数控加工技术及设备
1 、CAM（计算机辅助制造）技术的历史与发展
计算几何理论的不断完善和数控技术的不断更新是CAM技术持续发展的物质基础，工业界对数控加工技术不断提出需求是CAM技术发展的原动力，CAM软件厂商之间的激烈竞争是CAM技术发展的催化剂。CAM技术从诞生到现在，可以划分为三个阶段：
1.1、加工质量稳定、加工精度高。
最早出现的CAM软件是50年代开发的平面编程系统，60年代发展到具有曲面编程能力的系统，80年代出现了具有图形交互的雕塑曲面编程能力的系统。在数控机床和数控技术出现以前，同一套图纸，在不同的加工车间，产品表面质量差异大，即使是同一个工人，加工相同的零件，其质量也不尽相同。当加工曲线、曲面以及精密孔时，对加工精度的要求就更加迫切了。有了数控机床，加工同一种零件，使用同一段数控代码，加工质量稳定。后来，发展了曲面造型技术，人们设计产品，不再仅仅满足产品的功能需求，开始追求产品的外观和更好的性能，大量使用复杂曲面进行产品设计。因此，产品的加工精度被提到首要地位。
1.2、加工效率高、产品更新换代快。
产品生产的趋势是多品种、小批量，制造业的目标是降低成本、提高质量、缩短制造周期。对制造业，尤其是对模具加工业来说，就是要在保证模具加工精度的前提下，充分利用数控机床的性能，提高加工效率，缩短加工时间，保证产品及时上市。为满足高效率的需求，出现了三轴、四轴、五轴甚至更多联动轴的机床。CAM技术也随之发展。各软件厂商纷纷推出多轴数控加工系统。近年来，绝大多数关于NC的文章都是围绕多轴刀具轨迹生成和干涉检查与修正展开讨论的。这是CAM技术发展的第二个阶段。
1.3、加工的信息化、集成化和智能化。
在现代社会生产领域中，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助分析（CAE）、计算机辅助质量管理（CAQ）以及将他们有机集成起来的计算机集成制造（CIM）已经成为企业科技进步和实现现代化的标志]。制造业的信息化是大势所趋。
加工的智能化越来越被人们所重视。加工的智能化表现在CAM系统自动生成产品的所有加工阶段的加工代码且自动判断曲面自身的过切和装卡具及机床的碰撞；自动生成所有加工阶段的工序单和工艺单。当生产管理以并行工程的模式组织时，产品设计的修改是随时可能发生的。智能加工系统要实时跟踪产品的设计变化，从而产生相应的刀具轨迹及工艺工序报表。智能加工时当前研究的热点。
制造是产品生产的基本环节，制造业的发展水平影响了产品制造的品质和效率。制造设备的数控化是现代制造业的基本标志。如何发挥数控设备特别是数控铣加工设备的效率是摆在制造业面前的一个重要课题。
2、当前制造技术领域动向
2.1、先进制造技术
2.1.1、新的企业生产管理方式
经济与科技的发展使制造全球化、信息化，从而改变了制造业的传统观念和生产组织方式。出现了精益生产、敏捷制造、智能制造、虚拟制造、虚拟企业等先进的管理方式和生产方式。新的生产方式的特点：
以技术为中心向以人为中心转移。
从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变。
从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变。
从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织转变。
从符合性质量观向满意性质量观转变。
2.1.2、绿色制造技术
全球环境日趋恶化，自然资源越来越匮乏。地球南极上空的臭氧空洞警示人类，绿色制造是人类可持续发展的必然选择。“生态工厂”和“绿色生产力”等概念和口号以被人们认同。目前，日本将绿色制造作为重点研究技术，投巨资建立试验工厂。香港也在积极推行ISO4000国际环保标准、绿色产品标志及绿色奖励计划，培训清洁生产人才。我国大陆人口众多，资源相对匮乏，环境污染严重，绿色制造技术是我国生产力健康发展的必由之路。
2.1.3、快速制造技术
市场的激烈竞争产生了快速制造技术，出现了很多新的概念和研究领域。最为典型的是并行工程和快速原型制造技术。
并行工程：在产品设计阶段同时进行工艺过程设计，考虑产品整个寿命周期的所有因素，从而大大缩短产品投放市场的时间。
快速原型制造技术：利用三维CAD数据，将一层层的材料堆砌成实物模型，这种技术可大大缩短产品开发周期，给制造也带来根本性变化。
2.1.4、虚拟制造技术[5]
虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、加工、装配等工序统一建模，形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品、虚拟的企业。虚拟制造技术主要包括：（1）虚拟环境技术，（2）虚拟设计技术，（3）加工和装配过程的模拟、仿真技术。虚拟制造技术实际上是一种软技术，其中，产品建模、数据共享和过程仿真是虚拟制造技术的基础。
2.2、加工过程规律的研究
2.2.1、物理规律
刀具的切削过程是非常复杂的，影响因素很多。在铣削加工时，刀具材料性能、刀具类型、刀具几何参数、切削速度、切削深度和进给量等都影响着切削力，从而影
响整个工艺系统的变形，最终影响加工精度。为此，需建立相应的几何模型和力学模型，探索简化的加工精度与工件材料性能、刀具参数、切削用量的关系。当前，美国在这方面开展的研究工作较多。
在国外，美国和日本在此方面的研究较早，美国的New Hampshire大学的研究较为深入和系统，发表了多篇论文[7][8][9]。研究主要集中在对三轴到五轴加工受力分析上，最近已将切削力分析的结果用于进给量的自动计算。在西雅图召开的"1997美国科学基金会设计与制造领域受资助者"会议上，Fussell和Jerarel介绍了他们的研究项目"Feedrate Selection for NC Machining Based on Part Tolerance"，但尚未在商品化CAD/CAM系统中得到应用。
另外，刀具在切削时，会有微量磨损，在刀具还未完全报废的使用过程中，利用传感器，及时向电脑程序传输刀具磨损程度、切削区温度变化，从而适时微量调整刀具轨迹的偏置量和切削速度。达到在切削过程中稳定的切削质量控制。
对刀具切削过程的物理规律研究，费用高，需要高校、研究所、工厂甚至国家共同参与。相信在不久的将来，有关刀具切削过程的研究将会取得重大进展。
2.2.2、几何规律
2.2.2.1、轨迹生成智能化
现代的CAM软件系统，生成轨迹的方式多种多样，名目繁多，各软件系统术语不统一，掌握起来存在困难。工程师们希望给定毛坯和一系列刀具，给定工件材料和待加工轮廓或曲面，能自动生成粗加工、半精加工、精加工、清根轨迹，改变设计面和加工条件，自动更新刀具所有工序的刀具轨迹，即自动编程技术。要求轨迹是高效率的，且在任何位置不发生干涉和碰撞。
2.2.2.2、五轴加工
五轴加工的轨迹生成是国内外研究的重点。从切削效果讲，五轴加工有很多优点，一是切削效率高，二是加工后工件表面精度高，三是可以减少手工打磨量。Vickers 和Quan指出，五轴加工比三轴加工可以提高10-20%的生产率。五轴加工的难点是干
涉判断困难，因为刀轴实时在变化。
五轴加工分为端铣和侧铣。侧铣加工是刀具侧刃与工件表面接触的加工方式，在几何形体的精密加工中有广泛的应用。端铣加工是端刀边缘与工件表面接触的加工方式，加工雕塑曲面一般用端铣加工。
关于五轴加工刀具轨迹生成和刀具干涉等问题，很多学者作了大量研究。Jensen 和Anderson引入“局部曲率特性”来计算刀轴定位。Jensen的方法对全局干涉检查作用不大，但可以作为计算刀位点的迭代初始点。Lee引入“瞬间切削轮廓”的概念，以此计算有效刀具半径，然后根据刀具有效半径和当前刀具就可计算刀轴的偏置角。Choi计算五轴刀具轨迹的方法[2]简述为：（1）离散曲面成三角片集，（2）利用竖直平面和三角片集求交得计算刀触点，（3）以刀触点为原点，加工方向和刀触点发矢所在平面为刀位点平面，计算刀位点，（4）干涉检查，修正刀轴矢量。
