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1、数控基础导论 解兆宏教学内容：数控基础知识教材版本：北京航空航天大学制造实习教学方法：课堂讲授、学生编程练习教学时间：讲授 100 分钟、练习 60 分钟教 具：外圆车刀、切断车刀、立铣刀各 1 把 师范讲解挂图 2 张教学目的：了解数控的基本知识 掌握手工编程的技能引言： 点名 书 P231 至 306 实习报告 P29、30、35 简介数控组指导老师、机床、实习场地、教室一 教程 第一天 上午 1。数控基础 2。编程（学生车铣各编一图） 下午 讲机床的结构和操作 第二天 讲 CAXA 软件平面作图 （学生画一个数铣图案；画一个数车图案） 第三天讲 CAXA 曲面、立体造型二 评分 按上级规
2、定：每个同学两个分数 技能：1手编 2。零件设计制作 3。曲面造型 表现：1 纪律 2。安全 3。考勤 4。实习态度 5。实习报告三 . 注意事项 1按规定穿工作服，女生戴帽子。 2同学一定不要迟到、早退。 3按时交作业。 4每个实习环节都要有竞争意识和创新意识讲课摘要 一 概述 什么叫数控机床？即是采 用数字信息技术控制的机床，是灵性极强的，高效的自动化机床。 1946 年 2 月美国发明计算机；49 年开始研制数控机床；52 年世界第一台三坐标数控铣诞生，到 74 年数控机床经历五代，数控技术臻于成熟，迅速普及。后来又在质量上、功能上得到不断发展， （例如加工中心、柔性制造系统 FMS、计
3、算机集成系统 CIMS） 。 加工中心- 在一台数控机床上可进行多工序加工，并能自换刀、零件自动装卸、切硝自动清除。 柔性制造系统的作用：多工位数控加工自动输送和储存自动检测自动化管理 目前使用的三台新数控铣床型号是 XK6325B/6，其中 X 代表铣 床，K 代表数控，机床所控制的轴数为，系统是 KND100。旧数 控铣床型号是 J320-1 系统是 FANUC-3M。都是三坐标控制， 可三坐标联动。 XK6325B/6 数控摇臂铣床共有六个部分组成：床身部分、铣头 和变速部分、工作台部分、横进给部分、升降台部分、冷却，润滑 及电气部分。 数控车床八台，其中两台型号为 CJK1630 其中
4、 C 代表车床，JK 代表简式数控机床，16 代表最大回转直径为 410mm，为最大加工长度为 750mm 。系统是 FANUC 均为两坐标控制，可两坐标联动。 两坐标数控机床加工平面曲线；三坐标数控机床加工立体曲 面。 加工中心分为以镗铣为主的“镗铣类加工中心” 二台和以 车为主的“车类加工中心” 一台。其中一台镗铣类加工中心型 号 为 VMC750 系 统 采 用 美 国 VICKERS 公 司 生 产 的 ACRAMATIC2100E 数控系统。 VMC750 铣加工中心组成部分有： 主轴箱、刀库、立柱、工作台、滑板、床身、控制箱、电气柜。 三坐标测量机的型号是 0101DH/T-P 目
5、前我国数控机床使用的系统还有华中工学院的华中 1 号、德国的西门子 CAD/CAM 软件除了我们常用的 caxa 系列外，还有美国的 Por/E、UG 法国的 CIA 等 两坐标数控机床加工平面曲线；三坐标数控机床加工立体曲面 数控机床适合加工多品种、中小批量和形状复杂的零件加工。 数控机床的加工过程：准备阶段；编程阶段；准备信息载体；加工阶段。 二 数控机床的组成：控制介质、控制机、伺服机构、测量机构、机床五部分 伺服机构的作用：接收来自控制机的进给信号，驱动机床工作台，加工出合格的零件。数控车床与普通车床的主要区别是使用伺服电机控制实现两轴联动。 三 数控系统分类 1按运动方式分三类：点位
