數(shù)控編程加工第一章b

數(shù)控加工工藝與編程勝利職業(yè)學(xué)院勝利職業(yè)學(xué)院課程目錄第一章概論第二章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)第三章數(shù)控編程基礎(chǔ)第四章數(shù)控車床加工及其程序編制第五章數(shù)控銑床和加工中心加及其程序編制第六章數(shù)控電火花線切割加工第七章宏程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用勝利職業(yè)學(xué)院第一章概論第一節(jié)數(shù)控加工技術(shù)的概況第二節(jié)數(shù)控加工的特點第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的加工原理第四節(jié)數(shù)控加工技術(shù)的主要應(yīng)用對象第五節(jié)數(shù)控編程技術(shù)第六節(jié)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢勝利職業(yè)學(xué)院第一節(jié)數(shù)控加工技術(shù)的概況一、數(shù)控概念數(shù)字控制(NC）：用數(shù)字化信息進(jìn)行控制的自動控制技術(shù).其含義使用以數(shù)值和符號構(gòu)成的數(shù)字信息自動控制機(jī)床的運轉(zhuǎn).

一般說，數(shù)控加工技術(shù)涉及數(shù)控機(jī)床加工工藝和數(shù)控編程技術(shù)兩個方面．第一章概論勝利職業(yè)學(xué)院從機(jī)床的定義出發(fā)，可從以下幾點理解機(jī)床的概念：機(jī)床是對金屬或其他材料的坯料或工件進(jìn)行加工，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)器。機(jī)械產(chǎn)品的零件通常都是用機(jī)床加工出來的。機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器，也是能制造機(jī)床本身的機(jī)器，這是機(jī)床區(qū)別于其他機(jī)器的主要特點，故機(jī)床又稱為工作母機(jī)或工具機(jī)。機(jī)床（也稱車床）通常稱為工作母機(jī)，它是制造世界上一切機(jī)器的機(jī)器。沒有它，大工業(yè)的生產(chǎn)和現(xiàn)代世界，將回到它們的原始狀態(tài)中去。世界將不堪設(shè)想。科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程自動化是實現(xiàn)上述要求的重要技術(shù)措施之一。

單件、小批生產(chǎn)占機(jī)械加工的80％左右，滿足多品種、小批量、精度要求高、產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求，需要一種靈活、通用、能夠適用產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機(jī)床——數(shù)控機(jī)床，加工不同的零件時，它不需要改變機(jī)床的結(jié)構(gòu)，只需改變加工程序即可。

二、數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)和發(fā)展史第一代:1952年,美國麻省理工學(xué)院研制，電子管控制的第一臺三坐標(biāo)聯(lián)動的銑床；1958第二代:1959年,出現(xiàn)了晶體管控制的“加工中心”；1964

第三代:1965年,出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路.使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到了進(jìn)一步的提高；以上三代數(shù)控系統(tǒng)都是采用專用控制硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng),稱為普通數(shù)控系統(tǒng),即NC系統(tǒng).1972

第四代:1967年以計算機(jī)作為控制單元的數(shù)控制系統(tǒng).1978

第五代:1970年,美國英特爾開發(fā)使用了微處理器CNC.1981

第一節(jié)數(shù)控加工技術(shù)的概況勝利職業(yè)學(xué)院3、我國1958年起步20世紀(jì)60年代末70年代初

—研制出一些晶體管式數(shù)控系統(tǒng)20世紀(jì)80年代初1985年進(jìn)入實用階段1986—1990年數(shù)控機(jī)床大發(fā)展時期1991年300多種原中捷友誼廠生產(chǎn)中國第一臺數(shù)控機(jī)床東芝事件60年代末巴黎統(tǒng)籌委員會15個國家組成三軸以上數(shù)控機(jī)床蘇聯(lián)東歐九軸船用螺旋槳設(shè)備1985造成低噪音潛艇1986年相撞1海里=1.85公里200海里第二節(jié)數(shù)控加工的特點1.自動化程度高在數(shù)控機(jī)床上加工工件時，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都可由機(jī)床自動完成。這樣大大減輕了操作者的勞動強(qiáng)度，改善了勞動條件。2.具有加工復(fù)雜形狀零件的能力運動的任意性使其能完成普通加工方法難以完成或者無法進(jìn)行的復(fù)雜形面加工。第一章概論勝利職業(yè)學(xué)院3.生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短在數(shù)控機(jī)床上加工新的零件，大部分準(zhǔn)備工作是根據(jù)零件圖樣編制的數(shù)控程序，而不是準(zhǔn)備靠模、專用夾具等工藝裝備，而且編程工作可以離線進(jìn)行。這樣大大縮短了生產(chǎn)的準(zhǔn)備時間，因此應(yīng)用數(shù)控機(jī)床十分有利于產(chǎn)品的升級換代和新產(chǎn)品的開發(fā)。4.加工精度高加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.005～0.01mm之間，不受零件復(fù)雜程度的影響。由于大部分操作都由機(jī)器自動完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。5.易于建立與計算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)由于機(jī)床采用數(shù)字信息控制，易于與計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)連接，形成CAD/CAM一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機(jī)床間的聯(lián)系，容易實現(xiàn)群控。機(jī)械常用長度單位1米（m）=1000毫米（mm）

