數(shù)控機(jī)床編程與操作課件

1、項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床與操作基礎(chǔ)任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)一、數(shù)控機(jī)床概述（一）數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 1952年美國(guó)帕森斯公司和麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室合作研制成功世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床，用它來加工直升機(jī)葉片輪廓檢查用樣板。這是一臺(tái)采用專用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算與控制的直線插補(bǔ)輪廓控制數(shù)控機(jī)床，專用計(jì)算機(jī)采用電子管元件，邏輯運(yùn)算控制采用硬件聯(lián)結(jié)的電路。1955年，這類機(jī)床進(jìn)入實(shí)用階段，在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要作用，這就是第一代數(shù)控系統(tǒng)。之后隨著自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)及機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了晶體管，中、小規(guī)模集成電路，大規(guī)模集成電路以及微

2、機(jī)時(shí)代。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)2.數(shù)控機(jī)床的基本概念數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù),簡(jiǎn)稱數(shù)控（Numerical ControlNC） 是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控（Computer Numerical ControlCNC）。數(shù)控系統(tǒng)為了對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行數(shù)字化信息控制，必須具備相應(yīng)的硬件和軟件。用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床。它是一種綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)、和機(jī)床設(shè)計(jì)等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)

3、的基礎(chǔ)。機(jī)床控制也是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展（1）高速化提高生產(chǎn)率是機(jī)床技術(shù)追求的基本目標(biāo)之一。數(shù)控機(jī)床高速化可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率，降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效率、高精度、低成本生產(chǎn)具有廣泛的適用性。（2）高精度現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，新材料及新零件的出現(xiàn)，對(duì)精密加工技術(shù)不斷提出新的要求，提高加工精度，發(fā)展新型超精密加工機(jī)床，完善精密加工技術(shù)，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展，是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向之一。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（3）高

4、柔性柔性即適應(yīng)性，采用柔性自動(dòng)化設(shè)備或系統(tǒng)，是提高加工精度和效率，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)市場(chǎng)變化需求和提高競(jìng)爭(zhēng)能力的有效手段。數(shù)控機(jī)床在提高單機(jī)柔性化的同時(shí)，朝著單元柔性化和系統(tǒng)柔性化發(fā)展。如出現(xiàn)可編程控制器控制的可調(diào)組合機(jī)床、數(shù)控多軸加工中心、換刀換箱式加工中心、數(shù)控三坐標(biāo)動(dòng)力單元等具有柔性的高效加工設(shè)備、柔性加工單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）以及介于傳統(tǒng)自動(dòng)線與柔性制造系統(tǒng)之間的柔性制造線（FTL）。（4）高度智能化隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透與發(fā)展，為適應(yīng)制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、自動(dòng)化發(fā)展需要，智能化正成為數(shù)控設(shè)備研究及發(fā)展的熱點(diǎn)，它不僅貫穿在生產(chǎn)加工的全過程，還貫穿在產(chǎn)品的售后服務(wù)

5、和維修中任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)目前采取的主要技術(shù)措施包括以下幾個(gè)方面。1）自適應(yīng)控制技術(shù)。 2）專家系統(tǒng)技術(shù)。3）故障自診斷、自修復(fù)技術(shù)。4）智能化交流伺服技術(shù)。5）模式識(shí)別技術(shù)、應(yīng)用圖像識(shí)別和聲控技術(shù)。6）網(wǎng)絡(luò)化。7）開放式體系結(jié)構(gòu)。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（二）數(shù)控機(jī)床的工作原理及基本組成1數(shù)控機(jī)床的工作原理用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，首先應(yīng)將加工零件的幾何信息和工藝信息編制成加工程序，由輸入部分送入數(shù)控裝置，經(jīng)過數(shù)控裝置的處理、運(yùn)算，按各坐標(biāo)軸的分量送到各軸的驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過轉(zhuǎn)換、放大去驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)各軸運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行反饋控制，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格地按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和

6、參數(shù)有條不紊地工作，從而加工出零件。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)2數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床主要由輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)和反饋裝置組成。（1）輸入/輸出裝置數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，不需人參與直接操作，但人的意圖又必須參與，所以人和數(shù)控機(jī)床之間必須建立某種聯(lián)系，這種聯(lián)系需通過輸入/輸出裝置來完成。（2）數(shù)控裝置數(shù)控裝置又稱為數(shù)控系統(tǒng)的“大腦”，它是數(shù)控機(jī)床的中樞，用來接受并處理輸入介質(zhì)的信息，并將代碼加以識(shí)別，存儲(chǔ)、運(yùn)算，并輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)，并反把這些信號(hào)傳給放大驅(qū)動(dòng)伺服和系統(tǒng)。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)數(shù)控裝置由輸入/出接口，運(yùn)算器、內(nèi)部存儲(chǔ)器、輸出接口組成。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（3）伺服

7、系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置與機(jī)床本體間的電傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié)，也是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分,伺服系統(tǒng)把從數(shù)控裝置輸入的脈沖信號(hào)通過放大和驅(qū)動(dòng)使機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)或使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)動(dòng)作。伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。（4）檢測(cè)和反饋裝置檢測(cè)和反饋裝置的作用是檢測(cè)位移和速度，將反饋信號(hào)發(fā)送到數(shù)控裝置。數(shù)控機(jī)床的加工精度主要是由檢測(cè)反饋裝置的精度決定的。檢測(cè)反饋裝置具體可分為增量式與絕對(duì)式、數(shù)字式與模擬式。常用的檢測(cè)反饋裝置元件有：旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光電編碼器、光柵、磁柵等。不同的數(shù)控機(jī)床，根據(jù)不同的工作環(huán)境和不同的檢測(cè)要求，應(yīng)采用不同的檢測(cè)方式

8、。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)1按工藝用途分類數(shù)控機(jī)床按工藝用途可分為普通數(shù)控機(jī)床、加工中心、特種加工數(shù)控機(jī)床。（1）普通數(shù)控機(jī)床普通數(shù)控機(jī)床是與傳統(tǒng)的普通機(jī)床工藝可行性相似的各種數(shù)控機(jī)床的統(tǒng)稱。如果從使用角度考慮并按機(jī)床加工特性，又可分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控刨床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床等。如進(jìn)一步分析機(jī)床的結(jié)構(gòu)等因素，還能進(jìn)行更細(xì)的分類。例如，普通數(shù)控車床還可分為臥式、立式、卡盤式和頂尖式數(shù)控車床等。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（2）加工中心數(shù)控加工中心機(jī)床簡(jiǎn)稱加工中心，是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置，并具有多種工藝手段的數(shù)控機(jī)床，其典型是鏜銑加工、車銑加工中心任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)加工中心設(shè)置有刀庫和

