定机床坐标机床坐标(zubio)(zubio)系是右手笛卡尔坐标系是右手笛卡尔坐标(zubio)(zubio)系。系。第23页/共58页第二十四页，共58页。1 1）伸出右手的大拇指、食指）伸出右手的大拇指、食

25、指和中指，并互为和中指，并互为9090。则大拇。则大拇指代表指代表(dibio)X(dibio)X坐标，食坐标，食指代表指代表(dibio)Y(dibio)Y坐标，中坐标，中指代表指代表(dibio)Z(dibio)Z坐标。坐标。 2)2)大拇指的指向为大拇指的指向为X X坐标的正坐标的正方向，食指的指向为方向，食指的指向为Y Y坐标的坐标的正方向，中指的指向为正方向，中指的指向为Z Z坐标坐标的正方向。的正方向。3)3)围绕围绕X X、Y Y、Z Z坐标旋转的旋坐标旋转的旋转坐标分别用转坐标分别用A A、B B、C C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向

26、为X X、Y Y、Z Z坐标中任意轴的正向，则其余坐标中任意轴的正向，则其余(qy)(qy)四指的旋转方四指的旋转方向即为旋转坐标向即为旋转坐标A A、B B、C C的正向的正向 第24页/共58页第二十五页，共58页。 数控机床某一部件运动的正方向是增大工件数控机床某一部件运动的正方向是增大工件(gngjin)(gngjin)和刀具距离的方向。和刀具距离的方向。Z Z轴的确定：平行于主轴轴线方向为轴的确定：平行于主轴轴线方向为Z Z轴，取刀具轴，取刀具远离工件远离工件(gngjin)(gngjin)的方向为正的方向为正Z Z方向。方向。X X轴的确定：车床取横向滑座方向为轴的确定：车床取横向

27、滑座方向为X X轴，取刀具轴，取刀具远离工件远离工件(gngjin)(gngjin)的方向为正向。的方向为正向。立式数控铣床：面对立柱，取右手方向为立式数控铣床：面对立柱，取右手方向为+X+X方向；方向；卧式数控铣床卧式数控铣床: :从主轴后端往前看，取右手方向从主轴后端往前看，取右手方向为为+X+X方向。方向。Y Y轴的确定：轴的确定：+Y+Y的运动方向，根据的运动方向，根据X X、Z Z坐标的运坐标的运动方向，按照右手笛卡尔坐标系来确定。动方向，按照右手笛卡尔坐标系来确定。第25页/共58页第二十六页，共58页。第26页/共58页第二十七页，共58页。( (二二) )绝对坐标系统与相对坐标

28、系统绝对坐标系统与相对坐标系统1 1、绝对坐标系统、绝对坐标系统 绝对坐标系统是指工作台位移是从固绝对坐标系统是指工作台位移是从固定的基准点开始定的基准点开始(kish)(kish)计算的。计算的。2 2、相对坐标系统、相对坐标系统 相对坐标系统是指工作台的位移是从相对坐标系统是指工作台的位移是从工作台现有位置开始工作台现有位置开始(kish)(kish)计算的。计算的。第27页/共58页第二十八页，共58页。第二节第二节 数控加工基础数控加工基础一、数控加工的定义一、数控加工的定义 在数控机床上自动加工零件的一种在数控机床上自动加工零件的一种工艺方法。一般来说，数控加工主要包工艺方法。一般来

29、说，数控加工主要包括以下方面的内容：括以下方面的内容：（1）选择并确定零件的数控加工内容；）选择并确定零件的数控加工内容；（2）对零件图进行数控加工的工艺分析；）对零件图进行数控加工的工艺分析；（3）设计数控加工的工艺；）设计数控加工的工艺；（4）编写数控加工程序单；）编写数控加工程序单；（5）按程序单制作程序介质；）按程序单制作程序介质；（6）数控程序的校验与修改；）数控程序的校验与修改；（7）首件试加工与现场问题处理）首件试加工与现场问题处理(chl)；（8）数控加工工艺技术文件的定型与归）数控加工工艺技术文件的定型与归档。档。第28页/共58页第二十九页，共58页。1)1)数控加工的工艺