2.2.2.3、高速加工
近年来，人们逐渐认识到高速切削是提高加工效率的关键技术。高速切削指在主轴转速很高、切削速度很快、切削厚度很小条件下进行数控加工，消除毛坯多余材料完成零件成型的过程。高速加工在航空航天中首先得到广泛应用，因为其多数零件是从原材料中切除80%的多余材料的加工。如今，汽车工业和模具工业也越来越多采用高速加工。例如用小直径立铣刀对模具型腔进行高速铣削，因为效率高，精度高，表面光洁，故可省去后续的电加工和手工研磨等工序，大大加快了新产品的开发周期。
通常，高速切削机床主轴旋转速度为10000~40000rpm，刀具切削速度为50m/min，每层切削厚度应介于0.3-0.5mm之间。这种条件下，刀具切削时对刀具轨迹的平滑性要求很严，以保证刀具移动时的平稳性和安全性，同时提高产品的表面质量。高速切削刀具轨迹除了满足高精度、高效率和计算稳定之外，还必须满足如下特征：（1）不能碰撞任何工件、装卡具等。（2）轨迹必须水平。（3）进给速度随着轨迹的弯曲变化实时调整。（4）刀具轨迹必须平滑。（5）加工之前必须仿真。
3、流行的CAM系统介绍
Unigraphics是高档CAM软件的代表。其加工方式完备，计算准确，实用性强，是航空、汽车、造船行业的首选CAM软件。
CIMATRON90是中档CAM软件的代表。该软件产自以色列。其实用性强，也是航空、汽车、电子、模具行业的广泛应用的CAM软件。
MasterCAM是低档CAM软件的代表。主要应用在中小企业的模具行业。
CAXA-ME是国内CAM软件的代表。主要面向中小企业。
4工业界对CAM软件的新需求
4.1 、支持虚拟企业生产组织方式
以美国PTC公司的Pro/Engineer为代表的CAD系统，基本上反映了当前CAD技术的现状。以参数化特征技术为基础的零件设计、变量几何为基础的总体设计的CAD系统逐渐走向成熟和繁荣。Pro/Engineer，UG，CATIA等高档产品Cimatron，Solidwork，Solidedge等中低档产品竞争异常激烈，国内的多家CAD软件厂商也正处于紧锣密鼓的开发之中，如CAXA、华中、浙大大天、高华、金银花等。可以说，CAD系统和市场逐渐稳定。同样，为制造业服务的CAM技术也随之发展和变化。由于市场的国际化，全球竞争要求产品的制造过程具有高速度和低成本。产品更新的速度越来越快，市场需求朝着小批量、个性化方向发展。传统的小而全的企业模式已越来越丧失竞争力，各种形式的合作开发、生产和销售方式应运而生。因此，异地设计、异地编程、异地加工越来越被众多企业采用。虚拟制造技术也应运而生。虚拟技术是应用计算机技术，对产品的设计、加工、装配等工序统一建模，形成虚拟的的生产过程，从而产生了虚拟的产品、虚拟的企业。虚拟制造技术使得厂家可以在不同的城市甚至不同的国家通过Internet/Intranet进行设计、加工，共享同一产品模型，从而大大提高效率，降低成本。
由于产品设计、造型工作由多个厂家协同完成，而各个厂商由于不同的国家标准、
使用习惯、员工素质、企业模式等原因，采用的软件工具千差万别，有工作站版的，有微机版的。因此，要求各企业之间能够交换和共享数据。采用的数据交换包括国际标准STEP以及事实上的行业标准，如IGES，DXF，VDA，SAT等。因此，需要软件支持国际标准和事实行业标准，能接收来自任何系统的CAD数据。
4.2、支持采用数控机床进行标准化加工。
企业追求产品的质量，在有了CAD/CAE/CAM工具的条件下，生产组织管理就是关键了。加工的标准化是生产组织管理的重要一环。粗加工、半精加工、精加工，各工序的加工余量、加工速度、切削量都有严格的规定。CAM软件要能以有效的方式支持加工的标准化。
4.3、支持智能化加工
CAM技术及系统在完成了对复杂曲面按精度无干涉加工以后，人们希望CAM系统能做更多的事情。当今所有的CAM系统，都得依靠编程工程师按照一定得步骤，生成刀具轨迹。刀具轨迹的干涉与否，与工程师对软件的熟练程度和认真程度有关，CAM 系统不允许工程师犯任何小错误，否则，刀具轨迹很可能出现干涉现象。即使出现了干涉，系统也不会自动提示。工程师希望所有的刀具轨迹都是正确且优化的。
当前，CAM软件功能越来越复杂、掌握起来很困难。例如有的软件，仅粗加工一项就有十几种方法。工程师需要理解软件厂商设置的每个功能，更重要的，理解这些功能需要学习计算几何或微分几何的相关知识。因此，人们期望CAM系统具有智能，能自动生成各个工序的刀具轨迹及各种工艺工序报表。
4.4、支持并行工程
近年来，各个大企业为了快速响应市场变化，纷纷以并行工程的方式展开生产，产品模型不仅在创意阶段、设计阶段甚至在加工阶段都可能做修改。因此，CAM系统必须支持并行工程。
5CAM技术的发展方向
5.1、智能化
5.1.1、生成刀具轨迹的智能化。
自动生成粗加工、半精加工、精加工、补加工的刀具轨迹。
当CAD数据改变时，自动更新各加工工序的刀具轨迹。
当某工序的加工参数改变，自动改变刀具轨迹。
5.1.2、产生工艺流程的智能化。
自动产生加工工艺文件和工序文件。
工艺文件和工序文件自动随工序的改变而改变。
5.2、集成化
1） CAM与CAD的集成。
2）向CIMS发展。
即通过计算机及软件，将企业的全部生产活动，包括设计、制造、管理及整个物流与信息流有机地集成，构成一个完整的生产系统，从而获得更高的效率。
5.3、网络化
5.3.1、共享网络资源
实现共享程序、数据、资源。
5.3.2 、平衡负载
较闲的电脑分担较繁重电脑的工作。
把需要图形计算的工作放在高速计算机上。
5.3.3 、提高系统性能价格比
用若干PC机、工作站或小型机代替价格昂贵的大型机，共同完成要在大型机上才能完成的工作。
6数控机床的主要组成部分和基本工作过程
6.1、数控机床的组成
数控机床一般由数控系统、包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统、主控制系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成。
6.1.1、数控系统
它是机床实现自动加工的核心。主要有操作系统、主控制系统、可编程控制器、各类输入输出接口等组成。其中操作系统由显示器和操纵键盘组成，显示器有数码管、CRT、液晶等多种形式。主控制系统与计算机主板有所类同，主要由CPU、存储器、控制器等组成。数控系统所控制的一般对象是位置、角度、速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量，其控制方式又可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类，其中主控制器内的插补运算模块就是根据所读入的零件程序，通过译码、编译等信息处理后，进行相应的刀具差补运算，并通过与各坐标伺服系统的位置、速度反馈信号比较，从而控制机床各个坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常由可编程控制器PLC来完成，它根据机床加工过程中的各个动作要求进行协调，按各检测信号进行逻辑判断，从而控制机床各个部件有条不紊地按序工作。
6.1.2、伺服系统
它是数控系统与机床本体之间的电传动联系环节。主要由伺服电动机、驱动控制系统及位置检测反馈装置等组成。伺服电动机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。数控系统发出的指令信号与位置检测反馈信号比较后作为位移指令，再经驱动控制系统功率放大后，驱动电动机运转，从而通过机械传动装置拖动工作台或刀架运动。
6.1.3、主传动系统
