中职《机械加工技术》（第2版）模块三 数控加工机床及其应用（范家柱）云天课件

《机械加工技术》（第2版）全国中职机械类统编教材（高教版）－－范家柱主编模块三数控加工机床及其应用P.66模块三数控加工机床及其应用模块导言

科学技术生产在不断的发展、进步，制造业对机械产品的加工质量与生产效率也提出了更高的要求。面对多品种、小批量、复杂化、高精度的现代产品加工，普通加工机床由于加工适应性差、自动化程度低、加工效率与加工精度不高等原因，已经越来越难以满足需求。

如图所示的精密零件在现代机器设备中应用日益广泛，这些零件必须通过高精度的数控机床、柔性制造单元或特种加工机床等数控加工设备才能完成。了解各类数控加工机床的结构性能与应用特点，掌握各类数控加工刀具的加工特点及其选用方法，对于机械加工技术显得非常重要。P.66精密零件数控加工机床及其应用数控车床数控铣床柔性制造技术特种加工技术思维导图数控机床应用范围数控机床常用刀具数控机床常用夹具

数控机床维护方法

数控机床常见故障模块三数控加工机床及其应用P.66任务一认识数控车床及其应用学习目标（1）了解数控车床组成。

（2）了解数控车削应用及车削方法。

（3）了解数控车刀的组成结构及分类。（1）能判别数控车床类型及应用及适用范围。

（2）能识别数控车刀类型。

（3）会对数控车床进行正确维护。各型数控车床P.66

知识目标

技能目标

如图所示的机械零件是外形比较复杂的零件，它们虽然回转轴线的共同特征，但在普通机床上加工难度大、效率低，使用新的制造技术与生产工艺来加工就相对容易了。复杂零件学习情境P.67任务一认识数控车床及其应用（a）转向器外球笼（b）转向球头（c）变螺距螺杆加工球头与螺纹学习情境P.67任务一认识数控车床及其应用

下图所示为加工球头与螺纹，这是利用什么机床在加工？它们有什么特征？加工中使用了哪些刀具？生产中又该如何根据零件的不同特征合理选择加工机床和刀具呢？（a）加工球头（b）加工螺纹数控车床是计算机数字控制车床，又称为CNC车床，是目前国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。CKA6150数控车P.68任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床一、读数控车床型号

参照附录1机械加工机床分类及型号，CKA6150型数控车床的型号含义如下：型号：CKA6150类代号：车床结构特性代号主参数代号：工件最大回转直径为500mm通用特性代号：数控机床组、系代号：卧式车床组试一试

解释CK6132、CK6180型号的含义。CKA6150型数控车床P.68任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床二、分析数控车床的结构经济型数控车床的结构与普通车床相似，两者不同之处在于数控车床是利用步进或伺服电动机直接驱动溜板箱及进给箱，因此传动系统的结构得到简化。同时，为了提高生产率与加工精度，数控车床还可配备液压、气动或电动卡盘等。CKA6150型数控车床结如图所示。（经济型）CKA6150型数控车床P.68任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床水平导轨：支承并使溜板箱、尾座沿其Z向移动尾座：装夹顶尖、钻头、铰刀等防护门：防止工件飞出或切削液溅出，有单门和双门立式四工位刀架：安装各类数控刀具数控装置：数控车床的控制中心，用于输入编辑加工程序，存储、变换、插补运算及实现各种控制功能床身：支承安装数控车床其它部件二、分析数控车床的结构P.68任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床（全功能型）数控车床床身：支承安装数控车床其它部件防护门：防止工件飞出或切削液溅出数控装置：数控车床的控制中心，用于输入编辑加工程序，存储、变换、插补运算及实现各种控制功能二、分析数控车床的结构P.68任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床（全功能型）数控车床床身：支承安装数控车床其它部件斜导轨：Z向支承并使溜板箱沿其Z向移动，X向支承刀架可编程液压尾座：装夹顶尖、钻头、铰刀等转塔刀架：安装各类数控刀具防护门：防止工件飞出或切削液溅出数控装置：数控车床的控制中心，用于输入编辑加工程序，存储、变换、插补运算及实现各种控制功能二、分析数控车床的结构CK6140数控车床P.69任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床三、了解数控车床与操作系统的类型1.数控车床类型数控车床分类方法比较多，按机床的主轴位置分为卧式与立式数控车床，按刀架型式分为立式刀架与卧式刀架数控车床，按控制方式分为开环、半开环、闭环控制数控车床，按系统功能分为经济型、全功能型与车削中心三大类。

（1）按主轴位置分类

卧式数控车床由床身、水平导轨或倾斜导轨、主轴箱、水平主轴刀架、卡盘、进给系统、冷却和润滑系统等组成，适用于一般回转零件的车削加工。

常见型号：CK6136、CK6136i、CK6140。CK5112数控车床P.69任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床

（1）按主轴位置分类

立式数控车床由床身、主轴箱、铅垂主轴、刀架、圆形工作台、进给系统、冷却系统和润滑系统等组成。主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。常见型号：CK5120、CK5116、CK5112。三、了解数控车床与操作系统的类型1.数控车床类型经济型数控车床P.69任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床三、了解数控车床与操作系统的类型1.数控车床类型

（2）按系统功能分类按系统功能划分有经济型、全功能型与车削中心。其中全功能型数控车床与车削中心两类机床适用于工序集中的高精度复杂零件的车削，尤其是车削中心，其转塔式刀架上还可以安装各种动力头，实现铣削、钻削、磨削及滚齿等加工。全功能型数控车床车削中心P.69任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床三、了解数控车床与操作系统的类型1.数控车床类型

（2）按系统功能分类全功能型数控车床加工（动图）车削中心加工（动图）P.70任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床三、了解数控车床与操作系统的类型2.数控车床操作系统的类型数控车床的核心是操作系统。目前数控操作系统品种众多，市场上最有影响力的国际品牌数控系统有日本发那科（FANUC）、德国西门子（SIEMENS）、海德汉（HEIDNHAIN）等；国内品牌数控系统有华中数控、广州数控和北京凯恩帝等。数控车床常见的操作系统如下：

（1）日本发那科（FANUC）

常见系列有FANUC0i系列的TC、TD、Mate-TC、Mate-TD等。

（2）德国西门子（SIEMENS）

常见系列有SIEMENS的802D、810D、840D等。SIEMENSFANUCP.70任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床三、了解数控车床与操作系统的类型2.数控车床操作系统的类型

