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1、數(shù)控加工工藝與編程,德州科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電學(xué)院,德州科技職業(yè)學(xué)院,課 程 目 錄,第一章概論第二章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)第三章數(shù)控編程基礎(chǔ)第四章數(shù)控車床加工及其程序編制第五章數(shù)控銑床和加工中心加及其程序編制第六章數(shù)控電火花線切割加工第七章宏程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用,德州科技職業(yè)學(xué)院,第一章概論,第一節(jié)數(shù)控加工技術(shù)的概況第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的加工原理第四節(jié)數(shù)控加工技術(shù)的主要應(yīng)用對(duì)象第五節(jié) 數(shù)控編程技術(shù)第六節(jié) 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),德州科技職業(yè)學(xué)院,第一節(jié) 數(shù)控加工技術(shù)的概況,一、數(shù)控概念 數(shù)字控制( NC）：用數(shù)字化信息進(jìn)行控制的自動(dòng)控制技術(shù).其含義使用以數(shù)值和符號(hào)構(gòu)成的數(shù)字信息自動(dòng)控制機(jī)床的

2、運(yùn)轉(zhuǎn). 一般說，數(shù)控加工技術(shù)涉及數(shù)控機(jī)床加工工藝和數(shù)控編程技術(shù)兩個(gè)方面二、數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)和發(fā)展史 第一代: 1952年 ,美國麻省理工學(xué)院研制，電子管控制的第一臺(tái)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的銑床；,第一章概論,德州科技職業(yè)學(xué)院,第二代:1959年,出現(xiàn)了晶體管控制的“加工中心”； 第三代:1965年,出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路.使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到了進(jìn)一步的提高；以上三代數(shù)控系統(tǒng)都是采用專用控制硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng),稱為普通數(shù)控系統(tǒng),即NC系統(tǒng). 第四代:1967年以計(jì)算機(jī)作為控制單元的數(shù)控制系統(tǒng). 第五代:1970年,美國英特爾開發(fā)使用了微處理器， 進(jìn)入計(jì)算機(jī)數(shù)控即是CNC。,第一節(jié) 數(shù)控加工技術(shù)的概況,第一章概論

3、,德州科技職業(yè)學(xué)院,第二節(jié)數(shù)控加工的特點(diǎn),與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)： 1.自動(dòng)化程度高； 2.高效率: 是普通機(jī)床效率的25倍； 3.高柔性：適應(yīng)70%以上多品種小批量零件自動(dòng)加工； 4.高可靠性：無故障時(shí)間迅速增加； 5.生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短； 6.具有加工復(fù)雜形狀零件的能力； 7.易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。,第一章概論,德州科技職業(yè)學(xué)院,一、數(shù)控機(jī)床的組成： 1.程序編制及控制介質(zhì) 2.輸入/輸出裝置 3.數(shù)控裝置及輔助控制裝置 4.伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及位置檢測(cè)裝置 5.機(jī)械部件二、數(shù)控機(jī)床加工原理,第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的加工原理,第一章概論,德州科技職業(yè)學(xué)院,數(shù)控機(jī)床加工原理如圖所示：,控制介質(zhì),第

4、一章概論,第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的加工原理,德州科技職業(yè)學(xué)院,第四節(jié) 數(shù)控加工技術(shù)的主要應(yīng)用對(duì)象,目前加工主要應(yīng)用于零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高，以及產(chǎn)品更換頻繁、生產(chǎn)周期要求短的場合。 下面類型零件適宜數(shù)控加工： （1）形狀復(fù)雜、加工精度高或復(fù)雜曲線、曲面輪廓； （2）公差小，互換性高、要求精確復(fù)制的零件； （3）價(jià)值高的零件； （4）小批量生產(chǎn)的零件； （5）鉆、鏜、鉸、攻螺紋及銑削加工聯(lián)合加工； （6）工藝裝備復(fù)雜及調(diào)整時(shí)間的零件。,第一章概論,德州科技職業(yè)學(xué)院,第五節(jié) 數(shù)控編程技術(shù),一、 數(shù)控編程的內(nèi)容：（1）分析零件圖樣，確定工藝過程（2）數(shù)學(xué)處理（3）編寫程序單（4）制作程序介質(zhì)并輸入