它是机床切削加工时传递转矩的部件之一。一般分为齿轮有级变速和电气无级变速两种类型。较高档的数控机床都要求实现无级调速，以满足各种加工工艺的要求，它主要由主轴驱动控制系统、主轴电动机以及主轴机械传动机构等组成。
6.1.4、强电控制柜
它是用来安装机床强电控制的各种电气元器件，除了提供数控、伺服等一类弱电控制系统的输入电源，以及各种短路、过载、欠压等电气保护外，主要在可编程控制器PLC的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元器件之间起桥梁联结作用，即控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等，主要起到扩展节点数和扩大触点容量等作用。另外，它也与机床操作台的有关手控按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构成。它与一般的普通机床电气类似，但为了提高对弱电控制系统的抗干扰性，要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应器件中均应必须并接RC阻容吸收器；对各种检测信号的输入均要求用屏蔽电缆连接。
6.1.5、辅助装置
它主要包括ATC刀具自动交换机构、APC工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑系统、切削液装置、排屑装置、过载与限位保护功能等部分。机床加工功能与类型不同，所包含的部分也不同。
6.1.6、机床本体
它指的是数控机床机械结构实体。它与传统的普通机床相比较，同样由主传动机构、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控机床的整体布局、外观造型、传动机构、刀具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点，归纳起来有以下几点：1）采用高性能主传动及主轴部件。具有传递功率大、刚度高、抗振性能好及热变形小等优点。
2）进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。
3）有较完善的刀具自动交换和管理系统。工件在加工中心类机床上一次安装后，能自动地或者接近完成工件各类的加工工序。
4）有工件自动交换、工件夹紧与放松结构。比如在加工中心类机床上采用工作台自动交换机构。
5）床身机架具有很高的动、静刚度。
6）采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工，为了操作安全等一般采用移门结构的全封闭罩壳，对机床加工部位进行全封闭。
6.2、数控机床的基本工作过程
首先根据零件图样，结合加工工艺进行程序编制，然后通过键盘或其他输入设备输入，送入数控系统后再经过调试、修改，最后把它储存起来。加工时就按所编程序进行有关数据信息处理，一方面通过差补运算器进行加工轨迹运算处理，从而控制伺服系统驱动机床各坐标轴，使刀具与工件的相对位置按照被加工零件的形状轨迹进行运动，并通过位置检测反馈以确保其位移精度。另一方面按照加工要求等，通过PLC 控制主轴及其他辅助装置协调工作，如主轴变速、主轴齿轮换档、适时进行ATC刀具自动交换、APC工件自动交换、工件夹紧与放松、润滑系统定时开停、切削液按要求开关，必要时过载或限位保护起作用，控制机床运动迅速停止。
数控机床通过程序调试、试切削后，进入正常批量加工时，操作者一般只要进行工件上下料装卸，再按一下程序自动循环按钮，机床就能自动完成整个加工过程。
对于零件程序编制分为手动编程和自动编程。手动编程是指编程员根据加工图样和工艺，采用数控程序指令（目前一般都采用ISO数控标准代码）和指定格式进行程序编写，然后通过操作键盘送入数控系统内，再进行调试、修改等。对于自动编程，目前已较多地采用了计算机CAD/CAM图形交互式自动编程，通过计算机有关处理后，自动生成的数控程序，可通过接口直接输入数控系统内。目前一般的程序介质主要有三种:
(1)纸带需要利用纸带穿孔机和光电阅读机进行程序纸带制作和输送。
(2)磁带即采用录音机进行程序输入、输出。
(3)软盘即计算机软盘，需借助于软驱进行程序输入、输出。
这里需要特别说明的是，由于目前一般都采用微处理机数控系统，系统内容内容量已大大增加，数控系统内存ROM中本身就有编程软件，实现了在线编程，并且零件程序也能较多地直接保存在数控系统内存ROM中。对于程序存储介质的使用，主要是指某一数控机床所加工的零件品种较多时，为了工厂均衡生产的需要，把某些暂时不用的零件程序保存在程序介质中，等以后要用时再输入，即程序介质只起到外存储器的作用。它与以前硬线联接的NC数控机床对程序介质的使用要求是有本质区别的，以前要求数控机床与程序介质同步运行来加工零件。
数控加工工艺大作业指导书 一．大作业目的 通过数控加工工艺大作业练习，使学生掌握零件的数控加工工艺的分析方法。 二．大作业内容 1.分析与制定轴类零件数控加工工艺。 2.分析与制定型腔凸台零件数控加工工艺。 3.分析与制定升降台铣床的支承套零件数控加工工艺。三．大作业完成步骤 1.零件图工艺分析； 2.选择设备； 3.确定零件的定位基准和装夹方式； 4.确定加工顺序及进给路线； 5.刀具选择； 6.确定切削用量； 7.填写数控加工工艺文件。 四、进行数控加工工艺分析时需要考虑的因素 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容
复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺分析的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面：1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 3．数控加工零件的合理选择 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的
数控加工专业课程安排
数控加工专业 课程安排符合学生全面发展及市场需求说明 随着全球经济一体化的发展趋势,大批境外企业的涌入，中国正在逐步变成“世界制造中心”。机械制造业传统的加工方式，已逐步被数控应用技术的加工方式所取代，从大批量的生产规模到单件小批的生产规模，数控加工均被广泛采用。由于数控技术迅速发展，相关数控技术的人才培养已成为各种层次学校的热点。我校也于2005年开办了数控加工专业，配备了师资力量，花巨资引进数控设备，建立了实验室、实习场所、绘图及模拟软件机房。为了提高学校教学质量，保证经过我们培养的技工学校学生能够适应市场需求，我们组织的相关教务负责人、招生就业合作处及专业教师进行市场调查，并将结果进行分析。分析结果说明我校数控加工专业课程设置、实习项目、主干课程较好的符合了学生全面发展及市场需求。说明如下： 一、原始调查资料 1、企业对我校数控专业的毕业生的评价简要概况 序号评价项目评价结果 1 企业对我校数控加工专业毕业生 的称职情况综合评价为17%优良，83%称职，0%不称职 2 企业对毕业生的职业道德的评价5%好，95%较好，0%一般，0%差 3 企业对毕业生专业业务知识的评 价 4.7%好，9 5.3%较好，0%一般，0%差4 企业对毕业生的基本素质的评价8.4%好，91.6%较好，0%一般，0%差
