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第二章数控加工工艺与编程基础.pptx

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第2章：数控工艺基础.

第2章：数控工艺基础.

已知该零件的毛坯为 100mm×80mm×27mm 的方形坯料，材料为45钢 ，且底面和四个轮廓面均 已加工好，要求在立式加 工中心上加工顶面、孔及 沟槽。
数控加工工艺分析与设计
数控加工工序卡片
零件号 101 零件名称 编制日期 2003/10/5
程序号 工 步 号 1 程序 段号 N11
O1011 工步内容 刀具
切削速度的影响：
切削速度提高20%,刀具寿命降低1/2 切削速度提高50%,刀具寿命将降至原来的1/5 低速(20～40m/min)切削易产生振动，刀具寿命亦低
切削用量的选择
进给量：对工件表面粗糙度有很大的影响 通常由表面粗糙度要求决定进给量
进给量的影响：
进给量小，后刀面磨损大，刀具寿命将降低 进给量大，切削温度升高，后刀面磨损也增大 进给量大，加工效率高
f=0.25mm/rev
F42 f=0.08mm/rev F75 f=0.08mm/齿 F150 f=0.2mm/rev F110 f=0.15mm/rev F120 0.3
11
N21
精镗φ32孔至尺寸
微调精镗刀（φ 32）
12
N22
精铣φ60沉孔及沟槽至尺寸 φ12孔口倒角
立铣刀（φ 18，4刃） 倒角刀（φ 20）
数控加工工艺概述
数控加工工艺分析
• 零件加工工艺分析，决定零件进行数控加工 的内容 • 零件的结构工艺性分析
– 零件的内腔和外形尽可能地采用统一的几何类型 和尺寸 – 内槽圆角不应过小 – 槽底圆角半径r不应过大 – 保证基准统一
数控加工工艺分析与设计 数控加工工艺设计
定位基准的选择
粗基准选择原则
IT6～7
IT7～9 IT11～12 IT8～9 IT7～8 IT6～7 IT7～8 IT6～7 IT6～7 IT6～7 IT6级以上

数控加工工艺与编程基础知识(PPT 145页)

数控加工工艺与编程基础知识(PPT 145页)
机夹式：机夹式又可
分为不转位和可转位两种； 通常数控刀具采用机夹式！
特殊型式：如复合式
刀具，减震式刀具等。
阶梯式刀 具
舍弃式刀具/电脑锣刀具
1. 根据制造刀具所用 的材料可分为：
高速钢刀具； 硬质合金刀具； 金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方 氮化硼和陶瓷刀具等。
数
按照切削工艺分：
控
刀 具
车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等
10000
3000
0.2
背吃刀量 (mm)
10
57
陶瓷刀具
数
控 刀 具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、 刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工；
的 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料；
材 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加 料 工中的换刀次数；
1972年
美国 德国 瑞典
美国
德古萨公司
瑞典山特维克 钢厂
通用电气公司
采用可转位刀片
生产陶瓷刀具 生产碳化钛涂层硬质合金刀片
聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片
发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速 1972年 美国 邦沙和拉古兰 钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层
数控刀具的选择
为了保证数控机床的正常运行，只有配置了与数控机 床性能相适应的刀具才能使其性能得到充分发挥，也可说配 置刀具的优异（合理性、先进性）直接影响到数控机床功能 和作用的发挥。
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件

《数控加工工艺与编程》教学课件—02数控机床编程基础与加工工艺设计

《数控加工工艺与编程》教学课件—02数控机床编程基础与加工工艺设计
（2） 数控加工程序：（就是）把零件加工的工艺过程，工艺参数，位移数据及开关命令等 信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息 载体上，通过数控机床的输入装置，将数控加工程序输入机床数控系统，数控机床按 数控程序的内容加工出合格的零件。
（3） 数控编程过程：数控机床是按照事先编制好的数控程序自动地对工件进行加工的高 效自动化设备。理想的数控程序不仅应该保证能加工出符合图样要求的合格工件， 还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床能安全、可 靠、高效地工作。
根据输入方式的不同，可将自动编程分为语言数控自动编程、语音数控自动编程 和图形数控自动编程等。
8
Part 2
数控机床的坐标系
坐标系建立的原则
1）刀具相对运动，工件相对静止原则。即永远假定刀具相对于静止的工件坐 标系运动。不同机床的进给运动部件不同，有的机床是刀具做实际的进给
运动，如车床；有的是工作台带着工件做实际的进给运动，如铣床。机床 坐标轴的正向规定前提：假定工件静止，刀具相对于工件作进给运动；如
要表示刀具固定，工件运动的坐标，则用X′ Y′ Z′ A′ B′ C′来表 示。按相对运动关系，由于工件运动方向与刀具运动方向相反，所以有： +X= -X′+Y= -Y′ +Z= -Z′ +A= -A′ +B= -B′ +C= -C′ 2）附加坐标轴
X 、Y、 Z 基本坐标系又称第一坐标系，它表示最靠近主轴的坐标系。此
5
2 数控编程的内容与步骤
1）分析零件图 分析零件的加工位置、加工方式（指定方案），以确定该零件是否适宜在 数控机床上 加工或在哪种数控机床上加工；
2）确定零件数控加工工艺过程 在分析零件图样的基础上，确定零件加工方法（如装卡定 位方法）和加工路线（如对刀、切削路线），选定加工刀具并确定切削用量等工艺参数。