（3）海德汉（HEIDNHAIN）

常见系列有CNC-PILOT-640。

（4）华中数控（HNC）

常见系列有HNC-18i/TD、HNC-21T/22T。HNCHEIDNHAIN

（5）广州数控（GSK）

常见系列有GSK928TDL、GSK980TD、GSK988T。

（6）北京凯恩帝（KND）

常见系列有K1000TiD、K1000Ti-A、K2000T。GSKKNDP.71任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床四、认识数控车床的加工内容

数控车床常见加工内容与普通车床基本相同，也包括车外圆、车端面、车内孔、车内外螺纹、车内外沟槽及成形面等。但是对于一些变螺距螺纹、曲面等复杂的加工内容，数控车床才可以胜任。车端面车内孔车外螺纹车外圆车成形面车外沟槽车内螺纹车内沟槽数控车床常见加工内容P.71任务一认识数控车床及其应用

活动一认识数控车床四、认识数控车床的加工内容

另外，全功能型数控车床及车削中心不但可以实现上述所有内容的加工，而且还可以通过配备动力头实现径向钻削、磨削和滚齿等加工。数控车床常见加工内容P.71任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具一、认识数控车床常用刀具

数控车床上加工工件时，也可以使用普通车床的各类刀具，但是由于数控车床是高速度、高精度切削机床，所以为了提高生产率与切削精度，数控车床大量使用标准化的可转位机夹式刀具，常用数控车刀及其应用范围如下：1.数控车刀类型外圆车刀数控刀片角度有90°、75°、60°、55°、35°等。刀具主偏角为45°～107°30′。分左偏刀与右偏刀，主要用于车削各类回转体工件的外径、轴肩、倒角及曲面等。外圆车刀仿形车刀数控刀片角度有25°刀具主偏角为92°30′。加工效率与精度高，主要用于车削各类外圆、端面与曲（球）面等仿形加工。仿形车刀P.72任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具一、认识数控车床常用刀具1.数控车刀类型内孔车刀数控刀片角度有90°、80°、60°、55°、35°等。刀具主偏角为75°～107°30′。主要用于车削各类通孔、盲孔的镗孔和扩孔。内孔车刀切槽（断）车刀数控刀片宽度有2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm等。刀具主偏角为90°。分外、内切槽刀与端面切槽刀三类，可分别切削外圆、内孔与端面上的沟槽。螺纹车刀数控刀片角度60°、55°等。分外、内螺纹车刀两类，主要用于切削各类普通螺纹、管螺纹等。切槽车刀螺纹车刀P.72任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具一、认识数控车床常用刀具2.数控车刀结构普通机床车刀除了高速钢刀具外，硬质合金刀具大多采用焊接式刀具，数控车床可转位刀片则通过专用机构将各类普通刀片紧固在标准刀杆上。如图所示为可转位机夹车刀。可转位机夹车刀压板刀片刀垫刀垫定位销压紧螺钉P.73任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具一、认识数控车床常用刀具2.数控车刀结构根据不同的切削场合，数控车刀的刀片紧固方式也不一样，数控可转位车刀刀片常见紧固型类型如下：压板紧固压板紧固C利用压板向下的压力，将刀片压紧在刀片槽中，结构简单，夹紧力大。当采用负角刀片时，适用于中、重型，即断续切削的情况，当采用正角刀片时，适用于低速切削、重切削的场合。螺钉紧固S采用螺钉固紧，结构简单，夹紧时使用零件数量少，刀片中间有孔，适用于各类零件的半精、精加工等轻、中型连续切削的场合。螺钉紧固P.73任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具一、认识数控车床常用刀具2.数控车刀结构双重紧固M用压板夹紧和偏心夹紧两种方式同时夹紧刀片的复合结构，夹紧可靠。能承受较大的切削载荷及冲击，是用于重载荷切削。杠杆紧固P旋紧螺钉，L型杠杆的横臂端部受力摆动，将刀片夹紧或松开。夹紧稳定可靠，定位精度高，夹紧行程也较大，刀片转位迅速、方便，适用于各类加工。

楔形紧固W旋紧螺钉，刀片就会在斜楔的作用下压向固定中心销，从而夹紧刀片。结构简单，夹紧力大，使用方便，制造容易，一般适用于重切削的场合。楔形紧固杠杆紧固双重紧固P.73任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具一、认识数控车床常用刀具数控车刀刀片3.数控车刀的刀片

数控车刀的刀片种类繁多，形状各异，在实际加工过程当中。刀片的选择与使用差异也较大，数控车刀刀片标准参见教材附录2（P.176）。P.73任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具二、认识数控车床常用夹具动力刀塔数控车床的加工用夹具已大多实现标准化、系列化、通用化。通常，经济型数控车床与普通车床有较多相同的常用夹具，而全功能型数控车床与车削中心等中、高档数控车床则有一些与普通车床不同的夹具。

液压卡盘通过指令控制液压缸动作，实现卡爪的夹紧与松开。卡爪有软、硬两种，用软卡爪夹持不同工件时，需要进行内孔或外圆加工。液压卡盘具有自定心功能，夹紧力大，操作方便而快捷，适用于定型批量生产场合。

动力刀塔按刀架回转中心位置分立式刀架与卧式刀架等，按刀位分4、6、8、12位刀架等，通过数控指令控制刀架转动，实现换刀功能。适用于工序比较集中。除车削外，还需要进行径向钻削、铣削等加工的场合。液压卡盘P.74任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具二、认识数控车床常用夹具

液压中心架液压中心架，通过压板和螺母紧固在床身导轨上，由液压缸同时带动三个卡爪运动。利用其凸轮机构来实现不同的自定心。适用于在程序可控制的中、高档数控车床上，车削粗长工件及内外圆同轴度要求较高的细长轴。液压尾座尾座体固定在床身导轨上，尾座套筒内装有由液压油缸控制的高精度活塞，由液压油缸推动活塞。控制尾座套筒及尾座顶尖的进退。对工件起支撑作用，适用于在程序可控制尾座动作的中、高档数控车床上加工精度要求较高的零件。液压中心架液压尾座P.74任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具二、认识数控车床常用夹具助力刀座既有四方刀架用辅助刀座，也有钻塔式动力刀架用辅助刀座，可直接安装在刀架上，用螺钉固锁紧。辅助刀座种类较多，有切断刀刀座、圆刀杆镗刀刀座等，适用于安装数控车床刀架上的各类标准刀具。

对刀仪在数控车床上设置一个对刀台，安装好对刀仪。用标准刀具对刀确定X、Z位置值，其他刀具依次对刀，并将数据输入刀具补正栏。适用于使用可转位机夹刀片加工的各类数控车床，在用多把刀车刀加工时可提高对刀效率。助力刀座对刀仪P.74任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具三、数控车床加工特点

