數(shù)控技術(shù)應(yīng)用技能培訓(xùn)課件

1、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用技能培訓(xùn)學(xué)校：天津市電子信息高級技術(shù)學(xué)校主講人：王建剛拓展培訓(xùn)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用技能培訓(xùn)學(xué)校：天津市電子信息高級技術(shù)學(xué)校拓展培訓(xùn)第一章 緒論第一章 緒論1.什么叫數(shù)控技術(shù)？什么叫數(shù)控機(jī)床？什么叫數(shù)控系統(tǒng)？數(shù)控系統(tǒng)最基本的組成部分是什么？ 數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical ControlNC）是用數(shù)值數(shù)據(jù)的控制裝置，在運(yùn)行過程中不斷地引入數(shù)值數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動控制。 數(shù)控機(jī)床：機(jī)床的操作命令以數(shù)值數(shù)據(jù)的形式描述，工作過程按照規(guī)定的程序自動地進(jìn)行，則這種機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控系統(tǒng)：用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體成為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的核心是數(shù)控裝置。 數(shù)控系統(tǒng)

2、的最基本組成部分：輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動。 1.什么叫數(shù)控技術(shù)？什么叫數(shù)控機(jī)床？什么叫數(shù)控系統(tǒng)？數(shù)控系 2. 在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工，分哪幾個(gè)步驟？數(shù)控機(jī)床最基本的組成部分是什么？（1）根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，編寫加工程序。（2）將所編寫的加工程序輸入數(shù)控裝置。（3）數(shù)控裝置對輸入的程序（代碼）進(jìn)行譯碼、運(yùn)算處理，并向個(gè)坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動裝置和輔助機(jī)能控制裝置發(fā)出相應(yīng)的控制信號，以控制機(jī)床的各部件的運(yùn)動。（4）在運(yùn)動過程中，數(shù)控系統(tǒng)需要隨時(shí)檢測機(jī)床的坐標(biāo)軸位置、形成開關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求相比較，以決定下一步動作，直到加工出合格的零件。（5）操作者可以隨時(shí)對機(jī)床的加工情

3、況、工作狀態(tài)進(jìn)行觀察、檢查，必要時(shí)還要對機(jī)床動作和加工程序進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)床安全、可靠的運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床的最基本組成部分：輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動和反饋裝置、輔助控制裝置以及機(jī)床本體等部分。 2. 在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工，分哪幾個(gè)步驟？數(shù)控機(jī)床3. 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) （1）加工精度高。（2）機(jī)床的柔性強(qiáng)。（3）自動化程度高，勞動強(qiáng)度低。（4）生產(chǎn)效率高。（5）良好的經(jīng)濟(jì)效益。（6）有利于現(xiàn)代化管理。3. 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) （1）加工精度高。第二章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)第二章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1. 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動化程度高（2）廣泛采用高效、無

4、間隙傳動裝置和新技術(shù)、 新產(chǎn)品。（3）具有適應(yīng)無人化、柔性化加工的特殊部件。（4） 對機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件的要求高。1. 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：2. 數(shù)控機(jī)床對機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求：（1） 具有較高的靜、動剛度和良好的抗震性。（2） 具有良好的熱穩(wěn)定性。（3） 具有較高的運(yùn)動精度與良好的低速穩(wěn)定性。（4） 具有良好的操作、安全防護(hù)性能。3. 提高數(shù)控機(jī)床性能的措施：（1） 合理選擇數(shù)控機(jī)床的總體布局。（2） 提高結(jié)構(gòu)件的剛度。（3） 提高機(jī)床的抗振性。（4） 改善機(jī)床的熱變形。（5） 保證運(yùn)動的精度和穩(wěn)定性2. 數(shù)控機(jī)床對機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本要求：4. 數(shù)控車床常用的布局形式有哪些？數(shù)控車床常用的布