2、学生就业情况的调查简况1)就业岗位分布情况 操作编程维修工艺生产 管理 质量 检测 综合营销 行政 管理 其他 55.7% 13.4% 9.4% 8.0% 7.1% 4.5% 1.2% 1.7% 1.4% 5.5% 2）毕业生工作岗位上最有用的课程 机械加工工艺数控 编程 计算机 应用 数控 机床 构造 公差配 合 机械 制图 AUTOC AD Pro/e 切削 原理 与刀 具 机床 夹具 39.2% 53.1% 32.3% 31.5% 25.% 45.0% 32.3% 31.6% 5.5% 45.% 3、企业对学校技工学校数控专业毕业生的需求简况 1）“蓝领层”“蓝领层”是指在生产岗位上承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，在企业数控技术岗位中占75%，是目前需求量最大的数控技术人才。 所需知识与能力结构：掌握数控机床结构的基本知识和机械加工与数控加工的工艺知识，具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力，了解数控加工的自动编程。 2）、“灰领层”“灰领层”是指在生产岗位上承担数控编程的工艺人员和数控机床维护、维修人员，这类人员在企业数控技术岗位中占20%，其中数控编程工艺员占9%，数控机床维护、维修人员占11%。 所需知识与能力结构： 数控编程工艺员：掌握数控加工工艺专业知识和一定的模具制造基础知识，具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力，能运用至少一种三维CAD/CAM软件进行三维造型和自动编程。
数控加工工艺与编程课 程标准
《数控加工工艺与编程》课程标准 开课院部：机电工程学院 课程编号：020810019 课程负责人： 编制日期：2014年5月26日
《数控加工工艺与编程》课程标准课程名称：数控加工工艺与编程 适用专业：数控技术、机械制造与自动化、机电一体化技术 1.前言 1.1课程性质 本课程是数控技术专业中核心职业技能课，培养具有较高职业道德和素养，了解数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本编程功能指令，掌握数控车床、数控铣床、加工中心程序编制方法的高素质技能型人才。 本课程是数控技术专业的一门职业技术课程。课程主要讲授数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本编程功能指令，掌握数控车床、数控铣床、加工中心的程序编制方法。 前导课程：《机械制造技术基础》、《计算机绘图》、《工程材料与成型工艺》、《公差配合与技术测量》等。 后续课程：顶岗实习 1.2课程设计理念 根据行业经济和山东、济南地区经济发展需要，立足于“以服务为宗旨，以就业为导向，以学生为中心”的办学定位，通过对机械加工行业的调研，明确学生的主要就业岗位及其岗位工作标准，分析与之相适应的职业能力，采用“任务驱动、项目导向”的教学方式，有针对性的选择若干个典型机械零件，确定学习领域课程及其学习情境，构建新的学习领域课程内容体系。 1.3课程设计思路 （1）采用“工学结合”的教学模式 在教学过程中，采用“工学结合”的教学模式，通过与我院实践教学实习基地：济南四机数控机床、威海华东数控股份有限公司（国内主流机械加工设备供应商）、中国重汽集团等建立起密切合作关系，将实验实训放到工程训练中心或实践教学基地进行，使学生能够深入生产第一线，参观和参与生产过程，为学生提供良好的工程实践环境。 （2）采用“项目导向、任务驱动”的教学方式 以数控加工岗位工作任务为驱动，以来自企业真实产品的典型零件加工过程规划教学内容，以实际工作过程为主线，将数控加工工艺与编程的理论知识，融于机械零件的实际加工过程中，在实际工作需要时引入相关
数控加工工艺作业1-3答案
第1章数控加工的切削基础 作业 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。 （A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切 削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关
数控加工技术及设备 1 、CAM（计算机辅助制造）技术的历史与发展 计算几何理论的不断完善和数控技术的不断更新是CAM技术持续发展的物质基础，工业界对数控加工技术不断提出需求是CAM技术发展的原动力，CAM软件厂商之间的激烈竞争是CAM技术发展的催化剂。CAM技术从诞生到现在，可以划分为三个阶段： 1.1、加工质量稳定、加工精度高。 最早出现的CAM软件是50年代开发的平面编程系统，60年代发展到具有曲面编程能力的系统，80年代出现了具有图形交互的雕塑曲面编程能力的系统。在数控机床和数控技术出现以前，同一套图纸，在不同的加工车间，产品表面质量差异大，即使是同一个工人，加工相同的零件，其质量也不尽相同。当加工曲线、曲面以及精密孔时，对加工精度的要求就更加迫切了。有了数控机床，加工同一种零件，使用同一段数控代码，加工质量稳定。后来，发展了曲面造型技术，人们设计产品，不再仅仅满足产品的功能需求，开始追求产品的外观和更好的性能，大量使用复杂曲面进行产品设计。因此，产品的加工精度被提到首要地位。 1.2、加工效率高、产品更新换代快。 产品生产的趋势是多品种、小批量，制造业的目标是降低成本、提高质量、缩短制造周期。对制造业，尤其是对模具加工业来说，就是要在保证模具加工精度的前提下，充分利用数控机床的性能，提高加工效率，缩短加工时间，保证产品及时上市。为满足高效率的需求，出现了三轴、四轴、五轴甚至更多联动轴的机床。CAM技术也随之发展。各软件厂商纷纷推出多轴数控加工系统。近年来，绝大多数关于NC的文章都是围绕多轴刀具轨迹生成和干涉检查与修正展开讨论的。这是CAM技术发展的第二个阶段。
课程设计任务书 前言 随着机械制造业的发展，数控加工技术已经广泛普及使用，数控加工技术的应用给传统制造业带来了革命性的变化，且随着数控加工技术的不断发展和应用领域扩大，它对各行各业的发展起着越重要的作用，推动着工业现代化。 因为数控加工技术具备各种优势：便捷、精确、省力、高速、高效、高可靠性等，加之它发展前景乐观，而且涉及领域广，所以对于数控加工技术应用的人才需求在加大。掌握和应用数控加工技术对于提升产品质量，解放和发展生产力有着巨大的帮助。
目录 前言 (2) 1.零件图工艺分析 (4) 1.1.加工内容 (4) 1.2.加工要求 (4) 1.3.各结构的加工方法 (4) 2.数控机床的选择 (5) 3.加工顺序的确定 (5) 4.确定装夹方案并选择夹具 (6) 5.编制数控技术文档 (6) 5.1.编制机械加工工艺过程卡 (6) 5.2.编制数控加工工序卡 (7) 6.刀具与切削用量的选择 (7) 6.1.编制数控加工刀具卡片 (8) 7.编写加工程序 (8) 8.总结 (12) 9.参考文献 (13)
1.零件图工艺分析 选择该零件的材料HT200，毛坯尺寸为100mm×100mm×20mm。 通过零件图工艺分析，确定零件的加工内容、加工要求，初步确定各个加工结构的加工方法。 1.1.加工内容 该零件主要由平面、孔系及外轮廓组成，毛坯是正方形块件，尺寸为95mm×95mm×15mm。加工内容包括：φ8mm的4个通孔；不通孔φ30mm；60mm×32mm的槽；以及外轮廓。 1.2.加工要求 零件的主要加工要求为：φ30mm的孔的尺寸公差为上偏差0.05mm，下偏差0mm；60mm ×32mm的槽的公差为上偏差0.05mm，下偏差0mm；相邻通孔定位精度为±0.1mm；轮廓右侧尺寸精度为上偏差0，下偏差0.05mm；槽和凸出轮廓精度为上偏差0，下偏差0.1mm。 1.3.各结构的加工方法 对于φ8mm的4个通孔，采取钻孔方案。阶梯孔φ30mm，采取钻中心孔→钻孔→粗镗→半精镗→精镗的方案。60mm×32mm的槽和外轮廓采用粗铣→精铣方案。