数控加工工艺与编程.ppt

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二．数控机床适用范围
数控机床适用于品种变换频繁、 批量较小，加工方法区别大且复杂 程度较高的零件。
数控机床适用范围
第四节 数控技术的发展趋势
一. 数控机床的发展趋势
(1) 高速化与高精度化 (2) 复合化 (3) 智能化
(4) 高柔性化
(5) 小型化 (6) 开放式体系结构
二. 先进制造技术简介
1、计算机直接数控系统 ： 用一台中央计算机直接控制和管理一群数控设备进行零件加工或装配
2. 工件坐标系与编程坐标系 （1） 机床坐标系与机床原点及机床参考点 （2） 编程坐标系 （3） 工件坐标系与工件原点 （4） 机床坐标系与工件坐标系的关系
机床原点的设置（车床）
机床参考点（车床）
3.绝对坐标系与相对坐标系 （1）绝对坐标系：
所有坐标值均从坐标原点计量的坐标系。所用的编程指令称为 绝对指令。绝对坐标常用X、Y、Z代码表示。 （2）增量坐标系：
的系统。 2、柔性制造单元和柔性制造系统：
由加工中心与工件自动交换装置组成，同时，增加了自动检测与工况 自动监控等功能。 3、计算机集成制造系统 ：
其核心是一个公用的数据库，对信息资源进行存储与管理，并与各个 计算机系统进行通信。
实验室 系统概述
1 GSK980T车床数控系统是广州数控设备 有限公司开发研制的普及型数控系统.
第三节 数控机床的组成和分类
一. 数控机床的组成
数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈
装置和机床本体组成。
1. 输入输出设备
2. 数控装置 3. 伺服系统 4. 测量反馈装置 5. 机床本体
输入 输出 设备
数控 装置
伺服 系统
机床 本体
测量反馈装置

第2章数控加工的编程基础67页PPT

第2章数控加工的编程基础67页PPT
数控系统中。 （2）软件插补器：由软件完成插补工作的装置。用在计算机数控系统中。
2.常用的插补方法
1)根据输出信号方式的不同，软件插补方法分为：脉冲插补 法和数字增量插补法。
脉冲插补法：模拟硬件插补的原理，把每次插补运算产生的指令脉冲
输出到伺服系统，驱动工作台运动。
数字增量插补法：其位置伺服通过计算机和检测装置构成闭环，插补结果 输出数据。
• 1.程序编制的一般内容和过程 • 如图2-1所示。
• （1）.分析零件图样和工艺处理
• 根据零件图样，对零件的形状、尺寸、精度、表面质量、材料、毛坯种类、 热处理和工艺方案等进行详细分析，制定加工工艺。
• （2）.数值计算 • 在编制程序前要进行运动轨迹的基点、圆弧线段的圆心等坐标值计
算，这些坐标值是编制程序时需要输入的数据。所谓基点就是运动 轨迹相邻几何要素间的交点。
2）自动编程：数控加工程序编制的大部分或全部工作均由计算机完成 的编程方法。
自动编程多用于加工复杂工件。
优点：由软件生成，可信度高，数据准确，可以用软件模拟出来的任意 可加工曲面。
缺点：前期准备时间长，需要用软件建立模型，再设置刀具和毛坯等等，
不适于简单工件的加工。程序冗长，一个复杂曲面的加工程序可能达到几 十兆大小，需要在线加工，机床内存无法存储这么大的程序。加工路径不 灵活，可能会有很多空行程。
自动编程的方法主要有两种：
1）用编程语言编程。APT（Automatically Programmed Tools).根据拟定的 工艺方案进行编程。特点：程序简练、走刀控制灵活。缺点：编程工作量 大，缺乏直观性。
2）用CAD/CAM软件自动编程
软件编程基本原理及大体步骤：
(1)几何造型 加工工艺分析 刀具轨迹生成