5、程序信息（5）程序校驗(yàn)和試切削二、 數(shù)控編程的方法 1.手工編程：指零件圖樣的分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、書寫程序單和校驗(yàn)等均由人工完成。,第一章概論,德州科技職業(yè)學(xué)院,手工編程的內(nèi)容與步驟：（1）分析工件圖紙（2）確定加工工藝過程 （3）數(shù)值計(jì)算 （4）編寫零件的加工程序單 （5）程序輸入數(shù)控系統(tǒng) （6）校對(duì)加工程序 （7）首件試加工2.自動(dòng)編程：是借助數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)輔助生成程序。自動(dòng)編程的內(nèi)容與步驟如下：,第一章概論,第五節(jié) 數(shù)控編程技術(shù),德州科技職業(yè)學(xué)院,（1）零件的幾何建模（2）加工方案與加工參數(shù)的合理選擇（3）刀具軌跡生成（4）數(shù)控加工仿真（5）后置處理（6）首件試加工三、數(shù)

6、控編程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控編程技術(shù)向集成化、智能化、自動(dòng)化、易使用化和面向車間編程方向發(fā)展。,第一章概論,第五節(jié) 數(shù)控編程技術(shù),德州科技職業(yè)學(xué)院,第一章概論,第六節(jié)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),一、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 目前，國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的總體趨勢(shì)是：,德州科技職業(yè)學(xué)院,1.數(shù)控系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu)；2.數(shù)控系統(tǒng)控制性能大大提高。,1.高速、高效化2.高精度化3.高可靠性4.模塊化、專門化與個(gè)性化5.高柔性化6.復(fù)合化7.出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備,第一章概論,第六節(jié)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),德州科技職業(yè)學(xué)院,二、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì),數(shù)控加工工藝與編程,-銑削實(shí)例分析與宏程序編制,課序：八 課時(shí)：6

7、主講：翟肖墨,一、教學(xué)目標(biāo),1通過分析零件，使學(xué)生學(xué)會(huì)合理安排數(shù)控加工工藝路線，形成較為完善的數(shù)控加工方案；2幫助學(xué)生總結(jié)工藝內(nèi)容，使其條理化；3掌握編制宏程序的方法；4注重理論聯(lián)系實(shí)際的原則；5拓展知識(shí)面。,二、教學(xué)方法,1講授法；2分析法；3探求法；4比較法。,三、教學(xué)內(nèi)容,1零件分析；2工藝方案的制定；3宏程序的編寫。,四、教學(xué)過程,第一節(jié) 工藝方案1展示零件圖 A面 B面,四、教學(xué)過程,2讀圖尺寸及加工精度外圓104 90 80 16內(nèi)圓60 R20 淺槽寬14 70 花瓣外形 96.88 高度3過渡凸臺(tái)高度10加工部位與技術(shù)要求三棱臺(tái)、螺旋面、內(nèi)外圓、腔槽、輪廓、深度、孔、其余尺寸。

8、確認(rèn)走刀空間 槽寬：1214 15 最小內(nèi)圓半徑R7。,四、教學(xué)過程,3選擇刀具 圓柱鍵槽銑刀 10 Z=3圓柱鍵槽銑刀 12 Z=3，4圓柱球頭銑刀 12 Z=2中心鉆 3鉆頭 9鉆頭 9.8絞刀 10,四、教學(xué)過程,4確定加工方法 孔2-10鉆（9）擴(kuò)（9.8）鉸（10）內(nèi)外圓、腔槽、螺旋面粗銑（硬質(zhì)合金鍵槽銑刀12） 精銑（硬質(zhì)合金鍵槽銑刀12 ）三棱臺(tái)粗銑（硬質(zhì)合金鍵槽銑刀12） 精銑（硬質(zhì)合金球頭銑刀12 ）,四、教學(xué)過程,5精度保證措施 正確設(shè)置刀具補(bǔ)償參數(shù)精加工外輪廓時(shí)，刀具半徑補(bǔ)償5.98；合理安排加工順序先銑B面，后銑A面。保證裝夾牢靠；銑三棱臺(tái)斜面時(shí)，Z向步距增量應(yīng)小于0.