第1章数控加工的切削基础 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具 前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生 （ D）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、切削用量选择的一般顺序是（A）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（C）。 （A）γo和αo（B）αo和K r′ （C）K r和αo（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（D）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A）， 最后确定一个合适的切削速度v。（A）应首先选择 尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择 较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择 较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择 较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（A ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关 11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（C ）。 （A）每转进给量f （B）每齿进给量f z （C）进给速度v f（D）线速度v c 12、刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（B ）。 （A）前角；（B）刃倾角；（C）后角；（D）主偏角。 13、切断、车端面时，刀尖的安装位臵应（B ），否则容易打刀。 （A）比轴中心略低一些；（B）与轴中心线等高； （C）比轴中心稍高一些；（D）与轴中心线高度无关。 14、（A）切削过程平稳，切削力波动小。 （A）带状切屑（B）节状切屑（C）粒状切屑（D）崩碎切屑 15、为提高切削刃强度和耐冲击能力，脆性刀具材料通常选用（B ）。 （A）正前角；（B）负前角；（C）0°前角；（D）任意前角。 二、判断题（正确的打√，错误的打×） 1、用中等切削速度切削塑性金属时最容易产生积屑 瘤。( √) 2、在金属切削过程中，高速加工塑性材料时易产生 积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响。( ×) 3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的强度越高。（×） 4、主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（√） 5、精加工时首先应该选取尽可能大的背吃刀量。（×） 6、外圆车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。（√） 7、进给速度由F指令决定，其单位为m/min。（×） 8、前角增加，切削力减小，因此前角越大越好。（×） 9、背吃刀量是根据工件加工余量进行选择的，因而与机床功率和刚度无关。（×） 10、选择合理的刀具几何角度以及适当的切削用量都 能大大提高刀具的使用寿命。（×）
数控加工技术实训报告 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
数控加工技术实训报告 班级：机械1111 学号： 姓名：倪浩然 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师：殷振 时间过得真快，为期15天的数控加工技术实训就结束了。在老师个耐心讲解和鼓励下，我从总体上达到了实习预期的目标和要求。这次总实习给了我一次全面的、系统的实践锻炼的机会，巩固了所学的理论知识，增强了我的实际操作能力。在这次实训中，我从中懂得理论与实际的结合的重要性。也让我学到了很多书本之外的知识，让我受益匪浅。 实训的第一天我怀着激动的心情来到了实验楼。第一天我们的任务就是对数控机床进行熟悉。一共有四台机床：华中数控机床、北一数控铣床、沈一数控车床、沈一加工中心。经过老师的讲解和指导书的介绍我们初步了解：数控机床的类型、基本结构及工作原理；加工特点和应用；数控系统的的基本操作；还有就是对数控机床的外观和结构建立感性认识。老师向我们介绍了数控车床的操作面板上主要按钮的功能，还向我们演示了加工程序的输入、编辑、初步认识数控车床加工程序。同时还现场动手演示了“回零”、“点动”、“步进”等操作……下面我就数控机床的数控机床的组成、特点及分类进行详细的说明： 1、数控机床的组成：现代数控机床都是CNC机床，一般由数控系统和机床本体组成，主要有如下几部分组成。
1）CNC装置：计算机数控装置（即CNC装置）是CNC系统的核心，有微处理器（CPU）、存储器、各I/O接口及外围逻辑电路等构成。 2）数控面板：数控面板是数控系统的控制面板，主要有显示器和键盘组成。通过键盘和显示器实现系统管理和对数控程序及有关数据进行输入和编辑修改。3）可编程逻辑控制器PLC：PLC是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，用于完成数控机床的各种逻辑运算和顺序控制。例如：主轴的启停、刀具的更换、冷却液的开关等辅助动作。 4）机床操作面板：一般数控机床均布置一个机床操作面板，用于在手动方式下对机床进行一些必要的操作，以及在自动方式下对机床的运行进行必要的干预。上面布置各种所需的按钮和开关。 5）伺服系统：伺服系统分为进给伺服系统和主轴伺服系统。进给伺服系统主要有进给伺服系统单元和伺服惊电机组成，用于完成刀架和工作台的各项运动；主轴伺服系统用于数控机床的主轴驱动，一般由恒转调速和恒功率调速。为满足某些加工要求，还要求主轴和进给驱动能同步控制。 6）机床本体：机床本体的设计与制造，首先应满足数控加工的需求，具有刚度大、精度高、能适应自动运行等特点，由于一般均采用无级调速技术，使得机床进给运动和主传动的变速机构被大大简化甚至取消，未满足高精度的传动要求，还采用滚珠丝杆、滚动导轨等高精度传动件。未提高生产率和满足自动加工的要求，还采用自动刀架及能自动更换工件的自动夹具等。 2、数控机床的特点：由于数控机床是计算机自动控制同精密机床两者之间的相互结合，使得它具有高效率、高精度、高柔性等特点。
第 1 章 数控加工的切削基础 作业 、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较 大的情况下，容易产生( C )。 (A )带状切屑 (B )挤裂切屑 (C )单元切屑 (D)崩碎切屑 2、 切削用量是指( D )。 (A) 切削速度 (B )进给量 (C )切削深度 (D )三者都是 3、 粗加工切削用量选择的一般顺序是( A )。 ( A B C a p -f-v c ( B ) a p - v c -f ( C ) v c -f-a p ( D ) f-a p - v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有( B ) 5、 分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为( C ) 变形区。 (A) 二个 (B )四个 (C )三个 (D )五个 6、 在切削平面内测量的车刀角度是 ( D )。 (A )前角 (B )后角 (C )楔角 (D )刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般 ( A )，最后确定一个合适的切 削速度 v 。 ap,其次选择较大的进给量f ； ap,其次选择较大的进给量f ； ap,其次选择较小的进给量f ； ap,其次选择较小的进给量f 。