5、局形式有：平床身、斜床身、立式床身三種。 4. 數(shù)控車床常用的布局形式有哪些？數(shù)控車床常用的布局形式5. 數(shù)控機(jī)床對主傳動系統(tǒng)的基本要求：（1） 為了達(dá)到最佳切削效果，一般都應(yīng)在最佳切削條件下工作，因此，主軸一般都要求能夠?qū)崿F(xiàn)無極變速。（2）要求機(jī)床主軸系統(tǒng)必須具有足夠高的轉(zhuǎn)速和足夠大的功率，以適應(yīng)高速、高效的加工需要。（3）為了降低噪聲、減輕發(fā)熱、減少振動，主傳動系統(tǒng)應(yīng)簡單化結(jié)構(gòu)，減少傳動件。（4）在加工中心上，還必須具有安裝刀具和刀具交換所需的自動加緊裝置，以及主軸定向準(zhǔn)停裝置，以保證道具和主軸、刀庫、機(jī)械手的正確嚙合。（5） 為了擴(kuò)大機(jī)床功能，實(shí)現(xiàn)對C軸位置（主軸回轉(zhuǎn)角度）的控制，主軸還

6、需要安裝位置檢測裝置，以便實(shí)現(xiàn)對主軸位置的控制。5. 數(shù)控機(jī)床對主傳動系統(tǒng)的基本要求：6. 主傳動的無極變速方式主要以下三種：（1）采用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無極變速傳動，在早期的數(shù)控機(jī)床或大型數(shù)控機(jī)床（主軸功率超過100kw）上，也有采用直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的情況。（2）在經(jīng)濟(jì)型、普通型數(shù)控機(jī)床上，為了降低成本，可以采用變頻器帶變頻電機(jī)或普通交流電動機(jī)實(shí)現(xiàn)無極變速的方式。（3）在高速加工機(jī)床上，廣泛使用主軸和電動機(jī)一體化的新穎功能部件電主軸。電主軸的電動機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸一體，無需任何傳動件，可以使主軸達(dá)到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)、甚至十幾萬轉(zhuǎn)的高速。 6. 主傳動的無極變速方式主要以下三種：（1）采用交流主軸電主

7、軸：主軸和電動機(jī)轉(zhuǎn)子一體化的新穎功能部件電主軸，使機(jī)床的主傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了所謂的“零傳動”。7. 電主軸電主軸：主軸和電動機(jī)轉(zhuǎn)子一體化的新穎功能部件電主軸，使機(jī)8. 電主軸的傳動方式的特點(diǎn)：（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)最為簡單，傳動慣量小，因而快速響應(yīng)好，能實(shí)現(xiàn)極高的速度，加（減）速度和定角度的快速準(zhǔn)停（C軸控制）。（2） 通過采用交流變頻調(diào)速或磁場矢量控制的交流主軸驅(qū)動裝置，輸出功率大，調(diào)速范圍寬，并有比較理想的轉(zhuǎn)矩功率特性。（3） 可以實(shí)現(xiàn)主軸部件的單元化。電主軸可獨(dú)立做成標(biāo)準(zhǔn)功能部件。8. 電主軸的傳動方式的特點(diǎn)：（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)最為簡單9. 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的基本要求：（1） 提高傳動部件的剛度。

8、（2） 減小傳動部件的慣量。（3） 減小傳動部件的間隙。（4） 減小系統(tǒng)的摩擦阻力。9. 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給傳動系統(tǒng)的基本要求：（1） 提高傳動10. 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的基本形式：（1） 滾珠絲杠螺母副。（2） 靜壓絲杠螺母副。（3） 靜壓蝸桿蝸條幅和齒輪齒條幅。（4） 直線電動機(jī)直接驅(qū)動。10. 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的基本形式：（1） 滾珠絲杠11. 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動 分類：數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動可以分為直線運(yùn)動和圓周運(yùn)動兩大類，圓周運(yùn)動包括分度運(yùn)動、連續(xù)圓周進(jìn)給運(yùn)動兩種。 11. 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動 分類：數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動可以分12. 數(shù)控機(jī)床對導(dǎo)軌的基本要求是什么？數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌主要有哪幾

9、種？ 數(shù)控機(jī)床對導(dǎo)軌的基本要求：（1） 導(dǎo)向精度高。（2）精度保持性好。（3）足夠的剛度。（4） 良好的摩擦特性。數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的種類：滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌。 12. 數(shù)控機(jī)床對導(dǎo)軌的基本要求是什么？數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌主要有13. 數(shù)控機(jī)床對回轉(zhuǎn)工作臺的基本要求是什么？常用的回轉(zhuǎn)工作臺有哪幾種？數(shù)控機(jī)床對回轉(zhuǎn)工作臺的基本要求：分辨率小、定位精度高、運(yùn)動平穩(wěn)、動作迅速、轉(zhuǎn)臺剛性好。常用的回轉(zhuǎn)工作臺種類：分度工作臺、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。13. 數(shù)控機(jī)床對回轉(zhuǎn)工作臺的基本要求是什么？常用的回轉(zhuǎn)工第三章 數(shù)控加工技術(shù)第三章 數(shù)控加工技術(shù)1. 數(shù)控加工的內(nèi)容和步驟。數(shù)控加工的內(nèi)容：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)