1毫米（mm）=10絲米（dmm）

1毫米（mm）=100忽米（cmm）

1毫米（mm）=1000微米（μm）

1微米（μm）=1000納米（nm）

1納米（nm）=1000皮米（pm）

1皮米（pm）=1000飛米（fm）1飛米（fm）=1000阿米（am）

一、數(shù)控機(jī)床的組成：

1.程序編制及控制介質(zhì)程序—包括加工零件所需的全部信息和刀具相對工件的位移信息。載體—穿孔紙帶、磁帶、磁盤（軟盤、硬盤、內(nèi)存RAM）格式

2.輸入/輸出裝置1）控制介質(zhì)輸入2）手動輸入3）輸入儲存器第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的加工原理第一章概論勝利職業(yè)學(xué)院3.數(shù)控裝置(CNC)及輔助控制裝置

1）接收輸入裝置輸入的加工信息，完成數(shù)值計算、邏輯判斷、輸入輸出控制等功能。2）換刀、轉(zhuǎn)速、切削液控制4.伺服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測裝置電動機(jī)速度控制單元測量反饋單元位置控制單元作用：將數(shù)控裝置發(fā)來的各種動作指令，轉(zhuǎn)化成機(jī)床移動部件的運動。5.機(jī)械部件主運動系統(tǒng)進(jìn)給運動系統(tǒng)輔助部分（液壓、氣動、冷卻、潤滑）數(shù)控機(jī)床加工原理如圖所示：控制介質(zhì)零件圖樣數(shù)控程序伺服系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)工藝方案脈沖信號PLC脈沖信號第一章概論第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的加工原理勝利職業(yè)學(xué)院第四節(jié)數(shù)控加工技術(shù)的主要應(yīng)用對象

目前加工主要應(yīng)用于零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高，以及產(chǎn)品更換頻繁、生產(chǎn)周期要求短的場合。下面類型零件適宜數(shù)控加工：（1）形狀復(fù)雜、加工精度要求較高或用數(shù)學(xué)方法定義的復(fù)雜曲線、曲面輪廓。（2）公差帶小、互換性高、要求精確復(fù)制的零件。（3）用通用機(jī)床加工時，要求設(shè)計制造復(fù)雜的專用工裝或需要很長調(diào)整時間的零件。（4）價值高的零件。（5）小批量生產(chǎn)的零件。（6）鉆、鏜、鉸、攻螺紋及銑削加工聯(lián)合進(jìn)行的零件。第一章概論勝利職業(yè)學(xué)院第五節(jié)數(shù)控編程技術(shù)一、數(shù)控編程的內(nèi)容：（1）分析零件圖樣，確定工藝過程（2）數(shù)學(xué)處理（3）編寫程序單（4）制作程序介質(zhì)并輸入程序信息（5）程序校驗和試切削二、數(shù)控編程的方法

1.手工編程：指零件圖樣的分析、工藝處理、數(shù)值計算、書寫程序單和校驗等均由人工完成。第一章概論勝利職業(yè)學(xué)院第五節(jié)數(shù)控編程技術(shù)

手工編程的內(nèi)容與步驟：（1）分析工件圖紙（2）確定加工工藝過程（3）數(shù)值計算（4）編寫零件的加工程序單（5）程序輸入數(shù)控系統(tǒng)（6）校對加工程序（7）首件試加工第一章概論勝利職業(yè)學(xué)院（1）分析零件圖樣和制定工藝方案

這項工作的內(nèi)容包括：對零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。這一工作要求編程人員能夠?qū)α慵D樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床使用的基礎(chǔ)知識，如數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。（2）數(shù)學(xué)處理

在確定了工藝方案后，就需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等，計算刀具中心運動軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)一般均具有直線插補與圓弧插補功能，對于加工由圓弧和直線組成的較簡單的平面零件，只需要計算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點或切點的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心坐標(biāo)值等，就能滿足編程要求。當(dāng)零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補功能不一致時，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計算，一般需要使用計算機(jī)輔助計算，否則難以完成。（3）編寫零件加工程序

在完成上述工藝處理及數(shù)值計算工作后，即可編寫零件加工程序。程序編制人員使用數(shù)控系統(tǒng)的程序指令，按照規(guī)定的程序格式，逐段編寫加工程序。程序編制人員應(yīng)對數(shù)控機(jī)床的功能、程序指令及代碼十分熟悉，才能編寫出正確的加工程序。（4）程序檢驗將編寫好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，就可控制數(shù)控機(jī)床的加工工作。一般在正式加工之前，要對程序進(jìn)行檢驗。通?？刹捎脵C(jī)床空運轉(zhuǎn)的方式，來檢查機(jī)床動作和運動軌跡的正確性，以檢驗程序。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，可通過顯示走刀軌跡或模擬刀具對工件的切削過程，對程序進(jìn)行檢查。對于形狀復(fù)雜和要求高的零件，也可采用鋁件、塑料或石蠟等易切材料進(jìn)行試切來檢驗程序。通過檢查試件，不僅可確認(rèn)程序是否正確，還可知道加工精度是否符合要求。若能采用與被加工零件材料相同的材料進(jìn)行試切，則更能反映實際加工效果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)加工的零件不符合加工技術(shù)要求時，可修改程序或采取尺寸補償?shù)却胧?.自動編程：是借助數(shù)控自動編程系統(tǒng)由計算機(jī)輔助生成程序。自動編程的內(nèi)容與步驟如下：（1）零件的幾何建模（2）加工方案與加工參數(shù)的合理選擇（3）刀具軌跡生成（4）數(shù)控加工仿真（5）后置處理（6）首件試加工第一章概論第五節(jié)數(shù)控編程技術(shù)勝利職業(yè)學(xué)院第五節(jié)數(shù)控編程技術(shù)三、數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展概況

專用編程軟件、三維設(shè)計四、數(shù)控編程技術(shù)向集成化、智能化