数控技术第2章数控编程基础精品PPT课件

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交互式图形编程是建立在CAD/CAM的基础上 的，通过人机对话，利用菜单采取图形交互方 式进行编程的自动编程方法。
零件的图形文件
计算机内数控编程模块，
进行刀具轨迹处理
计算机自动对零件加
工轨迹的每一个节点进行运算和数学处理
生成刀位文件 后置处理 数控加工程
序，并同时在计算机上动态地显示其刀具的加
工轨迹。
刀具运动所作的规定，作相反的安排。
➢ 用带“ˊ”的字母，如+xˊ，表示工件相对于刀具正向 运动指令；
➢ 不带“ˊ”的字母，如+x，表示刀具相对于工件的正方 向运动指令。
2.2 数控机床的坐标系
机床坐标系是机床上固定的坐标系，具有固定 的原定的原点和坐标轴方向。数控装置内部的 位置计算都是在机床坐标系内进行的。
机床原点又称为机械原点，它是机床坐标系的 原点。其位置是由机床设计和制造单位确定的， 通常不允许用户改变。
机床原点是工件坐标系、编程坐标系、机床参 考的基准点。这个点不是一个硬件点，而是一 个定义点。
2.2 数控机床的坐标系
机床参考点是采用增量式测量的数控机床 所特有的，机床原点是由机床参考点体现 出来的。机床参考点是一个硬件点。
2.2 数控机床的坐标系
Y
Y
Y
40
A
30
B
50
30 X
50
30
机床原
80
点
30
X
X
机床坐标系
A （-50，70） B （80，80）
工件坐标系1 （30，40） （30，30）
工件坐标系2 （50，50）
（30，30）
自动编程
利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程， 称为自动编程。

数控加工原理与编程基础.pptx

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• 数控机床与普通机床比较：
数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和
动作自动控制 的功能部件，使数控机床能够自动
完成 对零件加工的全过程。
其控制的媒介：数字程序（学习重点）
二、不同加工方式示例
成型零件
成形车刀
仿 型加工
靠模板
数控加工
采用数控机床加工零件时,只需要将零件图 形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的 形式，编成程序代码输入到机床控制系统 中，数控机床便按照事先编好的加工程序, 自动地对被加工零件进行加工.
三、数控加工的特点（优点）
1. 加工精度高，加工质量稳定 ☻ 数控机床的机械精度高 ☻ 数控机床的控制精度高（0.001mm/P） ☻ 无人为误差，加工的一致性好
2. 数控加工的生产效率高 ☻极大地缩短加工的辅助时间（快速行程、自
动换刀） ☻免划线工序 ☻粗、精加工一次装夹完成 ☻无需中途停车检测
选择和交换刀具的刀具指令信号
辅助指令信号:冷却、润滑、夹经 紧、松开、分度等.
3. 伺服系统：数控机床的动力装置
作用：接受数控装置的输出 驱动与放大 实现电→机转换
§1.3 数控加工原理
数控加工过程
加工检验 对刀试切 安装工件 编制并输入程序 数值计算 工艺分析 零件图纸
数控加工原理概述
数控加工原理就是将零件图形和工艺参数、 加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码 输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理 后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机 床各部件协调动作，自动完成零件的加工。
插补运算的任务就是把这种时实计算出的各个轴的 位移指令输入伺服系统,实现成形运动.
逐点比较法
逐点比较法插补运算是以区域判别为特征，每走 一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给定的图形 上的点相比较，判别一下偏差，然后决定下一步 的走向。这样就能得到一个接近给定图形的轨迹， 其最大偏差不超过一个脉冲当量

第二章数控加工编程基础PPT课件

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检测工具的选择：（游表卡尺、千分 尺、内径表）
❖ 根据精度要求，选择适合的测量用具。（广 泛了解各类测量用具的性能）
❖ 基准：（定位基准、夹紧方式、夹具、分配 加工余量）
❖ 定位基准要根据设计基准和工艺及准来选择。 最好要使的基准统一。
❖ 加工余量的分配应根据ap值和毛坯总余量算 出，并且预留精加工余量。
F的确定：
❖ F的确定主要根据表面粗糙度来选择。 ❖ 一般粗加工（0.3—0.5）mm（在我们的机
床上） ❖ 精加工（0.05—0.15)mm ❖ ap的确定： ❖ 粗加工时最大(5—6)mm ❖ 精加工（0.1—0.3)mm ❖ 多数情况下必须综合考虑：