9、相應(yīng)的換刀機(jī)構(gòu)，其刀庫中可存放幾把至幾百把不同類型的刀具或檢測(cè)用工具，這些刀具或檢測(cè)用具在加工過程中通過加工程序可自動(dòng)進(jìn)行選用及更換。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（3）數(shù)控特種加工機(jī)床特種數(shù)控機(jī)床是通過特殊的數(shù)控裝置并自動(dòng)進(jìn)行特種加工的機(jī)床，其特種加工的含義主要是指加工手段特殊，零件的加工部位特殊，加工的工藝性能要求特殊等。常見的特種數(shù)控機(jī)床有：數(shù)控線切割機(jī)床，數(shù)控激光加工機(jī)床、數(shù)控電脈沖等。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)2按運(yùn)動(dòng)方式分類（1）點(diǎn)位控制系統(tǒng)點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的準(zhǔn)確定位控制，而對(duì)其點(diǎn)到點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡不作嚴(yán)格要求的系統(tǒng)，為減少移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)與定位時(shí)間，一般先以快速移動(dòng)到終

10、點(diǎn)附近位置，然后以低速準(zhǔn)確移動(dòng)到終點(diǎn)定位位置，以保證良好的定位精度，定位運(yùn)動(dòng)的過程中刀具不進(jìn)行切削任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（2）點(diǎn)位直線控制系統(tǒng) 點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)是指數(shù)控系統(tǒng)不公控制刀具或或工作臺(tái)從一個(gè)點(diǎn)準(zhǔn)確地移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)，而且保證在兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線的控制系統(tǒng)。移動(dòng)部件在移動(dòng)過程中可進(jìn)行切削任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（3）輪廓控制系統(tǒng)輪廓控制系統(tǒng)也稱為連續(xù)控制系統(tǒng)，是指數(shù)控系統(tǒng)能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格連續(xù)控制的系統(tǒng)。它不僅能控制移動(dòng)部件從一個(gè)點(diǎn)準(zhǔn)確地移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)，而且還能控制整個(gè)加工過程每一點(diǎn)的速度與位移量，將零件加工成一定輪廓形狀任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)3按控制

11、方式分類（1）開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)一般又稱為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它的主要特征是系統(tǒng)內(nèi)沒有位置檢測(cè)反饋裝置。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（2）半閉環(huán)控制系統(tǒng)半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)中裝有角度位移檢測(cè)裝置，通過檢測(cè)伺服機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)角間接檢測(cè)移動(dòng)部件的位移，然后反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件補(bǔ)充位移，差值消除為止的控制系統(tǒng)。任務(wù)一數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)（3）閉環(huán)控制系統(tǒng)圖19所示為閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖，閉環(huán)控制系統(tǒng)是在機(jī)床移動(dòng)部件位置上直接裝有直線位置檢測(cè)裝置，將檢測(cè)到的實(shí)際位移反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入的原指令位移值進(jìn)行比較

12、，用比較后的差值控制移動(dòng)部件作補(bǔ)充位移，直到差值消除才停止移動(dòng)，達(dá)到精確定位的控制系統(tǒng)。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng) 一、刀具系統(tǒng)（一）加工中心刀具的基本特點(diǎn)（1）刀片和刀柄高度的通用化、規(guī)則化、系列化； （2）刀片和刀具幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化；（3）刀片或刀具材料及切削參數(shù)須與被加工工件的材料相匹配；（4）刀片或刀具的耐用度高，加工剛性好；（5）刀片及刀柄的定位基準(zhǔn)精度高，刀柄對(duì)機(jī)床主軸的相對(duì)位置要求也較高； （6）刀柄須有較高的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，刀柄及刀具系統(tǒng)的重量不能超標(biāo)； （7）刀柄的轉(zhuǎn)位、拆裝和重復(fù)定位精度要求高。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（二）加工中心用刀具

13、材料1常用刀具材料常用的數(shù)控刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等。其中，高速鋼、硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金在數(shù)控銑削刀具中應(yīng)用最廣。高速鋼是指加了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼，其常用的牌號(hào)有W18Cr4V、W14Cr4VCo5和W6Mo5Cr4V2等。硬質(zhì)合金分成鎢鈷（K）類、鎢鈦鈷（P）類、鎢鈦鉭鈷（M）類等。常用刀具牌號(hào)有YG3、YG6、YG8、YT5、YT15、YT30、YW1、YW2等。涂層硬質(zhì)合金是在普通硬質(zhì)合金的基體上通過“涂鍍”新工藝而得到的，使得其耐磨、耐熱和耐腐蝕性能得到大大提高。陶瓷材料是含有金屬氧化物或氮化物的無機(jī)非金屬材料，該

14、材料具有很高的硬度和耐磨性，很強(qiáng)的耐高溫性和較低的摩擦系數(shù)。立方氮化硼及金剛石材料具有極高的硬度和耐磨性，分別適用于精加工各種淬硬鋼及高速精加工鈦或鋁合金工件，但不宜承受沖擊和低速切削，也不宜加工軟金屬，且價(jià)格較高。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)2刀具材料性能比較任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（三）加工中心用刀具的種類加工中心的刀具種類很多，根據(jù)刀具的加工用途，其刀具可分為輪廓類加工刀具和孔類加工刀具等幾種類型。輪廓類加工刀具輪廓類加工刀具主要有面銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、模具銑刀和成形銑刀等。（1）面銑刀任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng) （2）立銑刀任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（3）鍵

15、槽銑刀 圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延伸至中心，既像立銑刀，又像鉆頭。加工時(shí)先軸向進(jìn)給達(dá)到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長(zhǎng)。 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀直徑d=222mm，錐柄鍵槽銑刀直徑d=1450mm。鍵槽銑刀直徑的精度要求較高，其偏差有e8和d8兩種。鍵槽銑刀重磨時(shí)，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后銑刀直徑不變。 任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（4）模具銑刀模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀(圓錐半角/2=3、5、7、10)、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。模具銑刀中任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（5）成型銑刀和鼓形銑刀鼓形銑刀

