1、課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞數控機床與應用摘 要大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 數控加工工藝設計的主要任務是制訂加工工藝規程，也是數控機床加工前的準備工作。工藝規程是規定零件、走刀路線、刀具尺寸以及機床的運動過程。因此， 是編程人員對數控機床的性能、制造工藝過程和操作方法具有指導性的工藝文件。數控機床加工的程序是數控機床的指令性文件。數控機床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量的選擇、運動方式、刀具系統、切削規范以及工件的裝夾方法。工藝規程定得合理與否， 對程序編制、 機床的加工效率和零件的加工

2、精度都有重要影響。因此，應遵循一般的工藝原則并結合數控機床的特點認真而詳細地制訂數控加工工藝。本設計結合一具體零件進行了零件圖分析，加工設備、刀具、工裝的選擇，切削速度、進給量、背吃刀量等參數的選擇， 制訂了零件的數控加工工藝； 根據所選擇機床的指令系統編寫了零件的加工程序。關鍵詞： 數控機床 ,加工工藝 , 數控編程Vigorouslydevelopwithnumericalcontroltechnologyasthecoreoftheadvancedmanufacturing technology has become the world each developed countries

3、to accelerateeconomicgrowthenhancecomprehensivenationalstrengthand the nationalstatusofimportantways.Nc machiningprocessdesignof the maintaskis to make processingprocedure, also be CNC processing preparation before. Procedure is a regulation parts, walk knife route, size and machine tool of the move

4、ment process. Therefore, it is of CNC programming personnel of performance, the manufacture process and operation methodit is instructive process documents. Nc machining program is of CNC prescriptive document. CNC machining program should not only including part of the process, but also include of

5、cutting parameter selection, movement way, cutting tool system, cutting normsand clamping workpiece method. Technological procedures set reasonable or not, for programming, machine tools machining efficiency and parts of machining accuracy hasimportant influence. Therefore, we should follow the prin

6、ciple of combining general process of CNC characteristics carefully and clearly stated nc machining process. Thisdesign combined with a specific parts parts diagram analysis, processing equipment, tool,tooling choice, cutting speed, feed, optimizing the parameters such as the quantity of backchoice,

7、formulatethe partsCNCprocessingtechnology,Accordingto thechoiceofmachine instruction system wrote parts processing program.Keyword ：The analysis of the components; Blank; Craft; The procedure sizes; Processing route; Programming課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞目錄第一章數控機床概述1.1數控機床概述 31.2數控系統的發展與趨勢3

8、第二章數控機床編程的基本原理與編程步驟2.1數控機床編程的基本原理步驟52.2數控機床編程 52.3數控加工工藝分析的一般步驟與方法7第三章數控機床的分類3.1 按加工工藝方法分類113.1.1金屬切削類數控機床113.1.2特種加工類數控機床113.1.3板材加工類數控機床113.2 按控制運動軌跡分類113.2.1點位控制數控機床113.2.2直線控制數控機床123.2.3輪廓控制數控機床123.3 按驅動裝置的特點分類133.3.1開環控制數控機床133.3.2閉環控制數控機床143.3.3半閉環控制數控機床143.3.4混合控制數控機床14第四章機床的選用4.1 數控銑床的選用154.

9、2 數控車床的選用17第五章數控機床的應用范圍5.1 數控機床的應用范圍19總結課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞第一章數控銑床概述1.1 數控機床概述1) 數控機床的產生在機械制造工業中并不是所有的產品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產的零件（批量在10 100 件）約占機械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、 航空、機床、重型機械以及國防工業更是如此。為了滿足多品種，小批量的自動化生產，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產品頻繁變化的柔性自動化機床。數控機床就是在這樣的背景下誕生與發展起來的。它為單件、小批量生產的精密復雜零件提供了自動化的

10、加工手段。根據國家標準，對機床數字控制的定義：用數字控制的裝置（簡稱數控裝置） ，在運行過程中，不斷地引入數字數據，從而對某一生產過程實現自動控制，叫數字控制，簡稱數控。用計算機控制加工功能，稱計算機數控（computerizednumerical，縮寫） 。數控機床即使采用了數控技術的機床，或者說裝備了數控系統的機床。從應用來說，數控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、 供給切削液等）和步驟， 以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示， 通過控制介質將數字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算， 發出各

