数控加工实训（高职高专） 教学课件 ppt 作者 樊晓燕 (1)

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1、数控加工实训,作者：来建良,责任编辑：樊晓燕 出版日期：2009年9月 IDPN：308-2009-083 课件章数：4,第一章 基本知识,1.1 绪论 1.2 数控加工工艺及特点 1.3 数控机床的组成 1.4 数控刀具系统 1.5 数控机床附件 1.6 坐标系与原点,1.1 绪论,1.1.1 数控加工实习的性质和任务 通过本课程的学习和操作技能的训练，能使学生获得数控加工的基本知识和较强的动手能力。 通过独立的操作实践，可以将有关数控加工技术的基本理论、基本知识、基本方法与实践有机地结合在一起，并不断地提高自己的综合职业能力。 主要任务是，让学生接触和了解数控生产实践，了解数控加工在机械加

2、工中的地位和作用，进一步加深对专业知识的理解，培养对专业的学习兴趣。,1.1 绪论,1.1.2 数控加工实习的主要内容 基本知识 数控车削加工 数控铣削加工 加工中心,1.1 绪论,1.1.3 数控加工实习的特点和学习方法 数控加工实习的特点是理论联系实际，尤其是结合实际使用的数控系统。 在实习过程中，学生在课前和实习前应该根据实习的安排对本教材进行预习，同时复习相关数控机床的编程知识，了解基本的编程方法和机床的操作要领。 要遵循“示范、模仿、”的步骤来学习。,1.2 数控加工工艺及特点,1.2.1 数控加工工艺的主要内容 数控加工工艺，就是指用数控机床加工零件的一种工艺方法。主要包括以下几个

3、方面： 选择并确定需要进行数控加工的零件及加工内容； 对零件图样进行数控加工的工艺分析； 数控加工的工艺设计； 对零件图形的数学处理； 编写加工程序； 按程序单制作控制介质； 程序的校验与修改； 首件试加工与现场问题处理； 数控加工工艺技术文件的定型与归档。,1.2 数控加工工艺及特点,1.2.2 数控加工工艺的特点 数控加工的工艺内容十分具体 数控加工的工艺工作相当准确且严密 数控加工的工序相对集中,1.2 数控加工工艺及特点,数控加工的优点 柔性加工程度高 自动化程度高，改善了劳动条件 加工精度高 加工质量稳定可靠 生产效率高 良好的经济效益 有利于生产管理的现代化,1.2 数控加工工艺及

4、特点,数控加工的不足之处： 加工成本较高 适宜中、小批量生产 加工中难以调整 维修困难,1.2.3 数控加工的适应性,1.最适于数控加工的零件类 形状复杂，加工精度要求高，通用机床很难加工或虽然能加工但很难保证加工质量的零件（图1-1） 用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件（图1-2） 具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒 在一次装夹中合并完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多工序的零件,图- 发动机叶片,图1-1 覆盖件模具,1.2.3 数控加工的适应性,2较适于数控加工的零件类 在通用机床加工时极易受人为因素干扰，价值又高，一旦质量失控将造成重大经济损失的零件 在通用机床上加工

5、时必须制造复杂的专用工装的零件 需要多次更改设计后才能定型的零件 在通用机床上加工需要做长时间调整的零件 用通用机床加工时，生产率很低或体力劳动强度很大的零件,1.2.3 数控加工的适应性,不适宜数控加工的零件类 生产批量大的零件（个别工序可用数控机床加工） 装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件 加工余量很不稳定的零件，且在数控机床上无在线检测系统用于自动调整零件坐标位置的 必须用特定的工艺装备协调加工的零件。 综上所述，对于多品种、小批量零件，结构比较复杂、精度要求较高的零件，需要频繁,1.3 数控机床,1.3.1 数控机床的组成 数控机床是数字控制的工作母机的总称。数控机床的种类很

6、多，但任何一种数控机床都主要是由输入设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成,图- 数控机床的组成框图,1.3 数控机床,1.3.1 数控机床的组成 输入输出设备：主要实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印 数控装置：数控机床的核心。 伺服系统：伺服系统是接受数控装置的指令，以驱动机床执行机构运动的驱动部件 测量反馈装置：由测量部件和相应的测量电路组成，其作用是检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环或半闭环控制系统 机床本体：机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分，包括床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件,1.3 数控机床,1.3.2 数控

