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(diǎn)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(duì)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(shì)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(dòng)控制技術(shù).其含義使用以數(shù)值和符號(hào)構(gòu)成的數(shù)字信息自動(dòng)控制機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn).

一般說(shuō)，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(gè)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(diǎn)理解機(jī)床的概念：機(jī)床是對(duì)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(lái)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(diǎn)，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(méi)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(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來(lái)越高的要求。機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化是實(shí)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(dòng)化機(jī)床——數(shù)控機(jī)床，加工不同的零件時(shí)，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(guó)麻省理工學(xué)院研制，電子管控制的第一臺(tái)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)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(jì)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(guó)英特爾開(kāi)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(guó)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(shí)用階段1986—1990年數(shù)控機(jī)床大發(fā)展時(shí)期1991年300多種原中捷友誼廠生產(chǎn)中國(guó)第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床東芝事件60年代末巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)15個(gè)國(guó)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(diǎn)1.自動(dòng)化程度高在數(shù)控機(jī)床上加工工件時(shí)，除了手工裝卸工件外，全部加工過(guò)程都可由機(jī)床自動(dòng)完成。這樣大大減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件。2.具有加工復(fù)雜形狀零件的能力運(yùn)動(dòng)的任意性使其能完成普通加工方法難以完成或者無(wú)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(shí)間，因此應(yīng)用數(shù)控機(jī)床十分有利于產(chǎn)品的升級(jí)換代和新產(chǎn)品的開(kāi)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(dòng)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(shí)精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測(cè)裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。5.易于建立與計(jì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)群控。機(jī)械常用長(zhǎng)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(duì)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(dòng)輸入3）輸入儲(chǔ)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(jì)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(dòng)系統(tǒng)及位置檢測(cè)裝置電動(dòng)機(jī)速度控制單元測(cè)量反饋單元位置控制單元作用：將數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的各種動(dòng)作指令，轉(zhuǎn)化成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。5.機(jī)械部件主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)輔助部分（液壓、氣動(dòng)、冷卻、潤(rùn)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(hào)PLC脈沖信號(hào)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(duì)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(chǎng)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(shí)，要求設(shè)計(jì)制造復(fù)雜的專用工裝或需要很長(zhǎng)調(diào)整時(shí)間的零件。（4）價(jià)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(guò)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(yàn)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(jì)算、書寫程序單和校驗(yàn)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(guò)程（3）數(shù)值計(jì)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(duì)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(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對(duì)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(jì)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(shí)，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(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)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(bǔ)與圓弧插補(bǔ)功能，對(duì)于加工由圓弧和直線組成的較簡(jiǎn)單的平面零件，只需要計(jì)算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、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(bǔ)功能不一致時(shí)，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)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(jì)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(duì)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(yàn)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(duì)程序進(jìn)行檢驗(yàn)。通?？刹捎脵C(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)的方式，來(lái)檢查機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性，以檢驗(yàn)程序。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，可通過(guò)顯示走刀軌跡或模擬刀具對(duì)工件的切削過(guò)程，對(duì)程序進(jìn)行檢查。對(duì)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(lái)檢驗(yàn)程序。通過(guò)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(shí)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(shí)，可修改程序或采取尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?.自動(dòng)編程：是借助數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)輔助生成程序。自動(dòng)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(jì)四、數(shù)控編程技術(shù)向集成化、智能化