2022年《数控加工工艺及设备》教案 .docx

精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注第一章数控加工工艺及设备基础第一节 机床数控技术与数控加工设备概述一、机床中有关数控的基本概念1. 数字掌握 <数控）及数控技术一般意义的数字掌握是指用数字化信息对过程进行的掌握,是相对模拟掌握而言的 .机床中的数字掌握是专指用数字化信号对机床的工作过程进行的可编程自动掌握 ,简称为数控 <NC ） .这种用数字化信息进行自动掌握的技术就叫数控技术.2. 数控系统是实现数控技术相关功能的软硬件模块的有机集成系统,是数控技术的载体 , 它能自动阅读输入载体上事先给定的程序,并将其译码 ,从而使机床运动并加工零件.在其进展过程中有硬件数控系统和运算机数控系统两类.早期的数控系统主要由数控装置、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成,数字信息由数字规律电路来处理,数控系统的全部功能都由硬件实现,故又称为硬件数控系统 <NC 系统） .3. 运算机数控系统是以运算机为核心的数控系统,由装有数控系统程序的专用运算机、输入输 出设备、可编程规律掌握器<PLC ）、储备器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成 ,习惯上又称为CNC 系统.CNC 系统已基本取代硬件数控系统<NC 系统） .4. 开放式 CNC 系统国际电子与电气工程师协会提出的开放式CNC 系统的定义是：一个开放式CNC 系统应保证使开发的应用软件能在不同厂商供应的不同的软硬件平台上运行,且能与其它应用软件系统和谐工作.依据这肯定义 ,开放式 CNC 系统至少包括以下五个特点：<1）对使用者是开放的：应可以采纳先进的图形交互方式支持下的简易编程方法 ,使得数控机床的操作更加简洁.<2）对机床制造商是开放的：应答应机床制造商在开放式CNC 系统软件的基础上开发专用的功能模块及用户操作界面.<3）对硬件的挑选是开放的：即一个开放式CNC 系统应能在不同的硬件平台上运行.<4 ）对主轴及进给驱动系统是开放的：即能掌握不同厂商供应的主轴及进给驱动系统.<5）对数据传输及交换等是开放的.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注开放式 CNC 系统是数控系统将来进展的方向. 5数控机床是指应用数控技术对其加工过程进行自动掌握的机床.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：数控机床是一种装有程序掌握系统的 机床 ,该系统能规律的处理具有特定代码或其它符号编码指令规定的程序.二、数控机床的组成1. 运算机数控装置<CNC 装置）运算机数控装置是运算机数控系统的核心.其主要作用是依据输入的零件加 工程序或操作命令进行相应的处理,然后输出掌握命令到相应的执行部件<伺服单元、驱动装置和PLC 等） ,完成零件加工程序或操作者所要求的工作.它主要由运算机系统、位置掌握板、PLC 接口板、通讯接口板、扩展功能模块以及相应的掌握软件等模块组成 .2. 伺服单元、驱动装置和测量装置伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置及主轴电机和进给伺服驱动装置及进给电机 .测量装置是指位置和速度测量装置,它是实现主轴、进给速度闭环掌握和进给位置闭环掌握的必要装置.主轴伺服系统的主要作用是实现零件加工的切削运动 ,其掌握量为速度 .进给伺服系统的主要作用是实现零件加工的成形运动,其掌握量为速度和位置, 特点是能灵敏、精确的跟踪CNC 装置位置置和速度指令 .3. 掌握面板掌握面板又称操作面板,是操作人员与数控机床<系统）进行信息交互的工具.操作人员可以通过它对数控机床<系统）进行操作、编程、调试或对机床参数进行设定和修改 ,也可以通过它明白或查询数控机床<系统）的运行状态.它是数控机床的一个输入输出部件,主要由按钮站、状态灯、按键阵列<功能与运算机键盘一样）和显示器等部分组成.4. 掌握介质与程序输入输出设备掌握介质是记录零件加工程序的媒介,是人与机床建立联系的介质.程序输入输出设备是 CNC 系统与外部设备进行信息交互的装置,其作用是将记录在掌握介质上的零件加工程序输入CNC 系统 ,或将已调试好的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的介质上. 目前数控机床常用的掌握介质和程序输入输出设备是磁盘和磁盘驱动器等.此外,现代数控系统一般可利用通讯方式进行信息交换.这种方式是实现CAD CAM的集成、 FMS< 柔性制造系统）和CIMS< 运算机集成制造系统）的基本技术 .目前在数控机床上常用的通讯方式有：<1）串行通讯.<2）自动掌握专用接口.