16、的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上，端面無切削刃。該刀具主要用于斜角平面和變斜角平面的加工。這種刀具的缺點(diǎn)是刃磨困難，切削條件差，而且不適于加工有底的輪廓表面。 成形銑刀為特定的工件或加工內(nèi)容專門設(shè)計(jì)制造的，如角度面、凹槽、特形孔或臺(tái)等。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng) 2孔類加工刀具孔類加工刀具主要有鉆頭、鉸刀、鏜刀等。(1)鉆頭任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（2）鉸刀加工中心大多采用通用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀進(jìn)行鉸孔。此外，還使用機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片單刃鉸刀和浮動(dòng)鉸刀等。鉸孔的加工精度可達(dá)1T6IT9級(jí)、表面粗糙度Ra可達(dá)0.81.6m。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)(3)鏜孔刀具鏜孔所用刀具為鏜刀。鏜刀

17、種類很多，按加工精度可分為粗鏜刀和精鏜刀。此外，鏜刀按切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。1）粗鏜刀任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)2）精鏜刀3）雙刃鏜刀 任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（4）鏜孔刀刀頭任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（四）加工中心用刀柄系統(tǒng)1刀柄任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)2拉釘ISO或GB規(guī)定了A型和B型兩種形式的拉釘，其中A型拉釘用于不帶鋼球的拉緊裝置，而B型拉釘用于帶鋼球的拉緊裝置。刀柄及拉釘?shù)木唧w尺寸可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)3彈簧夾頭及中間模塊任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)中間模塊（1-30）是刀柄

18、和刀具之間的中間連接裝置，通過中間模塊的使用，提高了刀柄的通用性能。例如，鏜刀、絲錐與刀柄的連接就經(jīng)常使用中間模塊。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（五）加工中心對(duì)刀及對(duì)刀裝置簡(jiǎn)介1對(duì)刀的定義在加工中心上加工零件，由于工件在機(jī)床上的安裝位置是任意的，要正確執(zhí)行加工程序，必須確定工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的確切位置。加工中心的對(duì)刀就是指用于找出工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系空間關(guān)系的操作過程。簡(jiǎn)單地說，對(duì)刀就是告訴機(jī)床工件裝機(jī)床工作臺(tái)的什么地方。為了保證工件的加工精度要求，對(duì)刀位置應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。如以零件上孔的中心點(diǎn)或兩條相互垂直的輪廓邊的交點(diǎn)作為對(duì)刀位置，但對(duì)這些對(duì)刀位置應(yīng)提出相應(yīng)的精度

19、要求，并在對(duì)刀以前準(zhǔn)備好。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)2對(duì)刀器和對(duì)刀儀對(duì)刀器（或找正器）是用于測(cè)定刀具與工件的相對(duì)位置儀器。常用的對(duì)刀器具有：對(duì)刀量塊（芯棒），電子式對(duì)刀器（圖1-31b,電子式尋邊器），機(jī)械式找正器（圖1-31a,機(jī)械偏心式尋邊器；圖1-31c,機(jī)械式Z向?qū)Φ镀鳎┑取?任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)二、夾具系統(tǒng)1數(shù)控機(jī)床夾具的組成任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)2數(shù)控機(jī)床夾具的基本要求（1）精度和剛度要求數(shù)控機(jī)床具有多型面連續(xù)加工的特點(diǎn)，所以對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的精度和剛度有要求也同樣比一般機(jī)床要高，這樣可以減少工件在夾具上的定位和夾緊誤差以及粗加工的變形誤差。（2）定位要求

20、工件相對(duì)夾具一般應(yīng)完全定位，且工件的基準(zhǔn)相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)具有嚴(yán)格的確定位置，以滿足刀具相對(duì)于工件正確運(yùn)動(dòng)的要求。同時(shí)，夾具在機(jī)床上也應(yīng)完全定位，夾具上的每個(gè)定位面相對(duì)于數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系原點(diǎn)均應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸，以滿足數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)化定位和安裝的要求。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（3）敞開性要求數(shù)控機(jī)床加工為刀具自動(dòng)進(jìn)給加工。夾具及工件應(yīng)為刀具的快速移動(dòng)和換刀等快速動(dòng)作提供較寬敞的運(yùn)行空間。尤其對(duì)于需多次進(jìn)出工件的多刀、多工序加工，夾具的結(jié)構(gòu)更應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、開敞，使刀具容易進(jìn)入，以防刀具運(yùn)動(dòng)中與夾具工件系統(tǒng)相碰撞。此外，夾具的敞開性還體現(xiàn)排屑通暢，清除切屑方便（4）快速裝夾要求 為適應(yīng)高效、

21、自動(dòng)化加工的需要，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)快速裝夾的需要，以盡量減少工件裝夾輔助時(shí)間，提高機(jī)床切削運(yùn)轉(zhuǎn)利用率任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)3機(jī)床夾具的分類（1）通用夾具數(shù)控車床和卡盤、頂尖和數(shù)控銑床上的平口鉗、分度頭等均屬于通用夾具。這類夾具已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。其特點(diǎn)是通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾工件時(shí)無需調(diào)整或稍加調(diào)整即可，主要用于單件小批量生產(chǎn)。（2）專用夾具專用夾具是專為某個(gè)零件的某道工序設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。但這類夾具的設(shè)計(jì)和制造的工作量大、周期長(zhǎng)、投資大，只有在大批大量生產(chǎn)中才能充分發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)效益。專用夾具有結(jié)構(gòu)可調(diào)式和結(jié)構(gòu)不可調(diào)式兩種類型。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（3）

22、成組夾具成組夾具是隨著成組加工技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。它是根據(jù)成組加工工藝，把工件按形狀尺寸和工藝的共性分組，針對(duì)每組相近工件而專門設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是使用對(duì)象明確、結(jié)構(gòu)緊湊和調(diào)整方便。（4）組合夾具組合夾具是由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝而成的專用夾具。它具有專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，用完后可拆卸存放，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少了加工成本。因此，組合夾具既適用于單件及中、小批量生產(chǎn)，又適用于大批量生產(chǎn)。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)三、單件、小批量工件的裝夾與校正（實(shí)操部分）1平口鉗和壓板及其裝夾與校正（1）平口鉗與壓板任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)對(duì)于大型工件，無法采用平口鉗或其他夾具裝夾時(shí)，可直接采

23、用壓板(圖1-34)進(jìn)行裝夾。加工中心壓板通常采用T形螺母與螺栓的夾夾緊方式。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（2）裝夾與校正任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)找正時(shí)，將百分表用磁性表座固定（圖1-36）在主軸上，百分表觸頭接觸工件，在前后或左右方向移動(dòng)主軸，從而找正工件上下平面與工作臺(tái)面的平行度。同樣在側(cè)平面內(nèi)移動(dòng)主軸，找正工件側(cè)面與軸進(jìn)給方向的平行度。如果不平行，則可用銅棒輕敲工件或墊塞尺的辦法進(jìn)行糾正，然后再重新進(jìn)行找正。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)平口鉗鉗口的找正方法類似于工件裝夾后的找正方法，首先將百分表用磁性表座固定在主軸上，百分表觸頭接觸鉗口，沿平行于鉗口方向移動(dòng)主軸（圖1-3