7、机床的基本结构特征 由上述数控机床的组成可知，数控机床与通用机床的最主要的差别： 一是数控机床有“指挥系统”数控系统； 二是数控机床具有执行运动的驱动系统伺服系统。 其次，数控机床的本体也与通用机床大不相同,1.3 数控机床,1.3.3 数控机床的分类 按控制系统的特点分类 （1）点位控制数控机床 （2）直线控制数控机床 （3）轮廓控制数控机床,图1-4 轮廓控制系统工作示意图,1.3 数控机床,1.3.3 数控机床的分类 按执行机构的控制方式分类 （1）开环控制的数控机床 （2）闭环控制的数控机床，见图1-5 （3）半闭环控制的数控机床,图1-5 闭环控制系统框图,1.3 数控机床,1.3.

8、3 数控机床的分类 按数控机床的性能分类 （）低档数控机床 （）中档数控机床 （）高档数控机床,1.3 数控机床,1.3.3 数控机床的分类 4按数控机床的工艺用途分类 1）数控车床； 2）数控铣床； 3）数控镗床； 4）加工中心； 5）数控磨床； 6）数控钻床； 7）数控拉床； 8）数控刨床； 9）数控齿轮加工机床； 10）数控线切割机床； 11）数控电火花成形机床； 12）数控板材成形加工机床； 13）数控管料成形加工机床； 14）数控激光加工机床； 15）数控超声波加工机床； 16）其他数控机床,1.3 数控机床,1.3.4 常见数控机床简介,数控车床,AXK5040A型数控铣床,立式加

9、工中心,卧式加工中心,1.3 数控机床,1.3.4 常见数控机床简介,数控平面磨床,数控电火花成形机床,数控线切割机床,1.4 数控刀具系统,数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具。发展模块化刀具的主要优点是： 减少换刀停机时间，增加生产加工时间； 加快换刀及安装时间，提高小批量生产的经济性； 提高刀具的标准化和合理化的程度； 提高刀具的管理及柔性加工的水平； 扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能； 有效地消除刀具测量工作的中断现象，可采用线外预调。,1.4.1 数控加工刀具的种类和特点,数控加工刀具的种类 数控加工刀具从结构上可分为： ）整体式； ）镶嵌式：它可以分为焊接式和机夹式（机夹式根

10、据刀体结构的不同，可分为可转位和不转位）； ）减振式：当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，多采用此类刀具； ）内冷式：切削液通过刀体内部由喷口喷射到刀具的切削刃部； ）特殊型式：如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。,1.4.1 数控加工刀具的种类和特点,数控加工刀具的种类 数控加工刀具从切削工艺上可分为： 1）车削刀具,分外圆、内孔、外螺纹、内螺纹、车槽、切割等； 2）钻削刀具,分小孔、短孔、深孔、攻螺纹、铰孔等； 3）镗削刀具,分粗镗、精镗等； 4）铣削刀具,分面铣、立铣、三面刃等。,1.4.1 数控加工刀具的种类和特点,数控加工刀具的特点 刀片及刀柄高度的通用化、

11、规格化、系列化。 刀片或刀具的耐用度及经济寿命指标的合理化。 刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。 刀具应具有较高的精度，包括刀具的形状精度、刀片及刀柄对机床主轴的相对位置精度、刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度。 刀柄的强度要求、刚性及耐磨性要好。 刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。,1.4.1 数控加工刀具的种类和特点,机夹可转位刀片及代号,第一位：描述刀片的几何形状及夹角。 第二位：描述刀片的主切削刃后角（法后角）。 第三位：描述刀片内接圆d与厚度s的精度级别。 第四位：描述刀片型式、紧固方法和或断屑槽。 第五位：描述刀片长、切削刃长。 第六位：描述刀片厚度。 第七位

12、：描述刀尖圆角半径 或主偏角r 或修光刃后角n。 第八位：描述切削刃状态、尖角切削刃或倒棱切削刃。 第九位：描述进刀方向或倒刃宽度。 第十位：为制造商的补充符号或倒刃角度。 第八和第九位代号一般情况是不被使用的，只有当有要求时才被填写使用。,1.4.1 数控加工刀具的种类和特点,数控刀具刀柄的结构特点 数控刀具刀柄均采用了7:24 圆锥工具柄，并采用相应型式的拉钉拉紧结构。目前在我国应用较为广泛的标准有: 国际标准ISO7388-1983 中国标准GB10944-1989 日本标准MAS403-1982 美国标准ANSI/ASMEB5.50-1985,ISO7388 规定的刀柄结构,MSA40

