《数控加工技术 教学课件 ppt 作者 李玉兰 主编 第一部分单元一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控加工技术 教学课件 ppt 作者 李玉兰 主编 第一部分单元一（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一部分 认识数控机床和数控系统,单元一 数控机床的加工基础 单元二 数控系统概述 思考与练习题,第一部分 认识数控机床和数控系统,单元一 数控机床的加工基础 一、数控机床的相关知识 二、数控编程概述 三、数控机床的加工特点,单元一 数控机床的加工基础,学习指导： 掌握数控机床的基本概念、分类和特点 熟悉数控机床的组成和工作原理，了解数控机床的发展趋势 掌握数控编程的方法和基本指令、数控机床坐标轴的判断方法 熟悉数控机床坐标系及其运动，掌握建立数控机床坐标系和工件坐标系的方法 掌握数控机床加工刀具、夹具和切削用量的选用原则,单元一 数控机床的加工基础,一、数控机床的相关知识 （一）数控机床的基
2、本概念 数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的机床 数控机床的性能指标一般包括精度指标、坐标轴数、运动性能指标和加工能力指标,一、数控机床的相关知识,（二）数控机床的组成 一般由计算机数控系统（简称数控系统）和机床本体2大部分组成，如图1-1所示,图1-1 数控机床的组成,一、数控机床的相关知识,（三）数控机床的工作过程 数控机床的工作过程如图1-2所示,图1-2 数控机床的工作过程,一、数控机床的相关知识,（四）数控机床的分类 数控机床是由数控系统控制完成机械加工过程的，由于控制系统的不同、控制对象的差异，
3、使得数控机床的种类繁多、用途广泛,1根据工艺过程的不同分类,（1）数控车床 表1-2 按数控车床主轴位置分类,1根据工艺过程的不同分类,（1）数控车床 表1-3 按数控车床刀架数量分类,1根据工艺过程的不同分类,（1）数控车床 表1-4 按数控车床功能分类,1根据工艺过程的不同分类,（2）数控铣床 表1-5 按数控铣床构造分类,1根据工艺过程的不同分类,（2）数控铣床 表1-6 按通用铣床分类方法分类,2根据机床可以实现的工艺范围分类,（1）普通数控机床 该类数控机床一般只能完成工序较为单一的加工内容，构成数控机床的坐标轴数较少，如2轴联动的数控车床、3轴联动的数控铣床和单轴进给控制的数控磨床
4、。该类数控机床的成本较低,2根据机床可以实现的工艺范围分类,（2）加工中心 表1-7 加工中心按换刀形式分类,2根据机床可以实现的工艺范围分类,（2）加工中心 表1-8 按加工中心布局方式分类,3根据数控机床使用数控系统的控制能力分类,表1-9 根据数控机床使用数控系统的控制能力分类,一、数控机床的相关知识,（五）数控机床的特点 1数控机床的优势 （1）可以加工复杂成形面的零件 （2）加工精度高，产品质量稳定 （3）生产效率高 （4）经济效益明显 （5）可以减轻工人的劳动强度，实现一人多机操作 （6）可以精确地计算加工成本和安排生产进度 2数控机床的不足,一、数控机床的相关知识,（六）数控机床
5、的适用范围 1最适宜数控机床加工的零件 1）形状复杂、加工精度要求高或用数学方法定义的复杂曲线及曲面轮廓 2）公差带小、互换性高、要求精确复制的零件 3）用普通机床加工时，要求设计制造复杂的专用工装或需很长调整时间的零件 4）价值高的零件 5）小批量生产的零件 6）钻、镗、铰、攻螺纹及铣削加工联合进行的零件 2适宜数控机床加工的部分典型行业的复杂零件,一、数控机床的相关知识,（七）数控机床的发展趋势 1高速、高效化 2高精度化 3高可靠性 4模块化、专门化与个性化 5高柔性化 6复合化 7用数字化制造技术开发新产品是数控加工 设备的发展趋势 8环保机械的重要性,二、数控编程概述,（一）数控编程