<3）网络技术 .5. PLC、机床 I/O 电路和装置PLC 是用于进行与规律运算、次序动作有关的I/O 掌握 ,它由硬件和软件组可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注成.机床 I/O 电路和装置是用于实现I/O 掌握的执行部件 ,是由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的规律电路.它们共同完成以下任务：<1）接受 CNC 的 M 、S、T 指令 ,对其进行译码并转换成对应的掌握信号,掌握帮助装置完成机床相应的开关动作.<2）接受操作面板和机床侧的I/O 信号 ,送给 CNC 装置 ,经其处理后 ,输出指令掌握 CNC 系统的工作状态和机床的动作.6. 机床本体机床本体是数控系统的掌握对象,是实现加工零件的执行部件. 它主要由主运动部件 <主轴、主运动传动机构）、进给运动部件<工作台、拖板以及相应的传 动机构）、支承件< 立柱、床身等）以及特别装置、自动工件交换<APC ）系统、自动刀具交换<ATC ）系统和帮助装置<如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等）组成 .三、数控机床的分类1. 按掌握功能分类<1）点位掌握数控机床这类数控机床仅能掌握两个坐标轴带动刀具或工作台,从一个点 <坐标位置） 精确的快速移动到下一个点<坐标位置） ,然后掌握第三个坐标轴进行钻、镗等切削加工 .它具有较高位置置定位精度,在移动过程中不进行切削加工,因此对运动轨迹没有要求 .点位掌握的数控机床主要用于加工平面内的孔系,主要有数控钻床、数控镗床、数控冲床、三坐标测量机等.<2）直线掌握数控机床这类数控机床可掌握刀具或工作台以适当的进给速度,从一个点以一条直线精确的移动到下一个点,移动过程中能进行切削加工,进给速度依据切削条件可在肯定范畴内调剂.现代组合机床采纳数控进给伺服系统,驱动动力头带着多轴箱轴向进给进行钻、镗等切削加工,它可以算作一种直线掌握的数控机床.<3）轮廓掌握数控机床这类数控机床具有掌握几个坐标轴同时和谐运动,即多坐标轴联动的才能,使刀具相对于工件按程序规定的轨迹和速度运动,能在运动过程中进行连续切削加 工. 这类数控机床有用于加工曲线和曲面外形零件的数控车床、数控铣床、加工中心等 .现代的数控机床基本上都是这种类型 .如依据其联动轴数仍可细分为 2 轴< X 、 Z 轴联动或 X 、 Y 轴联动）、 2.5 轴<任意 2 轴联动 ,第 3 轴周期进给）、 3 轴< X 、 Y 、 Z 3 轴联动）、 4 轴< X 、 Y 、 Z 和 A 或 B 4 轴联动）、 5 轴< X 、Y 、 Z 和 A 、 C 或 X 、 Y 、 Z 和 B 、 C 或 X 、 Y 、 Z 和 A 、 B 5 轴联动）联动数控机床 ,联动坐标轴数越多,就加工程序的编制越难,通常 3 轴联动以上的零件加工程序只能采纳自动编程系统编制 .2. 按进给伺服系统类型分类按数控系统的进给伺服子系统有无位置测量反馈装置可分为开环数控机床 和闭环数控机床 ,在闭环数控系统中依据位置测量装置安装位置置又可分为全闭环和半闭环两种 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注<1）开环数控机床开环数控机床采纳开环进给伺服系统.开环进给伺服系统没有位置测量反馈 装置 ,信号流是单向的<数控装置进给系统）, 故系统稳固性好.但由于无位置反馈,精度相对闭环系统来讲不高,其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构 的性能和精度 .该系统一般以步进电机作为伺服驱动元件.它具有结构简洁、工作稳固、调试便利、修理简洁、价格低廉等优点,在精度和速度要求不高、驱动力 矩不大的场合得到广泛应用.<2）半闭环数控机床半闭环数控系统位置置检测点是从驱动电机<常用交、直流伺服电机）或丝 杠端引出 ,通过检测电机和丝杠旋转角度来间接检测工作台位置移量,而不是直接检测工作台的实际位置.由于在半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节, 可获得较稳固的掌握性能, 其系统稳固性虽不如开环系统,但比闭环要好.另外 ,在位置环内各组成环节的误差可得到某种程度的订正,位置环外不能直接排除的如 丝杠螺距误差、齿轮间隙引起的运动误差等,可通过软件补偿这类误差来提高运动精度 ,因此在现代 CNC 机床中得到了广泛应用 .<3）闭环数控机床闭环进给伺服系统位置置检测点是工作台,它直接对工作台的实际位置进行 检测 .理论上讲 ,可以排除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量,具有很高位置置掌握精度 .但由于位置环内的很多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的 ,很简洁造成系统不稳固.