下载文档原格式
contents •数控技术概述•数控机床结构与分类•数控编程基础•数控加工工艺与刀具选择•数控机床操作与维护•数控技术发展趋势与展望目录01数控技术概述数控技术的定义与发展数控技术的定义采用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的技术。
数控技术的发展历程从手动控制到数字控制，经历了多个阶段的发展，包括电子管、晶体管、集成电路、计算机等技术的应用。
数控技术的现状与趋势当前数控技术已经广泛应用于制造业各个领域，未来将继续向智能化、高精度、高效率等方向发展。
数控系统的组成与工作原理数控系统的组成01数控系统的工作原理02数控系统的特点03机械制造领域航空航天领域汽车制造领域其他领域数控技术的应用领域02数控机床结构与分类为确保加工精度和稳定性，数控机床采用高刚度材料和结构。
通过先进的制造工艺和装配技术，实现高精度加工。
采用高性能伺服驱动系统和高速主轴，提高加工效率。
配备自动换刀装置、自动排屑装置等，实现自动化加工。
高刚度高精度高速度高自动化按工艺用途分类按运动方式分类按伺服系统类型分类常见数控机床类型介绍数控车床数控铣床加工中心数控磨床03数控编程基础数控编程的概念是将零件的加工信息，按照数控系统规定的代码和格式，编制成加工程序文件，并输入到数控装置中，由数控装置控制机床进行自动加工的过程。
0203分析零件图样和工艺要求确定加工方案数控编程的步骤01选择合适的数控机床选择合适的刀具、夹具和量具编制加工程序01 02 03机床坐标系工件坐标系用于控制机床的直线插补、圆弧插补等加工动作。
M指令用于控制机床的辅助功能，如换刀、冷却液开/关等。
G指令VSS指令01F指令02T指令03数控编程的常用指令与格式地址符+数字程序段格式一个完整的程序段由若干个字组成，每个字由地址符和数字组成，程序段结束以分号或回车符表示。
04数控加工工艺与刀具选择先进行粗加工，再进行精加工，逐步提高加工精度。
先粗后精原则一次装夹原则工序集中原则基准统一原则尽可能在一次装夹中完成多道工序，减少装夹次数，提高加工效率。
2023-11-04•课程介绍•数控车床基础知识•数控车床操作技能•数控车床编程基础•数控车床编程实例目•数控车床的维护和保养•课程总结与展望录01课程介绍掌握数控车床的基本原理和操作技巧了解数控车床的常见故障及维护方法提升数控车床的操作效率和产品质量培训目标培训内容数控车床的编程语言和编程技巧数控车床的基本原理和结构数控车床的常见故障及维护方法数控车床的操作流程和安全规范数控车床的基本原理和结构（2天）第一阶段数控车床的编程语言和编程技巧（3天）第二阶段数控车床的操作流程和安全规范（3天）第三阶段数控车床的常见故障及维护方法（2天）第四阶段培训安排02数控车床基础知识数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床，广泛应用于机械制造、汽车、航空等领域。
数控车床概述数控车床的定义随着数字化制造技术的不断发展，数控车床的功能和性能不断提升，成为现代制造业的重要基础设备。
数控车床的发展根据结构和功能的不同，数控车床可分为卧式、立式、双主轴等多种类型。
数控车床的分类包括床身、主轴箱、进给系统等，是数控车床的主体部分。
主机部分数控系统辅助装置数控系统是数控车床的控制中心，由计算机、控制器、伺服系统等组成。
包括冷却系统、润滑系统、排屑系统等，为数控车床的正常运行提供保障。
03数控车床的组成0201数控车床采用数字控制技术，具有高精度的加工能力，可满足各种高精度零件的加工需求。
高精度数控车床具有快速进给和切削速度，可大幅提高加工效率，降低生产成本。
高效率数控车床可自动完成加工过程中的各项操作，减轻工人劳动强度，提高生产效率。
自动化数控车床的加工特点03数控车床操作技能启动在操作数控车床之前，需要先打开电源，确保车床的机械系统和控制系统都处于正常状态。
关闭完成加工任务后，需要关闭车床的电源，包括控制面板上的电源开关以及主电源开关。
数控车床的启动和关闭数控车床的操作面板通常包括数字键、功能键、方向键和显示屏等部分，用于输入加工指令和参数，控制车床的加工过程。
第一章数控机床概述1．1数控机床简介1.1.1数控机床的产生和发展机床（Machinetools）是制造机器的机器，又叫工作母机或工具机。
机床包括金属成型机床和金属切削机床。
金属切削机床（Metalcuttingmachinetools）第一代（原始加工阶段）人既是操纵者，也是机床动力的提供者，人力机床。
第二代，工业革命以来，机械化机床，人只需要操纵机床，机床的动力用自然力代替人力，人控机床。
第三代，现代机床人不仅不需要提供动力，连操纵都交给机器了，自动机床。
又分为刚性和柔性机床。
柔性机床以数控机床为代表。
数控机床（NumericalControlledMachineTools）简称NCMachine，是一种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或专用电子计算装置控制的机床。
数控机床是为了解决中小批量，特别是复杂型面零件加工自动化并保证质量要求而产生的。
它综合应用了电子计算机技术，自动控制技术，伺服驱动技术，精密检测技术，新机械结构等成果。