11、種指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，是機床自動加工出所需要的零件。數控系統的發展與趨勢從年第一臺數控機床問世后， 數控系統已經先后經歷了兩個階段和六代的發展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器和基于工控機的通用 CNC系統。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數控， 簡稱系統；后三代為第二階段，乘坐計算機軟件數控，簡稱系統。數控機床總的發展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。（ 1）工序集中 20 世紀 50 年代末期，在一般數控機床的基礎上開發了數控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數控機床。 在加工中心機床上， 工件一次裝夾后， 機床的機

12、械手可課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞以自動更換刀具，連續的對工件進行多種工序加工。目前，加工中心機床的刀具庫容量可達到100 多把刀具， 自動換刀裝置的換刀時間僅需 0.5 2 秒。加工中心機床使工序集中在一臺機床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差， 提高了加工精度， 同時也減少了機床的臺數與占地面積， 壓縮了半成品的庫存量， 減少了工序間的輔助時間， 有效的提高了數控機床的生產效率和數控加工的經濟效益。（ 2）高速、高效、高精度高速、 高效、高精度是機械加工的目標， 數控機床因其價格昂貴， 在上述三方面的發展也就更為突出。（ 3）

13、方便使用數控機床制造廠把建立友好的人機界面、 提高數控機床的可靠性作為提高競爭能力的主要方面。1）加工編程方便手工編程和自動編程已經使用了幾十年，有了長足的發展，在手工編程方面，開發了多種加工循環、參數編程和除直線、圓弧以外的各種插補功能，CAD/CAM的研究發展，從技術上來講可以替代手工編程。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計算機硬件，投資較大， 學習、掌握時間較長，對大多數的簡單工件很不經濟。近年來，發展起來的圖形交互式編程系統（ WOP，又稱面向車間編程） ，很受用戶歡迎。這種編程方式不使用G、M代碼，而是借助圖形菜單，輸入整個圖形塊以及相應參數作為加工指令，形成加工程序，與傳統加工

14、時的思維方式類似。圖形交互編程方法在制定標準后，有可能成為各種型號的數控機床統一的編程方法。2）使用方法數控機床普遍采用彩色CRT進行人機對話、 圖形顯示和圖形模擬的。有的數控機床將采用說明書、編程指南、潤滑指南等存入系統共使用者調閱。課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞第二章數控機床編程的基本原理與編程步驟2.1 編程的基本原理坐標系根據標準坐標系的規定， 機床使用右手順時針直角坐標系， 機床中的運動是指刀具和工件間的相對運動。（1 ）機床坐標系數控銑床類機床中，坐標系如何建立取決于機床的類型。坐標系原點即為機床零點，也是所有坐標軸坐標基準。 機床零點可通

15、過在各坐標軸移動范圍內設置的參考點來確定。 參考點與機床零點可以重合，也可以不重合，這一般由機床生產廠家設定。（2 ）工件坐標系為了便于在編程時對工件的幾何要素位置進行描述，編程人員必須在零件圖上選擇建立一個過渡坐標系，即工件坐標系，也稱為編程坐標系。該坐標系原點即工件原點或編程原點。數控銑床加工工件坐標系可以有編程人員自由選擇。原則上應盡量使編程簡單、尺寸換算少、引起的加工誤差小等。一般情況下， 尺寸集中標注或坐標標注的零件，編程原點應盡可能選在尺寸標注基準上；對稱或同心零件編程原點應盡可能選在對稱中心線或圓心上；Z 向原點位置一般置于工件上表面。（3 ）工件裝夾加工工件時， 工件必須定位并

16、夾緊在機床上，保證工件坐標系坐標軸平行于機床坐標系坐標軸，由此在每個坐標軸上產生機床原點與工件原點的坐標偏移量。該值作為可設定零點偏移量輸入到給定的區域，即偏值寄存器（如G54 ）中。當NC 程序運行時，此值可以用一個對應的編程指令（如G54 ）進行選擇調用，從而確定工件在機床上的裝夾位置。（4 ）當前工件坐標系在對一些復雜零件進行幾何描述時， 如其中的某些結構要素如果選擇一個新的原點編程比使用原工件原點更方便，則可以利用可編程零點偏置進行坐標轉換，重新確定一個新的零點。新的零點以原工件零點為基準進行偏置。 使用可編程零點偏置后形成的一個新的實際工件坐標系即為當前工件坐標系，工件坐標系也可通過