因此闭环系统的设计、安装和调试都有相当的难度 ,对其组成环节的精度、刚性和动态特性等都有较高的要求,价格昂贵 .这类系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床以及较大型的数控机床等 .3. 按工艺用途 <机床类型）分类<1）切削加工类即具有切削加工功能的数控机床.在金属切削机床常用的车床、铣床、刨床、磨床、钻床、镗床、插床、拉床、切断机床、齿轮加工机床等中 ,国内外都开发了数控机床,而且品种越来越细.比如 ,在数控磨床中不仅有数控外圆磨床 ,数控内圆磨床 ,集可磨外圆、内圆于一机的数控万能磨床,数控平面磨床, 数控坐标磨床 ,数控工具磨床 ,数控无心磨床 ,数控齿轮磨床 ,仍有专用或特的化的数控轴承磨床 ,数控外螺纹磨床 , 数控内螺纹磨床 ,数控双端面磨床 ,数控凸轮轴磨床 ,数控曲轴磨床 ,能自动换砂轮的数控导轨磨床<又称导轨磨削中心）等等,仍有工艺范畴更宽的车削中心、加工中心、柔性制造单元<FMC ）等.<2）成型加工类 是具有通过物理方法转变工件外形功能的数控机床 .如数控折弯机、数控冲床、数控弯管机、数控旋压机等 .<3）特种加工类 是具有特种加工功能的数控机床 .如数控电火花线切割机床 , 数控电火花成型机床 ,带有自动换电极功能的“电加工中心” ,数控激光切割机床 , 数控激光热处理机床 ,数控激光板料成型机床 ,数控等离子切割机等 .<4）其它类型 一些广义上的数控设备 .如数控装配机、数控测量机、机器人等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注四、数控机床的基本结构特点和主要帮助装置1数控机床的基本结构特点<1）机床刚性提高 ,抗振性能大为改善.<2）机床热变形降低.<3）机床中间传动环节削减.<4）机床各个运动副间的摩擦系数较小.<5）机床功能部件增多 . 2数控机床的主要帮助装置数控机床的帮助装置是一个完整的机器或装置,其作用是完成协作机床对零件加工的帮助工作 .诸如切削液或油液处理系统中的冷却过滤装置,油液分别装置 , 吸尘吸雾装置 ,润滑装置及帮助主机实现传动和掌握的气、液动装置等,虽然这些装置在某些自动化或精密型非数控机床上已配备使用,但是 ,数控机床要求配备的装置的质量、性能更为精化.除上述通用帮助装置外,仍有对刀仪、自动排屑器、物料储运及上下料装置等.五、数控机床的规格、性能和牢靠性指标1. 规格指标规格指标是指数控机床的基本才能指标,主要有以下几方面：<1）行程范畴和摆角范畴行程范畴是指坐标轴可控的运动区间,它反映该机床答应的加工空间 ,一般情形下工件轮廓尺寸应在加工空间的范畴之内.摆角范畴是指摆角坐标轴可控的摆角区间,也反映该机床的加工空间.<2）工作台面尺寸它反映该机床安装工件的最大范畴,通常应挑选比最大加工工件稍大一点的面积,这是由于要预留夹具所需的空间.<3）承载才能 它反映该机床能加工零件的最大重量.<4）主轴功率和进给轴扭矩它反映该机床的加工才能,同时也可间接反映机床的刚度和强度 .<5）掌握轴数和联动轴数数控机床的掌握轴数通常是指机床数控装置能够掌握的进给轴数 .数控机床掌握轴数与数控装置的运算处理才能、运算速度及内存容量等有关 .联动轴数是指数控机床同时掌握多个进给轴,使它们按规定的路线和进给速度所确定的规律运动的进给轴数目.它反映数控机床的曲面加工才能.<6）刀库容量是指刀库能存放加工所需刀具的数量,它反映该机床能加工工 序内容的多少 .目前常见的中小型加工中心多为1660 把,大型加工中心达100 把以上 .2. 性能指标<1）辨论率与脉冲当量辨论率是指两个相邻的分散细节之间可以辨论的最小间隔 .对测量系统而言 ,辨论率是可以测量的最小增量.对掌握系统而言,辨论率是可以掌握的最小位移增量.数控装置每发出一个脉冲信号,反映到机床移动部件上的移动量 ,通常称为脉冲当量 .脉冲当量是设计数控机床的原始数据之一,其数值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注的大小打算数控机床的加工精度和表面质量.脉冲当量越小 ,数控机床的加工精度和加工表面质量越高 .<2）最高主轴转速和最大加速度最高主轴转速是指主轴所能达到的最高转速,它是影响零件表面加工质量、生产效率以及刀具寿命的主要因素之一.最大加速度是反映主轴速度提速才能的性能指标,也是加工效率的重要指标.<3）最高快移速度和最高进给速度最高快移速度是指进给轴在非加工状态下的最高移动速度 ,最高进给速度是指进给轴在加工状态下的最高移动速度,它们也是影响零件加工质量、生产效率以及刀具寿命的主要因素.另外,仍有换刀速度和工作台交换速度,它们也是影响生产效率的性能指标. 