数控加工实训

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1、周志强 主 编电子工业出版社数控加工实训 电子教案教育部职业教育与成人教育司推荐教材 中等职业学校模具设计与制造专业教学用书数 控 加 工 实 训第1章 数控技术概述及各种数控机床功能简介 一. 概述 二. 数控机床的组成 三. 数控机床的发展趋势 四. 数控机床的分类 第2章 数控机床编程方法及手工编程简介 一. 数控机床编程种类及程序结构 二.程序编制中的指令代码及手工编程简介 第3章 自动编程简介 一. Mastercam的工作界面 二. Mastercam的常用命令简介 三. MASTERCAM 的编程介绍 第4章 数控车床加工实例 一. 项目一: 手工编程 二. 项目二: 数控车床自

2、动编程 第5章 线切割机床加工实例一. 项目三: 手工编程 二. 项目四: 线切割机床自动编程 第6章 数控铣床、加工中心 一、数控铣床、加工中心的组成部分及主要参数 二、数控铣床、加工中心的主要参数 三、 数控铣床、加工中心的工作原理、特点及应用 四数控铣床、加工中心各类参考点及坐标的定义 五. 项目五 : 数控铣床手工编程练习六. 项目六 : 数控铣床自动编程 七. 项目七.手机面壳的绘制及加工 八. 项目八 照相机绘图及模型加工目 录第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介教学要求：1. 了解数控机床的分类。2. 能理解数控技术的常用名词、术语及定义。

3、3.了解数控机床的组成.教学重点：1.概述2.数控机床的组成3.数控机床的发展趋势4.数控机床的分类 教学难点：数控的概念、数控机床的组成和分类 教学内容: 数控加工在现代机械加工中发挥着不可替代的作用。随着社会经济的发展，数控加工的作用日益增大，越来越不可或缺, 教学建议: 教学中应尽量多向学生展示实际的数控设备，帮助学生加深理解，最好通过观看工人操作数控机床帮助学生掌握不同数控机床的加工特性 .第一章教学 纲要第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介1、什么是数控:数控是数字控制（Numerical Control 缩写为NC） 的简称，是指用数字指令来

4、控制一台或一台以上机械的动作 .2、什么是数控机床:数控机床就是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品 3、数控机床的发展:第一代：1952年至1959年，采用电子管元件；第二代：从1959年开始，采用晶体管元件；第三代：从1965年开始，采用集成电路；第四代：从1970年开始，采用大规模集成电路及小型通用计算机；第五代：从1974年开始，采用微处理器或微计算机 .一.概 述第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介二数控机床 的组成:1、控制介质: 2、计算机数控装置 :3、伺服系统4、机床床身5、反馈系统6、数控机床的坐标轴及其运动方向 （1）数控机床

5、的坐标系统 数控机床的坐标系统采用右手法则，直角笛卡尔坐标系统。 （2）数控机床的运动方向无论数控机床的具体运动方式是工件静止、刀具运动，还 是工件运动、刀 具静止，为便于数控编程，规定数控机床的运动是刀具相对与 静止的工件坐标 系统的运动。第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介二数控机床 的组成:Z轴作为平行于机床主轴的坐标轴，其正方向定义为从工件到刀具夹紧 的方向。 X轴作为水平轴、平行于工件装夹平面的轴，它平行于主要的切削方向 ，且此方向为正向。 Y轴的运动方向则根据X轴和Z轴按右手法则确定。 旋转运动坐标A、B和C相应地在X、Y和Z坐标轴正方向上，

6、按右手螺 旋纹前进的方向来确定。第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介1、更高的加工速度和精度2、更高的可靠性三数控机床的发 展趋势第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介四数控机床 的分类目前应用在机械制造行业（主要是模具行业）的数控机床大致上可分为如 下五种：1、数控车床简介数控车床是目前应用较为广泛的一种数控机床，它主要由床身、刀架进给 洗头、尾座、液压系统、润滑系统、排屑器等部分组成。主要用于旋转体 零件的车、钻、铰、镗孔和攻丝等加工。一般能自动完成内外圆柱面、圆 锥面、球面、圆柱螺纹、圆锥螺纹、槽及端面等工序的

7、切削加工。数控车 床都具备两轴的联动功能。图1-4各类数控车床的示意图第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介四数控机床 的分类(a)经济型数控车床第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介数控车削中心 四数控机床的分 类第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介四数控机床 的分类2、线切割机床简介线切割机床是在模具加工中应用较为广泛的一种数控机床 ，主要分为慢走丝线切割机床和快走丝线切割机床两种。 主要用于圆孔、异型孔等的加工。它是用电极放电腐蚀的 原理来切割工件的。常用的电极一般为钼丝（

8、快走丝线切 割机床）和铜丝（慢走丝线切割机床）。线切割机床都具 备两轴的联动功能，有些还具有四轴联动的功能。图1-5为 线切割机床的示意图。第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介图1-5线切割机床示意图四数控机床的分 类第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介3、数控铣床简介数控铣床在模具制造行业中的应用非常广泛，各种 平面轮廓和立体曲面的零件（如模具的凸凹模型腔等） 都采用数控铣床进行加工。数控铣床还可以进行钻、 扩、铰、镗孔和攻丝等加工。数控铣床分为立式数控 铣床和卧式数控铣床两种，如图1-4所示为各类数控铣床 的示

