數(shù)控加工基礎(chǔ)第三版

數(shù)控加工基礎(chǔ)第三版第1頁(yè)/共46頁(yè)§1—1數(shù)控機(jī)床概述一、數(shù)控與數(shù)控機(jī)床的概念二、數(shù)控機(jī)床的組成三、數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程四、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)第2頁(yè)/共46頁(yè)§1—1數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控：即數(shù)字控制（NumericalControl，簡(jiǎn)稱NC），是20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的一種用數(shù)字化信號(hào)進(jìn)行控制的自動(dòng)控制技術(shù)。數(shù)控機(jī)床：是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床，或者說(shuō)是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。一、數(shù)控與數(shù)控機(jī)床的概念第3頁(yè)/共46頁(yè)二、數(shù)控機(jī)床的組成§1—1數(shù)控機(jī)床概述第4頁(yè)/共46頁(yè)§1—1數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控車床外觀圖第5頁(yè)/共46頁(yè)§1—1數(shù)控機(jī)床概述立式數(shù)控銑床外觀圖第6頁(yè)/共46頁(yè)

控制介質(zhì)—將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的程序載體。1．控制介質(zhì)移動(dòng)硬盤U盤閃存卡§1—1數(shù)控機(jī)床概述

第7頁(yè)/共46頁(yè)2．?dāng)?shù)控裝置§1—1數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控裝置輸入裝置控制運(yùn)算器輸出裝置第8頁(yè)/共46頁(yè)伺服機(jī)構(gòu)—數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行兩大部分組成。

3．伺服系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)

驅(qū)動(dòng)裝置

§1—1數(shù)控機(jī)床概述進(jìn)給伺服系統(tǒng)主軸伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)第9頁(yè)/共46頁(yè)4．測(cè)量反饋裝置§1—1數(shù)控機(jī)床概述實(shí)際位置速度參數(shù)測(cè)量元件電信號(hào)轉(zhuǎn)換反饋CNC裝置指令位置：安裝在數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上。糾正誤差工作原理第10頁(yè)/共46頁(yè)§1—1數(shù)控機(jī)床概述5．機(jī)床主體機(jī)床主體機(jī)械部件輔助裝置床身主軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)冷卻潤(rùn)滑換刀夾緊第11頁(yè)/共46頁(yè)三、數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程§1—1數(shù)控機(jī)床概述第12頁(yè)/共46頁(yè)§1—1數(shù)控機(jī)床概述四、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1．適應(yīng)性強(qiáng)2．加工精度高3．生產(chǎn)效率高4．自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低第13頁(yè)/共46頁(yè)§1—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介一、數(shù)控機(jī)床的分類二、常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第14頁(yè)/共46頁(yè)一、數(shù)控機(jī)床的分類1．按加工路線分類

（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床控制從一點(diǎn)到另一點(diǎn)位置的精確定位。控制運(yùn)動(dòng)的方式§1—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第15頁(yè)/共46頁(yè)（2）直線控制數(shù)控機(jī)床控制工作臺(tái)以給定的速度，沿平行坐標(biāo)軸方向進(jìn)行直線切削加工運(yùn)動(dòng)?！?—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第16頁(yè)/共46頁(yè)（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床控制加工過(guò)程中每一點(diǎn)的速度、方向和位移量，運(yùn)動(dòng)軌跡是任意的直線、圓弧、螺旋線等?！?—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第17頁(yè)/共46頁(yè)2．按控制方式分類

（1）開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床無(wú)檢測(cè)反饋裝置，不檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際位置，即沒(méi)有位置反饋信號(hào)?！?—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介有無(wú)檢測(cè)裝置開(kāi)環(huán)控制閉環(huán)控制全閉環(huán)控制半閉環(huán)控制第18頁(yè)/共46頁(yè)（2）閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

原理：安裝在工作臺(tái)上的檢測(cè)元件將工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋到計(jì)算機(jī)中，與所要求的位置指令進(jìn)行比較，用比較的差值進(jìn)行控制，直到差值消除為止。§1—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第19頁(yè)/共46頁(yè)（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

原理：采用轉(zhuǎn)角位移檢測(cè)元件，推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，反饋到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行位置比較，用比較的差值進(jìn)行控制?！?—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第20頁(yè)/共46頁(yè)§1—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介3．按加工方式分類（1）金屬切削類數(shù)控機(jī)床（2）金屬成形類數(shù)控機(jī)床（3）數(shù)控特種加工機(jī)床（4）其他類型的數(shù)控機(jī)床第21頁(yè)/共46頁(yè)二、常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介1．?dāng)?shù)控車床§1—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

數(shù)控車床是一種用于完成車削加工的數(shù)控機(jī)床，主要用于旋轉(zhuǎn)體工件的加工。第22頁(yè)/共46頁(yè)2．?dāng)?shù)控銑床§1—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

數(shù)控銑床是一種用于完成銑削加工或鏜削加工的數(shù)控機(jī)床。第23頁(yè)/共46頁(yè)3．加工中心§1—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介