V、F、ap选择推荐表
选刀具数量、材料、类型、角度、尺寸
❖ （3）数值计算 ❖ 基点的计算：（补图）
❖ 节点的计算：
工艺路线：（确定加工方法、加工先 后顺序、刀尖运动轨迹）
❖ 加工方法指的是：
❖ 车、铣、镗、钻、螺纹加工等采用其中哪一 种或哪几种的组合。（数控机床最适宜加工 的零件类型：精度高、批量小、形状复杂、 经常改型、尺寸一致性要求高、价格昂贵的 零件。）
加工路线的选定
❖ 加工路线的选定原则： ❖ （1）使加工路线尽量短 ❖ （2）尽量使数值计算简单 ❖ （3）尽量使加工精度高
使加工路线尽量短
使加工路线尽量短并且尽量使加工精 度高
❖ 减少定位误差的走刀路线
工艺参数（V、F、ap）的确定：
❖ V的确定要考虑： ❖ 工件材料 ❖ 刀具材料（硬度比2：1） ❖ 精加工或粗加工 ❖ 特殊要求 ❖ 我们的车床一般： ❖ 精车--（150—180）米/分 ❖ 粗车--（80—120）米/分 ❖ V=πDn/1000(转/分）

数控加工工艺与编程.ppt

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工件的六个自由度被完 全限制、在空间占有唯 一的位置
工件被限制的自由度少于 六个，但能保证加工要求
根据加工要求应该限制的 自由度而没有限制的现象
几个定位支承点重复限制 工件同一个自由度
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《数控加工工艺与编程》
项目二：熟悉工件装夹
江苏省无锡交通高等职业技术学校
基准相互之间的关系
设计基准－在零件图样上用于标注尺寸和 表面相互位置关系的基准
工序基准－在工序图上，用来确定本工序 被加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基 准
工艺基准－在加工零件和装配机器的工艺 过程中采用的基准称为工艺基准
定位基准－在加工中用作定位的基准
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《数控加工工艺与编程》
2、工件以圆柱孔定位
C—小锥度心轴
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项目二：熟悉工件装夹
江苏省无锡交通高等职业技术学校
2、工件以圆柱孔定位
D—圆锥销
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《数控加工工艺与编程》
项目二：熟悉工件装夹
江苏省无锡交通高等职业技术学校
3、工件以外圆柱定位
项目二：熟悉工件装夹
江苏省无锡交通高等职业技术学校
2、夹紧装置的要求 夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据
的正确位置。
夹紧力的大小要适当，既要保证工件在整 个加工过程中位置稳定不变，又要防止工件 产生变形或损伤工件表面。
结构工艺性要好，夹紧装置的结构力求简 单，便于制造、调整和维修
结构工艺性要好，夹紧装置的结构力求简 单，便于制造、调整和维修
《数控加工工艺与编程》
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2.三坐标数控机床：三轴联动，多用于加工曲面零 件，如数控铣床、数控磨床。
3.多坐标数控机床：四轴或五轴联动，多用于加工 形状复杂的零件。
三）按是否有刀库分类
1.普通型数控机床 2.数控加工中心
加工中心
加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。 它将铣削、镗削、钻削、攻螺纹等功能集中在一 台设备上，使其有多种工艺手段。加工中心的刀 库可容纳10~100多把各种刀具或检具，在加工过 程中由程序自动选用和更换。这是它与普通数控 机床的主要区别。
2．中档数控机床
中档数控机床的技术指标一般为：
脉冲当量0.005~0.001mm，进给速度15~24m/min， 半闭环直流或交流伺服系统，有较齐全的CRT显示： 可显示字符和图形、人机对话、自诊断等。主 CPU一般为16位或32位。可有RS232C、RS485等通 信接口。
3．高档数控机床
高档数控机床的技术指标一般为：
中，经过数控系统的高精度插补运算和伺服系统的伺服 驱动作用，所以能加工出直线度、圆度、圆柱度等形状、 尺寸和位置精度要求高的零件。
②轮廓形状复杂的回转体零件 因车床数控装置都具有直线和圆弧插补功能，还有
部分车床数控装置具有某些非圆曲线插补功能，故能车 削由任意平面曲线轮廓所组成的回转体零件。
③表面粗糙度好的回转体零件 数控车床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度