13、3BT规定的刀柄结构,ANSIB5.50CAT规定的刀柄结构,1.4.1 数控加工刀具的种类和特点,常用数控刀具拉钉结构 国家标准GB10945-89包括两种型式的拉钉： 型用于不带钢球的拉紧装置，其结构如图1-16（a）所示；B 型用于带钢球的拉紧装置，其机构如图1-16（b）所示。,（a）,（b）,国际标准ISO7388 拉钉结构,德国标准DIN69872 拉钉结构,美国标准ANSIB5.50拉钉结构,日本标准MAS403-1975拉钉结构,1.4.2 典型刀具系统的种类及使用范围,1.4.2 典型刀具系统的种类及使用范围,该刀具系统所包括的刀柄种类如下： （1）直柄接杆刀柄系列 （2）弹

14、簧夹头刀柄系列 （3）钻夹头刀柄系列 （4）削平型直柄工具刀柄 （5）带扁尾莫氏圆锥工具刀柄系列 （6）无尾扁莫氏圆锥工具刀柄系列 （7）浮动铰刀刀柄系列 （8）攻螺纹夹头刀柄系列 （9）倾斜微调镗刀刀柄系列 （10）双刃镗刀刀柄系列 （11）直角型粗镗刀刀柄系列 （12）倾斜型粗镗刀刀柄系列 （13）复合镗刀刀柄系列 （14）可调镗刀刀柄系列 （15）三面刃铣刀刀柄系列 （16）套式立铣刀刀柄系列 （17） 类面铣刀刀柄系列 （18） 类面铣刀刀柄系列 （19） 类面铣刀刀柄系列 （20）套式扩孔钻、铰刀刀柄系列,图122 莫氏短圆锥钻夹头刀柄JT-Z,图123 莫氏短圆锥钻夹头刀柄BT-Z

15、,不同刀柄实例图,图1-24 有尾扁莫氏圆锥孔刀柄JT-M,图1-25 有尾扁莫氏圆锥孔刀柄BT-M,图1-26 无尾扁莫氏圆锥孔刀柄JT-MW,图1-27 无尾扁莫氏圆锥孔刀柄BT-MW,图1-28攻丝夹头刀柄JT-G- ,图1-29 攻丝夹头刀柄BT-G-,图1-30 丝锥夹套GT-,图1-31 直角粗镗刀BT-TZC,图1-32 倾斜型粗镗刀BT-TQC,图1-33 三面刃铣刀刀柄,图1-34 套式扩孔钻和铰刀刀柄,1.4.2 典型刀具系统的种类及使用范围, 模块式数控刀具系统 所谓“模块式”是将整体式刀杆分解成柄部、中间联接块、工作部三个主要部分（即模块），然后通过各种联接结构，在保证

16、刀杆联接精度、刚性的前提下，将这三部分联接成一整体，如图1-35 所示。 使用者可根据加工零件的尺寸、精度要求、加工程序、加工工艺，利用这三部分模块，任意组合成钻、铣、镗、铰及攻螺纹的各种工具进行切削加工。 模块式工具克服了整体式工具功能单一、加工尺寸不易变动的不足，显示其经济、灵活、快速、可靠的优点。,图1-35 模块式数控刀具系统,表1-3 定心方式代号,表1-4 锁紧方式代号,表1-5 工作模块的用途代号及表规格的参数,1.4.3 数控刀具刀柄的选择方法及注意事项,1. 数控刀具刀柄的选择方法 （1）直柄工具的刀柄 主要有立铣刀刀柄和弹簧夹头刀柄。 （2）各种铣刀刀柄 刀柄的选用应按铣刀的装刀孔直径来选取刀柄的规格。 （3）钻孔工具刀柄 主要有钻夹头刀柄，配上相应的钻夹头，可夹持直柄钻头、中心钻等。莫氏锥柄钻头可选用带扁尾莫氏刀柄。套式扩孔钻选用套扩、铰刀柄。 （4）攻螺纹工具刀柄 主要选用攻螺纹夹头，它是由攻螺纹夹头刀柄和攻螺纹夹套两部分组成。