与普通车床相比，除主运动与进给运动相同外，数控车床具有以下特点：1.生产率高数控车床的移动部件空行程运动速度快，工件装夹时间短，自动换刀，且大量使用标准化刀具，因而其辅助时间比一般机床少得多。

2.加工适应性强数控车床在数控程序指令下加工零件，当改变加工对象时，只需重新编制或修改程序即可实现对新零件的加工。同时，数控车床能容易地通过编程来加工一些形状复杂的回转体零件，这也是数控车床最显著的特点。3.良好的经济效益加工零件一般不需制作专用夹具，节省了工艺装备费用，加工精度稳定，废品率低。4.有利于生产管理的现代化使用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别是在数控车床上使用计算机控制，为计算机辅助设计、制造及管理一体化打下了基础。数控车床加工P.74任务一认识数控车床及其应用

活动二认识数控车床常用刀具及夹具三、数控车床加工特点5.加工精度高且质量稳定数控车床脉冲当量很小，普遍达到0.001mm，数控刀具性能好，进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差可由数控装置进行补偿，所以数控车床加工精度高且质量稳定。通常经济型数控车床的加工精度可以达到IT6～AT7，表面粗糙度值可以达到0.8～1.6μm，中高档数控车床的加工精度可达IT5～IT6，表面粗糙度值可达0.4～0.8μm。数控车床加工P.75任务一认识数控车床及其应用

活动三了解数控车床维护与常见故障排除方法一、了解数控车床日常维护标准由于数控车床的型号、结构、系统等不同，其维护内容也各不相同。在数控车床的使用过程中，有时会出现一些故障，如果不及时排除故障，不但影响零件加工精度，还会影响数控车床的加工效率，以致缩短数控车床的使用寿命。所以要重视数控车床的维护，防止故障发生，提高加工效率。

1.

油标清晰，润滑泵正常，每天使用前对导轨表面加注润滑油。

2.清除导轨表面的切屑和脏物，无划痕损坏。

3.加工后的卡盘卡爪必须清洁，无灰尘与油污。

4.油泵物无噪声，工作油面高度合格，压力表指示正常，无油渗漏。

5.主轴润滑油量、油质、温度符合标准，无渗漏。

6.冷却风扇工作正常，过滤器无堵塞。

7.清理切削，运转时无卡住现象。

8.机床周围清洁整齐，无铁屑。

9.工作结束后，必须切断所有电源。润滑油泵P.75任务一认识数控车床及其应用

活动三了解数控车床维护与常见故障排除方法二、数控车床常见故障排除方法经济型数控车床一些常见故障及其排除方法。序号故障现象故障原因排除方法4X、Z轴回程时超程（1）限位开关进水失效或损坏

（2）限位触点被压（1）清洁或更换限位开关（2）使用超程解除或触点短接法解除5切削液开关失效（1）切削液键损坏

（2）冷却泵损坏，（3）继电器保护开关跳闸（1）更换切削液键

（2）更换冷却泵

（3）按下继电器保护开关6工作表面质量差（1）滚柱丝杠局部拉毛或磨损

（2）丝杠轴承损坏，运动精度差（1）修复或更换丝杠（2）更换丝杠轴承P.75任务一认识数控车床及其应用

活动三了解数控车床维护与常见故障排除方法二、数控车床常见故障排除方法数控车床是综合应用计算机自动控制、精密测量等先进技术的机电一体化产品，因而其控制系统复杂、价格昂贵。由于数控车床种类繁多，故障涉及控制系统、主轴部件、进给部件、位置检测装置和液压系统等，所以故障排除方法也因不同机型而异。一般情况下，数控车床控制系统、电动机等方面出现故障的可能性较小，而且考虑到经济型数控车床在实际应用中广泛，因此这里只列出经济型数控车床一些常见故障及其排除方法。序号故障现象故障原因排除方法1提示电池报警控制系统电压过低或电池老化更换电池2滚珠丝杠电机失步滚珠丝杠表面有细微切屑用干净毛巾清洁丝杠，并做好丝杠的切屑的防护措施3输入命令后，中滑板无动作电动机与离合器脱落重新。连接或更换离合器P.76任务一认识数控车床及其应用

活动三了解数控车床维护与常见故障排除方法二、数控车床常见故障排除方法另外，数控车床通常有刀架结构，刀架故障对数控车床加工精度的影响非常大，经济性数控车床四方刀架的常见故障及其排除方法如下：序号故障现象故障原因排除方法1刀架某一刀位无法找到，其他刀位正常（1）无转为信号输出（2）霍尔元件损坏（1）修复控制电路（2）更换霍尔元件2刀架定位不准确（1）刀架因严重撞刀而错位（2）刀台下有异物阻碍（3）磁条与刀位错位（1）更换刀台（2）拆开刀台清除异物（3）磁条与另一刀未对齐3电动刀架锁不紧（1）霍尔元件位置不正

（2）机械锁紧机构有故障（3）系统反馈时间短（1）拆开刀架顶盖，调整霍尔元件位置（2）拆开刀架并调整检查定位速销（3）调整并延长系统反馈时间参数P.77任务一认识数控车床及其应用

活动三了解数控车床维护与常见故障排除方法二、数控车床常见故障排除方法序号故障现象故障原因排除方法4使刀架转为不停（1）霍尔元件偏移（2）刀架感应线圈损坏或无电源输入（1）校准霍尔元件位置（2）查感应线圈及电源5刀架不转动（1）控制系统故障，刀架无信号输入

（2）机械内部卡死，刀架被锁死

（3）电动机烧坏（1）检查控制电路

（2）拆开刀架，清洗部件，重装或更换损坏部分

（3）更换电动机P.77任务一认识数控车床及其应用能力提升

1.数控车床有哪些类型？卧式数控车床与立式数控车床有何区别？它们各适用于加工什么零件？

2.数控车床的加工内容有哪些？常用的刀具有哪些？刀片紧固方式有哪些？

3.读下图所示的酒杯零件图，应选择何种数控车床加工？使用什么夹具？使用哪些刀具加工？——P.77任务一认识数控车床及其应用能力提升

4.数控车床加工结束后应做好哪些维护工作？

5.数控车床切削液无法提供的原因是什么？应如何排除此故障？

6.经济型数控车床刀架连续旋转的原因是什么？应如何排除此故障？任务二认识数控铣床及其应用学习目标（1）了解数控铣床组成。

（2）了解数控铣削应用及铣削方法。

（3）了解数控铣刀类型结构及其应用。

（4）了解数控铣床日常维护。（1）能判别数控铣床类型及应用及适用范围。

（2）能识别数控铣削加工内容。

（3）能识别数控铣刀类型。

（4）会对数控铣床进行维护。数控铣床P.78

知识目标

技能目标数控铣削加工的典型产品学习情境P.78任务二认识数控铣床及其应用（a）（b）下图所示为数控铣削加工的典型产品，a)图所示的塑料瓶模具，由上、下模构成，除了上、下模表面的定位、销孔、安装螺孔等加工内容外，还需要加工塑料瓶曲面形状。b)图所示的缸体端面，除端盖底部的螺钉孔与连接孔等加工要内容外，还需要加工外部的曲面台阶。