30、内容十分具体；数控加工的工艺内容十分具体；2)2)数控加工的工艺相当严密数控加工的工艺相当严密(ynm)(ynm)。3 3）数控加工的工序相对集中）数控加工的工序相对集中 4 4）适宜于多品种小批量或中批量生产）适宜于多品种小批量或中批量生产 二、数控加工中常用的术语二、数控加工中常用的术语1 1、几坐标数控机床与几坐标加工数控机床、几坐标数控机床与几坐标加工数控机床 几坐数控加工表示了数控机床几个坐标实几坐数控加工表示了数控机床几个坐标实现了数字控制现了数字控制, ,几坐标加工数控机床表示了数控几坐标加工数控机床表示了数控机床能同时控制的坐标轴数机床能同时控制的坐标轴数. .即几坐标联动即几

31、坐标联动. .第29页/共58页第三十页，共58页。 2、插补、插补 在数控加工中，一般已知运动轨迹的起点坐在数控加工中，一般已知运动轨迹的起点坐标、终点坐标和曲线方程，如何使切削加工运动沿标、终点坐标和曲线方程，如何使切削加工运动沿着预定轨迹移动呢？数控系统根据这些信息实时地着预定轨迹移动呢？数控系统根据这些信息实时地计算出各个中间计算出各个中间(zhngjin)点的坐标，通常把点的坐标，通常把这个过程称为这个过程称为“插补插补”。 插补实质上是根据有限的信息完成插补实质上是根据有限的信息完成“数据点的数据点的密化密化”工作。工作。 加工各种形状的零件轮廓时，必须控制刀具相加工各种形状的零件

32、轮廓时，必须控制刀具相对工件以给定的速度沿指定的路径运动，即控制各对工件以给定的速度沿指定的路径运动，即控制各坐标轴依某一规律协调运动，这一功能为插补功能。坐标轴依某一规律协调运动，这一功能为插补功能。 平面曲线的运动轨迹需要两个运动来协调；平面曲线的运动轨迹需要两个运动来协调； 空间曲线或立体曲面则要求三个以上的坐标产空间曲线或立体曲面则要求三个以上的坐标产生协调运动。生协调运动。第30页/共58页第三十一页，共58页。插补：填补空白的工作。把计算插补点的工插补：填补空白的工作。把计算插补点的工作称为插补运算，实现插补运算的装置叫插作称为插补运算，实现插补运算的装置叫插补器。补器。直线插补：

33、具有沿平滑直线分配脉冲功能的直线插补：具有沿平滑直线分配脉冲功能的叫直线插补。实现这种直线插补运算的装置叫直线插补。实现这种直线插补运算的装置叫直线插补器。叫直线插补器。圆弧插补：具有沿圆弧分配脉冲功能的叫圆圆弧插补：具有沿圆弧分配脉冲功能的叫圆弧插补。实现这种圆弧插补运算的装置叫圆弧插补。实现这种圆弧插补运算的装置叫圆弧插补器。弧插补器。插补运算可以用逻辑电路实现，在插补运算可以用逻辑电路实现，在CNC数控数控机床机床(sh kn j chun)中是靠软件来实现中是靠软件来实现的。的。第31页/共58页第三十二页，共58页。3、刀具半径补偿、刀具半径补偿数控装置能使刀具中心从零件实际轮廓上数

34、控装置能使刀具中心从零件实际轮廓上偏离一个指定的刀具半径值（补偿值）并偏离一个指定的刀具半径值（补偿值）并使刀具中心在这一被补偿的轨迹上运动使刀具中心在这一被补偿的轨迹上运动(yndng)，从而把工件加工成图纸上要求，从而把工件加工成图纸上要求的轮廓形状。的轮廓形状。编程按零件实际轮廓编程，其刀补值用编程按零件实际轮廓编程，其刀补值用“刀刀具半径拨码盘具半径拨码盘”或键拨入。或键拨入。 刀具半径补偿刀具半径补偿第32页/共58页第三十三页，共58页。精加工时刀补值精加工时刀补值=实际刀具实际刀具(doj)半径值半径值粗加工时刀补值粗加工时刀补值=实际实际(shj)刀具半径值刀具半径值+精加工余

35、量精加工余量第33页/共58页第三十四页，共58页。三、数控加工的工艺设计三、数控加工的工艺设计(shj)(一一)、数控加工工艺设计、数控加工工艺设计(shj)的主要内容的主要内容1）、选择并确定零件数控加工内容）、选择并确定零件数控加工内容2）、对零件图进行数控加工工艺性设计）、对零件图进行数控加工工艺性设计(shj)3）、数控加工工艺路线设计）、数控加工工艺路线设计(shj)4）、数控加工的工序设计）、数控加工的工序设计(shj)5）、数控加工技术文件的编写）、数控加工技术文件的编写第34页/共58页第三十五页，共58页。(二二)、选择并确定数控加工内容、选择并确定数控加工内容1）、普通机