6、的内容 1）分析零件图样，确定工艺过程 2）数值处理 3）编写零件加工程序单 4）制作程序介质并输入程序信息 5）程序校检和试切削,二、数控编程概述,（二）数控编程方法 数控编程的方法有两种：手工编程和自动编程 1手工编程 举例（表1-10）,刀具进给路线： P1 -P2 -P3 -P4 -P5 -P6 -P1,二、数控编程概述,（二）数控编程方法 数控编程的方法有两种：手工编程和自动编程 2自动编程 自动编程是借助数控自动编程系统由计算机辅助生成加工程序,二、数控编程概述,（三）数控机床的坐标系统 1数控机床标准坐标系和运动方向 （1）坐标系的确定原则 1）刀具相对于静止工件而运动的原则 2
7、）数控机床坐标系的规定 右手笛卡儿直角坐标系如图1-4所示,图1-4 右手笛卡儿直角坐标系,二、数控编程概述,（三）数控机床的坐标系统 1数控机床标准坐标系和运动方向 3）运动方向的规定 刀具运动或工件运动，数控机床的运动正方向不同，见表1-12,表1-12 数控机床运动正方向,二、数控编程概述,（三）数控机床的坐标系统 1数控机床标准坐标系和运动方向 （2）Z坐标轴 标准规定，Z坐标轴是由传递切削力的主轴决定的，一般Z坐标轴平行于数控机床主轴 （3）X坐标轴 X坐标轴是水平方向，平行于工件的装夹平面，是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标轴，见表1-13 （4）Y坐标轴 当X轴和Z轴正方向确定
8、后，Y坐标轴的正方向由右手笛卡儿直角坐标系确定,二、数控编程概述,（三）数控机床的坐标系统 2数控机床坐标系,表1-16 数控机床坐标系,二、数控编程概述,（三）数控机床的坐标系统 3数控机床参考点,表1-17 数控机床参考点,二、数控编程概述,（三）数控机床的坐标系统 4工件坐标系,表1-18 数控机床的工件坐标系,二、数控编程概述,（三）数控机床的坐标系统 5对刀手动对刀、试切对刀、定位对刀和光学对刀等 6. 对刀点和换刀点,表1-19 刀具的刀位点,二、数控编程概述,（三）数控机床的坐标系统 7行程极限,表1-20 行程极限保护,二、数控编程概述,（四）数控程序的格式 1程序段结构及格式
9、,表1-21 程序结构的组成,二、数控编程概述,（四）数控程序的格式 1程序段结构及格式,表1-22 程序段格式的主要特点 （FANUC 0i/ 0i Mate系统）,二、数控编程概述,（四）数控程序的格式 2坐标字的表示方式 （1）用小数点表示法数值可以用小数点输入。例如，“X30.10” （2）不用小数点表示法数值可以不用小数点输入，但要将此数值乘以最小移动量0.001作为输入数值。例如FANUC系统，“X30”表示300.001mm=0.03mm 编制程序时，一般坐标轴、时间或速度的数值可使用小数点或不使用小数点表示：X，Y，Z，U，V，W，I，J，K，R和F 故在编制和输入数控程序时，
10、需要采用小数点表示坐标数值，特别注意，避免数控机床碰撞事故的发生,二、数控编程概述,（五）数控程序的指令代码 1准备功能 （preparatory function）G指令（G instruction） 准备功能G指令是使数控机床建立起某种加工方式的指令，例如插补、刀具补偿和固定循环等。G指令是由地址符G和其后的2位数字组成，例如G01和G80等，其标准见附录 G指令有模态代码和非模态代码，模态代码具有续效性，即在一个程序段中使用一次，便保持其功能的有效，直到后面的程序段中使用同组的另一代码时才失效，而非模态代码只在书写的程序段中有效,二、数控编程概述,（五）数控程序的指令代码 2辅助功能（M
11、iscellaneous Function）M指令（M instruction） 辅助功能M指令是由地址符M和其后的2位数字组成，例如M03和M30等，主要用于表示主轴正转、主程序结束并返回程序开头、主轴停止、换刀、冷却液开与关等功能的指令、各种进给操作时的辅助动作及其状态 我国JB/T32081999标准对M指令的功能进行了定义，见附录,二、数控编程概述,（五）数控程序的指令代码 3刀具功能（Tool Function）T指令（T instruction） 刀具功能T是用以指定切削时使用的刀具的刀号及刀具自动补偿时编组号 指定刀具补偿值代码有指定刀具补偿值的代码分为H代码（刀具长度补偿）和D
