数控机床加工技术课件(整体)

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1、数控机床,Numerically controlled machines,辽宁省精品课程,辽宁省新民职教中心精品课程,主讲：康君领,机械工程系 二零一四年九月,课程情况总体简介,授课学时：课程性质：课程任务：,1.掌握数控机床的基本原理和基础知识 ； 2.熟悉数控机床的基本结构和工作机理； 3.具备数控加工手工编程能力和正确使用数控设备的能力 ； 4.培养选用或设计组成数控机床的计算机数控 系统的能力。,机械设计制造与自动化专业的一门主干专业技术课，是一门实践性、综合性很强的课程。,80学时,第一章 绪论,目 录（章节）,第二章 数控机床的基础知识,第七章 数控机床的选用，安装，调试，保养与维

2、修,第六章 数控机床自动编程,第五章 数控铣床加工工艺,第四章 数控车床加工工艺,第三章 数控加工工艺,教案一,目 录（教案）,教案二,教案十,教案九,教案八,教案七,教案六,教案五,教案四,教案三,教案十一,教案十二,教案二十,教案十九,教案十八,教案十七,教案十六,教案十五,教案十四,教案十三,第一节 数控控制的基本概念,第一章 绪论,第二节 数控机床的产生和发展趋势,第一节 数控机床的特点及适用范围,教案 1,1.加工精度高，产品质量稳定 2.劳动生产率高 3.加工零件的适应性强，灵活性好 4.减轻工人劳动强度 5.生产管理水平提高,一数控机床应用的特点,二数控机床适用范围,数控机床适用

3、于品种变换频繁、 批量较小，加工方法区别大且复杂 程度较高的零件。,数控机床适用范围,第二节 数控机床的基本概念,教案 1,2.我国数控机床发展概况 北京帝特马，北京凯恩帝，南京华兴，华中数控，广数 3.数控技术的基本概念 数控技术：用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。 数控系统： 采用数控技术的控制系统。 数控机床： 用数字技术实施加工控制的机床。,硬、软件数控,软件数控,第五代：微处理器数控(1974年),第四代：小型机数控,硬件数控,第三代：集成电路式,第二代：晶体管分立元件式,第一代：电子管、继电器式,一.概述,1数控机床的产生和发展,第三节 数控技术的发展,教案 1

4、,二. 先进制造技术简介,一. 数控机床的发展趋势,(1) 高速化与高精度化,(2) 复合化,(3) 智能化,(4) 高柔性化,(5) 小型化,(6) 开放式体系结构,第一节 数控机床的工作原理，组成及数控系统的分类,第二章 数控机床的基础知识,第二节 编程的基本概念,第三节 数控机床的典型结构,教案 2,第一节 数控机床的工作原理，组成和分类,教案 1,数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈 装置和机床本体组成。 1. 输入输出设备 2. 数控装置 3. 伺服系统 4. 测量反馈装置 5. 机床本体,一. 数控机床的组成,第二节 数控机床的组成和分类,教案 1,1.按机械加

5、工的运动轨迹分类 (1)点位控制数控机床,二. 数控机床的分类,第二节 数控机床的组成和分类,教案 1,1.按机械加工的运动轨迹分类 (2)直线控制数控机床,二. 数控机床的分类,第二节 数控机床的组成和分类,教案 1,1.按机械加工的运动轨迹分类 (3)轮廓控制数控机床,二. 数控机床的分类,第二节 数控机床的组成和分类,教案 1,2.按伺服系统的控制原理分类 1.开环控制数控机床,二. 数控机床的分类,第二节 数控机床的组成和分类,教案 1,3.半闭环控制数控机床,第二节 数控机床的组成和分类,教案 1,2.闭环控制数控机床,第三节 数控编程的基本概念,教案 2,数控编程的内容：分析图样并