3牢靠性指标<1）平均无故障时间MTBF<Mean time between failures）它是指一台数控机床在使用中平均两次故障间隔的时间,即数控机床在寿命范畴内总工作时间和总故障次数之比,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_MTBF很明显 ,这段时间越长越好 .总工作时间总故障次数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_<2）平均修复时间 MTTR<Mean time to restore. ）它是指一台数控机床从开头显现故障直到能正常工作所用的平均修复时间,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_MTTR总故障停机时间总故障次数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_考虑到实际系统显现故障总是难免的,故对于可修理的系统 ,总期望一旦显现故障 ,修复的时间越短越好 ,即期望 MTTR 越短越好 .<3）平均有效度A假如把 MTBF 看作设备正常工作的时间,把 MTTR 看作设备不能工作的时间,那么正常工作时间与总时间之比称为设备的平均有效度A, 即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A平均无故障时间MTBF可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_平均无故障时间故障平均修复时间MTBFMTTR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_平均有效度反映了设备供应正确使用的才能,是衡量设备牢靠性的一个重要指标 .六、数控机床的精度工程及检验数控机床的精度工程主要包括几何精度、定位精度和切削精度. 1主要几何精度工程及检验数控机床的几何精度是综合反映机床的关键零部件及其组装后的几何形位误差的指标.该指标可分为两类：一类是对机床的基础件和运动大件<如床身、立柱、工作台、主轴箱 等）的直线度、平面度、垂直度等的要求,如工作台面的平面度,各坐标方向移动的直线度和相互垂直度, X 、 Y <立式）或 X 、 Z <卧式）坐标方向移动时工作台 面的平行度 , X 坐标方向移动时工作台面T 形槽侧面的平行度等.另一类是对机可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注床主轴的要求 ,如主轴的轴向窜动 ,主轴孔的径向跳动 ,主轴箱移动时主轴轴线的平行度 ,主轴轴线与工作台面的垂直度<立式）或平行度<卧式）等 .以卧式加工中心为例 ,主要有以下各项：<1） X 、 Y 、 Z 坐标的相互垂直度.<2）工作台面的平面度.<3） X 轴和 Z 轴移动工作台面的平行度.<4）主轴回转轴心线对工作台面的平行度.<5）主轴在 X 、 Y 、 Z 各轴方向移动的直线度.<6） X 轴移动工作台边界定位基准面的平行度.<7）工作台中心线到边界定位器基准面之间的距离精度.<8）主轴轴向跳动.<9）主轴孔径向跳动.几何精度常用检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、千分表、测微仪、高精度主轴心棒等.2. 定位精度的工程及检验数控机床定位精度是指机床各运动部件在数控装置的掌握下空载运动所能 达到位置置精确程度.依据各轴能达到位置置精度就能判定出加工时零件所能达到的精度 .<l ）直线运动定位精度是指数控机床的移动部件沿某一坐标轴运动时实际值与给定值的接近程度,其误差称为直线运动定位误差.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_X ijX ijPijPijPjPj <1-1 ）<1-2 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_i =1,2,3 n代表向每一目标趋近的次数.j =1,2,3 m代表目标位置 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n 次单向趋近目标位置Pj 时,可得到单向平均位置偏差X j和 X j的值 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1n可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_X jX ij<1-3 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n i 11nX jX ij<1-4 ）n i 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_这样可得到从正、负方向趋近目标位置Pj 时的反向差值B j .