8、车削时的切削热大部分由( C )传散出去 A ) 刀具 ( B ) 工件 ( C ) 切屑 ( D ) 空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为( C ) (A) 背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小; (B) 进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小; (C) 切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小; (D) 切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小; 10、粗车细长轴外圆时,刀尖的安装位置应( C ),目的是增加阻尼 作用。 A 应首先选择尽可能大的吃刀量 B ) 应首先选择尽可能小的吃刀量 C 应首先选择尽可能大的吃刀量 D ) 应首先选择尽可能小的吃刀量 (A ) g o 和 a o (B ) a o 和 K r (C ) K r 和 a o (D )入 s 和 K r ' (A )比轴中心稍高一些 (C )比轴中心略低一些 (B) 与轴中心线等高 (D )与轴中心线高度无关
日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页
江苏开放大学 形成性考核作业 学号2015050000143 姓名吴畏 课程代码 110045 课程名称数控加工工艺规程编制与实施评阅教师 第 2 次任务 共 4 次任务 江苏开放大学
任务内容： 一、选择题（每题2分，共30分） 1、切削刃形状复杂的刀具宜采用（ D ）材料制造较合适。 （A）硬质合金（B）人造金刚石（C）陶瓷（D）高速钢 2、YG类硬质合金主要用于加工（A）材料 （A）铸铁和有色金属（B）合金钢（C）不锈钢和高硬度钢（D）工具钢和淬火钢 3、刀具材料在高温下能够保持较高硬度的性能称为（B ）。 （A）硬度（B）红硬性（C）耐磨性（D）韧性和硬度 4、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为（ A ）。 （A）7：24；（B）1：10；（C）1：5；（D）1：12 5、过定位是指定位时，工件的同一（B）被多个定位元件重复限制的定位方式。 （A）平面（B）自由度（C）圆柱面（D）方向 6、若工件采取一面两销定位，限制的自由度数目为（ A ） （A）六个（B）二个（C）三个（D）四个 7、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（ D ）的原则。 （A）基准重合（B）基准统一（C）自为基准（D）互为基准 8、采用短圆柱芯轴定位，可限制（ D ）个自由度。 （A）二（B）三（C）四（D）一 9、在下列内容中，不属于工艺基准的是（ D ）。 （A）定位基准（B）测量基准（C）装配基准（D）设计基准 10、（ B ）夹紧机构不仅结构简单，容易制造，而且自锁性能好，夹紧力大，是夹具上用得最多的一种夹紧机构。 （A）斜楔形（B）螺旋（C）偏心（D）铰链 11、精基准是用（ D ）作为定位基准面。 （A）未加工表面（B）复杂表面（C）切削量小的（D）加工后的表面 12、夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面，同时应尽量与（ D ）方向一致。 （A）退刀（B）振动（C）换刀（D）切削 13、通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的（ C ）。 （A）1~3倍（B）1/10~1/100 （C）1/3~1/5 （D）同等值 14、铣床上用的分度头和各种虎钳都是（ B ）夹具。
数控机床习题（第一章） 1填空题 （1）数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各种辅助装置组成。 （2 ）数控机床采用■数字控制_技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。 （3 ）突破传统机床结构的最新一代的数控机床是■并联_机床。 （4 ）塁自适应控制_技术的目的是要求在随机变化的加工过程中，通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。 2选择题 （1 ）一般数控钻、镗床属于（c） （A）直线控制数控机床（B）轮廓控制数控机床 （C）点位控制数控机床（D）曲面控制数控机床 （2 ）（［d ）是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。 （A ）控制介质（B ）数控装置 （C）输出装置（D）伺服系统 （3）适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（ a ）（A）加工中心（B）数控铳床 （C）数控车床（D）数控线切割机床 （4）闭环控制系统的位置检测装置装在（ b ） （A）传动丝杠上（B ）伺服电动机轴上 （C）数控装置上（D）机床移动部件上 （5）根据控制运动方式的不同，数控机床可分为（|a ） （A）开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床 （B）点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床 （C）经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床 （D ）NC机床和CNC机床3判断题 （1）通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。（x ） （2 ）数控机床是通过程序来控制的。（X ） （3）数控机床只用于金属切削类加工。（x ） （4 ）数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。（V） （5 ）机床本体是数控机床的机械结构实体，是用于完成各种切割加工的机械部分。（V ） 4简答题 （1 ）简述数控机床的发展趋势。 1、高速度与高精度化 2、多功能化 3、智能化 4、高的可靠性
数控铳床和立式加工中心技术规格 设备名称：数控铣床数量：2台 设备名称：立式加工中心数量：1台 、机床结构、性能特点 1.采用立式主轴、十字型床鞍工作台布局； 2.大件采用稠筋封闭式框架结构。主传动采用伺服主轴电机。 3.三向导轨材料采用铸铁，淬硬后精磨，配合面贴塑。 4.进给系统采用全数字交流伺服电机，滚珠丝杆传动。 5.主轴低速扭矩较大，可进行重负荷强力切削。 注：立式加工中是在数控铳床上心配置上刀库，其他完全一致。 、标准配置 三轴联动 数控铳床：西门子 802Dsl和FANUC Oi Mate MD各1台；立式加工中心： FANUC Oi Mate MD 主轴、三轴伺服同数控系统 最高8000rpm主轴 16把斗笠式刀库（立式加工中心）、BT4O 主轴端面冷却水管、预留气冷接口 刚性攻丝 Z向门帘式导轨防护罩 手持单元、自动集中润滑系统 三色灯 随机附件、随机技术文件各一套
三、主要规格参数 主轴孔锥度BT-40
四、主关配套件配置清单 五、程序功能
六、技术培训 免费技术培训，使买方能熟练掌握设备性能和操作使用方法、数控加工程序的手工编制及数控机床的电气与 机械维护，共5个工作日。 六、售后服务 1.如客户对质量或技术反馈信息，4小时内回复客户。 2.设备在使用期间出现故障，在接到通知的24小时内答复解决，如需现场服务，48小时内赶到现场维修。 3?“三包”期内，因正常使用发生的零、部件损坏，免费进行更换； 4.提供二年的质量保证期和终身技术支持、维修服务。 七、随机技术文件 提供完善详细的技术文件，因包含下列文件： 使用说明书 电气操作说明 操作编程手册 电气图册 合格证明书 装箱单 维修手册
