高端数控机床突破关键技术[优质ppt]

数控编程的方法
数控编程的方法包括手工编程、计 算机辅助编程（CAM）和混合编程 等。
数控加工工艺流程
数控加工工艺流程的概述
数控加工工艺流程是指从毛坯到成品的整个加工过程，包括粗加 工、半精加工、精加工、装配和检验等环节。
数控加工工艺流程的特点
数控加工工艺流程具有高效率、高精度、高柔性和高自动化的特点 。
数控技术可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量，是现代制造业的核心技术 之一。
数控技术的发展历程
数控技术的起源可以追溯到20 世纪中叶，随着计算机技术的 快速发展，数控技术得到了广 泛应用。
从最初的机械加工领域，数控 技术已经扩展到了航空、航天 、医疗、能源等各个领域。
近年来，随着人工智能、物联 网等技术的融合发展，数控技 术又迎来了新的发展机遇。
运行检查
在每次开机前，应检查机床的各 轴是否在原点位置，以及各功能
部件是否正常。
数控机床的定期保养
月度保养
01
每月应进行一次全面的检查，包括电线、插头、插座、开关等
是否有异常，同时检查各轴的润滑情况。
季度保养
02
每个季度应对机床的液压系统、冷却系统、传动系统等进行检
查，并更换磨损件。
年度保养
03
每年应对机床进行全面的检查和维护，包括更换润滑油、清洗
04
国际合作的加强
随着全球化的发展，各国 之间的合作将进一步加强 ，共同推动数控技术的发 展和应用。
06
总结与思考
对于数控技术的总结
数控技术定义
数控技术是一种以数字信息为基础，对机床进行控制和操作的技术 。
数控技术的发展
随着计算机技术的不断发展，数控技术也在不断进步，从最初的数 控铣床到现在的五轴联动数控机床，加工效率和精度不断提高。

和效率。
航空航天领域
航空航天零件具有复杂形状和高 精度要求，数控技术可以满足其 加工需求。
汽车制造领域
汽车制造中需要大量的零部件加 工，数控技术可以提高生产效率 和降低成本。
其他领域
如模具制造、能源装备等领域也 可以应用数控技术，提高生产效
率和产品质量。
02
数控机床结构与分类
数控机床的结构特点
高刚度
03
数控编程基础
数控编程的概念与步骤
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。
数控编程的概念与步骤
确定加工方案
03
分析零件图样和工艺要求 数控编程的步骤
02 01
数控编程的概念与步骤
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
复合化加工
绿色制造
复合化加工是未来数控技术 的重要发展方向，通过在一 台机床上实现多种加工功能， 提高加工效率。
环保和可持续发展已成为制 造业的重要趋势，数控技术 将更加注重绿色制造，如采 用环保材料、降低能耗等。
数控技术在未来制造业中的地位和作用
提高生产效率
数控技术能够显著提高加工精度和生产效率，降低生产成本，提 升企业竞争力。
如液压泵故障、气路堵塞等。
观察法
通过观察机床运行状态、听取异常声响等方式判断故障部位。
数控机床的故障诊断与排除方法
测量法
使用测量仪器对机床各部位进行检测，分析故障原因。
替换法
通过替换疑似故障部件的方式，逐步缩小故障范围。
数控机床的故障诊断与排除方法
故障排除方法
根据故障诊断结果，对相应部件进行维修或更 换。

❖ 我们知道，三轴机床只有三根正交的运动轴（通常定义为X、Y、Z 轴），只能实现三个方向的直线移动自由度。因此，沿加工刀轴方 向的结构都能加工出来。侧面结构特征无法加工。（三轴机床要通 过设计多套夹具，进行多次安装、定位、夹紧，将整体加工进行分 解，加工周期延长，质量大大降低。）
❖ 不受约束的刀具（或工件）在空间有六个自由度。现实是，在金属 切削过程中，工件与刀具之间会产生巨大的切削力和摩擦力，为了
13
五轴数控机床之主轴倾斜型
14
五轴数控机床之主轴倾斜型
15
五轴数控机床之工作台/主轴倾斜型
❖ 一个旋转轴在主轴头的刀具侧，另一个在工作台侧。这类机床的旋 转轴结构布置有最大的灵活性，可以是在A.B.C轴中任意两个组合。
❖ 大部分工作台/主轴倾斜型的旋转轴配置形式是B轴与工作台绕C轴组 合。这种结构设置方式简单、灵活，同时具备主轴倾斜型与工作台 倾斜型机床的部分有点。这类机床的主轴可以旋转为水平状态和垂 直状态，工作台只需分度定位，即可简单的配置为立、卧转换的三 轴加工中心，将主轴进行立、卧转换再配合工作台分度，对工件实 现五面体加工，制造成本低，且非常实用。
❖ 特殊加工 ❖ 在熟练掌握了加工中心的功能之后，配合一定的工装和专用工具，
利用加工中心可完成一些特殊的工艺工作，如在金属表面上刻字、 刻线、刻图案；在加工中心的主轴上装上高频电火花电源，可对金 属表面进行线扫描表面淬火；用加工中心装上高速磨头，可实现小 模数渐开线圆锥齿轮磨削及各种曲线、曲面的磨削等。
23
LOGO
24
1 五轴数控机床之概论 2 五轴数控机床之五轴 3 五轴数控机床之结构 4 五轴数控加工之应用
2
五轴数控机床之概论
❖ 机床是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界 的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，它反映了一个国 家的工业发展水平状况。长期以来，以美国为首的西方工业发达 国家，一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行 出口许可证制度。特别是冷战时期，对中国、前苏联等社会主义 阵营实行封锁禁运。 “东芝事件”：上世纪末，日本东芝公司卖 给前苏联几台五轴联动的数控铣床，结果让前苏联用于制造潜艇 的推进螺旋桨，上了几个档次，使美国间谍船的声纳监听不到潜 艇的声音了，所以美国以东芝公司违反了战略物资禁运政策，要 惩处东芝公司。

