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1、任务目标,1、了解数控加工的基本原理及其技术的发展与应用状况 。 2、了解数控加工机床的分类与区别。 3、了解数控车削加工的特点及其应用。 4、了解数控铣削加工的特点及其应用。 5、了解数控加工工艺针对模具加工的应用。 6、能分析相关模具零件的图纸，分析零件的数控加工工艺。 7、能分析数控加工与模具零件制造工艺环节的关系，合理应用。 8、能分析典型的具有复杂曲面模具零件的加工工艺。 9、能编制需采用数控加工的典型模具零件的加工工艺过程卡。,数字控制是一种自动控制技术，是用数字化信息进行控制的一种方法，简称数控(NC)。采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床，称为数控机床。(一个装有数
2、控系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序)。 1、数控机床的工作原理与组成 (1)数控机床的工作原理 数控机床加工零件时，首先要编制零件的数控加工程序，这是数控机床的工作指令。将数控加工程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、起停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑的起停等动作，使刀具和工件及其他辅助装置严格地按照数控加工程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。 有效地解决了多品种、小批量生产精密、复杂零件的自动化问题。,2、数控机床的坐标系 为准确地描述数控机床上
3、的运动部件在成形运动和辅助运动中的运动方向和运动距离的大小，需要建立一个坐标系才能实现，这个坐标系称为数控机床坐标系。国际标准化组织(IS0)和我国有关部门都对数控机床的坐标系制定了相应的标准，并且两者是等效的。 (1)机床坐标系的规定 标准规定采用右手笛卡儿直角坐标系。基本坐标轴为x、y、z相应每个坐标轴的旋转坐标分别为A、B、C，如图示。,(2）坐标轴及运动方向的规定 标准规定以增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴的正方向。 z坐标 规定与机床主轴轴线平行的坐标轴为z坐标，取刀具远离工件的方向为正方向。 x坐标 规定z坐标轴为水平方向，且垂直于z轴并平行于工件的装夹面。 对于工件旋转的机床
4、(如数控车床、数控磨床)，取横向离开工件旋转中心的方向为x轴正方向。对于刀具旋转的机床 (如数控铣床、数控镗床)，则规定:当z轴为水平时，从刀具主轴后端向工件方向看，向右方向为z轴正方向；当z轴为垂直时，对于单立柱机床，面对主轴向立柱方向看，向右方向为x轴正方向。 y坐标 当x轴、z轴确定之后，用笛卡儿直角坐标右手定则法确定y坐标轴及其正方向。,A、B、C坐标 A、B、C坐标分别为绕x、y、z坐标的旋转坐标，按右手螺旋定则来确定A、B、C坐标的正方向。 附加坐标 如果有第二或第三组坐标平行于z、y、z，则分别指定用U、V、W和P、Q、R表示。若除了A、B、C第一旋转坐标系以外，还有其他的旋转坐
5、标，则用D、E、F等表示。 对于工件运动时的相反方向 当工件是移动的，而刀具固定时，坐标轴用带“”的字母表示，如+x，表示工件相对于刀具的正向移动。而不带“”的字母，如+x则表示刀具相对于工件的正向移动。二者表示的运动方向正好相反。,3、数控机床的特点和应用 (1)自动化程度高 在数控机床上加工零件时，除了手工装卸工件外，全部加工过程都由机床自动完成。 (2)加工精度高，加工质量稳定 数控加工的尺寸通常在0.0050.lmm之间，目前最高的尺寸精度可达土0.0015mm。 (3)对加工对象的适应性强 数控机床上实现自动加工的控制信息是加工程序。 (4)生产效率高 数控机床的加工效率高，一方面是
6、自动化程度高；另一方面是数控机床的运动速度高，空行程时间短。,(5)易于建立计算机通信网络。 数控机床的不足之处是设备价格昂贵，维修复杂，对调试、维修人员的技术素质要求较高，首件加工的准备周期较长。数控机床最适合加工形状复杂、精度要求高，通用机床无法加工，或虽然能加工但很难保证加工质量的零件；用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件；必须在一次装夹下合并完成钻、扩、铰、铣、镗及攻螺纹等较多加工内容的零件。,项目四 模具零件数控加工,数控加工的特点,（1）适应性强。 （2）精度高，质量稳定。 （3）生产效率高。 （4）经济效益好。 （5）有利于现代化管理。,数控车床型号：CK6141，加工范围：4
7、10 x759mm,数控车例题：连接轴零件数控车加工及编程, 零件名称：连接轴；材料：45钢；未注倒角0.5；其余表面粗糙度Ra3.2。,工艺分析：连接轴零件是一个典型的轴类零件，它由2段圆弧面，3段圆柱面，1段螺纹及一个退刀槽组成，根据零件精度及结构特点，该连接轴零件采用数控车进行加工，零件数控车加工程序分析如下所示。,1）确定工序和装夹方式 工件装夹方式采用通用三爪自定心卡盘，一次装夹，从右向左完成零件的加工。编程原点选择在零件右端中心点。 夹40毛坯外圆，采用G71外圆粗切循环指令对零件进行粗加工。 采用G70精加工循环指令进行精加工。 采用G76复合螺纹切削循环指令完成螺纹段的加工任务