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B jX jX j<1-5 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_n 次单向趋近目标位置Pj 时的标准偏差Sj和 S j为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_nSj1n1 i 12X ijX j<1-6 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_nSj1n1 i 12X ijX j<1-7 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_定位精度 A 可分为单向定位精度Au 和双向定位精度Ab 二种 .单向定位精度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Au 是取正、负方向趋近目标位置时定位误差中的最大值.正、负方向趋近目标位置时的定位精度如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AuX jAuX j3Sj3SjX jmaxmaxX j3Sj3Sjminmin<1-8 ）<1-9 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_双 向 定 位 精 度Ab 为X j3Sj、 X j3Sj中 的 最 大 值 与可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_X j3Sj、 X j3Sj中的最小值之差值 ,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AbX j3SjmaxX j3S jmin<1-10 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_正常情形下 ,实际加工的某一坐标轴任意两点间的距离误差大约为该轴双向定位精度的 2 倍.<2）直线运动的重复定位精度是指在同一台数控机床上 ,应用相同程序、相同代码加工一批零件 ,所得到结果的一样程度 .一般情形下 ,重复定位精度是正态分布的偶然性误差 ,它影响一批零件加工的一样性 ,是反映轴运动精度稳固性的最基本指标 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_重复定位精度 R 为标准偏差 Sj和 S j中最大值的 6 倍,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R6 S jmax<1-11 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_<3）直线运动的反向误差B直线运动的反向误差也叫失动量,是该坐标轴进给传动链上驱动部件<如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等）的反向死区及各机械运动传动副的反向间隙和弹性变形等误差的综合反映.误差越大 ,就定位精度和重复定位精度也越差.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_BB jmax<1-12 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_<4）直线运动的原点返回精度<回零精度）是指数控机床各坐标轴达到规定零点的精确程度,其误差称为回零误差.实质上是该坐标轴上一个特别点的重复定位精度.<5）分度精度 A是指分度工作台在分度时指令要求回转的角度值与实际回转的角度值的差可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_值.AQ j3S jmaxQ j3S jmin<1-13 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 切削精度的工程及检验机床的切削精度是一项综合精度指标,它不仅反映了机床的几何精度和定位精度 ,同时仍反映了试件的材料、环境温度、刀具性能以及切削条件等各种因素造成的误差 .<1）镗孔精度检查可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注<2）端铣刀铣削平面精度检查<3）直线铣削精度检查<4）斜线铣削精度检查<5）圆弧铣削精度检查七、数控机床的主要功能1. 多轴掌握功能是指CNC 系统能掌握和能联动掌握数控机床各坐标轴的进给运动的功能.CNC 系统的掌握进给轴有：移动轴和回转轴,基本轴和附加轴 .2. 预备功能即 G 功能指令机床运动方式的功能. 