第一章 數(shù)控機床基礎知識

數(shù)控加工基礎（第五版）第一章數(shù)控機床基礎知識第一章數(shù)控機床基礎知識§1-1數(shù)控機床概述§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介§1-3數(shù)控機床坐標系第一章數(shù)控機床基礎知識§1-1數(shù)控機床概述§1-1數(shù)控機床概述（1）掌握數(shù)控技術的基本概念。（2）掌握數(shù)控機床的組成。（3）理解數(shù)控機床的工作過程。（4）了解數(shù)控機床的特點。知識目標技能目標能夠識別數(shù)控機床的各組成部分及各部分的作用。§1-1數(shù)控機床概述（1）數(shù)控技術基本概念。（2）數(shù)控機床的組成及各部分的作用。（3）數(shù)控機床的工作過程。（4）數(shù)控機床的特點。教學重點教學難點（1）數(shù)控機床的組成。（2）數(shù)控機床的工作過程?！?-1數(shù)控機床概述教學流程§1-1數(shù)控機床概述課前準備參觀數(shù)控車間，了解數(shù)控機床的結(jié)構及其加工過程。新課導入應用普通車床和普通銑床能否加工出右圖所示手柄和端蓋？加工的困難在何處？能否有更好的加工方法？手柄端蓋§1-1數(shù)控機床概述探究新知觀看手柄的數(shù)控車床加工過程視頻和端蓋數(shù)控銑床加工過程視頻。手柄的數(shù)控車床加工過程端蓋的數(shù)控銑床加工過程1．數(shù)控機床產(chǎn)生的背景2．數(shù)控裝置發(fā)展的六個階段§1-1數(shù)控機床概述探究新知一、數(shù)控技術的基本概念1．數(shù)字控制：是一種借助數(shù)字、字符或其他符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行可編程控制的自動化方法。2．數(shù)控技術：是指用數(shù)字量和字符發(fā)出指令并實現(xiàn)自動控制的技術。3．數(shù)控系統(tǒng)：是指采用數(shù)字控制技術的控制系統(tǒng)。4．計算機數(shù)控系統(tǒng)：是指以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)?！?-1數(shù)控機床概述探究新知5．數(shù)控機床：是按加工要求預先編制的程序，由控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信息指令對工件進行加工的機床§1-1數(shù)控機床概述探究新知二、數(shù)控機床的組成1．控制介質(zhì)：控制介質(zhì)是指將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置中的程序載體?！?-1數(shù)控機床概述探究新知2．數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心。數(shù)控裝置由輸入裝置（如鍵盤）、控制運算器和輸出裝置（如顯示器）等構成。作用：它接收控制介質(zhì)中的數(shù)字化信息或輸入裝置輸入的數(shù)字化信息，經(jīng)過控制軟件或邏輯電路進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制機床的移動部件，使其進行規(guī)定、有序的運動?！?-1數(shù)控機床概述探究新知3．伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)由驅(qū)動裝置和執(zhí)行部件組成，它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行機構。作用：伺服系統(tǒng)的作用是把來自CNC的指令信號轉(zhuǎn)換為機床移動部件的運動，使工作臺（或滑板）精確定位或按規(guī)定的軌跡做嚴格的相對運動，最后加工出符合圖樣要求的零件?！?-1數(shù)控機床概述探究新知4．測量反饋裝置測量反饋裝置的作用是通過測量元件將機床移動的實際位置、速度參數(shù)檢測出來，轉(zhuǎn)換成電信號，并反饋到CNC裝置中，使CNC能隨時判斷機床的實際位置、速度是否與指令一致，并發(fā)出相應指令，糾正所產(chǎn)生的誤差。5．機床主體機床主體是數(shù)控機床的本體，主要包括床身、主軸、進給機構等機械部件，還有冷卻、潤滑、換刀、夾緊等輔助裝置。§1-1數(shù)控機床概述探究新知三、數(shù)控機床的工作過程§1-1數(shù)控機床概述探究新知四、數(shù)控機床的特點1．加工零件適應性強，靈活性好2．加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定3．綜合功能強，生產(chǎn)效率高4．自動化程度高，減輕工人勞動強度5．生產(chǎn)成本降低，經(jīng)濟效益好6．數(shù)字化生產(chǎn)，管理水平提高§1-1數(shù)控機床概述學習評價1．什么是數(shù)控機床？2．數(shù)控機床主要由哪幾部分組成？3．數(shù)控裝置有何作用？4．伺服系統(tǒng)有何作用？5．測量反饋裝置有何作用？6．簡述數(shù)控機床的加工過程。7．與普通機床相比，數(shù)控機床有何特點？§1-1數(shù)控機床概述知識總結(jié)與提升1．數(shù)控技術的基本概念。（重點）2．數(shù)控機床的組成（重點，難點）控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機床本體、檢測反饋裝置）及各部分的作用。3．數(shù)控機床的加工過程。（重點，難點）4．