17、旋轉進行轉換形成新的當前工件坐標系。2.2 數控機床編程步驟1分析零件圖樣和工藝要求分析零件圖樣和工藝要求的目的， 是為了確定加工方法、 制定加工計劃， 以及確認與生產組織有關的問題，此步驟的內容包括：a. 確定該零件應安排在哪類或哪臺機床上進行加工。b. 采用何種裝夾具或何種裝卡位方法。c. 確定采用何種刀具或采用多少把刀進行加工。d. 確定加工路線， 即選擇對刀點、 程序起點 （又稱加工起點， 加工起點常與對刀點重合） 、走刀路線 、程序終點（程序終點常與程序起點重合）。e. 確定切削深度和寬度、進給速度、主軸轉速等切削參數。f. 確定加工過程中是否需要提供冷卻液、是否需要換刀、何時換刀等

18、。課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞2數值計算根據零件圖樣幾何尺寸， 計算零件輪廓數據， 或根據零件圖樣和走刀路線， 計算刀具中心（或刀尖） 運行軌跡數據。 數值計算的最終目的是為了獲得數控機床編程所需要的所有相關位置坐標數據。3編寫加工程序單常用數控機床編程指令一組有規定次序的代碼符號，可以作為一個信息單元存貯、傳遞和操作。坐標字：用來設定機床各坐標的位移量由坐標地址符及數字組成，一般以X、Y、Z、U、V 、W 等字母開頭，后面緊跟“-”或“-”及一串數字。準備功能字（簡稱G 功能）：指定機床的運動方式，為數控系統的插補運算作準備由準備功能地址符 “G和

19、”兩位數字所組成， G 功能的代號已標準化，見表 2-3 ；一些多功能機床，已有數字大于 100 的指令，見表 2-4。常用 G 指令：坐標定位與插補；坐標平面選擇；固定循環加工；刀具補償；絕對坐標及增量坐標等。輔助功能字：用于機床加工操作時的工藝性指令，以地址符M 為首，其后跟二位數字，常用 M 指令：主軸的轉向與啟停；冷卻液的開與停；程序停止等。進給功能字：指定刀具相對工件的運動速度進給功能字以地址符“F為”首，后跟一串字代碼，單位： mm/min （對數控車床還可為 mm/r ）三位數代碼法：F 后跟三位數字，第一位為進給速度的整數位數加 “3，”后二位是進給速度的前二位有效數字。如 1

20、728mm/min指定為 F717 。二位數代碼法： F 后跟二位數字，規定了與0099 相對應的速度表，除 00 與 99 外，數字代碼由 01 向 98 遞增時，速度按等比關系上升，公比為1.12 。一位數代碼法：對速度檔較少的機床 F 后跟一位數字，即 0 9 來對應十種預定的速度。直接指定法：在F 后按照預定的單位直接寫上要求的進給速度。主軸速度功能字：指定主軸旋轉速度以地址符S 為首，后跟一串數字。單位：r/min, 它與進給功能字的指定方法一樣。刀具功能字：用以選擇替換的刀具以地址符T 為首，其后一般跟二位數字，該數代表刀具的編號。模態指令和非模態指令G 指令和 M 指令均有模態和

21、非模態指令之分模態指令：也稱續效指令，一經程序段中指定，便一直有效，直到出現同組另一指令或被其他指令取消時才失效。非模態指令： 非續效指令，僅在出現的程序段中有效，下一段程序需要時必須重寫（如 G04 ）。在完成上述兩個步驟之后，即可根據已確定的加工方案（或計劃）及數值計算獲得的數據，按照數控系統要求的程序格式和代碼格式編寫加工程序等。編程者除應了解所用數控機床及系統的功能、熟悉程序指令外， 還應具備與機械加工有關的工藝知識， 才能編制出正確、實用的加工程序。4制作控制介質，輸入程序信息課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞程序單完成后，編程者或機床操作者可以

22、通過CNC 機床的操作面板，在EDIT 方式下直接將程序信息鍵入CNC 系統程序存儲器中；也可以根據CNC 系統輸入、輸出裝置的不同， 先將程序單的程序制作成或轉移至某種控制介質上。控制介質大多采用穿孔帶，也可以是磁帶、 磁盤等信息載體，利用穿孔帶閱讀機或磁帶機、磁盤驅動器等輸入（輸出） 裝置，可將控制介質上的程序信息輸入到CNC 系統程序存儲器中。5程序檢驗編制好的程序， 在正式用于生產加工前， 必須進行程序運行檢查。 在某些情況下， 還需做零件試加工檢查。 根據檢查結果， 對程序進行修改和調整， 檢查 -修改 -再檢查 -再修改 這往往要經過多次反復，直到獲得完全滿足加工要求的程序為止。上