《数控加工技术》模拟考题 （闭卷考） 一、选择题（５＊４分＝２０分） 1．闭环控制系统的位置检测装置装在______ A数控装置中 B 机床移动部件上C伺服电动机轴上 D 传动丝杠上 2．FMS是指_____ A 自动化工厂 B 计算机数控系统 C 柔性制造系统 D 数控加工中心 3．在数控机床的闭环控制系统中，其检测环节具有两个作用，一个是检测出被测信号的大小，另一个作用是把被测信号转换成可与______进行比较的物理量，从而构成反馈通道。A偏差信号B脉冲信号 C 指令信号D反馈信号 4．加工中心是在数控铣镗床或数控铣床的基础上增加_____装置改型设置成的。 A 刀库与自动换刀 B 自动换刀 C 刀库 D 伺服 5．数控系统所规定的最小设定单位是______ A 数控机床的运动精度 B 机床的加工精度； C 脉冲当量 D 数控机床的传动精度 参考解答：BCCAC 二、填充题（５＊４分＝２０分） １．按数控系统的控制方式分类，数控机床分为________，__________，__________。２．数控机床的精度主要包括______，_______，_______。 ３．机床工作时会产生哪两种形式的振动_______，_______。 ４．未来数控机床发展趋势主要表现在哪三个方面_______，_______，_______。 ５．数控系统常用的两种插补功能是_______和_______。 参考解答： 1、开环控制数控机床、半闭环控制数控机床、闭环控制数控机床。 2、加工精度、定位精度、重复定位精度 3、强迫振动与自激振动 4、数控技术，数控系统，驱动系统 5、直线插补和圆弧插补 三、简答与计算（共６０分）（每题分5、10、15分/题不等） １．简述数控机床的特点与主要组成部分。 ２．数控机床按照轨迹控制方式和伺服控制方式可以分为几类？ ３．用逐点比较法插补如图所示对于第一象限圆弧AB，起点A（4，0），终点B（0，4），并给出简要步骤。 ４．…………。 ５．…………。 ６．…………。
第1章数控加工的切削基础 作业 一、单项选择题 1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（ C ）。 （A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑(D) 崩碎切屑 2、切削用量是指（D）。 （A）切削速度（B）进给量（C）切削深度（D）三者都是 3、粗加工切削用量选择的一般顺序是（ A ）。 （A）a p-f-v c（B）a p- v c -f（C）v c -f-a p（D）f-a p- v c 4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（ B ）。 （A）g o和a o（B）a o和K r′（C）K r和a o（D）λs和K r′ 5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。 （A）二个（B）四个（C）三个（D）五个 6、在切削平面内测量的车刀角度是（ D ）。 （A）前角（B）后角（C）楔角（D）刃倾角 7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般（A ），最后确定一个合适的切 削速度v。 （A）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （B）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f； （C）应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f； （D）应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f。 8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。 （A）刀具（B）工件（C）切屑（D）空气 9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ） （A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小； （B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小； （C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小； （D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小； 10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（C ），目的是增加阻尼作用。 （A）比轴中心稍高一些（B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些（D）与轴中心线高度无关
“数控加工工艺及实施”课程标准 一、课程概述 “数控加工工艺及实施”是对数控编程与操作人员所从事的、按照零件图纸进行工艺分析，实现零件数控加工程序的编制与调试，并按照机床操作规操作数控机床，从而最终实现零件的数控加工与检验等能力而设置的学习领域。 “数控加工工艺及实施”是3年制高职数控技术专业学生必须掌握的一门理论性和实践性都很强的专业核心课，该课程的主要目标是使学生具备对零件图进行工艺分析、选择合理加工手段的能力；使学生掌握数控车床、数控铣床、加工中心的基本编程与操作方法；培养学生分析生产实际问题和解决实际问题的能力，培养学生的团队协作、勇于创新、敬业乐业的工作作风。 此学习领域分成7个学习情境，学习领域完全按照基于工作过程的教学模式展开教学，以六步法（资讯、计划、决策、实施、检查、评估）对每一个项目进行教学实施，有助于提高学生的动手能力、自学能力、创新能力以及岗位能力等各项素质。 二、培养目标 1、方法能力目标 （1）培养学生谦虚、好学的态度。 （2）培养学生勤于思考、做事认真的良好作风。 （3）培养学生自学能力与自我发展能力。 （4）培养学生创新能力。 （5）培养学生良好的职业道德 2、社会能力目标 （1）培养学生的沟通能力及团队协作精神。 （2）培养学生分析问题、解决问题的能力。 （3）培养学生勇于创新、敬业、乐业的工作作风。 （4）培养学生的自我管理、自我约束能力。 （5）培养学生的环保意识、质量意识、安全意识。 3、专业能力目标 （1）掌握数控车床的编程与操作方法。 （2）掌握数控铣床的编程与操作方法。 （3）掌握加工中心的编程与操作方法。 （4）培养学生的计算机操作能力。 （5）培养学生搜集资料、阅读资料和利用资料的能力。 （6）培养学生的自学能力。 三、与前后课程的联系 1、与前续课程的联系 “机械零件的造型与测绘”培养学生的制图与识图能力；“金属切削原理与刀具”使学生了解刀具的结构、切削性能，为在加工中能够合理的选择打下基础；“公差配合与测量技术”使学生学会使用各种测量工具，能够针对零件图中的尺寸公差、形位公差的标注进行正确的分析和判断；“数控机床”使学生对数控机床的组成、结构、功能有了一定程度的认识。 2、与后续课程的关系 为后续开设的实现自动编程的专业选修课程提供了必要的基础能力。 四、教学容与学时分配 为使学生掌握数控机床的编程与操作等专业能力所需的知识与技能，本课程以轴类零件的数控车削加工工艺及实施等4个项目为载体来组织教学，将职业行动领域的工作过程融合在训练中。本课程项目结构与学时分配见表2－3－1。