3多种函数插补功能和固定循环功能插补功能是指数控系统进行零件表面<平面或空间曲面）加工轨迹插补运算的功能 .一般 CNC 系统仅具有直线和圆弧插补,较为高档的数控系统仍具有抛物线、椭圆、极坐标、正弦线、螺旋线以及样条曲线等插补功能.在数控加工中 ,有些加工内容如钻孔、镗孔、攻螺纹等 ,所做的动作需要循环且非常典型 ,数控系统预先将这些循环动作用 G 代码进行定义 ,在加工时使用这类G 代码 ,可大大简化编程工作量 ,此即固定循环功能 .4. 补偿功能<1）刀具半径和长度补偿功能该功能能实现按零件轮廓编制的程序掌握刀具中心的轨迹 , 以及在刀具半径和长度发生变化<如刀具更换、刀具磨损）时,可对刀具半径或长度作相应的补偿.该功能由 G 指令或 T 指令实现 .<2）传动链误差、反向间隙误差补偿功能螺距误差补偿可预先测量出螺距 误差和反向间隙, 然后按要求输入CNC 装置相应的储存单元内,在加工过程中进行实时补偿 .<3）智能补偿功能 外界干扰产生的随机误差 ,可采纳人工智能、专家系统等方法建立模型 ,实施智能补偿 .如热变形引起的误差 ,装置将会在相应的方自动进行补偿 .5. 主轴功能是指数控系统对切削速度的掌握功能.主要有以下五种掌握功能：<1）主轴转速 <切削速度）实现刀具切削点切削速度的掌握功能,单位为r min<m min ） .<2）恒线速度掌握实现刀具切削点的切削速度为恒速的掌握功能.<3）主轴定向掌握实现主轴周向定位于特定点的掌握功能.<4）C 轴掌握实现主轴周向任意位置的掌握功能.<5）切削倍率实现人工实时修调切削速度,即通过面板的倍率开关在0 200之间对其进行实时修调.6. 进给功能是指数控系统对进给速度的掌握功能.主要有以下三种掌握功能：<1）进给速度掌握刀具或工作台的运动速度,单位为 mm min.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注<2）同步进给速度实现切削速度和进给速度的同步,单位为 mmr, 用于加工螺纹.<3）进给倍率实现人工实时修调进给速度,即通过面板的倍率开关在0 200之间对其进行实时修调.7. 宏程序功能通过编辑子程序中的变量来转变刀具路径和刀具位置的功能. 8帮助功能即 M 功能规定主轴的起、停、转向,工件的夹紧和松开,冷却泵的接通和断开等机床帮助动作的功能.9. 刀具治理功能是实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的治理及刀具挑选功能.刀具几何尺寸是 指刀具的半径和长度,这些参数供刀具补偿功能使用.刀具寿命是指总计切削时间, 当某刀具的时间寿命到期时,CNC 系统将提示用户更换刀具.另外 ,CNC 系统都具有 T 功能即刀具号治理功能 ,它用于标识刀库中的刀具和自动挑选加工刀具.10. 人机对话功能在 CNC 装置中配有单色或彩色阴极射线管,俗称显示器 <CRT ） ,通过软件可实现字符和图形的显示,以便利用户操作和使用.主要功能有：菜单结构的操作界 面.数据及零件加工程序的输入及环境编辑.系统和机床参数、状态、故障信息的显示、查询等 . 11自诊断功能是指 CNC 系统防止故障发生及故障诊断、故障定位和防止故障扩大的功能.12通讯功能通讯功能是指CNC 装置与外界进行信息和数据交换的功能.其次节 数控加工原理与数控加工工艺概述数控加工 是依据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序<简称为数控程序） ,输入数控系统 ,掌握数控机床中刀具与工件的相对运动,从而完成零件的加工 .数控加工技术是将一般金属切削加工、运算机数控、运算机帮助制造等技术综合的一门先进加工技术.在以上各个领域的进步推动下,特别是运算机技术的飞速进展下 ,数控加工技术正从深度、广度上对机械加工技术进行革命性的变革.一、数控加工原理1. 数控加工的过程第一要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化,即将刀具与工件的相对运动轨迹、加工过程中主轴速度和进给速度的变换、冷却液的开关、工件和刀具的交换等掌握和操作,都按规定的代码和格式编成加工程序,然后将该程序送入数控系统 .数控系统就依据程序的要求,先进行相应的运算、处理,然后发出控可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注制命令 ,使各坐标轴、主轴以及帮助动作相互和谐,实现刀具与工件的相对运动,自动完成零件的加工 .2. 数控加工中的数据转换过程<1）译码译码程序的主要功能是将用文本格式<通常用 ASC 码）表达的零件加工程序, 以程序段为单位转换成刀补处理程序所要求的数据结构<格式） ,该数据结构用来描述一个程序段说明后的数据信息.它主要包括： X 、 Y 、 Z 等坐标值 ,进给速度 ,主轴转速 ,G 代码,M 代码 ,刀具号 ,子程序处理和循环调用处理等数据或标志的存放次序和格式 .