24、7），根據(jù)百分表讀數(shù)用銅棒輕敲平口鉗進(jìn)行調(diào)整，以保證鉗口與主軸移動(dòng)方向平行或垂直。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（3）長(zhǎng)方體類零件工件坐標(biāo)系的設(shè)定各位教師根據(jù)自己的常用方式自行講解。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)2卡盤和分度頭及其裝夾與找正(1)卡盤和分度頭任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)許多機(jī)械零件，如花鍵、離合器、齒輪等零件在加工中心上加工時(shí)，常采用分度頭分度的辦法來等分每一個(gè)齒槽，從而加工出合格的零件。分度頭是數(shù)控銑床或普通銑床的主要部件。在機(jī)械加工中，常用的分度頭有萬能分度頭（圖1-39a）、簡(jiǎn)單分度頭（圖1-39b） 任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)（2）裝夾與校正在加工中心上使

25、用卡盤時(shí)，通常用壓板將卡盤壓緊在工作臺(tái)面上，使卡盤軸心線與主軸平行。任務(wù)二 加工中心的刀具、夾具系統(tǒng)分度頭裝夾工件（工件橫放）的找正方法如圖1-41所示，首先，分別在A點(diǎn)和B點(diǎn)處前后移動(dòng)百分表，調(diào)整工件，保證兩處百分表的最大讀數(shù)相等，以找正工件與工作臺(tái)面的平行度；其次，找正工件側(cè)母線與工件進(jìn)給方向平行。項(xiàng)目二 數(shù)控加工的工藝分析任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容一、 數(shù)控加工工藝概述（一）數(shù)控加工1數(shù)控加工的定義數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行自動(dòng)加工零件的一種工藝方法。數(shù)控加工的實(shí)質(zhì)是：數(shù)控機(jī)床按照事先編制好的加工程序并通過數(shù)字控制過程，自動(dòng)地對(duì)零件進(jìn)行加工。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容2數(shù)控加工的內(nèi)容任

26、務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容(1)分析圖樣，確定加工方案 對(duì)所要加工的零件進(jìn)行技術(shù)要求分析，選擇合適的加工方案，再根據(jù)加工方案選擇合適的數(shù)控加工機(jī)床。(2)工件的定位與裝夾 根據(jù)零件的加工要求，選擇合理的定位基準(zhǔn)，并根據(jù)零件批量、精度及加工成本選擇合適的夾具，完成工件的裝夾與找正。(3)刀具的選擇與安裝 根據(jù)零件的加工工藝性與結(jié)構(gòu)工藝性，選擇合適的刀具材料與刀具種類，并完成刀具的安裝與對(duì)刀，并將對(duì)刀所得參數(shù)正確設(shè)定在數(shù)控系統(tǒng)中。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容(4)編制數(shù)控加工程序 根據(jù)零件的加工要求，對(duì)零件進(jìn)編程，并經(jīng)初步校驗(yàn)后將這些程序通過控制介質(zhì)或手動(dòng)方式輸入機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。(5)試切削、試運(yùn)行并校

27、驗(yàn)數(shù)控加工程序 對(duì)所輸入的程序進(jìn)行試運(yùn)行，并進(jìn)行首件的試切削。試切削一方面用來對(duì)加工程序進(jìn)行最后的校驗(yàn)，另一方面用來校驗(yàn)工件的加工精度。(6)數(shù)控加工 當(dāng)試切的首件經(jīng)檢驗(yàn)合格并確認(rèn)加工程序正確無誤后，便可進(jìn)入數(shù)控加工階段。(7)工件的驗(yàn)收與質(zhì)量誤差分析 工件入庫前，先進(jìn)行工件的檢驗(yàn)，并通過質(zhì)量分析，找出誤差產(chǎn)生的原因，得出糾正誤差的方法。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容3數(shù)控加工的特點(diǎn)（1）零件的加工精度高 數(shù)控機(jī)床在整體設(shè)計(jì)中考慮了整機(jī)剛度和零件的制造精度，又采用高精度的滾珠絲杠傳動(dòng)副，機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度很高。特別是有的數(shù)控機(jī)床具有過程自動(dòng)監(jiān)測(cè)和誤差補(bǔ)償功能，從而保證了各項(xiàng)加工精度。（2

28、）產(chǎn)品質(zhì)量一致性好 在數(shù)控加工過程中，人為操作因素對(duì)加工質(zhì)量影響較小。當(dāng)加工條件（夾具、裝夾、刀具等）不變時(shí)，數(shù)控機(jī)床所加工出產(chǎn)品的一致性程度高。（3）生產(chǎn)效率高 數(shù)控機(jī)床在一次裝夾中可完成多表面的加工，從而減少了重復(fù)裝夾過程中的劃線、找正及檢測(cè)等輔助工作時(shí)間，從而大大提高了加工效率。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容（4）加工范圍廣 數(shù)控機(jī)床除適合各種普通直紋表面加工外，還比較適合加工復(fù)雜的回轉(zhuǎn)表面和空間曲面。（5）有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造 在目前的機(jī)械制造業(yè)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造（CAD/CAM）技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床及其加工技術(shù)正是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造技術(shù)的基礎(chǔ)。（6）初始投資大，加工成

29、本高 數(shù)控機(jī)床及機(jī)床附件的價(jià)格一般是普通機(jī)床的若干倍。因此，初期的投資較大；另外，加工首件時(shí)，要進(jìn)行編程、調(diào)試程序和試加工，加工時(shí)間較長(zhǎng)。因此，首件或單件的加工成本較高。但隨著加工批量的增加，零件的加工成本將大大降低。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容4數(shù)控加工零件的選擇（1）適合類根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)并綜合數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)效益，數(shù)控機(jī)床通常比較適宜加工具有以下特點(diǎn)的零件：1）多品種，小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制的零件；2）輪廓形狀復(fù)雜，對(duì)加工精度要求較高的零件；3）用普通機(jī)床加工時(shí)，需要有昂貴的工藝裝備（工具、夾具和模具）的零件；4）需要多次改型的零件；5）價(jià)格昂貴，加工中不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件；6）需要