1952美国PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合作研制了第一台三坐标数控铣床（电路采用电子管元件）。
1955进入使用阶段，对加工复杂曲面和促进美国飞机制造业发展起了重要的作用。
1958我国开始研制数控机床。
1959数控装置电子管过渡到晶体管和印刷电路板。
1965出现了商品化集成电路控制装置。
1980以后采用大规模集成电路，人机对话，动态图形显示实时软件精度补偿。
1．1．2数控机床的地位和作用一、数控机床的特点：1、可以提高零件的加工精度，稳定产品质量；2、可以完成普通机床难以完成的复杂曲面零件加工；3、可提高生产率，一般2～3倍，复杂零件加工可提高十几倍到几十倍；4、可实现一机多用；5、有利于实现生产过程柔性自动化。
二、数控机床在国民经济中的地位和作用数控机床是高度机电一体化的典型产品，具有现代机床技术水平的重要特点，是现代机械制造工艺水平的重要标志，数控机床已经满足单件，小批生产精密复杂零件，并逐步扩大到批量生产的柔性加工系统（FMS）。
1．2数控机床的分类一、按工艺用途分（按自动化程度分类）1、普通数控机床（单工序数控加工）在加工过程中的单工序实现数控的自动化机床，刀具的更换，零件的装夹仍由人工完成。
如数控车、数控铣等。
2、加工中心（多工序数控加工）加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，一次装夹可以加工多个表面。
二、按运动方式分类（运动轨迹分）1、点位控制机床能精确控制刀具相对工件的坐标位置，而对位置移动的轨迹并无要求（数控坐标镗，数控钻等）。
2、直线控制机床不仅控制刀具或工作台从一个点准确地移动到另一个点，而且保证在两点之间的运动轨迹是一条直线（数控车、数控铣等）。
3、轮廓控制机床能实现多坐标同时控制数控装置能同时控制，即能同时控制2～5个坐标轴，能加工形状复杂的零件。
三、按控制方式分（按有无位置检测和位置反馈装置分类）1、开环数控机床、开环数控机床2、半闭环数控机床3、闭环数控机床四、按数控构成方式分（按是否由通用计算机控制来分类）1、硬线数控机床用硬线数控装置（工程机）输入插补控制均由专用固定组合逻辑电路实现。
2、计算机数控机床用计算机数控装置（CNC），软线数控装置。
五、按控制轴数与联动轴数分三轴控制两轴联动三轴控制三轴联动等1．3数控机床的基本工作原理及主要性能指标一、工作原理在数控机床上加工零件的步骤：1、根据被加工零件工作图与工艺过程卡，用规定的数字代码和程序格式编写程序单；（编程）2、根据程序单制作控制介质；（制作穿孔带）3、穿孔带通过光电读带机，将加工程序输入数控装置；（输入程序）4、数控装置根据输入信号，进行运算和控制处理，将结果以脉冲信号形式送往机床各个坐标的伺服系统，以驱动机床的各运动部件按规定的加工顺序和位移是进行加工，最后制造出合格的零件来。
（处理、控制、加工）二、数控机床得组成1、控制介质：穿孔纸带，录音磁卡，软磁盘等。
控制介质：穿孔纸带，录音磁卡，软磁盘等。
2、输入装置：光电阅读机，录音机，磁盘驱动器，键盘等。
3、数控装置及强电控制装置：将输入装置送来的脉冲信号经数控装置进行编译运算和逻辑处理后输出信号和指令控制机床动作，强电控制装置是介于数控装置和机床机械液压部分间的控制系统，接收数控装置的输出信号处理后驱动电器、液压、气动和机械部件动作。
4、伺服驱动系统及位置检测装置。
5、机床本体：主运动部件，进给运动部件，床身，辅助装置组成。
与普通机床相似但发生了很大的变化。
三、数控机床的主要性能指标1、精度指标：、精度指标：i.定位精度：指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置的精度，即是移动件实际位置与理想位置之间的误差。
ii.重复定位精度：在同一台机床上用同一程序加工的一批工件尺寸一致的程度。
iii.分度精度：工作台在分度时理论回转角度值和实际转角的差值。
iv.分辩度：两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔a）对测量系统：分辨度指可以测量的最小增量；b）对控制系统：指可以控制的最小位移增量。
v.脉冲当量：数控装置每发一个脉冲信号机床移动部件的移动量。
⒉数控机床的可控轴数与联动轴数：i.可控轴数：数控机床控制装置解算控制的坐标数目，可控轴数：数控机床控制装置解算控制的坐标数目，世界上最高可控轴数为24轴。
ii.联动轴数：机床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目。
二轴联动、三轴、四轴、五轴联动。
3．运动性能指标i.主轴转速：普通可达5000~10000r/min；ii.进给速度：国内可达10~15m/min；国际可达15~30m/min；iii.行程：X、Y、Z行程，影响加工范围，加工能力；iv.摆角范围：影响加工范围和刚性；v.刀库容量及换刀时间：中小型加工中心多为16~60把；大型加工中心刀具在100把以上；换刀时间国内均在10~20s，国外均在4~5s。
1．4柔性自动化的发展（略）一、柔性加工单元（FMC—Flexiblemanufacturingcell）：可以看作是扩大功能的镗铣或车削加工中心，工件灵活多变，调整快速方便，但装卸和测量装控仍离不开人。