上述两个零件的加工各要素，一般采用数控铣床进行加工，其生产率、生产产品质量与精度等，都比采用普通加工技术更能得到保证。什么是数控铣床？它的加工内容有哪些？数控铣床的刀具与夹具有哪些？解决此类问题是本任务的主要学习目标。P.79任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床一、读数控铣床型号

参照附录1机械加工机床分类及型号，XKA5025型数控铣床的型号含义如下：型号：XK5025类代号：铣床主参数代号：工作台宽度为250mm通用特性代号：数控机床组、系代号：立式升降台铣床试一试

解释XK5030、XK6028型号的含义。XK714型全封闭立式数控铣床P.79二、分析数控铣床的结构数控铣床的结构差异较大，但基本外形具有共同特点。如图所示为XK714型全封闭立式数控铣床。任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床防护门：防止工件飞出或切削液飞溅；采用双联门报警灯：加工中若出现各种错误或故障时，警示停机冷却装置机床主轴：安装各类数控铣刀或寻边器等数控装置：数控铣床的控制中心，用于输入编辑加工程序，存储、变换、插补运算及实现各种控制功能切屑托盘：盛装加工后的切屑和切削液工作台：安装工件、工装夹具或其它机床附件床身：支承安装数控铣床其它部件XK7125立式数控铣床三、了解数控铣床的类型1.数控铣床类型为了满足不同形状、不同尺寸规格零件的加工需求，数控铣床有不同的形式。按照主轴的布置形式，数控铣床可分为立式、卧式数控铣床两类。按控制方式分为开环、半闭环、闭环控制数控铣床，按系统功能分为经济型、全功能型与高速铣削数控铣床三类。

（1）按主轴的布置形式分类P.80任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床立式数控铣床由铅垂主轴、床身、数控系统、工作台、辅助装置组成。

常见型号：XK7125、XK7132、XK7136。XK60卧式数控铣床三、了解数控铣床的类型1.数控铣床类型卧式数控铣床由水平主轴、床身、数控系统、工作台、辅助装置组成。

常见型号：XK60系列。P.80任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床

（1）按主轴的布置形式分经济型数控铣床

（2）按系统功能分类经济型数控铣床一般由普通铣床改造而成，成本低、功能少，主要应用于精度要求不高的场合。全功能型数控铣床控制功能强大，数控系统功能丰富，有的可以实现四轴联动，应用较为广泛。高速铣削数控铣床采用全新机构控制系统，操作系统功能强大，适用于高速、高精度的加工场合。三类铣床分别如图所示。全功能型数控铣床高速铣削数控铣床P.81任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床三、了解数控铣床的类型1.数控铣床类型目前数控铣床操作系统品种众较多，市场上最有影响力的国际品牌有日本发那科（FANUC）、德国西门子（SIEMENS）等；国内品牌有华中世纪星、广州数控等。P.81任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床三、了解数控铣床的类型2.数控铣床的操作系统日本发那科（FANUC）

FANUC0i－Mate－MC、MD;FANUC0i－MC、MD。西门子（SIEMENS）SINUMERIK802D、810D、840D等。SIEMENSFANUC华中世纪星（HNC）

常见系列有HNC-18M、HNC-21M/22M。华中世纪星HNC广州数控（GSK）

常见系列有GSK980MD、GSK928MD。GSK980MDP.81任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床三、了解数控铣床的类型2.数控铣床的操作系统四、了解数控铣床的加工内容数控铣床的加工内容与普通铣床基本相同，适合加工各种平面类、沟槽类和孔内轮廓。数控铣床在数控系统的控制下进行加工，数控系统能够驱动伺服或步进电动机，使主轴沿Z轴方向，工作台沿X与Y方向同时运动，从而实现三轴联动加工，因而数控铣床还适合加工各种三维曲面和形状不规则类零件。数控铣床加工内容P.81任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床

注意：数控加工中心与数控铣床两者功能基本一致，它们的主要区别是数控加工中心具带有自动换刀功能的刀库，且当配备数控分度头、分度盘等附件时，数控加工中心可以实现四轴联动加工。

数控铣床与数控加工中心对照如图所示。数控加工中心P.82任务二认识数控铣床及其应用

活动一认识数控铣床数控铣床数控铣床使用的数控铣刀种类繁多。同时，在实际加工中又会因产品的复杂程度而选用必要的夹具，因此，必须分清数控铣床的常用刀具与夹具。数控铣床刀具加工P.82任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具一、认识数控铣床常用刀具1.数控铣刀类型

数控铣刀种类繁多，按照加工要求可分为面铣刀、沟槽铣刀、齿形铣刀、T型铣刀、球头铣刀、倒角铣刀、成形铣刀和孔加工类刀具等。P.83任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具数控铣床刀具一、认识数控铣床常用刀具1.数控铣刀类型可转位数控铣刀P.84任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具一、认识数控铣床常用刀具2.数控铣刀结构

数控铣刀包括整体式、整体焊接式、镶嵌式及可转位式四类。其中前三者也适用于普通铣床加工。在高精度、高速铣削场合，为了提升工件加工精度与生产率，需要使用可转位数控铣刀。如图所示，为可转位数控铣刀。数控车刀片P.84任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具一、认识数控铣床常用刀具2.数控铣刀结构注意：按照ISO标准，数控铣刀刀片与数控车刀刀片的命名原则是一样的，随着产品加工的复杂化，数控刀片满足不了一些加工需求，出现了一些命名方式不一样的刀片。数控铣刀刀片与数控车刀刀片的区别在于刀片的后角有所不同。数控车刀刀片一般用于加工回转体，其表面会有一个圆弧，因此数控车刀刀片要求的后角为0°、5°或7°。数控铣刀刀片加工的往往是平面，没有圆弧，要求数控铣刀刀片的后角要偏大。数控铣刀片P.84任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具二、认识数控铣床常用夹具