加工中心具有刀庫(kù)，具有自動(dòng)換刀功能，是對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。第24頁(yè)/共46頁(yè)4．?dāng)?shù)控磨床

數(shù)控磨床是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。

主要用途：加工高硬度、高精度表面?！?—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第25頁(yè)/共46頁(yè)5．?dāng)?shù)控鉆床

數(shù)控鉆床主要具備鉆孔、攻螺紋等功能，同時(shí)也具備簡(jiǎn)單的銑削功能，刀庫(kù)可存放多種刀具?！?—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第26頁(yè)/共46頁(yè)6．?dāng)?shù)控電火花成形機(jī)床

工作原理：是利用兩個(gè)不同極性的電極在絕緣液體中產(chǎn)生放電現(xiàn)象，去除材料進(jìn)而完成加工?！?—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第27頁(yè)/共46頁(yè)7．?dāng)?shù)控線切割機(jī)床

工作原理與數(shù)控電火花成形機(jī)床一樣，其電極是電極絲，加工液一般采用去離子水?！?—2數(shù)控機(jī)床分類及常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介第28頁(yè)/共46頁(yè)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系一、坐標(biāo)系確定原則二、坐標(biāo)軸的確定三、工件坐標(biāo)系四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)第29頁(yè)/共46頁(yè)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

在數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)該如何描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)？第30頁(yè)/共46頁(yè)一、坐標(biāo)系確定原則1．刀具相對(duì)于靜止工件而運(yùn)動(dòng)的原則2．標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)（機(jī)床坐標(biāo)）系的規(guī)定§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系3．運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定第31頁(yè)/共46頁(yè)右手笛卡兒直角坐標(biāo)系§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第32頁(yè)/共46頁(yè)二、坐標(biāo)軸的確定1．Z坐標(biāo)軸

（1）機(jī)床有幾個(gè)主軸，則選一個(gè)垂直于工件裝夾平面的主軸方向。（2）主軸能夠擺動(dòng)，則選垂直于工件裝夾平面的方向。（3）機(jī)床無(wú)主軸，則選垂直于工件裝夾平面的方向。§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第33頁(yè)/共46頁(yè)

2．X坐標(biāo)軸

X坐標(biāo)軸平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。工件回轉(zhuǎn)

刀具回轉(zhuǎn)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系Z坐標(biāo)軸水平

Z坐標(biāo)軸垂直兩種情況第34頁(yè)/共46頁(yè)3．Y坐標(biāo)軸

在確定了X和Z坐標(biāo)軸后，可根據(jù)X和Z坐標(biāo)軸的正方向，按照右手笛卡兒坐標(biāo)系來(lái)確定Y坐標(biāo)軸及其正方向。

數(shù)控車床坐標(biāo)軸的移動(dòng)數(shù)控銑床工作臺(tái)的移動(dòng)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第35頁(yè)/共46頁(yè)課堂練習(xí)繪制下圖所示機(jī)床的機(jī)床坐標(biāo)系。§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第36頁(yè)/共46頁(yè)三、工件坐標(biāo)系§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

為了使編程人員能夠直接根據(jù)圖樣進(jìn)行編程，通常在工件上選擇確定一個(gè)與機(jī)床坐標(biāo)系有一定關(guān)系的坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系即稱為工件坐標(biāo)系或編程坐標(biāo)系。第37頁(yè)/共46頁(yè)

1．機(jī)床原點(diǎn)也稱機(jī)床零點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。

數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)—一般設(shè)在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。

數(shù)控銑床的原點(diǎn)—一般設(shè)在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第38頁(yè)/共46頁(yè)數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第39頁(yè)/共46頁(yè)2．機(jī)床參考點(diǎn)

機(jī)床參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)。數(shù)控車床的參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)

數(shù)控銑床：機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的。

數(shù)控車床：機(jī)床參考點(diǎn)一般是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)?！?—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第40頁(yè)/共46頁(yè)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

開(kāi)機(jī)回參考點(diǎn)的目的就是為了建立機(jī)床坐標(biāo)系，只有機(jī)床參考點(diǎn)被確認(rèn)后，刀具(或工作臺(tái))移動(dòng)才有基準(zhǔn)。數(shù)控銑床機(jī)床回零數(shù)控車床機(jī)床回零第41頁(yè)/共46頁(yè)

選擇工件原點(diǎn)時(shí)，最好把工件原點(diǎn)放在零件圖樣上的尺寸能夠方便地轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)值的地方。3．工件原點(diǎn)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第42頁(yè)/共46頁(yè)§1—3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系4．刀具相關(guān)點(diǎn)（1）刀位點(diǎn)——刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。鉆頭的刀位點(diǎn)車刀的刀位點(diǎn)圓柱銑刀的刀位點(diǎn)球頭銑刀的刀位點(diǎn)第43頁(yè)/共46頁(yè)（2）對(duì)刀點(diǎn)——數(shù)控加工中刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，程序也從該