23、述編程步驟中的各項工作，主要由人工完成，這樣的編程方式稱為“手式編程 ”。在各機械制造行業中， 均有大量僅由直線、 圓弧等幾何元素構成的形狀并不復雜的零件需要加工。這些零件的數值計算較為簡單， 程序段數不多， 程序檢驗也容易實現， 因而可采用手工編程方式完成編程工作。 由于手工編程不需要特別配置專門的編程設備， 不同文化程度的人均可掌握和運用，因此在國內外，手工編程仍然是一種運用十分普遍的編程方法。2.3 數控加工工藝分析的一般步驟與方法一、機床的合理選用在數控機床上加工零件時，一般有兩種情況。第一種情況：有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工該零件的數控機床。 第二種情況： 已經有了數控機床， 要

24、選擇適合在該機床上加工的零件。無論哪種情況，考慮的因素主要有，毛坯的材料和類、零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數量、熱處理要求等。概括起來有三點：要保證加工零件的技術要求，加工出合格的產品。有利于提高生產率。盡可能降低生產成本 (加工費用 )。二、數控加工零件工藝性分析數控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數控加工的可能性和方便性兩方面加以分析。(一 )零件圖樣上尺寸數據的給出應符合編程方便的原則1 零件圖上尺寸標注方法應適應數控加工的特點在數控加工零件圖上，應以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協調，在保持設計基準、工藝基準、 檢測

25、基準與編程原點設置的一致性方面帶來很大方便。由于零件設計人員一般在尺寸標注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的標注方法， 這樣就會給工序安排與數控加工帶來許多不便。由于數控加工精度和重復定位精度都很高， 不會因產生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標注法改為同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸的標注法。2 構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分在手工編程時要計算基點或節點坐標。在自動編程時，要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。 因此在分析零件圖時， 要分析幾何元素的給定條件是否充分。 如圓弧與直線，圓弧與圓弧在圖樣上相切， 但根據圖上給出的尺寸， 在計算相切條件時

26、， 變成了相交或相離狀態。 由于構成零件幾何元素條件的不充分， 使編程時無法下手。 遇到這種情況時，應與零件設計者協商解決。課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞(二 )零件各加工部位的結構工藝性應符合數控加工的特點1) 零件的內腔和外形最好采用統一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀具規格和換刀次數，使編程方便，生產效益提高。2) 內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內槽圓角半徑不應過小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉接圓弧半徑的大小等有關。3) 零件銑削底平面時，槽底圓角半徑r 不應過大。4) 應采用統一的基準定位。在數控加工中，若沒有統一基準定位

27、，會因工件的重新安裝而導致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協調現象。因此要避免上述問題的產生，保證兩次裝夾加工后其相對位置的準確性，應采用統一的基準定位。零件上最好有合適的孔作為定位基準孔，若沒有， 要設置工藝孔作為定位基準孔(如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續工序要銑去的余量上設置工藝孔) 。若無法制出工藝孔時，最起碼也要用經過精加工的表面作為統一基準，以減少兩次裝夾產生的誤差。此外，還應分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證、有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。三、加工方法的選擇與加工方案的確定(一 ) 加工方法的選擇加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面

28、粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。(二 )加工方案確定的原則零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。確定加工方案時，首先應根據主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求所需要的加工方法。例如， 對于孔徑不大的IT7 級精度的孔， 最終加工方法取精鉸時，則精鉸孔前通常要經過鉆孔、擴孔和粗鉸孔等加工。四、工序與工步的劃分(一 ) 工序的劃分在數控機床上加工

29、零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應根據零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺數控機床上完成整個零件的加工工作， 若不能則應決定其中哪一部分在數控機床上加工，哪一部分在其他機床上加工，即對零件的加工工序進行劃分。一般工序劃分有以下幾種方式：（二)工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內往往需要采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。 為了便于分析和描述較復雜的工序， 在工序內又細分為工步。 下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則：1) 同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行。2) 對于既

30、有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的精度。因為銑削時切削力較大，工件易發生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復，減少由變形引起的對孔的精度的影響。3) 按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉時間比換刀時間短，可采用按刀具劃分工步，課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞以減少換刀次數，提高加工效率。總之，工序與工步的劃分要根據具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮。五、零件的安裝與夾具的選擇(一 ) 定位安裝的基本原則1) 力求設計、工藝與編程計算的基準統一。2) 盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。

