数控 0绪论 学习课件

数控加工技术基础专业：材料成型及控制工程教师：张鹏第1章绪论第1节模具制造的特点与技术要求第2节数控加工技术概述第3节数控加工在模具业中的应用

第1节模具制造的特点与技术要求1、制造方法的基本要求2、模具制造的基本特点3、模具制造的主要加工方法1.对制造方法的基本要求

为了保证产品的质量，除了设计合理的模具结构外，还必须采用先进的模具制造技术制造模具。保证模具质量。在制造模具时，应满足以下几个基本要求：

（1）质量好（Q）为了保证制品精度，模具的工作部分精度通常要比制品精度高2~4级，因此模具的零部件必须有足够高的制造精度。否则，将不可能生产出合格的制品。

（2）制造周期短(T)为了满足生产的需要，提高产品的竞争能力，必须在保证质量的前提下，尽量缩短模具制造周期。

（3）制造成本低（C)

模具成本与模具结构、模具材料、制造精度要求和加工方法等有关。模具技术人员必须根据制品的要求合理设计和制订其加工工艺。在设计和制造模具时，应根据实际情况作全面考虑，在保证制品质量的前提下，选择合适模具结构和制造方法，使模具的成本降到最低

2、模具制造的基本特点

与一般机械加工相比，模具制造具有许多特殊性。

（1）模具质量高模具制造不仅要求加工精度高，而且还要求加工表面质量好。一般来说，模具工作部分的制造公差都应控制在±0.01mm以内；模具加工后的表面不仅不允许有任何缺陷，而且工作部分的表面粗糙度Ra都要求小于0.8微米。

（2）模具形状复杂模具的工作部分一般都是二维或三维复杂曲面，而一般机械加工的是简单几何体。

（3）材料硬度高模具材料本身的硬度较高，采用了淬火工具钢或硬质合金等材料。

（4）单件生产

模具制造一般都是单件生产，设计和制造周期都比较长。

(5)加工工序多3、模具制造的主要加工方法

1.机械加工

机械加工（即传统的切削与磨削加工）是模具制造不可缺少的一种重要的加工方法。机械加工的特点是加工精度高、生产效率高。但加工复杂的形状时，加工速度慢，硬材料也难加工，材料利用率不高。

2.特种加工

特种加工也被称为电加工，从广义上说，特种加工是指直接利用电能、化学能、声能、光能等来去除工件上多余的材料，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法，其中包括电火花成形加工、线切割加工、电解加工、电化学抛光、电铸、化学刻蚀、超声波加工、激光加工等。特种加工与工件的硬度无关，可以实现以柔克刚，并可加工各种复杂形状的零件。特种加工在模具制造中得到了越来越广泛的应用。

3.塑性加工

塑性加工主要指冷挤压制模法，即将淬火过的成形模强力压入未进行硬化处理的模坯中，使成形模的形状复印在被压的模坯上，制成所需要的模具。

这种成形方法不需要型面精加工，制模速度快，可以制成各种复杂型面的模具。

4.铸造加工

对于一些精度和使用寿命要求不高的模具，可以采用简单方便的铸造法快速成形。例如：锌基合金模具，用低熔点材料锌基合金铸造模具，也称快速制模法，其制模速度快，容易制成形状复杂的模具。但模具材质较软，耐热性差，所以模具寿命短，多用于试制和小批量生产的场合。

5.焊接加工

焊接法制模是将加工好的模块焊接在一起，形成所需的模具。这种方法与整体加工相比，加工简单、尺寸大小不受限制，但精度难于保证，易残留热应变及内部应力，主要用于精度要求不高的大型模具的制造。

6.数控加工

数控加工是利用数控机床和数控技术完成模具零件的加工，根据零件图样及工艺要求等原始条件编制数控加工程序，输入数控系统，然后控制数控机床中刀具与工件的相对运动，以完成零件的加工。数控机床范围很广，在机械加工中有数控车加工、数控铣加工、数控钻加工、数控磨加工、加工中心加工；在塑性加工中有数控冲床加工、弯管机加工等；在特种成形中则有数控电火花加工、数控线切割加工、数控激光加工等。

第2节数控加工技术概述数控加工NCMachining：采用数字信息对零件加工过程进行定义，并控制机床进行自动运行的一种自动化方法。普通加工MV4VACYCLE

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HOLDEDITAUTOMDIJOGHANDLEZERO

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DIRECTIONOFFONMEMORY

PROTECT2、数控加工全过程介绍如下图所示，在数控机床上加工零件时，要预先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数和走刀运动数据，然后编制加工程序，传输给数控系统，在事先存入数控装置内部的控制软件支持下，经处理与计算，发出相应的进给运动指令信号，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，进行零件的加工。

图纸粗加工切除毛坯大部分余量，接近成品的形状和尺寸半精加工主要表面留下精加工余量并达到一定的精度，完成一些次要表面的加工光整加工保证主要表面精度和表面粗糙度精加工获得很高的尺寸精度、降低表面粗糙度或使其表面得到强化数控加工工艺分析1342数控加工工艺过程分析工艺分析，确定数控加工内容确定加工工序和工步?选择机床选择夹具

确定走刀路线和切削参数切削条件：vc:200m/min

(5,300min-1)vf:1,060mm/min数控工序卡片刀具卡片编制工艺文件零件号101零件名称编制日期2006/10/1程序号O1011编制XXX工步号程序段号工步内容刀具切削用量S功能F功能切深/mm1N11粗铣顶面端面铣刀（φ125）v=90m/minf=0.2mm/齿2.5S240F3002N12钻φ32，φ12孔中心孔中心钻（φ2）2.5S1000F1003N13钻φ32，φ12孔至φ11.5麻花钻（φ11.5）v=20m/minf=0.2mm/revS550F1104N14扩φ32孔至φ30麻花钻（φ30）v=25m/minf=0.3mm/revS280F855N15钻3-φ6孔至尺寸麻花钻（φ6）v=20m/minf=0.2mm/revS1100F2206N16粗铣φ60沉孔及沟槽立铣刀（φ18，2刃）v=20m/minf=0.15mm/齿5S370F110O0001

N005G54S400M03T02

N010G00X4.Y3.5

N015G43H01Z.1

N020M08

N025G01Z-.25F3.5

N030G00Z.1

.