在数控铣床上加工各类工件时，工件必须牢固地安装于工作台上，因此必须有适应各种工件的专用夹具。同时，数控铣床所使用的标准化刀具已经实现了刀杆、刀片等工具标准化和系列化，需要认识数控铣床常用夹具与刀具附件。数控铣床常用的夹具与刀具如下：数控回转工作台（1）数控回转工作台将数控回转工作台安装在铣床工作台上，用固紧螺钉固定，连接数控系统后，可与数控铣床配合实现四轴联动加工，主要用于加工螺旋槽、曲面等各种复杂零件。P.84任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具二、认识数控铣床常用夹具数控分度工作台（2）数控分度工作台将数控分度工作台安装在铣床工作台上，用固紧螺钉固定。连接数控系统后，可将工件按照加工需要转位、换面，实现一次装夹完成多道工序。用于加工过程中自动切换加工面，将多道工序集中于一次装夹的加工场合。卸刀座（3）卸刀座将卸刀座安装在工作台上，把数控铣刀刀柄放在刀座对应位置，可旋紧或松开铣刀固紧螺母，从而实现换刀功能，主要用来装卸数控刀具。P.85任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具二、认识数控铣床常用夹具Z轴测定器（4）Z轴测定器将Z轴测定器执于工件相应位置或工作台表面，移动标准刀具到测定器表面调整到预定位置。主要用于Z轴对刀，常见的Z轴测定器分仪表式、光电式两种。寻边器（5）寻边器将寻边器安装到数控铣床主轴上，沿X、Y方向测定工件位置，把获取的数据输入刀具补正栏，完成对刀。用于X、Y轴对刀。常见寻边器有光电式及偏心式两种。弹性筒夹及刀柄（6）弹性筒夹及刀柄松开弹性筒夹刀柄固定螺母，将弹性筒夹放入刀柄体内，盖上螺母，安装相应的铣刀，旋紧螺母，夹紧铣刀。适用于精度要求一般的加工场合，可用于装甲各类直柄刀具，如立铣刀、麻花钻和中心钻等。P.85任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具二、认识数控铣床常用夹具直束筒夹（7）强力切削刀柄及直束筒夹松开强力切刀柄的固定螺母，将直束筒夹放入刀柄体内，盖上螺母，安装相应的铣刀，旋紧螺母夹紧铣刀。适用于各种强力切削场合，用于装夹各类直柄刀具。拉钉（8）拉钉将拉钉安装在刀柄的尾部，用扳手拧紧，然后安装到数控铣床主轴上。拉钉分BT40、BT50等类型。主要用来连接数控铣刀与主轴锥孔，实现切削功能。P.85任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具二、认识数控铣床常用夹具数控铣床其它附件随着现代制造业的飞速发展，还出现了精密组合夹具、数控对刀仪、数控铣刀专用磨刀机等配套的附件，对于提高数控铣床的加工适应性、提升产品加工精度和提高生产率起到了非常重要的作用。数控组合夹具数控铣刀专用磨刀机数控对刀仪三、了解数控铣床的加工特点数控铣床的主要加工特点如下：

1.适应性强，灵活性好，能加工复杂零件，如加工模具类零件、壳体类零件等等。

2.能加工普通机床无法或难以加工的零件，如复杂曲线零件和三维空间曲面类零件。

3.生产自动化程度高、生产率高，可减轻操作者的劳动强度，有利于生产管理自动化。

4.工件一次装夹定位后，能完成多道工序加工，加工精度高，加工质量稳定可靠。数控铣床的加工精度可达IT9～IT6,Ra1.6～0.4μm。P.85任务二认识数控铣床及其应用

活动二认识数控铣床常用刀具及夹具P.86一、了解数控铣床的日常维护要求作为数控铣床操作人员，平时不仅要加强维护，还要做好机床周边环境的清洁等日常维护工作。数控铣床的日常维护要求如下：任务二认识数控铣床及其应用

活动三了解数控铣床维护及常见故障排除方法数控铣床是综合了计算机、伺服驱动、自动化及精密机械等多个领域技术的成果。做好数控铣床的日常维护工作，保障数控铣床始终处于最佳使用状态非常重要。同时，作为数控铣床操作工，掌握日常工作中一些常见故障的排除方法也是应具备的基本技术素养。

1.

开机前检查气源供气压力是否正常，空气压缩机应及时排水。

2.工作台表面清洁，无外来杂物，工具柜内的工量具摆放规范。

3.加工前机床要预热10～15分钟，保证润滑系统正常，长期不用时，必须先手动手工润滑。

4.冷却系统工作正常，切削液充足，回路通畅。5.各润滑油达到规定的油位刻度。P.86一、了解数控铣床的日常维护要求任务二认识数控铣床及其应用

活动三了解数控铣床维护及常见故障排除方法6.防护门开关自如，面板灯显示正常，功能正常。7.数控柜、机床、电器柜进气、排气扇工作正常，风道过滤网无堵塞。

8.各系统管路无空气或润滑油泄漏，刀具夹紧及松开正常。

9.更换各类刀具时，应使用压缩空气吹净主轴、锥孔和刀柄，损坏的刀具必须及时报废。

10.机床X、Y、Z轴移动正常，运行过程中无异响，工作台的定位精度及进给精度正常。

11.工作结束后，对机床及刀具进行防锈处理，工作台移动到中间位置，并切断所有电源。

12.清除机床内部切屑，无外来杂物，工作台面、工具柜以及机床周边保持清洁。数控加工中心二、了解数控铣床常见故障排除方法数控铣床采用了先进的数控系统控制机床，因而相比于普通铣床，数控铣床出现的机械故障较少，但由于数控铣床使用油、气管路相关的元件较多，出现各种各样的相关故障也不少见，因此必须加强数控系统故障检查，及时发现问题并予以排除。数控铣床常见的故障及排除方法如下表：序号故障现象故障原因排除方法1提示电池报警电池接触不良：电池失电调整电池电路，更换电池2气嘴、气枪里喷水空气潮湿导致气管内有大量水分检查空气压缩气泵排除气体，检查空气过滤器排除内部积水3空气泄漏空气阀门封闭失效；空气元件损坏更换密封垫；更换空气元器件P.87任务二认识数控铣床及其应用

活动三了解数控铣床维护及常见故障排除方法二、了解数控铣床常见故障排除方法序号故障现象故障原因排除方法4机床回零越程行程开关损坏；行程开关电路故障更换行程开关；修复行程开关电路5铣刀落掉系统空气压力过小或不稳定；气道堵塞：气缸密封件磨损；刀柄与刀夹存在油膜调高空气压力或增设气压稳定设施；清洁气道、空气法等元器件；更换气缸密封件；清洁刀柄与刀夹，并擦干油膜6工作台窜动步进或伺服电马达损坏；丝杠螺母损坏更换四杠马达；更换丝杠螺母P.87任务二认识数控铣床及其应用

活动三了解数控铣床维护及常见故障排除方法能力提升

1.