9、19；銑螺旋面時(shí)，徑向步距增量應(yīng)小于0.2。,四、教學(xué)過程,6切削用量 主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度本例中取若則,四、教學(xué)過程,7加工路線,四、教學(xué)過程,7加工路線,四、教學(xué)過程,8工藝方案,四、教學(xué)過程,第二節(jié) 宏程序編制1宏變量的引用2編寫方法先編內(nèi)核，后造循環(huán)；先寫主體，后書首尾。3編寫技巧用倒角指令巧避過切現(xiàn)象的發(fā)生。,五、理解誤區(qū)的辨析,1“一刀切”與“修一絲”的認(rèn)識(shí)誤區(qū)；2粗糙度與亮度的理解誤區(qū)；粗糙度：表面微觀幾何形狀不平度。Ra輪廓算術(shù)平均偏差；Rz微觀不平度十點(diǎn)平均高度；Ry輪廓最大高度。3選刀與成本之間的關(guān)系；4刀具參數(shù)中，齒數(shù)的選擇；5螺旋面高度的理解。,六、互動(dòng)體驗(yàn),程序與工藝的關(guān)

10、系：數(shù)控加工程序包容著數(shù)控加工工藝，而數(shù)控加工工藝需要由數(shù)控加工程序的執(zhí)行來體現(xiàn)。要成為一個(gè)好的程序員，必須是一個(gè)好的工藝員。形象地講：,數(shù)控加工程序是加工工藝的載體；,透過程序的背后，看到的是工藝；,工藝是附著在程序上的靈魂；,發(fā)送工藝信息的密電碼就是程序；,工藝是思想，程序是軀干；,無工藝內(nèi)涵的程序是陳設(shè)，非程序而實(shí)現(xiàn)的工藝是古董；,程序是流動(dòng)的工藝；,工藝是先行者，程序是先行者走過的足跡；,七、教學(xué)原則,1由易到難、深入淺出、循序漸進(jìn)2理論聯(lián)系實(shí)際,教材分析,依據(jù)教學(xué)大綱的要求，在完成了銑平面及外輪廓、銑槽及內(nèi)輪廓、銑曲面的單項(xiàng)教學(xué)任務(wù)后，結(jié)合教材內(nèi)容（第三章、第三節(jié) 數(shù)控銑床綜合編程實(shí)

11、訓(xùn)）進(jìn)行本次課的教學(xué)；因教材中所選實(shí)例較為簡單，內(nèi)涵也不夠全面，故另選此例；在機(jī)械加工中，因被加工零件形式多種多樣，加工方法及程序?qū)崿F(xiàn)過程迥然各異，所以此類課型宜重點(diǎn)解決數(shù)控加工的方法、步驟與實(shí)踐性的問題。,學(xué)情分析,本課程是在學(xué)生尚未完全建立起數(shù)控加工工藝整體架構(gòu)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，需要以條理化的工藝知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，以實(shí)踐性操作技巧為突破，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系；,教學(xué)手段,多媒體聲、形、色的變化吸引注意力；師生互動(dòng)交流、問答加強(qiáng)思維；,八、重點(diǎn)與難點(diǎn),1重點(diǎn)工藝方案的整合與確定；宏程序的編制。2難點(diǎn)加工精度的控制,九、學(xué)法指導(dǎo),通過教學(xué)，使學(xué)生意識(shí)到如下幾點(diǎn)： 思維全面；

12、 步驟條理； 程序嚴(yán)謹(jǐn)； 品德高尚。,宏變量,SIEMENS系統(tǒng)中的宏變量R1、R2、R255FANUC系統(tǒng)中的宏變量#1、#2、#N,參考程序：,1銑三棱臺(tái) G60 G54 M3 S2000 F200 M8 G111 X0 Y0 G0 AP=270 RP=23 Z2 R1=0.5 R2=1/COS（30） R3=R1*R2 R4=6*COS（30） R5=-10 R6=15+R4/SIN（30） G0 AP=276.587 RP=22.65AA： G1 Z=R5 AP=30 RP=R6 CHR=5.2 AP=150 RP=R6 CHR=5.2 AP=270 RP=R6 CHR=5.2 R5=

13、R5+R1 R6=R6-R3 IF R50 GOTOB AA G0 Z100 M9 M5 G74 Y0 M30,參考程序：,2銑螺旋面G54 G0 X-7 Y-60 M3 S2000 M8Z2TT：R1=6R2=40R3=0.5R4=0AA：R5=R2-R4G0 X=-R1 Y-48Z2G1 Y=-R5G3 X=R1 Y=R5 Z=7 I=R1 J=R5 R4=R4+R3IF R530 GOTOB AAAROT RPL=180REPEAT TTG0 Z100 M9M5G74 Y0M30,循環(huán)內(nèi)核,零件圖,備用圖,過切現(xiàn)象示意圖,備用圖,備用圖,項(xiàng)目三：數(shù)控加工中心應(yīng)用,模塊三：數(shù)控加工工藝應(yīng)用