10、學(xué)處理、編寫程序單、制備控制介質(zhì)及程序校驗(yàn)、首件試加工及現(xiàn)場問題處理、形成規(guī)范的數(shù)控加工工藝文件、加工操作。步驟：（1） 分析零件圖樣。根據(jù)零件的材料、形狀、尺寸、精度、毛坯形狀和熱處理要求等確定加工方案，選擇合適的數(shù)控機(jī)床。1. 數(shù)控加工的內(nèi)容和步驟。數(shù)控加工的內(nèi)容：分析零件圖樣（2） 工藝處理a. 確定加工方案。b.刀具、工件夾具的設(shè)計(jì)和選擇。c.選擇對刀點(diǎn)。“對刀點(diǎn)”是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，也稱“程序原點(diǎn)”。對刀點(diǎn)的選擇原則是：所選對刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡單，對刀點(diǎn)應(yīng)選在容易找正、并在加工過程中便于檢查的位置上，減小加工誤差。d.確定加工路線。確定加工路線時(shí)，是以刀具沿工件表面運(yùn)動產(chǎn)生切削后形成零

11、件的輪廓而形成的。確定加工路線時(shí)應(yīng)主要考慮：盡量縮短進(jìn)給路線，減少空進(jìn)給行程，提高生產(chǎn)效率；保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求；有利于簡化數(shù)值計(jì)算，減少程序段的數(shù)目和編程工作量等。e.確定切削用量。切削用量包含切削深度和寬度，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等。（2） 工藝處理a. 確定加工方案。（3） 數(shù)學(xué)處理根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線，計(jì)算出數(shù)控機(jī)床所需的輸入數(shù)據(jù)。（4） 編寫零件加工程序單（5） 制備控制介質(zhì)及程序校驗(yàn)控制介質(zhì)有穿孔紙帶、穿孔卡、磁帶、軟磁盤和硬磁盤等。（6） 數(shù)控加工工藝文件數(shù)控加工工藝文件是指導(dǎo)數(shù)控加工的綱領(lǐng)性技術(shù)文件，它具有與機(jī)械制造工藝文件相同的作用。（3） 數(shù)學(xué)處理2.

12、數(shù)控加工的特點(diǎn)：（1） 具有復(fù)雜形狀的加工能力。（2） 高質(zhì)量。采用數(shù)控機(jī)床可以提高零件加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。（3）高效率。與普通機(jī)床加工相比，采用數(shù)控加工一般可以提高生產(chǎn)效率23倍，在加工復(fù)雜零件是生產(chǎn)效率可提高十幾倍甚至幾十倍。（4）高柔性。只需改變零件程序即可適應(yīng)不同品種的零件加工。（5） 易于形成網(wǎng)絡(luò)控制。（6） 技術(shù)要求高。2. 數(shù)控加工的特點(diǎn)：3. 數(shù)控加工工序劃分的原則： （1）工序集中原則。在數(shù)控機(jī)床上加工的零件盡可能安排較復(fù)雜的工序內(nèi)容，減少零件的裝夾次數(shù)。（2）先粗后精原則。（3）基準(zhǔn)先行原則。在工序安排時(shí)，應(yīng)首先安排零件粗精加工時(shí)要用到的定位基準(zhǔn)面的加工。（4）先面后孔的原

13、則。3. 數(shù)控加工工序劃分的原則： （1）工序集中原則。在數(shù)控4. 數(shù)控加工工序劃分的方法： （1）以一次安裝、加工作為一道工序。（2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。（3） 以加工部位劃分工序。 （4） 以粗、精加工劃分工序。 4. 數(shù)控加工工序劃分的方法： （1）以一次安裝、加工作為一5. 數(shù)控加工路線的確定原則: （1） 使被加工零件獲得良好的加工精度和表面質(zhì)量。（2） 使數(shù)值計(jì)算容易，以減少編程工作量。 （3） 盡量使進(jìn)給路線最短，這樣可使程序段數(shù)減少，縮短空走的時(shí)間。 5. 數(shù)控加工路線的確定原則: （1） 使被加工零件獲得良6. 數(shù)控刀具類型： （1） 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。常見的有各種