31、3) 避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發揮數控機床的效能。(二 ) 選擇夾具的基本原則數控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求： 一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協調零件和機床坐標系的尺寸關系。除此之外，還要考慮以下四點：1) 當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具，以縮短生產準備時間、節省生產費用。2) 在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。3) 零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。4) 夾具上各零部件應不妨礙機床對零件各表面的加工， 即夾具要開敞其定位、 夾緊機構元件不能影響加工中的走刀 (如產生碰撞等 )。

32、六、刀具的選擇與切削用量的確定(一 )刀具的選擇刀具的選擇是數控加工工藝中重要內容之一， 它不僅影響機床的加工效率， 而且直接影響加工質量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。與傳統的加工方法相比，數控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩定、安裝調整方便。這就要求采用新型優質材料制造數控加工刀具，并優選刀具參數。選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。生產中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀。銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時， 選高速鋼立銑刀； 加工毛坯表面或粗加工孔時，可選鑲硬質合金

33、的玉米銑刀。選擇立銑刀加工時，刀具的有關參數，推薦按經驗數據選取。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較平坦部位時，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而應采用環形刀。在單件或小批量生產中， 為取代多坐標聯動機床，常采用鼓形刀或錐形刀來加工飛機上一些變斜角零件加鑲齒盤銑刀， 適用于在五坐標聯動的數控機床上加工一些球面，其效率比用球頭銑刀高近十倍，并可獲得好的加工精度。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規定隨時進行選刀和換刀工作。因此必須有一套連接普通刀具的接桿，以便使鉆、鏜、擴、鉸、銑削等工序用的標準刀具，迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。作為編程人員應了解機床上所用刀桿的結構尺寸

34、以及調整方法， 調整范圍， 以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG 工具系統，其柄部有直柄 (三種規格 )和錐柄 (四種規格 )兩種，共包括 16 種不同用途的刀。(二 )切削用量的確定切削用量包括主軸轉速(切削速度 )、背吃刀量、進給量。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應編入程序單內。課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞合理選擇切削用量的原則是， 粗加工時， 一般以提高生產率為主， 但也應考慮經濟性和加工成本； 半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、

35、切削用量手冊，并結合經驗而定。七、對刀點與換刀點的確定在編程時，應正確地選擇“對刀點”和“換刀點”的位置。“對刀點”就是在數控機床上加工零件時， 刀具相對于工件運動的起點。 由于程序段從該點開始執行， 所以對刀點又稱為“程序起點”或“起刀點”。對刀點的選擇原則是： 1. 便于用數字處理和簡化程序編制； 2. 在機床上找正容易，加工中便于檢查； 3.引起的加工誤差小。加工過程中需要換刀時，應規定換刀點。所謂“換刀點”是佰刀架轉位換刀時的位置。該點可以是某一固定點 (如加工中心機床，其換刀機械手的位置是固定的 )，也可以是任意的一點 (如車床 )。換刀點應設在工件或夾具的外部，以刀架轉位時不碰工件

36、及其它部件為準。其設定值可用實際測量方法或計算確定。八、加工路線的確定在數控加工中， 刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線。 編程時， 加工路線的確定原則主要有以下幾點：1) 加工路線應保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。2) 使數值計算簡單，以減少編程工作量。3) 應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間。轉度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀來完成加工以及在銑削加工中是采用順銑還是采用逆銑等。銑削平面零件時，一般采用立銑刀側刃進行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質量，對刀具的切入和切出程序需要精心設計。銑削外表面輪廓時，銑刀的切入和切出點應沿零件輪廓曲線的

37、延長線上切向切入和切出零件表面，而不應沿法向直接切入零件，以避免加工表面產生劃痕，保證零件輪廓光滑。銑削內輪廓表面時，切入和切出無法外延，這時銑刀可沿零件輪廓的法線方向切入和切出，并將其切入、切出點選在零件輪廓兩幾何元素的交點處加工過程中， 工件、刀具、夾具、機床系統平衡彈性變形的狀態下，進給停頓時，切削力減小，會改變系統的平衡狀態，刀具會在進給停頓處的零件表面留下劃痕，因此在輪廓加工中應避免進給停頓。曲面時，常用球頭刀采用 “行切法” 進行加工。 所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定的。課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理