简述数控铣床的分类方式与类型？

2.

数控铣床可以加工哪些内容？常用的数控铣刀有哪些？

3.读懂如图所示的塑料瓶模具图，应选择哪种数控铣床进行加工，使用什么夹具装夹，应选用哪些刀具加工？P.87任务二认识数控铣床及其应用

4.数控铣床加工前应做好哪些准备工作？加工结束后应做好哪些工作？

5.

数控铣床铣刀跌落的原因有哪些，应怎样排除？这个故障？任务三认识柔性制造技术及其应用学习目标

知识目标

（1）了解柔性制造技术的内涵。

（2）了解柔性制造系统的组成与类型。

（3）了解柔性制造的工艺特点。技能目标

（1）能识别柔性制造技术。

（2）能说出柔性制造系统的组成部分。

（3）能判别柔性制造技术的类型。柔性制造系统P.88柔性制造生产车间学习情境现代社会，消费者对产品多样化、低成本价格及短周期的需求日益提升，以传统工艺组织大批量生产的生产方法正在减少，由此带来了机械加工技术的变革，柔性制造技术就是在这种背景下产生的。如图所示为某工厂的柔性制造生产车间。P.88任务三认识柔性制造技术及其应用转向节自动加工流程学习情境P.88任务三认识柔性制造技术及其应用下图为转向节自动加工流程，整个生产在基本没有人工干预的情况下开展，这种生产方式是什么？它与传统生产方式有哪些不同？实现这样的生产方式需要哪些技术支撑？P.89任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统一、认识柔性制造技术及其类型

1.柔性制造技术

柔性制造技术也称柔性集成制造技术，它是现代先进制造技术的统称。柔性制造技术是集自动化技术、信息技术和加工制造技术于一体，把制造企业中相互孤立的工程设计、加工制造、企业物流和经营管理等过程，在计算机信息技术、加工与管理软件及数据库的支持下，构成一个覆盖整个企业的整体系统。

随着现代制造技术的快速发展，特别是自动化控制技术、数控加工技术及工业机器人等迅速发展，柔性制造技术正在不断的在制造企业中得到应用。柔性制造技术P.89任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统一、认识柔性制造技术及其类型

2.柔性制造技术类型柔性制造技术是对各种不同形式加工对象，实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。一般认为，凡是侧重于柔性，适用于多品种、中小批量，包括单件产品的加工技术都属于柔性制造技术。目前柔性制造技术以生产规模来划分为以下四大类。

1）柔性制造系统（FMS）由若干数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。适用于多品种、中小批量生产。柔性制造系统（FMS）P.89任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统一、认识柔性制造技术及其类型

2.柔性制造技术类型

2）柔性制造单元（FMC）一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物，它是由一至二台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送储存设备构成。实现单机柔性化及自动化，具有适应加工多品种产品的灵活性。柔性制造单元（FMC）

3）柔性制造工厂（FMF）

FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMF。FMF是自动化生产的最高水平，其特点是实现工厂柔性化及自动化。柔性制造工厂（FMF）P.90任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统一、认识柔性制造技术及其类型

2.柔性制造技术类型

4）柔性自动生产线（FML）处于单一或少品种、大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。实现生产柔性化及自动化，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。柔性自动生产线（FML）二、认识柔性制造系统及构成

1.柔性制造系统柔性制造系统FMS是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，能够根据生产环境和制造任务的变化而迅速调整的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种中小批量生产。P.90任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统二、认识柔性制造系统及构成

1.柔性制造系统如图所示为由牵引棍、机械手、数控加工设备及自动输送成品工件系统组成的柔性制造系统。柔性制造系统（FMS）P.91任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统二、认识柔性制造系统及构成

2.柔性制造系统的构成为了能适应加工对象的频繁变化，柔性制造系统必须具备一些基本的支撑部分。在机械制造技术领域，柔性制造系统主要包括自动化加工系统、物流系统和计算机控制系统三部分。显然，柔性制造系统是一种将微电子学、计算机和系统工程等技术有机结合起来的，技术复杂而又高度自动化的系统。自动化加工系统

1）自动化加工系统包括数控车削中心、数控加工中心，含有自动换刀、换工件的系统。其主要作用是对外形、尺寸、形状不必完全一致、质量大致相似、材料相同、工艺相似的零件进行钻、铰、车、铣、磨和滚齿加工等。车削中心加工中心P.91任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统二、认识柔性制造系统及构成

2.柔性制造系统的构成存储装置

2）物流系统输送装置包括轨道自动输送带和智能搬运机器人。用于整个制造系统中的各种毛坯、半成品、工件、工具、夹具、刀具和物料等出入库的搬运，以及加工过程中的装夹。

存储装置有立体仓库和自动回转料架。主要用于毛坯、成品、工件、工装、夹具、刀具及物料等的储存。其对提升柔性制造系统的物流管理效率具有极其重要的作用输送装置P.92任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统二、认识柔性制造系统及构成

2.柔性制造系统的构成管理类软件

3）计算机控制系统信息系统对加工和运输过程中所需各种信息进行收集、处理和反馈，并通过计算机或其它控制装置如液压、气压装置等，对机床或运输设备进行分级控制。信息系统

CAD/CAM软件通过CAD/CAM软件，将工艺设计、工艺编排、实体造型、仿真加工和实际加工等技术高度集成，极大地缩短产品开发周期，提升生产效率。

管理类软件以信息技术为纽带，将CAD/CAM加工信息、ERP、物流信息及管理信息等全部纳入系统管理系统，提升管理质量与效益。CAD/CAM软件P.92任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统三、了解柔性制造的关键技术柔性制造的监控和管理系统、物流系统、刀具管理系统、通信系统及辅助系统的协调运作，需要相关技术的支持。这些技术是进行柔性制造系统设计及规范的规划的关键技术。1）计算机辅助设计与制造以信息化技术为主要手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成机械产品数字化品设计和制造中的全过程。包括产品的三维（3D）设计、虚拟装配、仿真、虚拟制造、虚拟检测，通过数字化机床、光敏立体成形技术及3D打印技术加工出实际产品，是先进制造技术领域中的核心技术。2）模糊控制技术模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息，并自动对控制量进行调整，使系统性能得到改善。P.92任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统三、了解柔性制造的关键技术3）人工智能专家系统智能传感技术专家系统利用专家知识和推理规划进行推理，求解各类问题。由于专家系统能简便地将各种事实及经验验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，所以专家系统为FMS的多方面工作增强了柔性。4）人工神经网络技术人工神经网络（ANN）是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，人工神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自动化系统中的一个组成部分。P.93任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统四、了解柔性制造的特点