14、銑刀、孔加工刀具、車刀及復(fù)合刀具等類型。（2） 高速鋼刀具。整體高速鋼刀具外徑多小于25mm。常見的有鉆頭、立銑刀（一般要求PVD涂層）、絲錐及（鉆、擴(kuò)、鉸）復(fù)合刀具等類型。（3）整體硬質(zhì)合金刀具。常見的有鉆頭、立銑刀、鉸刀等類型。 （4） 超硬材料刀具。a. 氮化硼刀具（CBN）。b. 金剛石刀具（PCD）。c. 陶瓷刀具。 6. 數(shù)控刀具類型： （1） 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。常見的有各種7. 數(shù)控車床刀具分類： （1） 按用途分類：外表面刀和內(nèi)表面刀。（2） 按車刀的結(jié)構(gòu)分類：杠桿式、楔塊式、楔塊夾緊式、螺栓上壓式、壓孔式、上壓式。7. 數(shù)控車床刀具分類： （1） 按用途分類：外表面刀和內(nèi)8.

15、數(shù)控銑床、加工中心用刀具分類： （1）平底立銑刀（2）端銑刀（3）球頭刀（4）環(huán)形刀（5）鼓形刀（6）錐形刀8. 數(shù)控銑床、加工中心用刀具分類： （1）平底立銑刀9. 數(shù)控機(jī)床用夾具選擇的原則是什么？ （1） 數(shù)控機(jī)床夾具的選用一般應(yīng)以通用夾具、組合夾具為主，不建議采用專用夾具，特殊情況除外。（2） 在數(shù)控車床、車削中心和磨床上加工回轉(zhuǎn)體工件，一般采用能適應(yīng)一定直徑范圍的通用快速自動加緊卡盤。（3） 在數(shù)控銑床、加工中心上加工以底面作定位的箱體零件時(shí)，則可選用當(dāng)前較新穎的以槽系或孔系為基座的組合夾具，再配以一定量的定位、加緊元件組合即可。（4） 在加工中心上加工不規(guī)則形狀工件，或同時(shí)在托板上需

16、加工多個(gè)相同或不相同的工件時(shí)，則需設(shè)計(jì)與配備專用夾具。9. 數(shù)控機(jī)床用夾具選擇的原則是什么？ （1） 數(shù)控機(jī)床夾10. 數(shù)控車床常用的夾具有：加工盤、套類零件的自動定心三爪卡盤、加工軸類零件的拔盤、頂尖和自動定心跟刀架。11. 數(shù)控銑床和加工中心用夾具有：通用夾具、組合夾具、專用夾具。10. 數(shù)控車床常用的夾具有：加工盤、套類零件的自動定第四章 數(shù)控機(jī)床編程 第四章 數(shù)控機(jī)床編程 1. 什么叫編程？數(shù)控機(jī)床常見的編程方法有哪幾種？ 為了使數(shù)控機(jī)床能根據(jù)零件加工的要求進(jìn)行動作，必須將這些要求以機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能識別的指令形式告知數(shù)控系統(tǒng)。這種數(shù)控系統(tǒng)可以識別的指令稱為程序，制作程序的過程稱為編程。數(shù)

17、控機(jī)床常見的編程方法有手工編程和自動編程兩種。1. 什么叫編程？數(shù)控機(jī)床常見的編程方法有哪幾種？ 為了使數(shù)數(shù)控機(jī)床的加工程序，以程序字作為最基本的單位，程序字的集合構(gòu)成了程序段，程序段的集合構(gòu)成了完整的加工程序。程序的構(gòu)成要素：程序號、程序結(jié)束標(biāo)記、加工程序段。2. 數(shù)控機(jī)床的加工程序。數(shù)控機(jī)床的加工程序，以程序字作為最基本的單位，程序字的集合構(gòu)3. 模態(tài)代碼與單段有效代碼。模態(tài)代碼：在某一程序段中指令之后，可以一直保持有效狀態(tài)，直到撤銷這些指令，這些代碼指令，稱為“模態(tài)代碼”或“模態(tài)指令”。單段有效代碼：僅在編入的程序段生效的代碼指令，稱為“單段有效代碼”或“單段有效指令”。3. 模態(tài)代碼與