30、最短生產(chǎn)周期的急需零件。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容（2）不適合類采用數(shù)控機(jī)床加工以下幾類零件，其生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性無明顯改善，甚至可能得不償失。因此，此類零件不適宜在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。1）生產(chǎn)批量大的零件（不排除其中個(gè)別工序采用數(shù)控加工）；2）裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件；3）加工余量極不穩(wěn)定且數(shù)控機(jī)床無在線檢測(cè)系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的零件；4）必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容（二）數(shù)控加工的加工工藝1數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)（1）工藝內(nèi)容明確而具體數(shù)控加工工藝與普通加工工藝相比，在工藝文件的內(nèi)容上和格式上都有了很大的區(qū)別。許多在普通加工工藝中不必

31、考慮而由操作人員在操作過程中靈活掌握并調(diào)整的問題（如工序內(nèi)工步的安排、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及加工路線的確定等），在編制數(shù)控加工工藝文件時(shí)必須詳細(xì)列出。（2）數(shù)控加工工藝的工作要求準(zhǔn)確而嚴(yán)密數(shù)控機(jī)床雖然自動(dòng)化程度高，但自適應(yīng)性差，它不能像普通加工時(shí)那樣可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題自由地進(jìn)行人為的調(diào)整。所以，數(shù)控加工的工藝文件必須保證加工過程中的每一細(xì)節(jié)準(zhǔn)確無誤。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容（3）采用先進(jìn)的工藝裝備為了滿足數(shù)控加工中高質(zhì)量、高效率和高柔性的要求，數(shù)控加工中廣泛采用先進(jìn)的數(shù)控刀具、組合刀具等工藝裝備。（4）采用工序集中數(shù)控加工大多采用工序集中的原則來安排加工工序，從而縮短了生產(chǎn)周期，減少了設(shè)

32、備的投入，提高了經(jīng)濟(jì)效率。任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝內(nèi)容2數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：（1）選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容；（2）分析被加工零件的圖樣，確定加工內(nèi)容和技術(shù)要求；（3）確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線（如劃分工步、安排加工順序、選取刀/輔具及確定切削用量等）；（4）加工工序設(shè)計(jì)（如選取零件的定基準(zhǔn)，夾具方案的確定、劃分工步、選取刀輔具、確定切削用量等）。（5）數(shù)控加工程序的調(diào)整。選取對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀具補(bǔ)償，確定加工路線。（6）分配數(shù)控加工中的容差。（7）處理數(shù)控機(jī)床上的部分工藝指令。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工

33、藝分析一、數(shù)控加工對(duì)象1數(shù)控銑加工對(duì)象數(shù)控銑削是機(jī)械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一，它除了能銑削普通銑床所能銑削的各種零件表面外，還能銑削普通銑床不能銑削的需要25坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的各種平面輪廓和立體輪廓。根據(jù)數(shù)控銑床的特點(diǎn)，從銑削加工角度考慮，適合數(shù)控銑削的主要加工對(duì)象有以下幾類任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（1）平面類零件 加工面平行或垂直于水平面，或加工面與水平面的夾角為定角的零件為平面類零件(圖22)。該類零件的特點(diǎn)是各個(gè)加工面是平面，或可以展開成平面。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析 （2）變斜角類零件 加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化的零件稱為變斜角零件任務(wù)二 數(shù)控銑床

34、、加工中心加工工藝分析（3）曲面類零件加工面為空間曲面的零件（如模具、葉片、螺旋槳等）稱為曲面類零件任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析2加工中心加工對(duì)象（1）既有平面又有孔系的零件既有平面又有孔系的零件主要是指箱體類零件和盤、套、板類零件。加工這類零件時(shí)，最好采用加工中心在一次安裝中完成零件上平面的銑削、孔系的鉆削、鏜削、鉸削、銑削及攻螺紋等多工步加工，以保證該類零件各加工表面間的相互位置精度。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析1)箱體類零件 箱體類零件（圖2-5a）一般都要進(jìn)行多工位孔系及平面加工，精度要求較高，特別是形狀精度和位置精度要求較嚴(yán)格。2)盤、套、板類零件 這類零件（2-

35、5b）端面上有平面、曲面和孔系，徑向也常分布一些徑向孔。 任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（2）結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、普通機(jī)床難加工的零件1)凸輪類 2)整體葉輪類 3)模具類 任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（3）外形不規(guī)則的異形零件異形零件是指支架（圖2-7）、撥叉類外形不規(guī)則的零件，大多要點(diǎn)、線、面多工位混合加工。由于外形不規(guī)則，在普通機(jī)床上只能采取工序分散的原則加工，需用工裝較多，周期較長(zhǎng)。利用加工中心多工位點(diǎn)、線、面混合加工的特點(diǎn)，可以完成大部分甚至全部工序內(nèi)容（4）其他類零件任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析二、常用數(shù)控加工方法的選擇1孔加工方法的選擇任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工

36、中心加工工藝分析2平面類輪廓加工方法的選擇（1）平面輪廓加工任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（2）固定斜角平面加工任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（3）變斜角平面加工1）對(duì)于曲率變化較小的變斜角面，采用主軸可擺動(dòng)的四軸聯(lián)動(dòng)加工中心進(jìn)行加工。加工時(shí)，保證刀具與零件變斜角平面始終貼合。2）對(duì)于曲率變化較大的變斜角面，可采用五軸聯(lián)動(dòng)加工中心以圓弧插補(bǔ)方式擺角加工。3）采用類似于圖2-9d所示的分層銑削加工方式。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析3曲面類輪廓加工方法的選擇（1）規(guī)則公式曲面（如球面、橢球面等）數(shù)控銑削加工時(shí)，多采用球頭銑刀，以“行切法”進(jìn)行兩軸半或三軸聯(lián)動(dòng)加工（類似于圖

37、2-9d）。編程方法選用手工宏程序編程或自動(dòng)編程。（2）不規(guī)則曲面數(shù)控銑削加工時(shí)，通常采用 “行切法”或“環(huán)切法”（后敘）等多種切削方法進(jìn)行三軸（四軸或五軸）聯(lián)動(dòng)加工。編程方法宜選用自動(dòng)編程。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析三、零件結(jié)構(gòu)工藝性分析1零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注由于數(shù)控加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行編制的。因此，各圖形的幾何要素的相互關(guān)系慶明確；各種幾何要素的條件要充分，應(yīng)無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。2保證基準(zhǔn)統(tǒng)一在數(shù)控加工零件圖樣上，最好以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)

38、基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)高設(shè)置的一致性方面帶來了方便。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析3零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性的要求如下：（1）零件的內(nèi)腔與外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，從而簡(jiǎn)化編程并提高生產(chǎn)率。（2）輪廓最小內(nèi)圓弧或外輪廓的內(nèi)凹圓弧的半徑R限制了刀具的直徑。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（3）銑削槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑r（圖2-11）不能過大。圓角半徑r越大，銑刀端面刃與銑削平面的最大接觸直徑d=D-2r（D為銑刀直徑）越小，加工平面的能力就越差，效率越差，工藝性也越差。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析4分析零件的

