机械加工基础7

第四章数控加工技术

1952年美国麻省理工学院首次把机床技术与电子技术巧妙地结合在一起，研制成功了第一台有信息存储和处理功能的新型机床—数控机床。经历了电子管控制、晶体管控制、集成电路控制、计算机控制和微机数控五个阶段。一、概述：数控加工

（NCManufacturing）：指的是一种可编程的由数字和符号实施控制的自动加工过程。数控机床仍采用刀具和磨具对材料进行切削加工，但在如何控制切削运动等方面与传统切削加工存在本质上的差别。

数控加工原理（数控铣床举例）零件图编制工艺卡工人操作机床加工运动普通机床加工数控机床加工编制程序键盘输入伺服装置检测加工运动数控装置零件图数控机床加工的主要特点；（1）加工的零件精度高定位精度高；加工过程自动检测和误差补偿等功能。（2）生产效率高零件的装夹次数少，可实现自动换刀，加工复杂零件时，效率可提高5-10倍。（3）适应性强

特别适合加工形状复杂的轮廓表面（4）有利于实现计算机辅助制造易于与CAD系统直接连接（5）初始投资大，加工成本高二、数控机床(NCMachine)1、按工艺用途分类（1）切削类数控机床。数控铣床、数控车床等；（2）成形类数控机床。如数控弯管机、数控组合冲床等；（3）数控特种加工机床。如数控电火花成形机床等；（4）其他类型的数控机床。数控快速成形机等。

2、按运动方式分类（1）点位控制数控机床。如数控钻床、数控点焊机等；（2）点位直线控制数控机床。如数控铣床、数控车床等；（3）轮廓控制数控机床。如数控铣床、数控车床、加工中心等加工中心：是一种功能较全的数控加工机床。具有较强的综合加工能力。一般分为镗铣类加工中心和切削类加工中心。将多种功能集中在一台数控设备上，加工中心的刀库中存放有十几种甚至上百种刀具或验具，在加工过程中可实现由程序自动选用。三、柔性制造单元和柔性制造系统1、柔性制造单元（flexiblemanufacturingcell–FMC)

是在加工中心的基础上发展起来的，它增加了机器人或托盘自动交换装置，刀具和工件的自动测量装置，加工过程的监控装置。特点：（1）在单元计算机的控制下，可实现不同或相同机床上不同零件的同步加工；（2）加工过程中除了可自动更换刀具，实现机器人的物料搬运或多工位托盘的自动交换外，工件的加工时间和装卸时间可以重叠；（3）可实现加工过程自动监控，如具有自适应功能和刀具破损的监控功能等；（4）在单元计算机控制下，易扩展成柔性制造系统。2、柔性制造系统（flexible

manufacturingsystem–FMS)是由一组数控机床或一组柔性制造单元，通过一个公用的自动物料输送系统和计算机控制系统相结合的加工综合体。由三部分组成：（1）计算机控制的信息系统；（2）多功位的数控加工系统；（3）自动化物料输送和存储系统。四、计算机集成制造系统(CIMS)

CIMS是在信息技术、自动化技术、计算机技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造工厂的全部生产活动实现高度统一的综合化管理，将各种分散的自动化系统有机地集成起来，构成一个优化的完整的生产系统。CIMS的效益：（1）产品质量提高200%-500%；（2）生产率提高40%-70%；（3）设备利用率提高200%-300%；（4）生产周期缩短30%-60%；（5）在制品减少30%-60%；（6）工程设计费减少15%-30%；（7）人工费用减少5%-20%；（8）提高工程师的工作能力300%-3500%。五、智能制造技术与智能制造系统1、智能制造技术（IntelligentManufacturingTechnology-IMT)

是指在制造工业的各个环节，以高度柔性和高度集成的方式，通过计算机模拟人类专家大脑的智能活动，进行分析、推理、构思、判断和决策。2、智能制造系统（intelligent

manufacturingsystem-IMT)在智能制造技术的基础上，借助于计算机及其网络技术，综合运用制造技术、信息技术、自动化技术、并行技术和系统工程技术，在互换性和国际标准化的基础上，使制造大系统中的经营决策、生产规划、制造加工和质量控制等各个相关子系统分别智能化，成为网络集成的高度自动化系统。六、零件的加工质量1、机械加工精度机械加工后，零件的尺寸、形状、位置等参数的实际数值与设计理想值的符合程度。包括：尺寸精度、形状精度和位置精度。（1）尺寸精度零件实际尺寸与设计理想尺寸的符合程度。（2）形状精度零件实际表面和理想表面之间在形状上的符合程度。如直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度。（3）位置精度零件表面、轴线或对称平面之间的实际位置与理想位置的符合程度。如两平面间的平行度、垂直度；两圆柱面轴线的同轴度；一根轴线与一个平面之间的垂直度、倾斜度等。

2、表面质量（1）表面几何特征表面粗糙度是指在机械加工中，由于切削刀痕、表面撕裂、振动、摩擦等原因在被加工表面上所产生的一种微观几何形状误差。使用轮廓算术平均偏差作为评定参数。（2）表面层材质的变化零件加工后在表面层内出现不同于基体材料的力学、冶金、物理及化学性能的变质层。表现为：加工硬化、金相组织变化、残余应力、热损伤比萨斜塔：伽利略自由落体定律的发现做人定律-1：不能做落井下石的小人做人定律-2：应该做扶正扬善的贵人Alittleboyaskedhisfather:Daddy,howmuchdoesitcosttogetmarrie