36、床无法加工的内容）、普通机床无法加工的内容2）、普通机床难加工、质量难保证的内容）、普通机床难加工、质量难保证的内容3）、普通机床加工效率低，工人劳动强度大的加）、普通机床加工效率低，工人劳动强度大的加工内容工内容(三三)、数控加工工艺性分析、数控加工工艺性分析对刀点：对刀点是指通过对刀确定刀具对刀点：对刀点是指通过对刀确定刀具(doj)与工与工件相对位置的基准点。对刀点可以设置在被加工零件相对位置的基准点。对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定件上，也可以设置在夹具上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置，用于确定工件坐标系与机床尺寸联系的某一位置，用于确定工件

37、坐标系与机床坐标系的相对位置。坐标系的相对位置。第35页/共58页第三十六页，共58页。 刀具在机床上的位置是由“刀位点”的位置来表示的。 对刀点的选择原则：1）、在机床上对刀方便、便于观察和检测(jin c)。2）、编程时便于数学处理和有利于简化编程。第36页/共58页第三十七页，共58页。3 3）、对刀点可选择在零件上或夹具上。）、对刀点可选择在零件上或夹具上。4 4）、为提高零件的加工精度，减少对刀误差，）、为提高零件的加工精度，减少对刀误差，对刀点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准对刀点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。如以孔定位的零件，应将孔的中心作为对刀上。如以孔定位的零件

38、，应将孔的中心作为对刀点。点。 换刀点是为加工中心、数控车床等采用多刀换刀点是为加工中心、数控车床等采用多刀进行加工的机床而设置的，因为这些机床在加工进行加工的机床而设置的，因为这些机床在加工过程中要自动换刀。对于手动换刀的数控铣床，过程中要自动换刀。对于手动换刀的数控铣床，也应确定相应的换刀位置也应确定相应的换刀位置(wi zhi)(wi zhi)。为防止换。为防止换刀时碰伤零件、刀具或夹具，换刀点常常设置在刀时碰伤零件、刀具或夹具，换刀点常常设置在被加工零件的轮廓之外，并留有一定的安全量被加工零件的轮廓之外，并留有一定的安全量 审查与分析工艺基准的可靠性 选择合适(hsh)的零件安装方式

39、第37页/共58页第三十八页，共58页。(四四)、数控加工工艺路线的设计、数控加工工艺路线的设计1）、工序的划分）、工序的划分一次安装加工工作为一道工序；一次安装加工工作为一道工序；同一把刀具加工内容为一道工序；同一把刀具加工内容为一道工序；以粗、精加工内容划分为一道工序。以粗、精加工内容划分为一道工序。2）、加工顺序）、加工顺序(shnx)的安排的安排 以定位和夹紧的需要来考虑，重点是保证工件的刚以定位和夹紧的需要来考虑，重点是保证工件的刚性不被破坏。性不被破坏。3）、数控加工工序与普通工序的衔接）、数控加工工序与普通工序的衔接如何留余量，热处理等。如何留余量，热处理等。第38页/共58页第

40、三十九页，共58页。(五五)、确定走刀路线和安排工步顺序、确定走刀路线和安排工步顺序1确定走刀路线和安排工步顺序确定走刀路线和安排工步顺序零件加工的走刀路线是刀具在整个加工工序零件加工的走刀路线是刀具在整个加工工序(gngx)中的运动轨迹。中的运动轨迹。 总则：走刀路线最短、程序段数目最少、数值总则：走刀路线最短、程序段数目最少、数值计算简单、便于保证加工质量。计算简单、便于保证加工质量。1）、尽可能缩短走刀路线，减少空行程时，）、尽可能缩短走刀路线，减少空行程时，提高生产效率。提高生产效率。2）、为保证表面粗糙度要求，最终轮廓连续）、为保证表面粗糙度要求，最终轮廓连续加工完成。加工完成。3）

41、、避免在轮廓处停刀或轮廓垂直方向切入）、避免在轮廓处停刀或轮廓垂直方向切入或切出工件，应在切向方向进、退刀。或切出工件，应在切向方向进、退刀。第39页/共58页第四十页，共58页。（1 1）对点位加工的数控机床，如钻、镗床，要考虑）对点位加工的数控机床，如钻、镗床，要考虑尽可能缩短走刀路线，以减少空程时间，提高加工尽可能缩短走刀路线，以减少空程时间，提高加工效率。效率。（2 2）为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最）为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排最后终轮廓应安排最后(zuhu)(zuhu)一次走刀连续加工。一次走刀连续加工。第40页/共58页第四十一页，共58页。3