14、模塊,任務(wù)1：認(rèn)識(shí)加工中心任務(wù)2：熟悉加工中心自動(dòng)換刀任務(wù)3：學(xué)會(huì)孔加工循環(huán)應(yīng)用任務(wù)4：鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔加工工藝編程任務(wù)5：學(xué)會(huì)攻絲加工工藝編程 任務(wù)6：學(xué)會(huì)鉸孔加工工藝編程 任務(wù)7：學(xué)會(huì)鏜孔加工工藝編程 任務(wù)8：熟悉加工中心對(duì)刀方案設(shè)計(jì)任務(wù)9：加工中心綜合加工實(shí)踐,摘要幻燈片,任務(wù)1：認(rèn)識(shí)加工中心,加工中心特點(diǎn),1.全封閉防護(hù)2.工序集中，加工連續(xù)進(jìn)行3.使用多把刀具，自動(dòng)進(jìn)行刀具交換4.使用多個(gè)工作臺(tái)，自動(dòng)進(jìn)行工作臺(tái)交換5.功能強(qiáng)大，趨向復(fù)合加工6.高自動(dòng)化、高精度、高效率7.高投入8.在適當(dāng)?shù)臈l件下才能發(fā)揮最佳效益,加工中心分類,按結(jié)構(gòu)分,立式加工中心臥式加工中心 龍門式加工中心,立式加

15、工中心,臥式加工中心,龍門加工中心,加工中心主要加工對(duì)象,適用于：精密、復(fù)雜零件加工；周期性重復(fù)投產(chǎn)零件加工；多工位、多工序集中的零件加工；具有適當(dāng)批量的零件加工等,1.箱體類零件2.復(fù)雜曲面3.異形件4.盤、套、板類零件,主要加工對(duì)象：,加工中心加工的零件,加工中心主要技術(shù)參數(shù),1.工作臺(tái)尺寸、工作臺(tái)承重、交換時(shí)間2.坐標(biāo)行程、擺角范圍3.主軸轉(zhuǎn)速范圍、功率，主軸孔錐度4.刀庫容量、換刀時(shí)間、最大刀具尺寸及最大刀具重量5.交換工作臺(tái)尺寸、數(shù)量、交換時(shí)間6.定位精度、重復(fù)定位精度7.快速進(jìn)給速度、切削進(jìn)給速度8.外形尺寸9.凈重,任務(wù)2：熟悉加工中心自動(dòng)換刀,MOV36 ATC,1.刀庫容量適

16、當(dāng)2.換刀時(shí)間短3.換刀空間小4.動(dòng)作可靠、使用穩(wěn)定5.刀具重復(fù)定位精度高6.刀具識(shí)別準(zhǔn)確,對(duì)自動(dòng)換刀裝置的要求,刀庫,在加工中心上使用的刀庫主要有兩種，一種是盤式刀庫，一種是鏈?zhǔn)降稁臁?1.盤式刀庫 刀庫容量相對(duì)較小，一般在124把刀具，主要適用于小型加工中心；2.鏈?zhǔn)降稁?刀庫容量大，一般在1100把刀具，主要適用于大中型加工中心。,換刀方式,1.機(jī)械手換刀2.主軸換刀,機(jī)械手換刀,MOV37 主軸換刀,刀具識(shí)別方法,1.刀座編碼2.刀柄編碼,刀座編碼,刀座編碼,識(shí)別碼塊,識(shí)別傳感器,刀柄編碼,刀具裝入刀庫,將刀具裝入刀庫的過程，也是確定刀具號(hào)碼的過程?？梢韵却_定刀具號(hào)碼再將刀具裝入刀庫，也可以先將刀具裝入刀庫再確定刀具號(hào)碼。無論采用哪種方法，都應(yīng)確定每把刀具在機(jī)床中唯一的刀具號(hào)碼。,1.直接往刀庫中手動(dòng)裝入刀具,（1）適用于刀柄編碼的機(jī)床：將已確定刀具號(hào)的刀柄裝入刀庫中任意位置，由系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別。（2）若在刀座編碼的機(jī)床上使用，需按照刀具號(hào)將刀具裝入對(duì)應(yīng)的刀座中；或是先隨機(jī)將刀具裝入刀庫后，進(jìn)行刀具重整（M80、M81），確定刀具號(hào)。（3）刀庫位置要方便操作。,MOV41 手動(dòng)裝入