Precision and ultraprecision machining
精密和超精密加工技术
第4章 精密和超精密加工的机床设备
2019/12/12
3.1 精密和超精密机床发展概况及典型机床 简介
3.2 精密主轴部件 3.3 床身和精密导轨部件 3.4 进给驱动系统 3.5 微量进给装置 3.6 机床运动部件位移的激光在线检测系 3.7 机床的稳定性和减振隔振 3.8 减少变形和恒温控制
2019/12/12
2019/12/12
第1节 精密和超精密机床发展概况 及典型机床简介
二、典型机床简介
Union Carbide 公司 的半球机床
能加工直径100mm的半球，达到尺寸精
度正负0.6μm，表面粗糙度0.025μm。
精密空气轴承主轴采用多孔石墨制成 轴衬，径向空气轴承的外套可以调整 自动定心，可提高前后轴承的同心度， 以提高主轴的回转精度。
第2节 精密主轴部件
一、主轴轴承 主轴回转精度
回转精度——在主轴空载手动或机动低速旋转情况下， 在主轴前端安装工件或刀具的基面上所测得的径向跳动、 端面跳动和轴向窜动的大小。
影响回转精度的因素 （1）轴承精度和间隙的影响。 （2）主轴、支承座等零件中精度的影响。
关键在于精密轴承。
2019/12/12
类型：普通（各种精密超精密车、铣等）、专 用（磁盘超精密车床） 按工艺方法：超精密车床、超精密铣床、超精 密磨床、超精密研磨机、超精密抛光机床、超 精密特种加工机床、精密和超精密加工中心等
精度指标：目前，主轴回转精度为0.025um， 导轨直线度为1000000:0.025，定位精度为 0.013um/1000um，进给分辨率为0.005um，加

02
建立数学模型
根据加工工艺，建立被加工零件的几何模型，并转换 为数控机床能够识别的坐标系。
03
编写加工程序
根据建立的数学模型和加工要求，利用数控编程语言 编写加工程序。
04
程序校验与修改
将编写好的加工程序输入数控机床进行校验，根据校 验结果修改程序。
05
加工与检测
将校验通过的加工程序输入数控机床进行加工，并对 加工后的零件进行检测。
02
数控编程基础
数控编程的基本概念
数控编程定义
数控编程是利用计算机编程语言对数控机床进行控 制的过程，以实现自动化加工。
数控编程的优点
提高加工精度、加工效率、降低劳动强度、实现复 杂零件的加工。
数控编程的适用范围
广泛应用于机械、汽车、航空、轻工等领域。
数控编程的步骤与流程
01
确定加工工艺
根据零件图纸和加工要求，确定加工工艺，包括加工 方法、加工顺序、刀具选择等。
对加工后的零件进行质量 检测和控制，确保达到预 期的加工精度和质量要求 。
数控加工工艺参数的选择与优化
主轴转速
根据加工材料、刀具材料和切削用量等参数，合 理选择主轴转速，确保切削效率和加工质量。
进给速度
根据切削用量和刀具参数，合理选择进给速度， 以获得良好的切削效果和求和刀具参数，合理选择切削深度与 宽度，以提高加工效率和刀具寿命。
冷却方式与切削液
根据加工要求和材料特性，选择适当的冷却方式 和切削液，以降低切削温度、减小刀具磨损并提 高表面质量。
04
数控机床的操作与维护
数控机床的操作规程与注意事项
操作规程
在操作数控机床之前，必须熟悉机床的操作规程，包括开机、关 机、急停等步骤。

