数控车削技术第1章.ppt

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1、数控车削技术第1章 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望项目一 数 字 控 制教学要求教学要求了解数控的定义了解数控车床的发展了解数控机床的类型了解数控加工的发展2一、数控的基本定义(1)数字控制数字控制(Numerical Control)：是指一种用数字：是指一种用数字化信号对控制对象化信号对控制对象(如机床的运动及其加工过程如机床的运动及其加工过程)进行进行自动控制的技术，简称为数控自动控制的技术，简称为数控(NC)。(2)数控技术：是指用数字、字

2、母和符号对某一工作过数控技术：是指用数字、字母和符号对某一工作过程进行可编程自动控制的技术。程进行可编程自动控制的技术。(3)数控系统：是指实现数控技术相关功能的软、硬件数控系统：是指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。模块的有机集成系统，是数控技术的载体。(4)数控机床数控机床(NC Machine)：是指应用数控技术对加：是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。机床。3二、数控机床简介数字控制机床是用数字代码形式的信息数字控制机床是用数字代码形式的信息(程序指令程序指令)，控制刀具

3、，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。称数控机床。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械它是一种综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就而发展起来的一种典型的机电一体化产设计等方面的最新成就而发展起来的一种典型的机电一体化产品。品。在数控机床上加工零件，是通过刀具和工件的相对运动来实现在数控机床上加工零件，是通过刀具和工件的相对运动来实现的。若把坐标系设置在工件上的。若把坐标系设置在工件上(工件静止工件静止)，只要在该坐标系中，只要在该坐标系中使刀尖运动轨迹满足

4、工件轮廓要求，就可加工出合格的零件，使刀尖运动轨迹满足工件轮廓要求，就可加工出合格的零件，数控装置的任务就是要控制刀尖运动轨迹并使其满足零件图样数控装置的任务就是要控制刀尖运动轨迹并使其满足零件图样的要求。的要求。数控机床具有广泛型面的适应性，加工对象改变时只需要改变数控机床具有广泛型面的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂零件，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、复杂零件，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。形状又较复杂的

5、工件，并能获得良好的经济效果。4三、数控机床的发展1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。1949年，该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室年，该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下，开始数控机床的研究，并于的协助下，开始数控机床的研究，并于1952年试制成年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产。铣床，不久即开始正式生产。1959年，制成了晶体管元件和印制电路板，使数控装年，制成了晶体管

6、元件和印制电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降；置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降；1960年以后，较为简单和经济的点位控制数控钻床和年以后，较为简单和经济的点位控制数控钻床和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。制造业各部门逐步获得推广。5三、数控机床的发展1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，其不仅体积小，年，出现了第三代的集成电路数控装置，其不仅体积小，功率消耗少，且可靠性有所提高，价格进一步下降，促进了数功率消耗少，且可靠性有所提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展

7、。控机床品种和产量的发展。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统数控系统(简称简称DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统计算机数控系统(简称简称CNC)，使数控装置进入了以小型计算机，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。化为特征的第四代。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数控装置(简称简称MNC)，这是第五代数控系统。第五代与第三代，这是第五代数控系统。第五代与第三代相比

8、，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了，价格降低了3/4，可靠性也得到极大的提高。，可靠性也得到极大的提高。80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，并以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，并具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。6

9、三、数控机床的发展数控系统时 间组成、特征划 分第一代19521959年电子管、继电器、模拟电路的专用数控装置(NC)硬件数控系统：很多数字逻辑电路的硬件、连线组成(HARD-WIRED NC)机床专用计算机作为数控系统(适时控制)，电路复杂、可靠性不好，这是NC阶段第二代19591964年晶体管、印制电路的NC装置第三代19651970年小、中规模集成电路的NC装置第四代19701974年大规模集成电路的小型通用计算机控制系统(CNC)、直接数控系统(群控系统、DNC)计算机数控系统：计算机硬件和软件组成，突出特点是利用存储在存储器里的软件控制系统工作(软件数控系统)。容易扩大功能、柔性好、

10、可靠性高。这是CNC阶段第五代19741990年以微处理器为基础的CNC系统第六代1990年至今PC的性能可满足作为数控系统核心部件的要求，数控系统进入基于PC时代7四、数控加工的优势1.工序集中2.加工自动化3.柔性化程度高4.加工能力强8五、数控车床的加工特点数控车床是数字程序控制车床数控车床是数字程序控制车床(CNC车床车床)的简称，它集的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型普通车床的特点于一身，是国内加工效率高的专用型普通车床的特点于一身，是国内使用量最大、覆盖面最广的机床之一。使用量最大、覆盖面最广的

11、机床之一。数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的加工，能数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的加工，能够自动完成内够自动完成内/外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等工外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔和各种序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔和各种回转曲面的加工。回转曲面的加工。数控车床具有加工效率高、精度稳定性好、加工灵活、数控车床具有加工效率高、精度稳定性好、加工灵活、操作劳动强度低等特点，特别适用于复杂形状的零件操作劳动强度低等特点，特别适用于复杂形状的零件或中、小批量零件的加工。或中、小批量零件的加工。9六、数控车床的操作与维护1.数控车床的操作规程2.机床维修保养规范10七、数控加工技术的发展1.数控系统发展趋势(1)新一代数控系统采用开放式体系结构。(2)新一代数控系统控制性能大大提高。2.数控机床发展趋势(1)高速、高效、高精度和高可靠性。(2)模块化、智能化、柔性化和集成化。(3)智能化。(4)柔性化和集成化。(5)开放性。(6)出现新一代数控加工工艺与装备。11八、机械加工的作业流程使用使用CNC机床加工零件的大致步骤如下。在图机床加工零件的大致步骤如下。在图1-1所示框图的右侧标出了有关的所示框图的右侧标出了有关的CNC操作。操作。12课后思考题1.什么是数控技术？什么是数控机床？2.简要说明数控技术的发展历史。13