6、控制系统 用于钻床和冲床 直线 控制系统用于车床连续控制系统用于铣床和加工中心 2按控制方式分三类：开环控制系统、闭环控制系统、半闭环控制系统。 开环控制系统 不带位置测量装置，不能将控制误差反馈的系统 闭环控制系统 测量装置检测出工作台的实际位移量，经反馈回路送回控制机去与指令值进行比较，用差值进行控制，直到差值消除。闭环控制系统能消除机床传动的间隙。 半闭环控制系统-测量装置安装在伺服电机的端部，只检测系统的一部分。 四 数控机床加工的特点： 适应性强 有较高的生产率 有较高的重复定位精度和稳定的加工质量 缩短生产准备时间，减轻劳动强度 利于生产管理现代化 五 名词解释 1脉冲当量-控制机
7、每发出一个脉冲，机床运动部件相应的位移量叫脉冲当量。目前使用的数控车、铣床一个脉冲当量是 0.001mm；加工中心则是 0.0001mm。 目前数控机床加工精度 0.015/300mm 2插补-在一条线段的起点和终点之间进行数据密化计算过程。 插补直线或曲线时不会影响加工精度，因为逼近的误差小于一个脉冲的当量。 插补四个节拍：偏差判别 进给控制 新偏差判别 终点判别。 3刀具半径补偿 是刀具中心自动从零件轮廓上偏离一个指定的刀具半径黑板画图讲解。 4尖角过度 只要轮廓线上的斜率不连续就需要尖角过度（画图讲解） 。 5绝对制编程 G90: 采用的是绝对坐标，坐标原点是唯一的，不变的。 增量制编程
8、 G91: 采用的是相对坐标，坐标原点是很多的，变化的（画图讲解）六编程 1坐标系的建立 数控机床的坐标轴和运动方向均已标准化。平行主轴中心线的刀具运动方向为 z 轴，远离方向为正，X 轴为水平方向，垂直于 Z 轴并平行于工件的装夹面， 轴用右手直角笛卡尔坐标系确定。 Y 对于铣床、镗床、钻床等主轴带动刀具旋转的轴是 Z 轴，X 、Y 则平行于工件装夹平面。对于车床、磨床和其它加工旋转体的机床，主轴带动工件旋转，Z 轴与主轴旋转中心重合，平行于床身导轨，X 轴与 Z 轴垂直，横卧于床身导轨。 数控车是 X、Z 两坐标控制的机床，X 坐标用零件的直径表示，所以永远是正值；Z 坐标与机床主轴（零件
9、轴线）重合，刀具向右移动为正方向，反之为负方向。不同的数控系统，编程代码和操作指令也不完全相同。 编程坐标系是编程时假定工件不动，刀具相对于工件运动，用标准坐标系 X、Y、Z 进行编程。 数控机床编程时每程序段尺寸字的坐标值为刀具要移动的终点坐标，如果尺寸字不变在程序的下一段可以省落，R 不能省。 G 代码表示准备功能；M 代码表示辅助功能。 2工件坐标系原点的确定 在编制加工程序时一般习惯是把编程坐标系设在轴线右端（数控车） 、对称中心（数控铣）位置上。具体解释如下： 数控车工件坐标系原点确定在零件的轴线和右端面的交点上。 数控铣工件坐标原点的确定以坐标便于运算为原则。一般有对称中心的，对称
10、中心就是原点；有对称轴的，原点应定在对称轴上；有直线有曲线的，原点的确定要照顾曲线；有的图纸要照顾设计基准。 数控机床开机运行程序之前应首先让机床回零点，然后才能执行下面操作。 操作机床时出现紧急情况后可采取中断机床执行程序的方法应按下急停键防止事故发生。 3起刀点的确定 数控车的起刀点确定在上述坐标系中 X100 Z100 的点上。 数控铣的起刀点一般确定在零件图任意一条直线延长线 20 毫米的点上。若多条直线，尽量选平行 X 轴或 Y 轴的直线；若没直线，则选在任意一条圆弧的切线上。 4编程的基本格式 O_ ； N_G_X_Y_Z_R_F_H_S_T_ M_； O_表示程序号，后面是任意四
11、位数；N_表示程序段号，后面是任意 14 位数； G_表示准备功能，后面是 2 位数，例如 G00 表示快速移动；G01 表示直线移动 G02 表示顺圆移动； G03 表示逆圆移动；G41 表示左刀补；G42 表示右刀补；G54G59 建立工件坐标系等数十种。 X_Y_Z_表示坐标字；R_表示圆弧半径 F_表示进给量（刀移动的速度） ； H_刀具半径补偿的代号； S_主轴旋转的速度； T_刀具代号 M-辅助功能，用于开关控制。例如 M03 表示主轴右转；M05 表示主轴停；M30 表示程序结束。 数控铣编程的规律和要点是刀具每次移动写终点坐标。上一句的终点是下一句的起点（第一句应写初始起点的坐