38、資料- 歡迎你的欣賞第三章數控機床的分類3.1按加工工藝方法分類3.1.1 金屬切削類數控機床與傳統的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后， 可以對箱體零件的四面甚至五面大

39、部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。3.1.2 特種加工類數控機床除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用于數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。3.1.3 板材加工類數控機床常見的應用于金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。近年來， 其它機械設備中也大量采用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。3.2按控

40、制運動軌跡分類課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞3.2.1 點位控制數控機床位置的精確定位， 在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值， 不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。這類數控機床主要有數控坐標鏜床、 數控鉆床、數控沖床、數控點焊機等。 點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。3.2.2 直線控制數控機床直線控制數控機床可控制刀具或工作臺以適當的進給速度， 沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍

41、內變化。直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸， 可用于平面的銑削加工。現代組合機床采用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。數控鏜銑床、 加工中心等機床， 它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/ 直線控制的數控機床。3.2.3 輪廓控制數控機床輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加

42、工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也采用了輪廓控制系統。輪廓控制系統的結構要比點位/ 直線控系統更為復雜， 在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞現在計算機數控裝置的控制功能均由軟件實現，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數專用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。3.3按驅動裝置的特點分類3.3.1開環控制數控機床這類控制的數控機床是其控制系統沒

43、有位置檢測元件， 伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數控系統每發出一個進給指令，經驅動電路功率放大后，驅動步進電機旋轉一個角度， 再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉， 通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發出去后， 實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機床。開環控制系統的數控機床結構簡單，成本較低。 但是， 系統對移動部件的實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控制系統僅

44、適用于加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數控機床。3.3.2閉環控制數控機床接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較， 用差值對機床進行控制， 使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講， 閉環系統的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度， 也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。 圖 1-3 所示的為閉環控制數控機床的系統框圖。 圖中 A 為速度傳感器、 C 為直線位移傳感器。 當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動， 則沒有反饋量， 指令值使得伺服電動機轉動，通過 A 將速

45、度反饋信號送到速度控制電路， 通過 C將工作臺實際位移量反饋回去， 在位置比較電路中與位移指令值相比較， 用比較后得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數控機床，因把機床工作臺納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機床。課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞閉環控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統復雜，成本高。3.3.3半閉環控制數控機床半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等） ，通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數控裝置中去， 并對誤差進行修正。 通

46、過測速元件 A 和光電編碼盤 B 可間接檢測出伺服電動機的轉速， 從而推算出工作臺的實際位移量， 將此值與指令值進行比較， 用差值來實現控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環控制數控機床。半閉環控制數控系統的調試比較方便， 并且具有很好的穩定性。 目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。3.3.4混合控制數控機床將以上三類數控機床的特點結合起來， 就形成了混合控制數控機床。 混合控制數控機床特別適用于大型或重型數控機床，因為大型或重型數控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大， 如果只采用全閉環控制， 機床傳動鏈和工作臺全部置于控制

47、閉環中，閉環調試比較復雜。混合控制系統又分為兩種形式：（1）開環補償型。 它的基本控制選用步進電動機的開環伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統的誤差。（2）半閉環補償型。它是用半閉環控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現全閉環修正， 以獲得高速度與高精度的統一。 其中 A 是速度測量元件 （如測速發電機）， B 是角度測量元件， C 是直線位移測量元件。課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞課件之家精心整理資料- 歡迎你的欣賞第四章機床的選用4.1 數控銑床的選用根據被加工零件的尺寸選用規格較小的升降臺式數控銑床，其工作臺寬

48、度多在400mm以下，它最適宜中小零件的加工和復雜形面的輪廓銑削任務。規格較大的如龍門式銑床，工作臺在500 600mm以上，用來解決大尺寸復雜零件的加工需要。根據加工零件的精度要求選用我國已制定了數控銑床的精度標準，其中數控立式銑床升降臺銑床已有專業標準。標準規定其直線運動坐標的定位精度為 0.04/300mm ，重復定位精度為 0.025mm ，銑圓精 0.035mm。實際上，機床出廠精度均有相當的儲備量，比國家標準的允差值大約壓縮 20%左右。因此，從精度選擇來看，一般的數控銑床即可滿足大多數零件的加工需要。對于精度要求比較高的零件，則應考慮選用精密型的數控銑床。根據加工零件的加工特點來選擇對于加工部位是框形平面或不等高的各級臺階，那么選用點位 - 直線系統的數控銑床即