12、代码（刀具半径补偿） 选择刀具和确定刀具补偿参数是数控编程的重要步骤，其编程格式因数控系统的不同而异，FANUC 0i/0i mate系统的格式有T后面指定2位数或4位数，例如T0101（刀号为01，刀具补偿号为01）,二、数控编程概述,（五）数控程序的指令代码 4进给功能（Feed Function）F指令（F instruction） 进给功能F表示刀具运动时相对于工件的运动速度，由地址符F和其后的若干数字组成。这个数字的单位取决于每个系统所采用进给速度的指定方式 ，见表1-23,表1-23 进给功能F指令,二、数控编程概述,（五）数控程序的指令代码 5主轴转速功能（Spindle Spe
13、ed Function）S指令（S instruction） 主轴转速功能S是由地址符S及其后面的若干数字组成。此外，主轴还可以按指定角度回转（C轴功能） 若数控机床采用机械变速装置，编程还要加上换档指令,三、数控机床的加工特点,（一）数控机床加工工艺的基本特点 （1）内容十分明确且具体 （2）工艺设计要求相当准确而严密 （3）采用多坐标联动自动控制加工复杂表面 （4）采用先进的工艺装备 （5）采用工序集中原则,三、数控机床的加工特点,（二）加工方法和加工方案的选择 （1）加工方法的选择 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求 考虑零件的结构形状、尺寸大小和热处理要求，生
14、产率和经济性的要求，以及现有实际生产情况，选择数控机床的合理性等 （2）加工方案的确定 确定加工方案时，首先应根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，初步确定为达到这些要求所需要的最终加工方法，然后再确定前面一系列的加工方法，即获得该表面的加工方案,三、数控机床的加工特点,（三）刀具进给路线的确定 （1）保证被加工零件的精度和表面质量,图1-5 铣削封闭凹轮廓的进给路线 a) 直线往复形 b) 环形 c）直线往复形和环形并用,三、数控机床的加工特点,（三）刀具进给路线的确定 （2）尽量缩短进给路线，减少刀具空行程，提高生产率,图1-6 钻孔的进给路线,三、数控机床的加工特点,（三）刀具进给路线的确
15、定 （3）应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量,图1-7 不同数值计算的进给路线,三、数控机床的加工特点,（四）工件的装夹与夹具的选择 （1）工件装夹的基本原则 1）力求使设计基准、工艺基准和编程计算基准统一 2）尽量减少工件的装夹次数和辅助时间，即尽可能在工件的一次装夹中加工出全部待加工表面 3）避免采用占机人工调整方案，以充分发挥数控机床的效能 4）对于加工中心，工件在工作台上的安放位置要兼顾各个工位的加工，要考虑刀具长度及其刚度对加工质量的影响,三、数控机床的加工特点,（四）工件的装夹与夹具的选择 （2）选择夹具的基本原则 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求： 一是要保证夹具的坐标方向与数控机床的坐标方向相对固定 二是要协调工件和数控机床坐标系的尺寸关系 除此之外，还要考虑以下几点： 1）在单件小批量生产条件下，应尽量采用组合夹具、可调夹具及其他通用夹具 2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单 3）采用辅助时间短的夹具 4）为满足数控加工精度，要求夹具定位和夹紧精度高 5）夹具上各零部件应不妨碍数控机床对工件各表面的加工,三、数控机床的加工特点,（五）数控机床刀具 1切削运动和刀具几何参数 （1）切削运动有主运动和进给运动 1）主运动是速度最高、消耗功率最大的运动 主运动n通常有1个，如图1-8所示 主运动有旋转运动，也有直线运动 （2）