柔性制造技术适用于形状相似、尺寸相似和工艺相似的产品群的加工。综合了加工制造、物流管理与信息技术等先进技术于一体，因而具有以下的特点。1）经济效果显著柔性生产线几乎无停工损失，一组机床编入柔性制造系统后产量比这组机床在分散单机作业时的产量提高数倍，设计利用率高。2）生产能力稳定柔性制造系统结合了当今机床技术、监控技术、检测技术、刀具技术、传输技术、电子技术和计算机技术的精华，具有高质量、高可靠性、高自动化和高效率的特点。3）市场适应性强柔性技术可以缩短新产品的上市时间，并且转产快，适应瞬息万变的市场需求。P.93任务三认识柔性制造技术及其应用

活动一认识柔性制造技术与柔性制造系统四、了解柔性制造的特点4）可以减少工厂内零件的库存，提高产品质量在制品减少80%左右，零件在加工过程中的装卸一次完成，加工精度高，加工形式稳定，产品成本降低。5）减少工人数量，减轻工人劳动强度。有些柔性制造系统的检测，装夹和维护工作可以在第一班完成，第二、第三班可在无人看管下正常生产。6）一次性投资大。P.93任务三认识柔性制造技术及其应用

活动二了解柔性制造加工工艺柔性制造技术是按照成组加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件工具等物料的储存、储运系统，并由计算机进行控制，能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产，并能及时的改变产品以满足市场需求。柔性制造加工工艺就是利用成组技术解决零件分类成组、零件加工工艺成组及零件生产组织形式成组等问题。柔性技术的工艺基础是成组技术。成组技术是利用相似性，按照一定的准则分类成组，同组能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术。P.93任务三认识柔性制造技术及其应用

活动二了解柔性制造加工工艺一、零件分类成组

成组技术根据零件形状或工艺的相似性，将零件分组，如图所示，从而实现扩大生产批量，提高机床利用率的目的。零件分组方式很多，常用的方法有视检法、生产流程分析法及编码分类法，其中编码分类法最为常用。形状相似零件族工艺相似零件族

按编码分类时，首先制定零件分类编码系统，把分类的零件进行编码，再将零件的有关设计、制造等方面的信息转译为代码，其代码可以是数字或数字字母兼用。带零件有关信息代码化后，就可以根据代码对零件进行分类，零件有关生产信息代码化，有助于计算机辅助成组技术的实施。P.94任务三认识柔性制造技术及其应用

活动二了解柔性制造加工工艺二、零件加工工艺成组

零件分类成组后，便形成了加工组，下一步就是针对不同的加工组，制定适合于组那个零件的成组工艺过程。编制成组工艺的方法有复合零件法和复合路线法两种。复合零件法

1.复合零件法

按照零件组中的复合零件来设计工艺规程的方法称为复合零件法或样件法。复合零件是拥有同组零件的全部待加工表面要素的一个零件。它可以是零件组中实际存在的某个具体零件，也可以是一个假设的零件，由于它包含了组内其他零件所具有的所有待加工表面要素，所以按符合零件设计的成组工艺，只要从中删除一些不为某一零件所用的工序或工步内容就能为组内所有零件使用，形成各个零件的加工工艺。P.94任务三认识柔性制造技术及其应用

活动二了解柔性制造加工工艺二、零件加工工艺成组复合路线法

2.复合路线法复合路线法是在零件分类成组的基础上，把同组零件的工艺路线进行比较，以组内最复杂零件的工艺路线为基础，然后将此路线与组内其他零件的工艺路线相比较，凡是组内零件需要而作为代表的工艺路线中没有的工序一一添上，最终形成一个能满足全组零件要求的成组工艺。P.95任务三认识柔性制造技术及其应用

活动二了解柔性制造加工工艺三、零件生产组织形式成组根据目前实际应用情况，成组加工系统有如下三种基本形式，成组单机，成组生产单元和成组生产流水线。这三种形式采用介于机群式和流水线之间的设备布置形式。机群式适用于传统的单件小批量生产，而流水线则适用于传统的大批量生产。成组生产采用何种形式主要取决于同族零件的批量大小。三种生产组织形式如下：

1.成组单机

成组单机是在机群式布置的基础上发展起来的，它把一些工序相同或相似的零件集中在一台机床上加工。它的特点主要是针对从毛坯到成品，多数工序可以在同一类型的设备上完成的工件，也可以用于仅完成其中某几道工序的加工。P.95任务三认识柔性制造技术及其应用

活动二了解柔性制造加工工艺三、零件生产组织形式成组

2.成组生产单元

成组生产单元是指一组或几组工艺上相似零件的全部工艺过程，由相应的一组机床完成，该组机床及构成车间一个封闭的生产单元。有几种类型机床组成一个封闭的生产系统，完成一组或几组相似零件的全部工艺过程，具有一定的独立性并有明确的职责，提高了设备利用率，缩短了生产周期，简化了生产管理。

3.成组生产流水线

成组生产流水线是成组技术的较高级组织形式。它与一般流水线的主要区别在于，生产线上流动的不是一种零件，是多种相似零件，在流水线上各工序的节拍基本一致，其工作过程是连续而有节奏的，但对于每一种零件而言，他不一定经过流水线上的每一台机床加工，因此它能加工的工件较多，工艺适用范围较大。P.95任务三认识柔性制造技术及其应用能力提升

1.什么是柔性制造技术？柔性制造技术有哪些类型？2.什么是柔性制造系统？柔性制造系统主要包括哪三个部分？查阅相关资料并举例说明。

3.什么是成组技术？成组技术对柔性制造有何帮助？4.柔性制造技术加工工艺主要解决哪些问题？任务四了解特种加工技术及其应用学习目标（1）了解电火花加工及其应用。

（2）了解激光加工及其应用。

（3）了解3D打印技术及其应用。（1）能识别电火化设备及其作用。

（2）能正确对激光设备进行分类。

（3）能说出3D打印技术的优势。P.96特种加工技术

知识目标

技能目标汽车车门结构学习情境随着加工制造业的进步与发展，产品的多样化及复杂化发展趋势越来越明显。传统加工方法已逐渐不能满足现代产品加工的需要。

如图所示的运动鞋鞋底模具，底模轮廓复杂，用传统的切削加工技术能否加工？再图中所示的汽车车门，它的传统加工工艺是先平钣、切孔再成形，这种工艺会造成很多拐角，棱角上的已加工孔在成型过程中发生变形，而现代加工工艺则使车身整体毫发无损，它是怎样实现的？任务四了解特种加工技术及其应用P.96鞋底模具奥运福娃工艺品学习情境又如图所示为奥运福娃工艺品这样轮廓复杂的零件，用制作模具后打样，不但加工成本高、生产周期长，而且还有产品质量不合格等风险。有没有可使制作成本低、生产周期短而又能符合用户需求的新技术呢？任务四了解特种加工技术及其应用P.96P.97任务四了解特种加工技术及其应用

