数控车床加工工艺与编程模块一

#§1-1 数控入门知识随着科学技术和社会生产和迅速发展，机械产品日趋复杂，对机械产品和质量和生产率的要求越来越高.在航天、造船、军工和计算机等工业中，零件精度高、形状复杂、批量小、经常改动、加工困难，生产效率低、劳动强度大,质量难以保证。

机械加工工艺过程自动化是适应上述发展特点的最重要手段.为了解决上述问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备-—-——-数控机床在这种情况下应运而生。

目前数控技术已做逐步普及，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机床自动化的一个重要发展方向.1—1—1数控定义数控即数字控制（Numerical Control)，是数字程序控制的简称。

数控车床由数字程序控制车床简称；CNC表示计算机数控车床。

数控机床加工原理是把刀具与工件的运动坐标分成最小的单位量即最小位移量，由数控系统根据工件的要求，向各坐标轴发出指令脉冲，使各坐标移动若干个最小位移量，从而实现刀具与工件的相对运动,以完成零件的加工.数控的实质是通过特定处理方式下的数字信息（不连续变化的数字量）去自动控制机械装置进行动作，它与通过连续变化的模拟量进行的程序控制（即顺序控制），有着截然不同性质.由于数控中的控制信息是数字化信息，而处理这些信息离不开计算机，因此将通过计算机进行控制的技术通称为数控技术，简称数控。

这里所讲的数控，特指用于机床加工的数控（即机床数控)。

1—1-2 机床数控与数控机床机床数控是指通过加工程序编制工作，将其控制指令以数字信号的方式记录在信息介质上，经输入计算机处理后，对机床各种动作的顺序、位移量和速度实现自动控制的一门技术。

数控机床则是一种通过数字信息控制按给定的运动规律,进行自动加工的机电一体化新型加工装备。

§1—2 数控机床的用途分类1—2—1 数控车床的用途数控车床与卧式车床一样，也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。

但是由于数控车床是自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。

数控车床编程指南数控车床作为现代制造业中常用的加工设备，广泛应用于各个行业。

如何利用UG软件进行数控车床编程是一个关键问题。

本文将介绍数控车床的基本原理以及如何使用UG软件进行编程的步骤。

数控车床基本原理数控车床是一种根据预先输入的程序控制刀具在工件上运动的加工设备。

它可以实现复杂的加工任务，提高加工精度和效率。

数控车床的工作原理是通过控制刀具在不同方向上的运动，实现对工件的加工。

用户可以通过编写程序来控制刀具的运动轨迹、速度和加工深度等参数。

UG软件介绍UG软件是一种专业的计算机辅助设计与制造软件，广泛用于机械加工、制造等领域。

UG软件提供了丰富的功能模块，包括三维建模、仿真、数控编程等，为用户提供全面的设计制造解决方案。

使用UG编程数控车床的步骤步骤一：导入工件模型首先，打开UG软件，导入需要加工的工件的三维模型。

可以通过导入CAD文件或直接在UG软件中绘制模型来实现。

步骤二：设定加工工艺根据工件的特点和加工要求，设定加工工艺参数，包括切削速度、进给速度、刀具直径等参数。

在UG软件中可以轻松设置这些参数。

步骤三：创建加工路径通过UG软件的数控编程模块，创建刀具的加工路径。

可以通过点、线、弧等方式来创建刀具的运动轨迹，实现对工件的加工。

步骤四：生成数控代码根据创建的加工路径，通过UG软件生成数控代码。

数控代码包括刀具的运动轨迹、速度、深度等信息，通过数控系统加载这些代码来实现加工。

步骤五：模拟和验证在生成数控代码之前，可以使用UG软件的仿真功能对加工过程进行模拟和验证。

确保加工路径没有冲突和错误，提高加工的精确度和安全性。

步骤六：下发数控代码最后，将生成的数控代码下载到数控车床的控制系统中，启动加工过程。

数控车床将按照设定的路径和参数对工件进行加工，完成加工任务。

结语通过UG软件进行数控车床编程，可以提高加工的精度和效率，减少操作失误的可能性。

掌握数控车床编程的基本原理和使用步骤，能够更好地应用于实际加工生产中。

数控机床的数控加工工艺设计与编程设计书1 设计的内容及目的1.1设计的内容结构件的工艺与编程。

其要求如下：（1）图形的分析；（2）刀的选择；（3）工艺路线；（4）编写数控加工工序卡片；（5）程序清单；（6）废品分析及问题的解决。

1.2设计的目的高等院校的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。

它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。

对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。

是学生在校期间的学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是培养优良的思维品质，进行综合素质教育的重要途径，培养学生综合运用多学科理论知识的能力；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。

2 数控机床的知识2.1 数控机床的产生和发展⏹2.1.1产生随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。

因此，对机械产品的加工相应得提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。

数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。

第一台数控机床是1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合作研制的三坐标数控铣床，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，可用于加工复杂曲面零件。

数控机床的发展先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规摸集成电路（1965年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型机算机（1974年）等五代数控系统。