2.1.4 数控铣削类机床
一 数控铣床特点
1.半封闭或全封闭防护 2.主轴无级调速,转速范围 宽 3.手动换刀，刀具装夹方便 4.一般三坐标联动 5.应用广泛
二、数控铣床分类
立式数控铣床
卧式数控铣床
龙门数控铣床
龙门数控铣床
经济型数控铣床
全功能数控铣床
高速数控铣床
三 数控铣床主要加工对象
值小而均匀的零件。
恒线速度切削也叫固定线速度切削，是在车削非圆
柱形内、外径时，车床主轴转速可以连续变化，以保持 实时切削位置的切削线速度不变(恒定)。中挡以上的数 控车床一般都有这个功能。使用此功能不但可以提高工 效，还可以提高加工表面的质量，即切削出的端面或锥 面等的表面粗糙度一致性好。
④特殊螺纹的回转体零件 不但能车削任何等导程的直、锥和端面螺纹，而且
脉冲当量0.001~0.0001mm，进给速度 15~100m/min，闭环直流或交流伺服系统，CRT显 示具备中档的功能外，还具有三维图形显示等， 主CPU一般为32位或64位。有制造自动化协议 MAP通信接口，具有联网功能。
三）按控制坐标轴数分类
1.两坐标数控机床：两轴联动，用于加工 各种曲线 轮廓的回转体，如数控车床。
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
ห้องสมุดไป่ตู้
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
2.2数控加工的刀具和夹具
2.2.1 数控刀具系统
时间 国家 姓名 产品
2．金属成型类
这类数控机床包括数控板料折弯机、数控直角剪 板机、数控冲床、数控弯管机、数控压力机等。 这类机床起步较晚，但目前发展较快。
3．特种加工类
这类数控机床包括数控线（电极）切割机床、数 控电火花切割机床、数控电火花成型机床、带有 自动换电极的电加工中心、数控激光切割机床、 数控激光热处理机床、数控激光板材成型机床、 数控等离子切割机床、数控火焰切割机等。
二）按功能档次分
按控制系统的功能，可把数控机床分为低档（经 济型）、中档、高档三类。
三个档次的数控机床主要区别于以下几个方面： 1．低档数控机床 2．中档数控机床 3．高档数控机床
1．低档数控机床
低档数控机床的技术指标一般为：
脉冲当量0.01mm~0.005mm，进给速度4~10m/min， 开环步进电机驱动，数码管或简单CRT显示，主 CPU一般为8位或16位。一般无通信功能。
一、数控铣床主要功能
1.直线插补 （1）平面直线 （2）空间直线
（3）逼近直线
2.圆弧插补 （1）平面圆弧 （2）逼近圆弧
3.孔加工固定循环
（1）钻孔 （2）铰孔 （3）锪孔 （3）镗孔 （4）攻丝
二、数控铣床主要加工对象 加工精密、复杂的平面类、曲面类零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
2.1.3 数控钻削类
数控钻床是数字控制的以钻削为主的孔加工机床。数控钻 床按其布局形式及功能特点可划分为数控立式钻床、钻削中心、 数控深孔钻床及其它大型数控钻床等。可完成钻、扩、绞、攻 丝等多道工序，适用于孔间距离有一定精度要求的零件的生产。 数控立式钻床的数控系统一般是点位控制系统。 数控钻床的类型较多，其结构特点各异，数控系统也各不 相同，功能主要包括：孔加工循环、插补、刀具补偿、工件坐 标系设定、宏程序等。
能车增导程、减导程，以及要求等导程与变导程之间平 滑过渡的螺纹，还可以车高精度的模数螺旋零件（如圆 柱、圆弧蜗杆）和端面（盘形）螺旋零件等。
C轴加工螺旋槽
⑤超精密、超低表面粗糙度的零件 在高精度、高功能的数控车床上可加工要求超高的磁
盘、复印机的回转鼓、录像机的磁头、照相机等光学设 备的透镜及其模具，以及隐形眼镜等。
第2章 数控加工工艺与编程基础
2.1 数控机床与工艺适应性 2.2 数控加工的刀具和夹具 2.3 数控加工工艺基本原则和工序设计 2.4 数控加工工艺文件的编制
2.1 数控机床与工艺适应性
2.1.1分类
一）按工艺用途分类 1．金属切削类 2．金属成型类 3．特种加工类
1．金属切削类
这类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控镗 床、数控磨床、数控钻床、数控拉床、数控刨床、 数控切断机床、数控齿轮加工机床以及各类加工 中心。
2.1.2数控车床的特点与工艺范围
1、数控车床主要加工对象类型
数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。 其工艺范围较普通车床宽的多，凡是能在数控车床上装 夹的回转体零件都能在数控车床上加工，特别是形状复 杂的轴类或盘类零件。
针对数控车床的特点，下列几种零件最适合数控 车削加工：
①精度要求高的回转体零件 由于数控车床刚性好、制造、对刀精度高，加工过程