2011年春季学期数控加工工艺与编程第二次作业 一、单项选择题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分） 1. 数控机床最适合加工（）的零件。 A. 生产批量大 B. 必须用特定的工艺装备协调加工 C. 形状复杂，用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓，且加工精度要求高 D. 装夹困难或完全靠找正来保证加工精度 2. 下面（）指令不是坐标平面选择指令。 A. G17 B. G18 C. G19 D. G20 3. 辅助功能中表示选择性程序暂停的指令是（）。 A. M00 B. M01 C. M02 D. M30 4. 准备功能G90表示的功能是( ) A. 预置功能 B. 固定循环 C. 绝对尺寸 D. 增量尺寸 5. 下面哪组键盘快捷能对图形的渲染和取消渲染进行操作？( ) A. Alt+ B. Alt+O C. Alt+S D. Alt+F1 6. 数控机床上有一个机械原点，该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。该点称（）。 A. 工件零点 B. 机床零点 C. 机床参考点 D. 换刀点 7. （）的位置一般由机械挡块位置进行粗定位，然后由光电编码器进行精确定位。 A. 工件原点 B. 机床原点 C. 参考点 D. 夹具原点 8. 加工圆柱形、圆锥形、各种回转表面、螺纹以及各种盘类工件并进行钻、扩、镗孔加工，可选用( )。 A. 数控铣床 B. 加工中心 C. 数控车床
D. 加工单元 9. ( )是机床上的一个固定点。 A. 参考点 B. 工件坐标系原点 C. 起刀点 D. 下刀点 10. 加工中心上一般采用( )圆锥刀柄，这类刀柄不能自锁，换刀方便，且有较高的定心精度和刚度。 A. 1:16 B. 7:64 C. 7:24 D. 7:23 二、判断题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分） 1. 由于数控车床使用直径编程，因此圆弧指令中的R值是圆弧的直径。（） 2. 加工中心是最早发展的数控机床品种。（） 3. 数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。（） 4. 加工中心是带有刀库及自动换刀装置的数控机床，它可以在一台机床上实现多种加工。( ) 5. 建立和取消刀补应在零件轮廓之外进行。（） 6. 加工沿着与坐标轴成45o的斜线可采用点位直线控制数控机床。（） 7. 自动编程解决了手工编程难以解决的复杂零件的编程问题，既减轻了编程的劳动强度，又提高了效率和准确性，在数控加工中的应用日益广泛。( ) 8. 预置进给速度的调节，对切割速度、加工精度和表面质量的影响很大。应按电压表、电流表调节进给旋钮，使表针稳定不动，此时进给速度均匀、平稳，是线切割加工速度和表面粗糙度均好的最佳状态。( ) 9. 铣削平面类零件周边轮廓一般采用立铣刀。( ) 10. 轮廓控制系统CP（Control Path）数控机床是对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制。它不仅能保证各点的位置，而且要控制加工过程中各点的位移速度，也就是刀具移动的轨迹。( ) 三、填空题（本大题共14分，共 7 小题，每小题 2 分） 1. 控车床上加工工件时，工件原点一般设在主轴中心线与工件右端面（或左端面）的 ______ 处。 2. 切削用量的三要素是： ______ 、 ______ 和 ______ 。 3. 工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴 ______ 保持一致。 4. 电火花加工（Electrical Discharge Machining）属于 ______ 的一种方法。 5. 所谓加工路线是数控机床在加工过程中， ______ 的运动轨迹和方向。 6. 确定数控机床坐标轴时规定，传递动力的主轴为 ______ 坐标轴，使工件和刀具之间距离 ______ 方向是 ______ 坐标轴的 ______ 方向。 7. 切削用量中 ______ 对刀具磨损的影响最大。 四、问答题（本大题共16分，共 4 小题，每小题 4 分）
数控加工中心基础知识 加工中心的选用 1．被加工对象的选定 确定选购对象之前，首先要明确准备加工的对象。一般来说，具备下列特点的零件适合在加工中心加工： 多工序集约型工件指在一个工件上需要用许多把刀具进行加工。 定位繁琐的工件例如有一定位孔距精度要求的多孔加工，利用机床定位精度高的特点，很方便实施。 重复生产型的工件适合加工单件小批量生产。小批量指在1-100件，每批数量不多，但又需要重复生产。另外，即使工件形状尺寸不同，但又是相似工件，易于实现成组加工(GT)工艺的零件。 复杂形状的零件模具、航空零件等复杂形状工件，能借助自动程序编制技术在加工中心上加工各种异形零件。 箱体类、板类零件在卧式加工中心上利用回转工作台，对箱体零件进行多面加工，如主轴箱体、泵体、阀体、内燃机缸体等。如果连顶面也要一次装夹中加工，可选用五面体加工中心。立式加工中心适合加工箱盖缸盖、平面凸轮等。龙门加工中心用于加工大型箱体、板类零件，如内燃机车缸体、加工中心立柱、床身、印刷墙板机等。 2．机床规格的选定 根据确定的加工工件的大小尺寸，相应确定所需机床的工作台尺寸和三个直线坐标系的行程。工作台尺寸应保证工件在其上面能顺利装夹工件，加工尺寸则必须在各坐标行程内，此外还要考虑换刀空间和各坐标干涉区的限制。 3．机床精度的选定 加工中心的精度分类为普通型和精密型，其主要精度项目见下表： 加工中心主要精度项目精度项目普通型(mm) 精密型(mm) 直线定位精度±0.01/全程±0.005/全程 重复定位精度±0.006 ±0.002
铣圆精度0.03-0.04 0.015 用户根据工件的加工精度要求，选用相应精度等级的机床，批量生产的零件，实际加工出的精度数值可能是定位精度的1.5-2倍。普通型机床批量加工8级精度工件，精密机床加工精度可达5-6级，但要有恒温等工艺条件，所以精密型机床使用严格，价格高。 4．刀库容量的选定 加工中心的制造厂家对同一种规格的机床，通常都设2-3种不同容量刀库，例如卧式加工中心刀库容量有30、60、80等，立式加工中心有16、24、32把容量的刀库。 用户在选定时，可以根据被加工工件的工艺分析结果来确定所需数量，通常以需要一个零件在一次装夹中所需刀具数来确定刀库的容量，因为换另一零件加工时，需要重新安排刀具，否则刀具管理复杂并容易出错。 从统计数据来看立式加工中心选用20把刀左右的刀库，卧式加工中心则选用40把刀左右的刀库为宜。当然要根据实际需要最后确定。用于柔性制造单元(FMC)或柔性制造系统(FMS)的加工中心机床，其刀库容量应选大容量刀库，甚至配置可交换刀库。 5．机床选择功能及附件的选定 选定加工中心机床时，除了基本功能和基本件以外，还有提供用户根据自身要求选用的功能和附件，称选择功能、选择附件(任选附件)。随着数控技术的发展，可供选择的内容越来越多，其构成价格在主机中所占的比例也越来越大，所以不明确目的大量选用附件也是不经济的，所谓“有备无患”的订购指导思想实质上是浪费。因此选订时要全面分析，还要适当考虑长远因素。 选择功能主要对于数控系统而言，对那种价格增加不多，但对使用带来许多方便的功能，应适当配置齐全一点，而对可以多台机床公用的附件，就可以考虑一机多用，但必须考虑接口是通用的。 6．加工节拍与机床台数估算 根据已经选定的工件，然后分析工艺路线，在这个工艺路线中选出准备在加工中心上加工的工序，对这些工序作工时节拍估算。 根据现用工艺参数，估算每道工序的切削时间，而辅助时间通常取切削时间的10%-20%。