多种加工中心装上自动装卸工件、自动测量监控装置就成了FMC，可在一段时间内无人看管独立工作。
二、柔性加工系统（FMS—Flexiblemanufacturingsystem）：由多台数控单机组成，由计算机控制和管理的柔性自动化加工系统，它可以在加工一批零件后不停机自动转换为加工另一种零件。
FMC相当于自动线，它是一种柔性较大，无人化的自动加工系统。
三、计算机集成制造系统（CIMS—Computerintegratedmanufacturingsystem）CIMS是把生产工厂的全部功能（包括生产管理，产品开发制造等）实现计算机综合管理，具有对市场的适应性（很短时候就能使工厂满足市场需求，生产出产品），交货期短，成本低，质量高的生产系统，其主要特点是信息流的自动化和机器智能化。
CIMS的基本工作单元是数控机床。
CIMS的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3个计算机系统进行通信：（1）CAD/CAM系统使设计制造一体化；（2）计算机辅助生产计划与计算机生产控制（CAPP/CAC—Compute-aidedprocessplanning/computeraidedcontrol），可实现从设计到制造的无图纸加工；（3）工厂自动化（FA—Factoryautomation），它可以实现产品的自动装卸和测试，材料的自动运输与处理等。
CIMS是以多品种，小批量产品为对象，以计算机技术为核心，具有集成化、自动化、模块化和柔性化等特点的集成生产系统。
它是机械制造工厂发展战略目标，其基本工作单元是数控机床。
第二章数控加工的切削基础第一节、金属切削的基本知识一、切削运动和工件加工表面（一）、切削运动平面刨削的切削运动与加工表面（1）主运动:由机床或人力提供的刀具与工件之间主要的相对运动,它使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料，使被切削层转变为切屑,从而形成工件的新表面。
在切削运动中，主运动速度最高、耗功最大，是切下切屑所必须的基本运动。
①主运动方向:切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。
②切削速度vc:切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
（2）进给运动:刀具与工件之间附加的相对运动,它配合主运动依次地或连续不断地切除切屑,从而形成具有所需几何特性的已加工表面。
进给运动可由刀具完成(如车削)，也可由工件完成(如铣削)，可以是间歇的（如刨削）,也可以是连续的（如车削）。
①进给运动方向:切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给方向。
②进给速度vf:切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。
（3）合成切削运动:主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。
（二）、切削加工过程中的工件表面切削刃相对于工件的运动过程,就是表面形成过程。
在这个过程中,切削刃相对于工件的运动轨迹面就是工件上的加工表面和已加工表面。
有两个要素，一是切削刃,二是切削运动。
不同的切削运动的组合,即可形成各种工件表面。
（1）待加工表面:工件上待切除的表面。
（2）已加工表面:工件上经刀具切削后产生的新表面。
（3）过渡表面:工件上切削刃正在切削的表面。
它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。
（三）、切削要素（1）切削用量要素切屑的切削层参数。
①切削速度对切削运动定量描述的重要指标之一。
外圆车削的切削速度为vc=πdwn/1000②进给量是指刀具在进给运动方向上相对工件的位移量。
当主运动是回转运动时，进给量指工件或刀具每回转一周，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm/r；当主运动是直线运动时，进给量指刀具或工件每往复直线运动一次，两者沿进给方向的相对位移量，单位为mm/str或mm/单行程；对于多齿的旋转刀具(如铣刀、切齿刀)，常用每齿进给量fz，单位为mm/z或mm/齿。
它与进给量f的关系为f=zfz车削时进给速度vf可由下式计算vf=fn铣削时进给速度为vf=fn=zfzn合成切削速度ve可表达为vc=ve+vf③背吃刀量ap在基面上垂直于进给运动方向测量的切削层最大尺寸,外圆车削:ap＝(dw-dm)/2vc、f、ap构成了普通外圆车削的切削用量三要素。
材料切除率，用Qz表示三要素的乘积作为衡量指标，单位为mm3/min，Qz=1000vcfap（2）切削层参数切削层是指在切削过程中，由刀具在切削部分的一个单一动作（或指切削部分切过工件的一个单程，或指只产生一圈过渡表面的动作）所切除的工件材料层。
①切削层公称厚度hD垂直于正在加工的表面（过渡表面）度量的切削层参数。
hD＝fsinKr②切削层公称宽度bD平行于正在加工的表面（过渡表面）度量的切削层参数。