模块一数控机床概论§1-1 数控机床简介数控技术是综合了计算机、自动控制、电机、电气传动、测量、监控、机械制造等学科领域最新成果而形成的一门边缘科学技术。

在现代机械制造领域中，数控技术较早地应用于机床装备中，本课程中的数控技术具体指机床数控技术。

一、基本概念1.数字控制：用数字化信号进行控制的一种现代控制方法，简称数控。

2.计算机数字控制（CNC）：由工业计算机控制程序来实现部分或全部基本控制。

3.数控机床就是采用了数字控制技术的机床。

国际信息处理联盟第五技术委员会对数控机床作了如下定义：“数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用代码，或其它符号编码指令规定的程序。

”换言之，数控机床是一种采用计算机，利用数字信息进行控制的高效、能自动化加工的机床，它能够按照机床规定的数字化代码，把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能(如刀具交换、冷却液开与关等)表示出来，经过数控系统的逻辑处理与运算，发出各种控制指令，实现要求的机械动作，自动完成零件加工任务。

在被加工零件或加工工序变换时，它只需改变控制的指令程序就可以实现新的加工。

所以，数控机床是一种灵活性很强、技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备。

二、数控机床的组成数控机床是由程序载体、数控装置、伺服系统和机床本体组成，如图1-1所示。

图1-1 数控机床的组成1.程序载体：是人与机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。

2.人机交换装置：通过人机交换装置对数控机床进行操作和控制。

3.数控系统：由I/O接口线路，PLC、主控系统等组成。

4.伺服系统：是数控系统和机床本体之间的纽带。

5.机床本体：数控机床的机械结构实体。

6.辅助装置：自动换刀装置、自动交换工作台、润滑排屑装置。

§1-2 数控机床的分类数控机床的品种规格繁多，分类方法不一。

根据数控机床的功能、结构、组成不同，可从控制方式、伺服系统类型、功能水平、工艺方法几个方面进行分类，如表1-1所示。

数控编程与操作课程标准一、适用对象技工学校三年制数控技术应用专业学生。

二、课程性质本课程是一门传授数控车床编程与操作相关理论和技能知识的专业课。

本课程采用数控加工中的各种典型实例，讲解相关的工艺知识、编程知识及操作加工方法，来对数控编程与加工进行深入细致的讲解，内容涉及数控车床的编程、加工工艺及实训操作。

通过本课程的学习，学生能够独立完成中等复杂程度零件的数控程序编制及加工，并能获得数控车工国家职业技能中级证书。

在本课程讲授之前，学生应已修完以下课程：《机械制图》、《金属材料与热处理》、《公差配合与技术测量》、《车工工艺学》等课程并经过《初级车工实训》。

三、参考课时。

本课程总学时300学时，理论课100学时，数控车床操作实训200学时。

四、课程目标通过本课程的学习，学生学应掌握以下职业能力：1）能根据产品图样合理设计中等复杂程度零件的加工方案、编制加工工艺及相应的数控工艺文件；2）能熟练运用各种方法正确计算数控编程中相关基点、节点的坐标；3）掌握各种指令的含义、格式及用法，能合理运用固定循环指令等高级编程指令对复杂工件进行编程；熟练编写中等复杂程度零件的数控车加工程序。

4）能合理选用装夹方式、夹具、刀具，合理选用切削用量，能正确刃磨及修磨各种常用刀具；独立完成中等复杂程度零件的数控车加工。

5) 能根据加工方案，对加工流程进行技术管理。

能对工件进行质量和误差分析，并能提出相应的改进与预防措施；6）了解数控机床的结构及工作原理，能对数控机床进行一般性维护与保养。

7)了解数控专业新工艺、新技术的发展方向。

8）具备对具体学习、工作任务的理解和分析能力，具有一定的使用参考书、手册、图表、技术标准等技术资料的能力及自学能力。

9）具备勤劳诚信、爱岗敬业、吃苦耐劳、善于协作配合、善于沟通交流等职业素养与创新意识。

五、设计思路本课程依据国家职业技能标准《数控车工》及企业对数控加工人员岗位工作任务与职业能力要求设计课程内容，以典型零件的加工为载体，有机地融入理论知识与操作技能，教学内容设计成模块化项目，包括以下部分内容：模块一、数控机床的基本操作模块二、简单轴类零件的加工模块三、复杂轴类零件的加工模块四、套类零件的加工模块五、复杂零件的加工与中级技能鉴定在上述内容安排时充分考虑到技工学校学生的能力及学习习惯，采用小步化原则，以数控车床操作过程、数控车削加工工步为主线，按先分步后综合的方式组织教学内容。

《数控加工工艺与编程》课程标准一、教学对象：适用于三年制数控技术、模具设计与制造、机械制造与自动化等专业学生。

二、课程性质：《数控加工工艺与编程》是数控技术专业核心课程。

本课程旨在培养学生在掌握一般机械制造工艺基础上，再对零件数控加工工艺编制能力、数控加工刀具的识别选用能力进行掌握。

培养学生编写数控车、数控铣加工程序，并输入调试和修改程序，并能操作数控车、数控铣、加工中心等常用数控设备来完成零件的数控化加工和精度检验，是学生顶岗实习前的专业必修课程。