42、3）刀具的进退刀路线须认真）刀具的进退刀路线须认真考虑考虑 （4 4）铣削轮廓的加工路线要）铣削轮廓的加工路线要合理选择，合理选择， Z Z字形双方向走刀字形双方向走刀方式，单方向走刀方式，环形方式，单方向走刀方式，环形走刀方式。在铣削封闭的凹轮走刀方式。在铣削封闭的凹轮廓时，刀具的切入或切出不允廓时，刀具的切入或切出不允许外延，最好选在两面的交界许外延，最好选在两面的交界处否则，会产生刀痕。处否则，会产生刀痕。（5 5）旋转体类零件的加工一）旋转体类零件的加工一般般(ybn)(ybn)采用数控车或数控采用数控车或数控磨床加工磨床加工第41页/共58页第四十二页，共58页。2 2定位基准和夹紧

43、方式的确定定位基准和夹紧方式的确定在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题：问题：（1 1）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程）尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一；计算基准的统一；（2 2）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可）尽量将工序集中，减少装夹次数，尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面；能在一次装夹后能加工出全部待加工表面；（3 3）避免采用占机人工调整时间）避免采用占机人工调整时间(shjin)(shjin)长的装夹方案；长的装夹方案；（4 4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。部位。第42

44、页/共58页第四十三页，共58页。a) 薄壁套薄壁套b) 改进方法改进方法2c)改进方法改进方法2 夹紧力作用点与夹紧变形夹紧力作用点与夹紧变形(bin xng)的关系的关系第43页/共58页第四十四页，共58页。3 3夹具的选择夹具的选择(xunz)(xunz)数控加工对夹具提出了两个基本要求：一数控加工对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸。此外，当零件加工批量小时，标系的尺寸。此外，当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具、可调式夹具以及其它尽量采用

45、组合夹具、可调式夹具以及其它通用夹具；成批生产时才考虑专用夹具；通用夹具；成批生产时才考虑专用夹具；零件装卸要方便可靠。零件装卸要方便可靠。第44页/共58页第四十五页，共58页。X轴Y轴机床(jchung)工作台工件(gngjin)第45页/共58页第四十六页，共58页。4 4、刀具的选择、刀具的选择(xunz)(xunz) 数控机床上的刀具选择数控机床上的刀具选择(xunz)(xunz)比较严比较严格，有些刀具是专用的。选择格，有些刀具是专用的。选择(xunz)(xunz)刀具刀具应考虑工件材料、加工轮廓类型、机床允许应考虑工件材料、加工轮廓类型、机床允许的切削用量以及刚性和刀具耐用度。对

46、加工的切削用量以及刚性和刀具耐用度。对加工凹轮廓，端铣刀的刀具半径或球头铣刀的球凹轮廓，端铣刀的刀具半径或球头铣刀的球头半径必须小于被加工面的最小曲率半径。头半径必须小于被加工面的最小曲率半径。对自动换刀的数控机床，在刀具装到机床上对自动换刀的数控机床，在刀具装到机床上以前，要在机外预调装置（如对刀仪）中，以前，要在机外预调装置（如对刀仪）中，根据编程确定的参数，调整到规定的尺寸或根据编程确定的参数，调整到规定的尺寸或测出精确的尺寸。在加工前，将刀具有关尺测出精确的尺寸。在加工前，将刀具有关尺寸输入到数控装置中。寸输入到数控装置中。第46页/共58页第四十七页，共58页。第47页/共58页第四

47、十八页，共58页。图2-1 数控编程的步骤(bzhu) 2. 数学计算 它的主要任务就是根据图纸数据求出编程所需的数据。 返回(fnhu)课件首页分析图样，确定加工工艺过程数值计算编写程序单制备制备控制控制介质介质程序程序检验检验，首，首件试件试切切第48页/共58页第四十九页，共58页。 3. 编写零件加工程序(chngx)单 4. 制备控制介质 5.程序(chngx)效验和试切削 数控编程的方法有两种：手工编程和自动编程。 手工编程时，整个程序(chngx)的编制过程是由人工完成的。这就要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则，而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力，其编程内容和步骤如图1-21