活动一了解电火花加工技术及其应用一、认识电火花加工及其设备

1.电火花加工电火花加工，是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用，蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。

电火花加工零件的数量在3000件以下时，比模具、冲压零件在经济上更加合理。其主要应用在各类冲模、锻膜、塑料膜等模具加工，航空航天、机械等部门中高温合金等难加工材料的加工，各种成型刀具、样板工具、量具、螺纹等成型零件加工，以及化纤异形喷丝孔、电子显微镜栅孔等孔径为0.01～1mm的微细精密型孔加工。

2.电火花加工的设备电火花加工机床主要用于加工各类高硬度材料，如硬质合金和淬火钢等形状复杂的模具零件，以及切割、开槽和去除折断在工件孔内的工具，如钻头和丝锥等。典型的电火花机床如图所示。电火花加工P.97任务四了解特种加工技术及其应用

活动一了解电火花加工技术及其应用一、认识电火花加工及其设备

2.电火花加工的设备典型的电火花机床操作面板数控系统主轴头：由伺服进给机构、导向和防扭机构以及辅助机构三部分组成，用以控制工件与电极之间的放电间隙工作台：主要用来支撑和装夹工件。通过转动纵横向丝杠来改变电极与工件的相对位置，工作台上装有工作液箱，使电极和工件浸泡在工作，夜里起冷却、排屑作用主轴头工作液和循环过滤系统：工作液主要起绝缘、冷却与排屑的作用。循环过滤系统主要起冷却、清洁工作液的作用。伺服进给系统脉冲电源把工频交流电转换成供给火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属P.98任务四了解特种加工技术及其应用

活动一了解电火花加工技术及其应用二、了解电火花加工原理

如图所示，工具电极和工件分别接脉冲电源两极，浸入工作液或将工作液充入放电间隙，通过自动进给调节装置，控制工具电极向工件进给，当两电极达到一定距离时，两电极上的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。

在放电的微细通道中瞬时集中温度可达10000°C以上,压力也随之急剧变化，从而使该点工件表面局部微量金属材料立刻融化、汽化，并爆炸式的飞溅到工作液中，再迅速冷凝并形成切屑微粒被工作液带走，工件表面留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间的工作液恢复绝缘状态。电火花加工原理

上述过程连续重复，就能加工出与工具电极相应的形状。P.98任务四了解特种加工技术及其应用

活动一了解电火花加工技术及其应用二、了解电火花加工原理

电火花加工所用的工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金和钼等制造。工作液既是放电介质，又在加工中起冷却与排屑作用。常用工作液如煤油、去离子水和乳化液等。过滤器主要起过滤工作液的作用。电火花加工原理P.99任务四了解特种加工技术及其应用

活动一了解电火花加工技术及其应用三、了解电火花加工类型按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途不同，电火花加工有电火花成形、电火花线切割、电火花磨削、电火花展成加工等四大类：电火花成形加工

（1）电火花成形加工工具电极相对于工件做时给运动。将工具电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。适用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木模的型腔。电火花线切割加工

（2）电火花线切割加工电火花线切割加工，利用轴向移动的金属丝做工具电极，工件按照所需形状和尺寸做轨迹运动以切割导电材料。适用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样板以及各种形状复杂的形孔、形面和窄缝等。P.99任务四了解特种加工技术及其应用

活动一了解电火花加工技术及其应用三、了解电火花加工类型电火花磨削加工

（3）电火花磨削加工将金属丝或成型导电魔轮做工具电极进行小孔磨削或成形磨削。适用于加工硬质合金成型刀具，可转位刀具刀片，淬硬的。镶拼模具或齿条等。电火花展成加工

（4）电火花线展成加工工件与工具电极各自按一定的规律做回转运动，运用空间共轭的原理把工件加工成型。适用于加工螺纹环规、螺纹塞规和齿轮等。P.99任务四了解特种加工技术及其应用

活动一了解电火花加工技术及其应用四、了解电火花加工特点电火花加工是一种特种加工，其主要特点如下：

（1）可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料。

（2）加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工。

（3）脉冲参数可根据需要调节，可在同一机床上进行粗加工、半精加工和精加工。

（4）电火花加工后的表面呈现的凹坑有利于储油和降低噪音。

（5）生产率低于切削加工。

（6）放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗。影响成形精度。

（7）电火花加工的尺寸精度一般为0.01～0.05mm，精密细微加工可达0.002～0.004mm。精加工时的表面粗糙度小于0.8μm。精密细微加工的表面粗糙度不大于0.1μm。P.100任务四了解特种加工技术及其应用

活动二了解激光加工技术及其应用一、认识激光加工技术激光加工及工艺品激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性，对金属与非金属材料进行切割、焊接、表面处理、打孔和微加工等的一门高新技术。如图所示为激光加工及其工艺品。激光加工的原理激光加工是利用激光器发射高功率密度的激光束照射工件，使工件材料融化、汽化而进行穿孔、切割和焊接的特种加工。通常用于加工的激光器主要是气体激光器和固体激光器。P.100任务四了解特种加工技术及其应用

活动二了解激光加工技术及其应用一、认识激光加工技术二氧化碳激光切割器工作原理如图所示为以二氧化碳为介质的气体激光器切割工件的原理。从图中可见，高强度激光束从激光器输出，经转向反射镜折射到聚焦透镜上，再由聚焦透镜聚焦到工件加工处实施加工。在光束出口处装有喷嘴，用于喷吹氧、氮等辅助气体以提高切割速度和切口质量。

激光焦点处的功率密度高达。107～1012W/cm2，温度高达10000°C以上。任何材料都会瞬时熔化、汽化。激光加工就是利用这种光能的热效应，对材料进行焊接、打孔和切割等加工。P.101 任务四了解特种加工技术及其应用

活动二了解激光加工技术及其应用二、了解激光加工的设备典型的激光器结构激光技术是涉及光、机电、材料及检测等多门学科的综合性先进制造技术。激光器组成常用的激光加工设备主要包括激光器、电源、光学系统与机械系统四部分。其中激光器是激光加工的核心设备，典型的激光器结构如图所示。从图中可以看出，激光器主要由激光工作物质、激励源及谐振腔组成。P.101 任务四了解特种加工技术及其应用

活动二了解激光加工技术及其应用二、了解激光加工的设备激光器

1）激光工作物质实现粒子数反转，并