12、标） 。 大于 3/2 小于 2 的弧是优弧，应编一段，整圆编两段。 Z 方向的自动控制是铣刀套筒的伸缩。 编程方法编制数控车加工程序时，程序段中尺寸字值永远为正值，代表直径。 编程注意事项： 1. R 不能省略。 2. 上一句有 R，本句没 R，要加 G01。 数控铣零件图： 数控铣程序单： O_ ； N10 G54 G90 Z2 N20 M03 N30 G00 X3 Y-19.774 N40 G01 Z-2 F500 N50 X61.6 5 Y10.876 N60 G03 X55.325 Y9.957 R-11 N70 G02 X12.775 Y15.388 R40 N80 G03 X3
13、Y-19.774 R-20 N90 G01 Z2 M05 N100 G00 X0 Y0 N110 M30 数控车零件图： 数控车程序单：N10 T11 ；N20 G00 X27 Z0 ；N30 G01 X0 F0.08 N40 G00 Z1 N50 X23 N60 G01 Z0 F0.1 N70 X25 Z-1 F0.08 N80 Z-20 N90 X35 Z-30 N100 Z-50 N110 X45 N120 Z-60 N130 G03 X45 Z-80 R30 N140 G01 Z-100 N150 G00 X100 Z100 N160 T22 N170 G00 X47 Z-104 N1
14、80 G01 X0 F0.05 N190 X100 Z-100 24 题：数控车零件图： （起刀点 100100）N10 T11 ； N80 X30 Z-21 :N20 G00 X22 Z0 ； N90 Z-54 N30 G01 X0 F0.05 : N100 G00 X100 Z100 ；N40 X18 F0.08 ； N110 T22 :N50 X20 Z-1 ； N120 X32 Z-54 :N60 Z-20 ； N130 G01 X0 F0.05 :N70 X28 ： N140 G00 X100 Z100 ；25 题：数控铣图形及程序:汉字不抄 N10 G54 Z2 ； 设定坐标系 N
15、20 M03 ； 铣刀右转 N30 G00 G90 X-50 Y-50 ； 快速由原点到起刀点 绝对制 N40 G01 Z-2 F100 ； 直线慢速下刀（ 由 Z2 到 Z-2）N50 Y-30 F500 ； 到 X-50Y-30N60 G02 X-40 Y-20 R10 ； 顺圆 R10 终点是 X-40Y-20N70 G01 X20 ； 线走刀 X20 Y-20N80 G03 X40 Y0 R20 ； 逆圆 R20 终点是 X40 Y0N90 X-6.915 Y39.398 R40 ； 逆圆 R40 终点是 X-6.915Y39.398N100 G01 X-40 Y20 ； 直线走刀 X
16、-40 Y20N110 Y-20 ； 直线走刀 X-40 Y-20N120 Z2 M05 ； 抬刀 停转 N130 G00 X0 Y0 ； 快速回原点 N140 M30 ； 结束 以上均为最简化。如果问，两句能不能合并，应回答：不能。因为两段的坐标不同。 用 caxa 数控车、 制造工程师软件画加工零件图形时应分别注意什么问题？ 数控车：最细直径 6mm；槽宽不小于 3 mm 数控铣：不重线；等距线不小于 1mm 图形交互式自动编程步骤及所碰到的问题应用轨迹生成平面轮廓拾取曲线 生成代码 传输加工。 主要是图形有错，修改后方能生成程序。 画球体时，需用“旋转增料” ，不能用“ 拉伸增料”。 答 疑 （同学应锻炼独立解决问题的能力） 1 画数控车的矩形四个角点的坐标实什么？ 答：（0 ， 0） （-60，0） （-60，10