39、變形情況對(duì)于零件在數(shù)控銑加工過程中的變形問題，可在加工前采取適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕ㄈ缯{(diào)質(zhì)、退火等）來解決，也可采取粗、精加工分開或?qū)ΨQ去余量等常規(guī)方法來解決。5毛坯結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)于毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性要求，首先應(yīng)考慮毛坯的加工余量應(yīng)充足和盡量均勻；其次應(yīng)考慮毛坯在加工時(shí)定位與裝夾的可靠性和方便性，以便在一次安裝過程中加工出盡量多的表面。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析四、 加工中心加工工藝路線的擬定（一）加工順序的安排1加工順序安排原則（1）基準(zhǔn)面先行原則 用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。（2）先粗后精原則 各個(gè)表面的加工順序按照粗加工半精加工精加工精密加

40、工的順序依次進(jìn)行，逐步提高表面的加工精度和減小表面粗糙度。（3）先主后次原則 （4）先面后孔原則任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析2工序的劃分（1）工序的定義工序是工藝過程的基本單元。它是一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地點(diǎn)，對(duì)一個(gè)（或同時(shí)幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。劃分工序的要點(diǎn)是工人、工件及工作地點(diǎn)三不變并加工連續(xù)完成。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（2）工序劃分原則在數(shù)控銑床、加工中心上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，劃分方法如下。1)工序集中原則 工序集中原則是指每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。采用工序集中原則有利于保證加工精度（特別是位

41、置精度）、提高生產(chǎn)效率、縮短生產(chǎn)周期和減少機(jī)床數(shù)量，但專用設(shè)備和工藝裝備投資大、調(diào)整維修比較麻煩、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。2)工序分散原則 工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容很少。采用工序分散原則有利于調(diào)整和維修加工設(shè)備和工藝裝備、選擇合理的切削用量且轉(zhuǎn)產(chǎn)容易；但工藝路線較長(zhǎng)，所需設(shè)備及工人人數(shù)多，占地面積大。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（3）工序劃分的方法1)按所用刀具劃分 以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序，這種方法適用于工件的待加工表面較多，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)，加工程序的編制和檢查難度較大等情況。加工中心常用這種方法劃分。任務(wù)二

42、 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析2)按安裝次數(shù)劃分 以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法適用于工件的加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析3)按粗、精加工劃分 即粗加工中完成的那部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種劃分方法適用于加工后變形較大，需粗、精加工分開的零件，如毛坯為鑄件、焊接件或鍛件。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析4)按加工部位劃分 即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序，對(duì)于加工表面多而復(fù)雜的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(如內(nèi)形、外形、曲面和平面等)劃分成多道工序。任務(wù)二 數(shù)控銑

43、床、加工中心加工工藝分析3工步的劃分（1）工步的定義工步是指在一次裝夾中，加工表面、切削刀具和切削用量都不變的情況下所進(jìn)行的那部分加工。劃分工步的要點(diǎn)是工件表面、切削刀具和切削用量三不變。同一工步中可能有幾次走刀。（2）工步劃分的方法通常情況下，可分別按粗、精加工分開、先面后孔的加工方法和切削刀具來劃分工步。在劃分工步時(shí)，要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（二）加工路線的確定1.加工路線的確定原則 1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。 2)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)便，以減少編程工作量。 3)應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可

44、減少空刀時(shí)間。 4）加工路線還應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度等具體情況確定。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析2.孔加工路線（1）孔加工導(dǎo)入量（2）孔加工超越量任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（3）相互位置精度高的孔系的加工路線對(duì)于位置精度要求較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，避免將坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，影響位置精度。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析3輪廓銑削加工路線（1）切入、切出方法選擇采用立銑刀側(cè)刃銑削輪廓類零件時(shí)，為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長(zhǎng)線上切向切入和切出任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析銑削內(nèi)輪

45、廓表面時(shí)，如果切入和切出無法外延，切入與切出應(yīng)盡量采用圓弧過渡任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析（2）凹槽切削方法選擇加工凹槽切削方法有三種，即行切法（圖2-17a）、環(huán)切法（圖2-17b）和先行切最后環(huán)切法（圖2-17c）。三種方案中，a圖方案最差；c圖方案最好。 a) b) c)任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析4曲面加工路線1）兩軸半聯(lián)動(dòng)行切法加工2）三軸聯(lián)動(dòng)行切法加工； 3）多軸（四軸或五軸）聯(lián)動(dòng)加工。任務(wù)二 數(shù)控銑床、加工中心加工工藝分析5順銑與逆銑根據(jù)刀具的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向間的相互關(guān)系，數(shù)控銑削分為順銑和逆銑兩種。逆銑是指刀具的切削速度方向與工件的移動(dòng)方向相反順銑是

46、指刀具的切削速度方向與工件的移動(dòng)方向相同項(xiàng)目三數(shù)控銑床、加工中心的編程任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)一、機(jī)床坐標(biāo)系1機(jī)床坐標(biāo)系的定義在數(shù)控機(jī)床上加工零件，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來控制的。為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，就要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫機(jī)床坐標(biāo)系，也叫標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)2機(jī)床坐標(biāo)系中的規(guī)定數(shù)控銑床的加工動(dòng)作主要分刀具的動(dòng)作和工件的動(dòng)作兩部分，因此，在確定機(jī)床坐標(biāo)系的方向時(shí)規(guī)定：永遠(yuǎn)假定刀具相對(duì)于靜止的工件而運(yùn)動(dòng)。對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系的方向，均將增大工件和刀具間距離的方向確定為正方向。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)3機(jī)床坐標(biāo)系的方向（1）Z坐標(biāo)方向Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)由傳遞切削力

47、的主軸所決定，不管哪種機(jī)床與主軸軸線平行的坐標(biāo)軸即為Z軸。根據(jù)坐標(biāo)系正方向的確定原則，在鉆、鏜、銑加工中，鉆入或鏜入工件的方向?yàn)閆軸的負(fù)方向。（2）X坐標(biāo)方向（3）Y坐標(biāo)方向任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)（4）旋轉(zhuǎn)軸方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A、B、C相對(duì)應(yīng)表示其軸線平行于X、Y、Z坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。A、B、C正方向，相應(yīng)地表示在X、Y、Z坐標(biāo)正方向上按照右旋旋進(jìn)的方向。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)4機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)（1）機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)（亦稱為機(jī)床零點(diǎn)）是機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定的點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已調(diào)整好，一般情況下不允許用戶進(jìn)行更改，因此它是一個(gè)固定的點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)