刀具选择与安装
根据加工需求选择合适的刀具， 并进行精确安装。
加工参数设定
设置主轴转速、进给速度等加工参 数。
程序编写与调试
根据加工工艺流程，编写加工程序 并进行调试。
数控加工工艺的流程
首件试切
进行首件试切，检查加工质量和 工艺参数是否符合要求。
批量加工
经过首件试切验证合格后，开始 批量加工。
数控加工工艺的优化
05
数控技术的发展趋势与未 来展望
数控技术的未来发展方向
智能化
高效化
数控技术将进一步融会人工智能、大数据 和物联网技术，实现更高程度的自动化和 智能化。
追求更高的加工效率和更短的加工周期， 提升生产效益。
复合化
绿色化
具备多种加工功能，满足复杂零件的加工 需求。
重视环保和可持续发展，下落能耗和减少 废弃物排放。
03
数控技术的起源
数控技术起源于20世纪中 叶，最初是由美国科学家 开发，用于加工军事装备 。
数控技术的发展
随着计算机技术的不断发 展，数控技术也不断完善 和进步，从20世纪70年代 开始广泛应用于工业生产 。
数控技术的趋势
未来数控技术将朝着智能 化、网络化、复合化等方 向发展，进一步提高加工 精度和效率。
除了上述领域外，数控技术还 广泛应用于电子、模具、医疗
器械等众多领域。
02
数控机床的组成与工作原 理
数控机床的组成
伺服系统
伺服系统由伺服电机和控制系 统组成，用于实现机床的精确 运动控制。
冷却系统
冷却系统用于下落切削进程中 的温度，提高加工精度和刀具 寿命。
数控装置
数控装置是数控机床的核心部 分，用于生成加工程序，并控 制机床的各个运动部件。

二 机床数控技术图示
机床 数控 技术
外围技术
数控系统
机床
配套件 基础件
导轨 丝杠 刀库 刀架
工作台 立柱 床身
数 控 装 置
驱 动 系 统
系统：是一些机构的组合，这些机构由信息联系在一 起，完成一定的任务。
系统
计算机（完成比较器、控制器等功能） 被控对象或过程 测量机构或传感器等
控制：通过信息给对象以命令。
对象：为完成一定任务的被控制机构。
过程：被控制的连续运行状态。如机械加工过程（车 削、铣削、磨削等）、化学反应过程等。
20世纪中叶数控技术和数控机床的诞生标志着 生产和控制领域一个崭新时代的到来
数控技术与数控机床
一、数控技术的产生 二、数控机床 三、数控机床涉及的基本技术 四、数控技术的过去、现在与
未来
先进制造技术是经济发展的支撑
制造技术的三个发展阶段： 第一阶段：用机器代替手工，从作坊形成工厂。 第二阶段：从单件生产方式发展到大量生产方式。 第三阶段：制造的柔性化、系统化、智能化。
产品与生产方式： 自动机床、组合机床、专用自动线等刚性自动化机床
设备
大批量 生产 采用“刚性”自动化 设备 小批量 生产 采用“柔性”自动化 设备
在机械产品中，单件和小 批量产品约占70%~80%
设备
数字控制机床等灵活通用的、能适应产品频繁变化的 柔性自动化机床
信息已成为当今社会的主导资源
人类社会技术发展史，经历了石器朝代、青铜 器朝代和铁器朝代，每一个朝代都是以该朝代的主 导资源和主导工具命名的。
返回
一 数控机床定义
由国际信息处理联盟IFIP——International Federation of Information Processing第五技术委 员会对数控机床作如下定义：

数控机床的发展历程
数控机床的起源可以追溯到20世纪50年代，当时计算机刚刚问世，人们开始探索将计算机技术应用于 机床控制。
经过几十年的发展，数控机床的技术不断成熟，应用领域不断扩大，已经成为制造业中不可或缺的重要 设备。
目前，随着信息技术和智能制造技术的不断发展，数控机床正朝着更高精度、更高效率、更智能化的方 向发展。
01
数控编程步骤
02
零件图纸分析
加工工艺分析
03
数控编程
确定加工方案 坐标系设定 输入几何参数
数控编程
程序检查和仿真
切削参数设定
刀具参数设定
01
03 02
译码与预处理
01
02
03
04
05
译码与预处理定 义
语法检查
语义检查
加工工艺性检查 刀具补偿计算
译码与预处理是数控机床 在执行加工程序之前，对 加工程序进行解析和预处 理的过程。这个过程包括 对输入的加工程序进行语 法检查、语义检查、加工 工艺性检查和刀具补偿计 算等。
数控机床的重要性
提高加工精度和效率
数控机床采用高精度数控系统，能够实现高精度加工，提高生产 效率和产品质量。
降低劳动强度
数控机床自动化程度高，减少了人工干预和劳动强度，提高了生产 安全性和劳动生产率。
促进制造业转型升级
数控机床是制造业转型升级的重要支撑，能够推动企业实现数字化、 智能化制造，提升产业竞争力。
高效率
数控机床的自动化程度 高，可以大幅提高加工 效率，减少人工干预。
加工范围广
数控机床可以加工各种 复杂形状和材料，满足
不同领域的需求。
可编程性
通过编程控制，数控机床 可以实现自动化加工，提 高生产效率和产品质量。