數(shù)控機床的特點（了解）適應性強、加工精度高、生成效率高、勞動強度低、經(jīng)濟效益好、管理水平高。第一章數(shù)控機床基礎知識§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介（1）了解數(shù)控機床的分類方式。（2）掌握點位、直線、輪廓數(shù)控機床的特點及區(qū)別。（3）掌握開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機床的特點及區(qū)別。（4）熟悉常見數(shù)控機床的用途。知識目標技能目標能夠區(qū)分常見數(shù)控機床的類別?！?-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介（1）點位、直線、輪廓數(shù)控機床的特點及區(qū)別。（2）開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機床的特點及區(qū)別。（3）常見數(shù)控機床簡介。教學重點教學難點（1）點位、直線、輪廓數(shù)控機床的特點及區(qū)別。（2）開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機床的特點及區(qū)別?！?-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介教學流程§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介復習提問1．什么是數(shù)控？2．什么是數(shù)控機床？3．數(shù)控機床主要由哪幾部分組成？4．數(shù)控裝置有何作用？5．伺服系統(tǒng)有何作用？6．簡述數(shù)控機床的工作過程。7．數(shù)控機床與普通機床相比具有哪些優(yōu)點？§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知新課引入普通機床按加工性質(zhì)和所用刀具可分為車床、銑床、鉆床、磨床等。每種機床又有很多種類，如銑床按主軸布置方式不同可分為立式銑床和臥式銑床，按用途不同可分為普通銑床和萬能銑床等。那么數(shù)控機床又是如何分類的呢？§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知一、數(shù)控機床的分類1．按加工路線分類（1）點位控制數(shù)控機床刀具相對于工件移動過程中不進行切削加工，它對運動軌跡沒有嚴格要求，只要實現(xiàn)從一點坐標到另一點坐標位置的準確移動，而不考慮兩點之間的運動路徑和方向§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知（2）直線控制數(shù)控機床刀具與工件相對運動時，除控制從起點到終點的準確定位外，還要保證平行于坐標軸方向的直線切削運動（3）輪廓控制數(shù)控機床刀具與工件相對運動時，能對兩個或兩個以上坐標軸的運動同時進行控制。它不僅能夠控制機床移動部件的起點和終點坐標，而且能按需要嚴格控制刀具移動軌跡，以加工出任意斜率的直線、圓弧、拋物線及其他函數(shù)關系的曲線和曲面§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知2．按控制方式分類（1）開環(huán)控制數(shù)控機床沒有檢測反饋裝置，信息流向是單方向的§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知（2）全閉環(huán)控制數(shù)控機床檢測反饋裝置安裝在工作臺上，有位置反饋環(huán)節(jié)§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機床檢測反饋裝置為角度檢測反饋裝置，安裝在電動機軸上§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知3．按加工方式分類（1）金屬切削類數(shù)控機床：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床等。（2）金屬成形類數(shù)控機床：數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等。（3）數(shù)控特種加工機床：數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花成形機床、數(shù)控激光切割機等。（4）其他類型的數(shù)控機床：火焰切割機、數(shù)控三坐標測量機等。§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知二、常見數(shù)控機床簡介數(shù)控車床：用于完成車削加工的數(shù)控機床，主要用于旋轉(zhuǎn)體工件的加工§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知數(shù)控銑床：一種用于完成銑削加工或鏜削加工的數(shù)控機床§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知加工中心：帶有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進行多工序加工的數(shù)控機床§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知數(shù)控磨床：是利用磨具對工件表面進行磨削加工的數(shù)控機床§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知數(shù)控鉆床：主要用于鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋等加工，是一種采用點位控制系統(tǒng)的數(shù)控機床§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知數(shù)控電火花成形機床：屬于特種加工機床。