18、單段有效代碼。模態(tài)代碼：在某一程序段中指令4. 什么叫子程序？子程序有哪些特點(diǎn)？子程序的調(diào)用有哪些指令格式? 機(jī)床的加工程序可以分為主程序和子程序兩種。主程序是零件加工程序的主體部分，它是一個(gè)完整的零件加工程序。主程序和被加工零件及加工要求一一對應(yīng)，不同的零件或不同的加工要求，都有唯一的主程序。為了簡化編程，有時(shí)可以將一個(gè)程序或多個(gè)程序中的重復(fù)的動作，編寫為單獨(dú)的程序，并通過程序調(diào)用的形式來執(zhí)行這些程序，這樣的程序成為子程序。4. 什么叫子程序？子程序有哪些特點(diǎn)？子程序的調(diào)用有哪些指令子程序有以下特點(diǎn)：（1） 子程序可以被任何主程序或其他子程序所調(diào)用，并且可以多次循環(huán)執(zhí)行。（2） 被主程序調(diào)用

19、的子程序，還可以調(diào)用其他子程序，這一切能成為子程序的嵌套。（3） 子程序執(zhí)行結(jié)束，能自動返回到調(diào)用的程序中。（4） 子程序一般都不可以作為獨(dú)立的加工程序使用，它只能通過調(diào)用來實(shí)現(xiàn)加工中的局部動作。子程序有以下特點(diǎn)：子程序的調(diào)用指令：M98 P子程序的返回指令：M99子程序的調(diào)用指令：M98 P5. 數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)能說明： （1） 插補(bǔ)機(jī)能：控制刀具（坐標(biāo)軸）移動軌跡的機(jī)能，G01指定直線插補(bǔ)，G02/G03指定圓弧插補(bǔ)。（2） 進(jìn)給機(jī)能：控制刀臺進(jìn)給速度的機(jī)能，F(xiàn)1位數(shù)法，F(xiàn)2位數(shù)法，直接指令法。（3） 主軸機(jī)能：控制主軸轉(zhuǎn)速的機(jī)能，S1位數(shù)法，S2位數(shù)法，直接指令法。（4） 輔助機(jī)能：控制機(jī)床

20、輔助動作的機(jī)能，也稱為M機(jī)能。M00M99。 （5） 刀具機(jī)能：指定或選擇刀具的機(jī)能，也稱為T機(jī)能。T2位數(shù)法，T4位數(shù)法。 5. 數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)能說明： （1） 插補(bǔ)機(jī)能：控制刀具（坐6. 機(jī)床坐標(biāo)系的建立與選擇指令： （1） 坐標(biāo)系的規(guī)定國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系，采用右手定則的笛卡兒坐標(biāo)系。 6. 機(jī)床坐標(biāo)系的建立與選擇指令： （1） 坐標(biāo)系的規(guī)定（2）坐標(biāo)軸及方向規(guī)定 a.Z軸 規(guī)定與機(jī)床主軸軸線平行的坐標(biāo)軸為Z軸，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正向。b.X軸 X軸是刀具在定位平面的主要運(yùn)動軸，它垂直于Z軸，平行于工件裝夾表面。c.Y軸 在Z、X軸確定后，通過右手定則確定。d.回轉(zhuǎn)軸 繞X軸回轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸為A；繞Y軸回轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸為B；繞Z軸回轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸為C；e.附加坐標(biāo)軸 平行于X軸的坐標(biāo)軸為U；平行于Y軸的坐標(biāo)軸為V；平行于Z軸的坐標(biāo)軸為W；（2）坐標(biāo)軸及方向規(guī)定 a.Z軸 規(guī)定與機(jī)床主軸軸線平（3） 自動回參考點(diǎn)及相關(guān)指令（G28、G29、G27）（4） 機(jī)床坐標(biāo)系的選擇（G53）它是單段有效指令。（3） 自動回參考點(diǎn)及相關(guān)指令7. 絕對編程與增量編程（G90，G91） 絕對編程G90：絕對式編程是通過坐標(biāo)值指定位置的編程方法，它是以坐標(biāo)原點(diǎn)作為基準(zhǔn)，給出的絕對位置值。增量編程G91：