三、教学目标及设计思路：（1）数加工工艺能力学生通过学习机械制造工艺学、数控车、数控铣加工工艺的基础上，达到能够编制一般零部件在数控机床上进行加工的工艺文件，认识与掌握数控常用刀具、夹具、量具使用方法。

（2）数控车床编程与操作能力通过学习常用编程指令、数控车常用编程指令、螺纹加工指令，学生能够进行一般外圆阶梯轴的粗、精加工编程、内孔加工编程、螺纹编程，端盖类零件的编程、并能够运用循环指令进行粗加工循环编程，在此基础上通过实训课程的进行，能够操作数控车床将零部件加工出来。

（3）数控铣床编程与操作能力通过学习常用编程指令和刀具半径补偿、长度补偿、简化编程指令、子程序调用、孔加工循环指令等，学生掌握一般平面铣削、内外轮廓铣削、槽腔铣削等编程与加工，及孔类形状部位的编程与加工的能力。

四、能力要求：（1）数控加工工艺能力通过对机制工艺、数控加工工艺的学习，一个工作日内，能够独立完成一般复杂程度车床轴类零件和铣床零部件的工艺编制，切削参数设置，正确使用数控车、数控铣上常用刀具、夹具、量具进行加工操作完成。

（2）数控车床编程与操作能力通过学习在数控车上所能进行的工艺指令、数控车常用编程指令、螺纹加工指令，学生具有以下能力：1）能够进行一般复杂程度外圆阶梯轴的粗、精加工编程、内孔加工编程、螺纹编程能力；2）能够进行端盖类零件的编程、并能够运用循环指令进行粗加工循环编程能力；3）加工工件尺寸精度等级能够达到国家标准未注尺寸公差中等水平、表面粗糙度能够控制到Ra6.3以上；（3）数控铣床加工工艺与编程通过学习常用编程指令和刀具半径补偿、长度补偿、简化编程指令、子程序调用、孔加工循环指令等，学生具有以下能力：1）掌握较简单平面铣削、内外轮廓铣削、槽腔铣削的编程能力；并能独立操作数控机床进行加工；2）具有一般孔类形状部位的编程能力；并能选择机床、刀具、夹具等进行独立加工；3）加工工件尺寸精度等级能够达到国家标准未注尺寸公差中等水平，表面粗糙度能够控制到Ra12.5以上；五、教学内容：（参考学时：64学时）（1）数控加工技术的基本概念和基本工艺知识（参考学时：12学时）1)重点掌握内容：数控机床分类方法、数控机床坐标系、程序格式、字的概念和功能指令、数控加工刀具及其选用、切削用量及工艺参数的确定、数控机床的坐标系。

《数控铣床/加工中心加工工艺与编程（第二版）习题册》参考答案模块一数控机床编程与操作基础任务一认识数控机床及其操作面板一、填空题1．刀库刀具自动交换装置2．钼丝钨钼合金丝3．铣削镗削4．选择机床操作AUTO5．程序编辑手轮进给方式DNC二、选择题三、判断题四、简答题1．数控系统的输入/输出装置接受加工程序等各种外来信息，由数控装置进行处理和分配，向驱动机构发出执行命令。

伺服系统根据数控装置输出信号，经放大转换后驱动执行电机，带动机床运动部件按约定的速度和位置进行运动。

2．日本的FANUC数控系统：FANUC 0-MD、FANUC 0i-MA；德国的SIEMENS数控系统：SIEMENS 802D/C/S 、SIEMENS 840D/C；中国的华中数控系统：HNC-21M；北京航天数控系统：CASNUC 2100；美国的A-B数控系统；日本的三菱数控系统。

3．按数控机床的主轴位置分为：卧式机床、立式机床；按数控机床的用途分：数控铣床、加工中心、数控车床、数控钻床；数控电火花成形机床、数控线切割机床、数控激光加工机床；数控磨床、数控镗床、数控钻床。

任务二数控机床的手动操作1．对刀2．X轴的正Y轴的正Z轴的正3．机械偏心式寻边器电子式寻边器机械式Z向对刀器机外对刀仪4．机床坐标系传递切削力的主轴轴线5．Y6．机床参考点和机床原点不重合二、选择题三、判断题四、简答题1．FANUC 0i-Mate-TC（1）选择模式按钮“HANDLE”；（2）按下“超程解除”按钮不松开，同时按下“RESET”键，消除报警画面；（3）不松开“超程解除”按钮，让机床朝超程的反向进给，退出超行程位置。

2．（1）手动返回参考点，注意机床返回参考点前工作台、主轴位置是否恰当。

（2）利用“HANDLE”“JOG”驱动机床时，注意进给倍率的位置。

（3）避免机床接近极限位置，以免超程。

五、计算题略。

任务三数控程序输入与编辑一、填空题1．手工编程自动编程2．零件造型生成刀具轨迹后置处理生成加工程序3．1号4号4．模态指令非模态指令5．/6．尺寸功能字进给功能字刀具功能字辅助功能字三、判断题四、简答题1．（1）分析零件图样；（2）确定加工工艺；（3）数值计算；（4）编写加工程序单；（5）制作控制介质；（6）程序校验。