6、确定加工工艺过程、 数值计算、编写零件加工程序、制作 控制介质、程序校验和试切削。 数控编程的步骤： 1.分析图样、确定加工工艺过程 2.数值计算 3.编写零件加工程序 4.制作控制介质 5.程序校验和试切削,一.数控编程的基本概念,二.数控编程的内容和步骤,从零件图样到制成控制介质的全部过程称为数控编程。,第三节 编程的基本概念,教案 2,1 程序的构成零件加工程序由程序号和若干个程序段组成。每个程序号由程序号 地址码和程序的编号组成；每个程序段又由程序段号和若干个指令字组 成，每个指令字由字母、符号、数字组成。 2 程序段格式程序段的长短、字数和字长都是可变的，字的排列顺序没有严格要求，

7、不需要的字及与上一程序段相同的续效字可以不写。 程序段一般格式为：N G X Y Z F S T M LF 程序段号 准备功能 尺寸 进给功能 主轴转速 刀具功能 辅助功能,一.程序的结构,第二节 编程的基础知识,教案 2,1.坐标轴的命名 坐标轴采用右手直角笛卡尔坐标系进行命名。 1）坐标轴的命名规定,二.数控机床的坐标系,第二节 编程的基础知识,教案 2,2） 机床坐标系的确定方法,（）Z轴,（）X轴,（）Y轴,（）A、B、C的转向,（）附加坐标,第二节 编程的基础知识,教案 2,3主程序和子程序,一.程序的结构,第二节 编程的基础知识,教案 2,2. 工件坐标系与编程坐标系 （1） 机床

8、坐标系与机床原点及机床参考点 （2） 编程坐标系 （3） 工件坐标系与工件原点 （4） 机床坐标系与工件坐标系的关系,第二节 编程的基础知识,教案 2,3.绝对坐标系与相对坐标系 （1）绝对坐标系：所有坐标值均从坐标原点计量的坐标系。所用的编程指令称为 绝对指令。绝对坐标常用X、Y、Z代码表示。 （2）增量坐标系：运动轨迹的终点坐标值相对于起点计量的坐标系，其坐标原点 是移动的。所用的编程指令称为增量指令。增量坐标常用U、V、W代 码表示。 例：如图加工直线AB，在绝对坐标系中表示B点坐标值：XB30，YB50；在增量坐标系中表示B点坐标值为：UB20，VB30,第二节 编程的基础知识,教案

9、2,4.最小设定单位与编程尺寸的表示法（1）最小设定单位：数控系统能实现的最小位移量，又称脉冲当量（0.010.0001）。编程时，所有的编程尺寸都应转换成与最小设定单位相对应的数量。（2）编程尺寸有两种表示法：1） 以最小设定单位为最小单位来表示；2） 以毫米为单位，以有效位小数来表示。例：X=524.295，Y=36.52，最小设定单位为0.01，则：1） 法表示：X52430 Z36522 ）法表示：X524.30 Z36.52,第二节 编程的基础知识,教案 3,程序段中的指令字可分为尺寸字和功能字（功能指令），功能指令 可分为：准备功能G指令、辅助功能M指令，以及F、S、T指令。 1.

10、准备功能G指令 （1）准备功能指令：使机床或数控系统建立起某种加工方式的指令。 （2）模态代码（续效代码）：该代码在一个程序段中被使用后就一直有效，直到出现同组中的其它任一G代码时才失效。 （3）非模态代码（非续效代码）：只在有该代码的程序段中有效的代码。G指令通常位于程序段中尺寸字之前。例 N010 G90 G00 X16 S600 T01 M03；N020 G01 X8 Y6 F100；N030 X0 Y0；,三.功能指令简介,第二节 编程的基础知识,教案 3,2.辅助功能M指令 （1）程序停止指令（M00） （2）选择停止指令（M01） （3）程序结束指令（M02） （4）与主轴有关的指