9、意图，其上的坐标系符合ISO标准的规定，及符合右 手定则。数控铣床有两轴联动、三轴联动、四轴联动和五 轴联动等不同档次，其中两轴联动数控铣床较少使用，现 在应用最广泛的是三轴联动的数控铣床，四轴联动和五轴 联动数控铣床一般大都应用在军工企业、汽车和航天工业。四数控机床的分 类第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介(a) 卧式升降台数控铣床 (b) 立式升降台数控铣床四数控机床的分 类第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介(c) 龙门式数控铣床 (d) 卧式数控铣床四数控机床的分 类第 一 章数 控 技 术 概 述 及

10、各 种 数 控 机 床 功 能 简 介(a) 立式加工中心 （b） 卧式加工中心四数控机床的分 类第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介5、电火花机床简介电火花机床是在模具加工中应用较为广泛的一种 数控机床，主要用于模具型腔的放电加工。它是 用电极和工件之间脉冲放电的电腐蚀作用，对工 件进行加工的一种方法。常用的电极一般为紫铜 和石墨。图1-8为电火花机床的示意图。四数控机床的分 类第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控 机 床 功 能 简 介四数控机床的分 类图1-8电火花机床的示意图 第 一 章数 控 技 术 概 述 及 各 种 数 控

11、机 床 功 能 简 介6、其它数控机床除了以上在模具行业较常用的数控机床 以外，还有一些其它类型的数控机床，如专 门用来镗孔的数控镗床、专门用来钻孔攻丝 的数控钻床、专门用来磨平面的数控磨床等 。在此就不作详细的介绍了。四数控机床的分 类第 二 章第二章教学纲 要教学要求：1. 明确数控机床编程方法。2.学会数控机床的手工编程方法。3.了解数控机床的自动编程 。 4. 掌握加工程序的结构 。 5.了解程序段格式 。 6.熟练使用常用准备功能G指令 。 7.熟练使用常用辅助功能M指令 。 8.了解子程序概念 。 教学重点： 1.加工程序的结构。2.常用准备功能G指令 。3.常用辅助功能M指令 。

12、4.了解子程序概念 。 教学难点：常用准备功能G指令的使用 ;常用辅助功能M指令的使用;子程序的使用。 本章教学内容：1主要阐述了数控机床编程方法,包括数控机床的自动编程方法和手工编程方法 、加工程序的结构、程序段格式、子程序概念。 2常用准备功能G指令及常用辅助功能M指令 。本章教学建议：本章的主要内容实践性较强、因而在教学过程中应紧密结合生产实际进行讲解。在讲 解数控机床的手工编程方法时最好能结合实物进行编程和课堂在数控机床上验证。完成一个课题,应当培养学生能分析加工的工艺过程，使学生有能力编制中等复杂程 度的加工零件。在零件的编程计算中建议使用计算机进行计算。数 控 机 床 编 程 方

13、法 及 手 工 编 程 简 介第 二 章一数控机床编程种类及 程序结构数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介对数控机床进行数控加工程序编制的方法有两种：既手工编程和计算机自动编程 . 1、手工编程 顾名思义，手工编程就是数控加工程序编制的全过程由人工完成。 这种方法主要用与二维简单零件的编程.2、自动编程 自动编程就是使用计算机进行辅助编程，随着计算机辅助设计及计算 机辅助制造（CAD/CAM）技术的迅速发展，赋予了自动编程于不同 的含义。目前所说的自动编程是指把运用计算机辅助设计（CAD）技 术产生的模型（曲线、曲面、实体等），运用计算机辅助制造（CAM ）技术,输入刀具

14、参数、刀具加工路径、加工精度等参数,计算机会自 动产生加工程序，并可在计算机上对所产生的加工程序进行模拟现场 的加工分析，经过后置处理产数控机床使用的加工程序。第 二 章一数控机床编程种类及 程序结构3、加工程序结构一个完整的加工程序中间总是由若干程序段组成。程序段是一个 完整的机床控制信息，表示机床的一种操作。程序段由一个或若干个 字组成。 例如，某一加工程序： % O110 N001 G00 X10 Y20 Z50 N002 G01 X100 Y100Z0 F1000 S1500 T1 M03 N003 X100 Y100 ： N188 G00 X10 Y20 Z50 M30 （M02）

15、该加工程序由188条程序段按操作顺序排列而成。整个程序由符号“%”开始，以M30（或M02）结束。数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介第 二 章一数控机床编程种类及 程序结构数 控 机 床 编 程 方 法 及 手 工 编 程 简 介4、程序段格式（1）、字地址程序段格式 字地址程序段格式是国内外目前广泛采用的一种格式。见下例： N0002 G01 X100 Y100 Z0 F1000 其中 N002表示程序段序号，用四位数字表示； G01功能字代表直线插补，用三位数字表示； X100字表示X轴正向移动到机床X=100mm的坐标位置, 用四位数字 表示； Y100字表示Y轴正向移动到机床Y=100mm的坐标位置, 用四位数字 表示； Z0字表示轴正向移动到机床Z=0mm的坐标位置, 用二位数字表示； Z F1000字表示进给量为1000mm/分，用五位数字表示； S1500字表示主轴转速为1500转/分，用五位数字表示；第 二 章一数控机床编程种类及 程序结构（2）、分隔符固定顺序格式 这种程序段格式的特定是：要预先规定输入时所有可能出现的字的顺序， 但所有字的地址均用分隔符“HT”表示，对不需要或与上一程序段相同的 续效字都可以省略不写，但要写上分隔符“HT”。下面的例子是字地址程序段格式程序与分隔符固定顺序格式程序的 对比：字地址程序段格式程序：N002