《数控加工工艺与编程》课件 (6)

2）人机交互图形编程
UG PRO/E、MasterCAM
3）数字化编程
用测量机或扫描仪对零件或实物的形状和尺寸进行测量或扫 描，然后经计算机处理后自动生成数控加工程序。这种方法 十分方便，但成本较高，仅用于一些特殊场合。
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3.手工编程的内容和步骤
图纸工艺分析
这一步与普通 机床加工零件时的工艺分析 相同，即在对图纸进行工艺 分析的基础上，选定机床、 刀具与夹具；确定零件加工 的工艺线路、工步顺序及切 削用量等工艺参数等。
为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上 运动的方向和运动的距离，必须设定一个机床坐标系。
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1. 机床坐标系
（2）机床坐标系的规定 1）标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的关系与笛卡尔直角坐 标系相同。
X、Y、Z组成直角坐标，围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐 标轴由A、B、C表示。
2.数控编程的方法
（1）手工编程 编程人员根据加工图样和工艺，采用数控程序指令和指定的 格式进行程序编写。 对于加工形状简单的零件，计算比较简单、程序不多，采用 手工编程较容易完成，而且经济、及时。
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2.数控编程的方法
（2）计算机辅编程
1）数控语言编程
采用某种高级语言（APT），由计算机完成复杂的几何计 算。在我国已被陶汰。
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零件图纸
图纸工艺分析
计算运动轨迹
修
程序编制
改
制备控制介质
校验和试切
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3.手工编程的内容和步骤
编制程序及初步校验
根据制定的加工 路线、切削用量、刀具号码、 刀具补偿、辅助动作及刀具运 动轨迹，按照数控系统规定指 令代码及程序格式，编写零件 加工程序，并进行校核、检查 上述两个步骤的错误。

（2）零件尺寸所要求的加工精度、尺寸公差是否都可 以得到保证？
（3）内槽及缘板之间的内转接圆弧是否过小？
（4）零件铣削面的槽底圆角或腹板与缘板相交处的圆 角半径r是否太大？
（5）零件图中各加工面的凹圆弧(R与r)是否过于零乱， 是否可以统一？
（6）零件上有无统一基准以保证两次装夹加工后其相 对位置的正确性？
（3）零件铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要
过大。 （4）应采用统一的基准定位。在有关的铣削件
的结构工艺性实例见表6-1。
(a) R较小
(b) R较大
图6-11 内槽结构工艺性对比
(a) r较小
(b) r较大
图6-12 零件槽底平面圆弧对铣削工艺的影响
3.零件毛坯的工艺性分析
（1）毛坯应有充分、稳定的加工余量。 经验表明，数控铣削中最难保证的是加工 面与非加工面之间的尺寸，在零件图样注 明的非加工面处也增加适当的余量。
(2)平面加工方法的选择 在数控铣床上加工平面主要采用端铣 刀和立铣刀加工。粗铣的尺寸精度和表面粗糙度一般可达
IT11～IT13，Ra6.3～25；精铣的尺寸精度和表面精糙度一 般可达IT8～IT10，Ra1.6～6.3。
(3)平面轮廓加工方法的选择通常采用3坐标数控铣床进行两轴 半坐标加工。
(4)固定斜角平面加工方法的选择 固定斜角平面是与水平成成 一固定夹角的斜面，常用的加工方法如下：
1.加工方法的选择
对于数控铣床，应重点考虑几个方面：能保证零件的加工精 度和表面粗糙度的要求；使走刀路线最短，既可简化程序段， 又可减少刀具空行程时间，提高加工效率；应使数值计算简 单，程序段数量少，以减少编程工作量。
(1)内孔表面加工方法的选择
在数控铣床上加工内孔表面加工方法主要有钻孔、扩孔、铰 孔、镗孔和攻丝等，应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具 体生产条件、批量的大小及毛坯上有无预制孔等情况合理选 用。

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数控机床的特点
优点：
缺点：
1、能完成很多普通机床难以完成的任务
2、采用数控机床，可以提高零件的加工精度 3、可以提高生产率 4、可以实现一机多用 5、几乎不需要专用的工装卡具 6、减少了在制品，提高经济效益 7、大大减轻了工人的劳动强度
1、初期投资及维修技术等费用较高 2、要求管理及操作人员的素质也较高
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数控技术的发
展
1948年，美国军工提出 采用数字脉冲控制机床
的设想
1959年，采用印刷电路 板出现加工中心
数控装置进入第二代
20世纪60年代末，群数控 系统DNC，数控装置进入 以小型计算机为特征的第
四代数控系统
20世纪80年代、90年 代，自动编程，数控
软件系统
1952年，麻省理工大学 研制成功了第一台三坐
标数控铣床
1965年，采用集成电路 数控装置，出现第三代
数控机床
1974年，研制成功使用 微处理器和半导体存储 器的微型计算机数控装
置，第五代数控系统
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
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数控加工技术的优点
1、加工效率高，利用数字化，加工的速度快。 2、加工精度高，优化了传动装置，提高分辨率，减少了人为误差。 3、劳动强度低，由于采用了自动控制方式，劳动强度很低。 4、适应能力强，通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式。
04 数控电火花加工工艺与编程
05
自动编程技术
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本课程学习目的
通过本课程的学习主要培养学生3个方面的能力
（1）数控加工相关知识的运用能力。主要是机械制造基础知识、数控 加工工艺基础知识、数控机床的基础知识和基本操作方法的应用能力

加工方法的选择
加工顺序的合理按排
制定加工中心加工工艺
工步设 计
先粗加工，半精加工，再精加工。 既有孔又有面的加工时先铣面后镗孔。 采用相同设计基准集中加工的原则。 相同工位集中加工，邻近工位一起加工可提高加工效率。 按所用刀具划分工步。 有较高同轴度要求的孔系，应该单独完成，再加工其他形位。 在一次装夹定位中，能加工的形位全部加工完。
制定加工中心加工工艺
进给路 线的确
定
孔加工路线的确定：
确定XY平面内的进给路线：定位要迅速，保证不 发生碰撞的前提下缩短空行程；定位要准确。
确定Z向的进给路线
制定加工中心加工工艺
加工余 量的确
定
影响加工余量 大小的因素
表面 粗糙
度
表面 缺陷 层深
度
空间 偏差
表面 几何 形状 误差
装夹 误差
制定加工中心加工工艺
2
理解
4
加工中心的主要加工对象
加工中心与数控铣床的异同: 加工中心是在 数控机床的基础上发展起来的，都是通过程序控 制多轴联动走刀进行加工的数控机床。不同的是 加工中心具有刀库和自动换刀功能。
加工中心的主要加工对象
加工中心适于加工形状复杂、工序多、精度要求较高， 普通机床加工需多次装夹调整困难的的工件。
立式、卧式加工中心的结构
（单击观看录像）
加工中心的结构及类型
立 式 加 工 中 心
加工中心的结构及类型
龙门式加工中心
加工中心的结构及类型
按换刀形式分
带刀库、机 械手的加工
中心
无机械手的 加工中心
刀库转塔式 加工中心
加工中心的结构及类型
可装20把刀的无臂式ATC刀具库