8、。,2）刀具的选择及布置 1号刀为90外圆车刀，用于加工零件外圆轮廓；2号刀为割刀，宽度为6，用于割槽；螺纹刀，3号刀为螺纹刀，用于加工螺纹；4号刀为35外圆车刀。对刀采用试切法。,3）选择切削用量,切削用量一览表,4）加工路线 车R5mm 圆弧车20的外圆车28的外圆车R5mm圆弧车38的外圆割槽倒角车螺纹。,程序： M03S1200 T1D1M8G0X42Z2Z0G01X-1F0.2G0X42Z2_CNAME=L03R105=9.000 R106=0.200R108=2.000 R109=0.000R110=0.500 R111=0.300R112=0.100,LCYC95R105=5R1
9、06=0LCYC95T1D0T2D1G0X42Z-35G01X24F0.2G0X42Z5T2D0,T3D1G0X42Z-11R100=28.000 R101=-11.000R102=28.000 R103=-32.000R104=2.000 R105=1.000R106=0.100 R109=3.000R110=2.000 R111=1.300R112=0.000 R113=9.000,R114=1.000LCYC97G01X42Z5T3D0T2D1G0X42Z-64G1X3F0.3G1X50F0.3T2D0M5M02,L03.SPFG0X10Z0G03X19.9835Z-5CR=5 G01Z
10、-11X24X27.8Z-13Z-35X28Z-43G02X37.9805Z-48CR=5 G01Z-68G0X42Z5M02, 零件名称：成型顶块；材料：SKD11；热处理：淬火58-62HRC；外形与凹模框滑配；其余表面粗糙度Ra6.3。,任务实施：成型顶块零件数控铣加工,工艺分析：成型顶块零件采用日本材料KSD11，其材料性能相当于国产材料Cr12MoV，零件精度要求较高，外形为异形直通式的结构形式，其外形需要采用线切割进行加工，即能保证精度又比较经济快捷，零件型面比较复杂，需要采用数控自动编程进行加工，需要处理好数控与线切割加工之间的关系，同时要考虑线切割的工艺基准；现代先进的高速铣加
11、工对该零件的加工工艺有一定的影响，但需根据具体的情况而分析，具体零件加工工艺卡如下表所示。,成型顶块零件加工工艺卡,侧板凸凹模加工工序图如下图所示：,工序图,例题2：转向器固定支架成型顶块零件数控铣加工及编程,利用数控摇臂铣床，型号：XK6325B，加工范围：1120 x250mm，HAAS加工中心，型号：1063455，加工范围：600 x520 x400mm进行成型顶块零件的手工编程与加工。, 零件名称：成型顶块；材料：45钢；其余表面粗糙度Ra3.2。,工艺分析： 成型顶块零件是一个块类零件，其顶块形状由几段圆弧，直线段，斜线段，及一段椭圆弧组成等，根据零件精度及结构特点，根据零件的精度
12、及结构特点采用数控铣进行加工比较合适，数控铣加工的走刀路线对零件数控加工工艺有较大的影响，同时对零件加工成本也有较大影响，下面就以两种不同的走刀路线进行比较，零件数控铣加工程序分析如下所示。,程序： O1111; (加工外轮廓，刀具用23的铣刀) G54G90G40G69G17G0Z20 M03S1000 X-43.5Y50 G1Z-10F80 G1Y-18 X-40,G03X-40Y-34R8 G1X16 #100=180 #101=0 N80#104=14*SIN#100+16 #105=34*COS#100 G1G64G42X#104Y#105D1F100 #100=#100-1,IF#
13、100LE#101GOTO80 G1X-12.989Y34,R8 X-28Y8 Y-6 G02X-40Y-18R12 G1X-50 G40G1X-80Y-50 G0Z20 M05 M30 O2222;（加工中间的槽） G54G90G40G69G0Z20 M03S1000 X15Y0 G1 X0Z-10F30 G42X-15D01F50 Y16,R9 X15,R9 Y-16,R9 X-15,R9,Y3 G0Z20 G40X0Y0 M05 M30 O3333;（加工孔） G54G90G49G80G40G0Z0 M03S600 G0X0Y0 G0Z5 G98G83X-40Y25Z-35R3Q5F50
14、 G80G0Z20 M05 M30 O4444; G54G90G49G80G40G0Z0 M03S200 G0X0Y0 G0Z5,G98G85 X-40Y25Z-35R5F80 G80 G0Z20 M05,M30,椭圆宏程序如下： G90 G54 G40 G49 G80 G0 Z0 G0 X16 Y55 M3 S1500 G43 G0 Z50 H1 （建立刀具长度补偿） G0 Z2 G1 Z-10 F200 #100=90 （100号变量初始值为90） N10 #102=14XCOS#100 （102号变量赋值） #103=34XSIN#100 （103号变量赋值） G41 G01 X#102 Y#103 D1 （建立刀具半径左补偿）,#100= #100-1 （100号变量每次减1） IF #100GE#-90 GOTO10 （100号变量大于等于-90执行循环） G40 G1 Y-55 （取消刀具半径补偿） G49 G0 Z0 （取消刀具长度补偿） M05 （主轴停转） M30 （程序结束，返回程序开头）,