48、參考點(diǎn)，數(shù)控銑床（加工中心）的機(jī)床原點(diǎn)一般設(shè)在刀具遠(yuǎn)離工件的極限點(diǎn)處，即坐標(biāo)正方向的極限點(diǎn)處，并由機(jī)械擋塊來確定其具體的位置。（2）機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)是數(shù)控機(jī)床上一個(gè)特殊位置的點(diǎn),通常，第一參考點(diǎn)一般位于靠近機(jī)床零點(diǎn)的位置, 并由機(jī)械擋塊來確定其具體的位置。 機(jī)床參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的距離由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定,其值可以是零,如果其值為零則表示機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床零點(diǎn)重合。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)二、工件坐標(biāo)系1工件坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系的建立保證了刀具在機(jī)床上的正確運(yùn)動(dòng)。但是，由于加工程序的編制通常是針對(duì)某一工件，根據(jù)零件圖紙進(jìn)行的，為了便于尺寸計(jì)算、檢查，加工程序的坐標(biāo)原點(diǎn)一般都與零件圖紙的尺寸基準(zhǔn)相一致。這種針

49、對(duì)某一工件，根據(jù)零件圖紙建立的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系（亦稱編程坐標(biāo)系）。2工件坐標(biāo)系原點(diǎn)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)亦稱編程坐標(biāo)系原點(diǎn)，該點(diǎn)是指工件裝夾完成后，選擇工件上的某一點(diǎn)作為編程或工件加工的原點(diǎn)。3工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇原則如下：（1）工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，以便于坐標(biāo)值的計(jì)算，減少錯(cuò)誤。（2）工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)盡量選在精度較高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度。（3）Z軸方向上的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，一般取在工件的上表面。（4）當(dāng)工件對(duì)稱時(shí)，一般以工件的對(duì)稱中心作為XY平面的原點(diǎn)，如圖3-4a所示。（5）當(dāng)工件不對(duì)稱時(shí)，一般取工件其中的一個(gè)垂直交角處

50、作為工件原點(diǎn)，如圖3-4b所示。 任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)三、數(shù)控編程的定義為了使數(shù)控機(jī)床能根據(jù)零件加工的要求進(jìn)行動(dòng)作，必須將這些要求以機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能識(shí)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(shí)別的指令稱為程序，制作程序的過程稱為數(shù)控編程。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)四、數(shù)控編程的步驟編程步驟如圖3-5所示，主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)五、數(shù)控編程的分類數(shù)控編程可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。1手工編程手工編程是指所有編制加工程序的全過程，即圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)都是由手工來完成。手工編程無需要計(jì)算機(jī)、編程器、編程軟件等輔助設(shè)備，只需要有合格的編

51、程人員即可完成。手工編程具有編程快速及時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是不能進(jìn)行復(fù)雜曲面的編程。手工編程比較適合批量較大、形狀簡(jiǎn)單、計(jì)算方便、輪廓由直線或圓弧組成的零件的加工。對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲線、及曲面的零件，采用手工編程則比較困難，最好采用自動(dòng)編程的方法進(jìn)行編程。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)2自動(dòng)編程自動(dòng)編程是指用計(jì)算機(jī)編制數(shù)控加工程序的過程。自動(dòng)編程的優(yōu)點(diǎn)是效率高，程序正確性好。自動(dòng)編程由計(jì)算機(jī)代替人完成復(fù)雜的坐標(biāo)計(jì)算和書寫程序單的工作，它可以解決許多手工編制無法完成的復(fù)雜零件編程難題，但其缺點(diǎn)是必須具備自動(dòng)編程系統(tǒng)或編程軟件。自動(dòng)編程較適合于形狀復(fù)雜零件的加工程序編制，如：模具加

52、工、多軸聯(lián)動(dòng)加工等場(chǎng)合。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)六、數(shù)控代碼（一）模態(tài)代碼與非模態(tài)代碼所謂模態(tài)指令（代碼）是指某一代碼一經(jīng)指定就一直有效，直至后面程序段中使用了同組的代碼才能取代它。而非模態(tài)代碼只在指定的本程序段中有效。（二）數(shù)控代碼種類任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)七、程序格式與結(jié)構(gòu)1加工程序的格式每一種數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)本身的特點(diǎn)與編程的需要，都規(guī)定有一定的程序格式。對(duì)于不同的機(jī)床，其程序格式也不同。因此，編程人員必須嚴(yán)格按照機(jī)床（系統(tǒng)）說明書規(guī)定的格式進(jìn)行編程。但加工程序的基本格式卻是相同的。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)（1）程序的組成一個(gè)完整的程序由開始部分、內(nèi)容部分和結(jié)束部分組成任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)2程序

53、段的組成(1)程序段的基本格式程序段是數(shù)控加工程序中的一條語句。一個(gè)數(shù)控加工程序是若干個(gè)程序段組成的。程序段是程序的基本組成部分，每個(gè)程序段由若干個(gè)地址字構(gòu)成，而地址字又由表示地址的英文字母、特殊文字和數(shù)字構(gòu)成。如X30、G41等。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)(2)程序段號(hào)與程序段結(jié)束程序段由程序段號(hào)N開始，以程序段結(jié)束標(biāo)記“CR（或LF）”結(jié)束，實(shí)際使用時(shí)，常用符號(hào)“；”或“”表示“CR（或LF）”，本書中一律以符號(hào)“；”表示程序段結(jié)束。(3)程序的斜杠跳躍有時(shí)，在程序段的前面編有“/”符號(hào)，該符號(hào)稱為斜杠跳躍符號(hào)，該程序段稱為可跳躍程序段。如下列程序段： /N10 G00 X100.0;這樣的程序

54、段，可以由操作者對(duì)程序段和執(zhí)行情況進(jìn)行控制。當(dāng)操作機(jī)床并使系統(tǒng)的“跳過程序段”信號(hào)生效時(shí)，程序在執(zhí)行中將跳過這些程序段；當(dāng)“跳過程序段”信號(hào)無效時(shí)，該程序段照常執(zhí)行，即與不加“/”符號(hào)的程序段相同。 任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)(4)程序段注釋為了方便檢查、閱讀數(shù)控程序，在許多數(shù)控系統(tǒng)中允許對(duì)程序段進(jìn)行注釋，注釋可以作為對(duì)操作者的提示顯示在熒屏上，但注釋對(duì)機(jī)床動(dòng)作沒有絲毫影響任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)八、數(shù)控代碼1常用功能指令的屬性（1)指令分組所謂指令分組，就是將系統(tǒng)中不能同時(shí)執(zhí)行的指令分為一組，并以編號(hào)區(qū)別。例如G00、G01、G02、G03就屬于同組指令，其編號(hào)為01組。類似的同組指令還有很多，詳見F