.程序编制输入程序到数控机床程序检验修改后程序保存数控加工加工模具示意图粗加工

半精加工

精加工

数控车与铣削动画2数控技术的基本概念

(1)数控（NumericalControl）与数控加工数字控制技术是一种自动控制技术，是用数字化信号对设备的运动及其工作过程进行控制的一种方法。

数控加工NCMachining：采用数字信息对零件加工过程进行定义，并控制机床进行自动运行的一种自动化方法。(2)数控机床（NCMachine）数控机床就是采用了数控技术的机床，或装备了数控系统的机床。(3)数控系统（NumericalControlSystem）数控系统是一种程序控制系统，它能逻辑地处理输入到系统中具有特定代码的程序，并将其译码，从而使机床运动并加工零件。这里主要指由硬件搭成的系统。计算机数控系统（ComputerizedNumericalControlSystem—CNC）计算机数控系统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（PLC）、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成。(4)．数控程序（NCProgram）输入数控系统中的、使数控机床执行一个确定的加工任务的、具有特定代码和其它符号编码的一系列指令。例：有这样一段程序，可以完成下面的加工功能N1G90G17G41G00X18Y24M03H06※绝对值编程，XY平面刀具半径左补偿，快速定位点（18，24），刀具补偿地址H06（其中补偿量为10），刀具中心到达B点，主轴正转N2G02X74Y32R40F180※圆弧插补，加工R40圆弧N3G40G00X84Y0※取消刀具半径补偿值N4G00X0M02※返回起始点

(5)数控编程(NCProgramming)生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程

根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定的指令和格式编制成加工程序文件，这个过程称为零件数控加工程序编制，简称数控编程。(6)数控加工过程根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。3、数控加工的特点（1）

加工精度高、加工质量稳定（高质量）数控机床的机械传动系统和结构都有较高的精度、刚度和热稳定性，零件的加工精度和质量由机床保证，完全消除了操作者的人为误差，所以数控机床的加工精度高，加工误差一般能控制在0.005~0.1mm以内，而且同一批零件加工尺寸的一致性好，加工质量稳定。（2）对零件加工适应性强（高柔性）因数控机床能实现几个坐标联动，加工程序可对加工零件的要求而变换，所以它的适应性和灵活性很强，可以加工普通机床无法加工的形状复杂的零件。

（3）加工生产效率高（高效率）数控机床结构刚性好、功率大、能自动进行切削加工，所以能选择较大的、合理的切削质量，并能自动完成整个切削加工过程，大大缩短机动加工时间。数控机床定位精度高，可省去加工过程中的中间检测，提高生产效率。

（4）具有复杂形状加工能力

数控加工运动的任意可控性使能完成普通加工方法难以完成或无法完成的复杂型面加工。

（5）有利于生产管理

数控机床加工，能准确地计算出零件的加工工时，并有效地简化刀具、夹具、量具和半成品的管理工作。加工程序是用数字信息的标准代码输入，有利于与计算机连接，由计算机来控制和管理生产。

4.数控加工的适用范围数控加工的零件一致性好，质量稳定，加工精度高。但是，数控加工设备昂贵，加工准备周期长。因此，数控加工有其适用范围：

（1）

最适合零件：形状复杂，加工精度要求高，用通用机床无法加工或虽然能加工但很难保证产品质量的零件；复杂曲线轮廓或复杂曲面的零件；难测量、难控制进给、难控制尺寸的具有内腔的壳体或盒形零件；铣、镗、锪、铰或攻丝多工序零件：必须在一次装卡中合并完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多道工序的零件。

多品种小批量零件价值高的零件公差带小、互换性高、要求准确复制的零件（2）

较合适类零件

在通用机床上加工时极易受人为因素干扰、材料又昂贵的零件；在通用机床上必须有复杂专用工装的零件；需要多次更改设计后才能定型的零件。

（3）

不适合类零件

装卡困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；加工余量很不稳定的零件。

航空业汽车工业模具制造零件制造数控加工的应用数控加工主要应用（1）常规零件加工，如车削、箱体类零件镗铣等。目的是：提高效率、避免人为误差、保证产品质量；以柔性加工取代高成本的工装设备，缩短生产周期。（2）复杂形状零件加工，如模具型面、涡轮叶片等。目的是这些零件非常主要，常规方法无法实现。数控加工技术起源

1、数控加工技术是20世纪40年代后期为适应加工复杂外形零件而发展的一种自动化加工技术。1947年，帕森斯(Parsons)公司为了满足美国空军精确制作直升机机翼、桨片和飞机框架要求，提出了用数字信息来控制机床自动加工外形复杂零件的设想。1949年美国空军为了在短时间制造出可以经常变更设计的火箭零件,与Parsons公司、麻省理工学院伺服机构实验室（ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）合作，于1952年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机三坐标立式铣床。解开了数控加工技术的序幕。1956年，德国、日本、苏联、1958年中国分别研制出本国的第一台数控机床数控技术是机械加工现代化的重要基础和关键技术数控技术是机械加工现代化的重要基础和关键技术、也是发展军事工业的重要战略技术。80年代东芝事件（苏联潜艇）、99年考克斯报告（购买二手数控设备应用军事工业、去年的华中数控事件（出口