其工作原理是利用兩個不同極性的電極在絕緣液體中產(chǎn)生的放電現(xiàn)象去除材料，從而完成加工。它適用于形狀復雜的模具及難加工材料的加工§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介探究新知數(shù)控線切割機床：其工作原理與數(shù)控電火花成形機床一樣，其電極是電極絲，加工液一般采用去離子水§1-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介學習評價1．點位、直線、輪廓數(shù)控機床各有何特點？2．開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機床各有何特點及區(qū)別？3．列舉常見的數(shù)控機床，并說明它們的作用。4．指出下列機床的種類?！?-2數(shù)控機床的分類及常見數(shù)控機床簡介知識總結(jié)與提升1．數(shù)控機床的分類（1）按加工路線分類可以分為點位控制、直線控制和輪廓控制數(shù)控機床。（2）按控制方式分類可分為開環(huán)、半閉環(huán)和全閉環(huán)數(shù)控機床。（3）按加工方式分類可分為切削類、成型類、特種加工和其他數(shù)控機床2．常見的數(shù)控機床數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控電火花成形機床、數(shù)控線切割機床第一章數(shù)控機床基礎知識§1-3數(shù)控機床坐標系§1-3數(shù)控機床坐標系（1）理解數(shù)控機床坐標系確定原則。（2）掌握數(shù)控車床、數(shù)控銑床各坐標軸的確定方法。（3）理解工件坐標系的概念及用途。（4）掌握數(shù)控機床上有關點的定義。知識目標技能目標能夠繪制數(shù)控車床、數(shù)控銑床/加工中心的機床坐標系?！?-3數(shù)控機床坐標系（1）數(shù)控機床坐標系確定原則。（2）數(shù)控車床坐標軸的確定。（3）數(shù)控銑床坐標軸的確定。（4）工件坐標系。（5）數(shù)控機床有關點的概念及作用。教學重點教學難點（1）數(shù)控機床坐標系確定原則。（2）數(shù)控車床坐標軸的確定。（3）數(shù)控銑床坐標軸的確定?！?-3數(shù)控機床坐標系教學流程§1-3數(shù)控機床坐標系1．點位、直線、輪廓數(shù)控機床各有何特點？2．開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機床各有何特點及區(qū)別？3．指出下列數(shù)控機床的類型。復習提問§1-3數(shù)控機床坐標系采用普通車床加工工件時，通常將床鞍帶動車刀沿床身導軌的運動稱為縱向進給，將中滑板帶動車刀沿床鞍導軌的運動稱為橫向進給，以此來描述車刀和工件的相對運動，如圖所示。在數(shù)控機床上，應該如何描述機床的運動呢？新課引入§1-3數(shù)控機床坐標系一、坐標系確定原則探究新知1．刀具相對于靜止工件而運動的原則2．標準坐標（機床坐標）系的規(guī)定標準的機床坐標系是一個右手笛卡兒直角坐標系§1-3數(shù)控機床坐標系3．運動方向的規(guī)定探究新知對于各坐標軸的運動方向，均將增大刀具與工件距離的方向確定為各坐標軸的正方向。二、坐標軸的確定1．數(shù)控車床坐標系的確定Z坐標軸X坐標軸Y坐標軸§1-3數(shù)控機床坐標系探究新知前置刀架式后置刀架式§1-3數(shù)控機床坐標系探究新知2．數(shù)控銑床坐標系的確定Z坐標軸X坐標軸Y坐標軸§1-3數(shù)控機床坐標系思考與練習繪制如圖所示機床的機床坐標系?！?-3數(shù)控機床坐標系探究新知三、工件坐標系編程原點ZXO§1-3數(shù)控機床坐標系探究新知四、數(shù)控機床上的有關點數(shù)控車床坐標系機床坐標系原點機床參考點

機床原點是機床制造廠家設置在機床上的一個基準位置，它不僅是在機床上建立機床坐標系的基準點，而且還是機床調(diào)試和加工時的基準點。機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。開機回參考點的目的就是建立機床坐標系§1-3數(shù)控機床坐標系探究新知四、數(shù)控機床上的有關點數(shù)控銑床坐標系工件坐標系原點機床原點§1-3數(shù)控機床坐標系探究新知四、數(shù)控機床上的有關點刀位點所謂刀位點，是指刀具的定位基準點。不同的刀具刀位點不同?！?-3數(shù)控機床坐標系探究新知四、數(shù)控機床上的有關點對刀點是數(shù)控加工中刀具相對于工件運動的起點，也可以叫作程序起點或起刀點。編程原點對刀點§1-3數(shù)控機床坐標系探究新知四、數(shù)控機床上的有關點換刀點是為數(shù)控車床、加工中心等多刀加工的機床而設置的，因為這些機床在加工過程中需要自動更換刀具，其設定的位置要根據(jù)工序內(nèi)容而定。編程原點換刀點§1-3數(shù)控機床坐標系學習評價1．數(shù)控機床坐標系確定的原則有哪些？2．如何確定數(shù)控車床的坐標軸？3．如何確定數(shù)控銑床的坐標軸？4．機床原點與工件原點有何區(qū)別？5．機床回零操作的目的是什么？§1-3數(shù)控機床坐標系知識總結(jié)與提升1．數(shù)控機床坐標系確定原則（重點、難點）（1）刀具相對于靜止工件而運動的原