55、ANUC指令一覽表。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)（2)模態(tài)指令與非模態(tài)指令模態(tài)指令（又稱為續(xù)效指令）表示該指令在某個(gè)程序段中一經(jīng)指定，在接下來的程序段中將持續(xù)有效，直到出現(xiàn)同組的另一個(gè)指令時(shí)，該指令才失效，如常用的G00、G01G03及F、S、T等指令。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)(3)開機(jī)默認(rèn)指令為了避免編程人員出現(xiàn)指令遺漏，數(shù)控系統(tǒng)中對(duì)每一組的指令，都選取其中的一個(gè)作為開機(jī)默認(rèn)指令，此指令在開機(jī)或系統(tǒng)復(fù)位時(shí)可以自動(dòng)生效。FANUC0I系統(tǒng)G代碼一覽表見教材任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)九、常用G代碼功能介紹（FANUC系統(tǒng)） 1絕對(duì)坐標(biāo)與增量（相對(duì)）坐標(biāo)（G90、G91）（1）功能及目的 絕對(duì)坐標(biāo)是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的編

56、程原點(diǎn)作為參考點(diǎn)進(jìn)行編程。即采用絕對(duì)值編程時(shí)、首先要指出編程原點(diǎn)的位置。這種編程方法一般不考慮刀具的當(dāng)前位置,程序中的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于原點(diǎn)坐標(biāo)而言的。大都數(shù)控系統(tǒng)用G90來指定絕對(duì)坐標(biāo)編程。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)（2）指令格式G90/G91 ； （3）詳細(xì)說明G90、G91是同組模態(tài)代碼，在程序段中有續(xù)效性，一旦兩者中任一方式被指定（比如：G90），直至后續(xù)程序段中出現(xiàn)另一方式（G91）其功能才能被替代。系統(tǒng)重啟后，初始狀態(tài)是絕對(duì)方式還是增量方式由機(jī)床內(nèi)部參數(shù)決定，大部分機(jī)床采用絕對(duì)方式。（4）程序范例任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)2公制尺寸與英制尺寸（G21/G20）（1）功能及目的大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)可通過

57、G代碼來完成公制尺寸與英制尺寸的切換。英制尺寸的單位是英寸（inch），公制尺寸的單位是毫米（mm）。 英制尺寸用G20來指定，公制尺寸用G21來指定。（2）指令格式G20/G21 可在任一程序段與其它指令同行指定，也可獨(dú)立指定。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)3每分鐘進(jìn)給與每轉(zhuǎn)進(jìn)給（G94/G95）G94：每分鐘進(jìn)給。單位：毫米/分鐘。G95：每分鐘進(jìn)給。單位：毫米/轉(zhuǎn)。4工件坐標(biāo)系設(shè)定（G54G59）（1）功能及作用在FANUC系統(tǒng)中G54-G59可調(diào)用第一到第六個(gè)工件坐標(biāo)系。（2）指令格式G54G59可在任一程序段與其它指令同行指定，也可獨(dú)立指定。指令格式如下： G54/G55/G56/G59 ；調(diào)

58、用第一/二/三/六工件系。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)5坐標(biāo)平面選擇指令（G17、G18、G19）（1）功能及作用 任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)（2）指令格式G17、G18、G19可在任一程序段與其它指令同行指定，也可獨(dú)立指定。G17 XY平面；G18 ZX平面；G19 YZ平面。（3）詳細(xì)說明G17、G18、G19屬于同組模態(tài)指令，一旦某一平面被選擇，一直到另一平面選擇出現(xiàn)之后該指令才失效。平面選擇指令一般用于圓弧插補(bǔ)、刀具半徑補(bǔ)償、圖形回轉(zhuǎn)、程序坐標(biāo)回轉(zhuǎn)、固定循環(huán)等功能之中。一般情況下，G17平面（XY平面）用于外形輪廓銑削，G18（ZX）平面用于車削加工。數(shù)控系統(tǒng)重新啟動(dòng)之后，系統(tǒng)默認(rèn)的平面由相應(yīng)參數(shù)決

59、定，大多數(shù)控系統(tǒng)默認(rèn)G17平面（XY平面）。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)6快速定位（G00）（1）功能及作用G00指令，刀具以快速移動(dòng)速度移動(dòng)到工件坐標(biāo)系的指定位置。用絕對(duì)值方式編程時(shí)，只須編制終點(diǎn)坐標(biāo)值。用增量值方式編程時(shí)，編制刀具移動(dòng)的距離。（2）指令格式 G00 X Y Z 參數(shù)說明：X、Y、Z表示直角坐標(biāo)中的終點(diǎn)位置。（3）詳細(xì)說明G00指令中的快速移動(dòng)的最高速度由機(jī)床制造廠對(duì)各軸作單獨(dú)設(shè)定。用戶可根據(jù)自身情況通過對(duì)相應(yīng)參數(shù)的修改作調(diào)整。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)（4）實(shí)際應(yīng)用以直線方式完成如圖3-8從起點(diǎn)至終點(diǎn)的快速定位。程序如下：絕對(duì)方式 ：G90 G00 X-40.0 Y80.0 Z40.0；

60、增量方式： G91 G00 X-80.0 Y100.0 Z20.0； 任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)7直線插補(bǔ)（G01）（1）功能及及作用直線插補(bǔ)指令(G01)與座標(biāo)值及速度指令聯(lián)用，刀具從當(dāng)前位置起以直線進(jìn)給方式，運(yùn)行至坐標(biāo)值指定的終點(diǎn)位置。運(yùn)行速度以速度指令(F)指定。指定的速度通常是刀具中心的線速度。（2）指令格式G01 X Y Z F 參數(shù)說明：X、Y、Z為直角坐標(biāo)中的終點(diǎn)坐標(biāo)，F(xiàn)為進(jìn)給速度。任務(wù)一 數(shù)控編程基礎(chǔ)（3）詳細(xì)說明G01后的坐標(biāo)值為此程序段的終點(diǎn)坐標(biāo)。G01是模態(tài)代碼，在程序段中有續(xù)效性，直至程序中出現(xiàn)其同組的G代碼其作用才能被替代。程序的第一個(gè)G01后必須指定進(jìn)給速度F，否則執(zhí)行自