11、令（M03、M04、M05） （5）换刀指令（M06） （6）与切削液有关的指令（M07、M08、M09） （7）运动部件夹紧与松开（M10、M11） （8）程序结束指令（M30） 3. F、S、T指令用进给速度指令用字母F及其后面的若干位数字来表示，单位为mm/min或mm/r。用字母S及其后面的若干位数字来表示，单位为r/min 在自动换刀的数控机床中，该指令用以选择所需的刀具号和刀补号。,（1）进给速度指令。,（2）主轴转速指令。,（3）刀具号指令。,第三节 常用准备功能指令编程方法,教案 3,1.绝对坐标指令与增量坐标指令（G90、G91）G90绝对坐标指令 G91增量坐标指令 例 编

12、制图中的移动量。 绝对尺寸指令：G90 G01 X30 Y50； 增量尺寸指令：G91 G01 X20 Y30； 或 G01 U20 V30； 2.坐标系设定指令（G50） 例 设置图中工件坐标系 坐标系设定指令：G50 X400 Z200； 3.坐标平面选择指令（G17、G18、G19） G17、G18、G19指令分别表示在XY、ZX、YZ 坐标平面内进行加工。其中，G17可缺省。,一.与坐标系有关指令,第三节 常用准备功能指令编程方法,教案 3,1.快速点定位指令（G00） G00使刀具以点位控制方式从其所在点以最快速度移动到坐标系的另一点。 书写格式: _目标点坐标,2.直线插补指令（G

13、01）G01用以指令两个坐标(或三个坐标)以联动的方式，按程序段中规定的 进给速度F，插补加工出任意斜率的直线。 书写方式： 进给速度目标点坐标,二. 运动控制指令,第二节 圆弧运动控制指令,教案 3,3.圆弧插补指令（G02、G03）,第二节 圆弧运动控制指令,教案 3,一、基础知识回顾,1、辅助功能M指令：M02（程序结束指令）、M03（主轴正转指令）、M04（主轴反转指令）、M08（切削液开指令）。 2、准备功能G指令：G00（快速移动指令）、G01（直线加工指令）、G90（绝对坐标编程指令）。 3、其它指令：F（进给速度指令）、S（主轴转速指令）、T（刀具指令）。,逆,劣,教案 3,圆

14、弧运动控制指令用以控制多个坐标以联动的方式，按程序段中规定的进给速度F，插补加工出任意形状的圆弧。,顺,逆,优,优,顺,劣,二、圆弧指令,1）圆弧类别,第二节 圆弧运动控制指令,教案 3,沿垂直于要加工的圆弧所在平面的坐标轴从正向往负向看，刀具相对于工件顺时针转动就是顺圆，用G02，反之用G03。,3）程序格式,2）顺、逆圆弧判断,G02,第二节 圆弧运动控制指令,轮廓轨迹,终点坐标,进给速度,圆弧半径,第三节 常用准备功能指令编程方法,教案 3,(1)XY平面圆弧,(2)XZ平面圆弧,(3)YZ平面圆弧,(2) 书写格式为：,4）圆心坐标法,G18 G02 X_Z_I_K_F_；,4）举例：

15、编制图示零件加工程序。解： O0010,N0010 G90；(绝对方式编程),N0020 G02 X13 Y35.2 R-20 F50；(AB),N0030 G03 X23 Y29.5 F40 R30；(BC),N0040 G03 X28 Y14 I-3 J-9.5 F15；(CD),N0050 G02 X0 Y0 I-28 J21 F10；(DA),N0060 M02；,教案 3,第二节 圆弧运动控制指令,第三节 常用准备功能指令编程方法,教案 3,例 编出加工图所示零件程序。1.使用绝对值且R方式： O0100 N0010 G50 X0 Y0； N0020 G90 G17 G00 X40 Y-40 S600 T01 M03； N0030 G01 X-80 Y-40 F200； N0040 G01 X-80 Y-20； N0050 G02 X-40 Y20 R40 F100； N0060 G03 X20 Y80 R60； N0070 G01 X40 Y80 F200； N0080 Y-40； N0090 G00 X0 Y0 M02；,