<2）刀补处理 <运算刀具中心轨迹）为便利编程 , 零件加工程序通常是按零件轮廓或按工艺要求设计的进给路线编制的 ,而数控机床在加工过程中掌握的是刀具中心<精确说是刀位点）轨迹,因此在加工前必需将编程轨迹变换成刀具中心的轨迹.刀补处理就是完成这种转换 的处理程序 .<3）插补运算数控编程供应了刀具运动的起点、终点和运动轨迹,而刀具怎么从起点沿运 动轨迹走向终点就由数控系统的插补装置或插补软件来掌握.该程序以系统规定的插补周期T 定时运行 ,它将由各种线形 <直线、圆弧等）组成的零件轮廓,按程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_序给定的进给速度F , 实时运算出各个进给轴在T 内位置移指令< Y1 、） ,并送给进给伺服系统 ,实现成形运动 .<4）PLC 掌握CNC 系统对机床的掌握分为对各坐标轴的速度和位置的“轨迹掌握”和对X1 、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_机床动作的“次序掌握”或称“规律掌握”.后者是指在数控机床运行过程中,以CNC 内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等开关信号状态为条件,并按预先规定的规律关系对诸如主轴的起停、换向,刀具的更换 ,工件的夹紧、松开 , 液压、冷却、润滑系统的运行等进行的掌握.PLC 掌握就是实现上述功能的功能模块 .数控加工原理就是将预先编好的加工程序以数据的势式输入数控系统,数控系统通过译码、刀补处理、插补运算等数据处理和PLC 和谐掌握 ,最终实现零件的自动化加工 .二、 数控加工工艺和数控加工工艺过程的概念、主要内容及特点<一）数控加工工艺和数控加工工艺过程的概念1. 数控加工工艺是采纳数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段 的总和 ,应用于整个数控加工工艺过程.数控加工工艺是相伴着数控机床的产生、进展而逐步完善起来的一种应用技术,它是人们大量数控加工实践的体会总结.2. 数控加工工艺过程是利用切削工具在数控机床上直接转变加工对象的势状、尺寸、表面位置、表面状态等,使其成为成品或半成品的过程.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数控加工工艺及设备教案内容备 注<二）数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容<1）挑选并确定进行数控加工的内容.<2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析.<3）零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定.<4）数控加工工艺方案的制定.<5）工步、进给路线的确定.<6）挑选数控机床的类型.<7）刀具、夹具、量具的挑选和设计.<8）切削参数的确定.<9）加工程序的编写、校验与修改.<10）首件试加工与现场问题处理.<11）数控加工工艺技术文件的定型与归档.<三）数控加工工艺的特点 1数控加工工艺内容要求具体、具体2. 数控加工工艺要求更严密、精确3. 制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的运算4. 制定数控加工工艺挑选切削用量时要考虑进给速度对加工零件外形精度的影响5. 制定数控加工工艺时要特别强调刀具挑选的重要性6. 数控加工工艺的特别要求7. 数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特别内容三、数控加工工艺与数控编程的关系1. 数控程序输入数控机床 ,执行一个确定的加工任务的一系列指令,称为数控程序或零件程序 .2. 数控编程即把零件的工艺过程、工艺参数及其它帮助动作,按动作次序和数控机床规定的指令、格式,编成加工程序 ,再记录于掌握介质即程序载体<磁 盘等） ,输入数控装置 ,从而指挥机床加工并依据加工结果加以修正的过程.3. 数控加工工艺与数控编程的关系数控加工工艺分析与处理是数控编程 的前提和依据 ,没有符合实际的、科学合理的数控加工工艺,就不行能有真正可行的数控加工程序 .而数控编程就是将制定的数控加工工艺内容程序化.第三节 数控机床的坐标系统一、数控机床的坐标系1标准坐标系和运动方向标准坐标系采纳右手直角笛卡儿定就. 基本坐标轴为 X 、 Y 、 Z 并构成直角坐标系 ,相应每个坐标轴的旋转坐标分别为A 、 B 、 C .基本坐标轴 X 、 Y 、 Z 的关系及其正方向用右手直角定就判定,拇指为 X 轴,可编辑资料 - 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