模具的数控加工基本概念

1、第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工一、数控加工基本概念一、数控加工基本概念1.1.数控与数控机床数控与数控机床：数字控制是用数字化信号对机床的数字控制是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法，简称为数控运动及其加工过程进行控制的一种方法，简称为数控(N(NC)C)，它是一种自动控制技术。数控机床就是采用了数控，它是一种自动控制技术。数控机床就是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。2.2.数控加工：数控加工是指在数控机床上进行零件切削数控加工：数控加工是指在数控机床上进行零件切削加工的一种工艺方法。加工的一种工艺方

2、法。数控加工与普通加工方法的区别在于控制方式。在普通数控加工与普通加工方法的区别在于控制方式。在普通机床上进行加工时，机床动作的先后顺序和各运动部件机床上进行加工时，机床动作的先后顺序和各运动部件的位移都是由人工直接控制。的位移都是由人工直接控制。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工一、数控加工基本概念一、数控加工基本概念3.3.数控加工研究的主要内容数控加工研究的主要内容(1)(1)数控加工工艺设计工艺设计是对工件进行数控加数控加工工艺设计工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，它必须在程序编制工作以前完工的前期工艺准备工作，它必须在程序编制工作以前完成，因为只有工艺设计方案确

3、定以后，程序编制工作才成，因为只有工艺设计方案确定以后，程序编制工作才有依据。包括以下内容：有依据。包括以下内容：1)1)选择并决定零件的数控加工内容。选择并决定零件的数控加工内容。2)2)零件图纸的数控加工工艺性分析。零件图纸的数控加工工艺性分析。3)3)数控加工的工艺路线设计。数控加工的工艺路线设计。4)4)数控加工的工序设计。数控加工的工序设计。5)5)数控加工专用技术文件的编写。数控加工专用技术文件的编写。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工二、数控机床加工二、数控机床加工 特点：特点：自动化程度高，生自动化程度高，生产率高；加工精度高，质量稳产率高；加工精度高，质量稳定；适应性

4、强。为单件、小批、定；适应性强。为单件、小批、试制产品（主要是模具）提供试制产品（主要是模具）提供了了 较大的便利。较大的便利。 常用数控机床分类：常用数控机床分类：数控数控铣床、数控磨床、数控镗铣床。铣床、数控磨床、数控镗铣床。原理：原理：根据工件形状和尺寸、材料、技术要求，进行程根据工件形状和尺寸、材料、技术要求，进行程序设计；通过数控装置变换，发出相应的指令，控制机床序设计；通过数控装置变换，发出相应的指令，控制机床的动作。的动作。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工二、数控机床的工作原理与分类二、数控机床的工作原理与分类1.1.数控机床的工作原理数控机床的工作原理 数控机床的组成

5、数控机床的组成图纸存储介质数控装置输入输出CNC装置伺服驱动装置伺服系统执行机构切削驱动装置机床主体检测装置第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工(1)(1)控制介质控制介质是用于记载各种加工信息控制介质控制介质是用于记载各种加工信息( (如零件加工如零件加工的工艺过程、工艺参数和位移数据等的工艺过程、工艺参数和位移数据等) )的媒体，经输入装置将加的媒体，经输入装置将加工信息送给数控装置。工信息送给数控装置。(2)(2)数控装置数控装置是数控机床的核心，它的功能是接受输数控装置数控装置是数控机床的核心，它的功能是接受输入装置输入的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路入装置输入的加工

6、信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理之后，发出相应的脉冲送给伺服系进行译码、运算和逻辑处理之后，发出相应的脉冲送给伺服系统，通过伺服系统控制机床的各个运动部件按规定要求动作。统，通过伺服系统控制机床的各个运动部件按规定要求动作。二、数控机床的工作原理与分类二、数控机床的工作原理与分类2.2.数控机床的组成数控机床的组成第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工(3)(3)伺服系统伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，伺服系统伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。它是数控系统的执行部分。(4)(4)机床本体数控机床的本体包括：主运动部

7、件，进给运动部机床本体数控机床的本体包括：主运动部件，进给运动部件如工作台，刀架及传动部件和床身立柱等支撑部件，此外还有件如工作台，刀架及传动部件和床身立柱等支撑部件，此外还有冷却、润滑、转位、夹紧等辅助装置。冷却、润滑、转位、夹紧等辅助装置。二、数控机床的工作原理与分类二、数控机床的工作原理与分类2.2.数控机床的组成数控机床的组成第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工3.3.数控机床的分类数控机床的分类(1)(1)金属切削类属于此类的有数控车床、数控铣床、数控钻床、金属切削类属于此类的有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控齿轮加工机床和加工中心等。数控镗床、数控磨床、

8、数控齿轮加工机床和加工中心等。(2)(2)金属成形类属于此类的有数控折弯机、数控弯管机、数控金属成形类属于此类的有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床、数控旋压机等。冲床、数控旋压机等。(3)(3)特种加工类属于此类的有数控电火花线切割机床、数控电特种加工类属于此类的有数控电火花线切割机床、数控电火花成形机床及数控激光切割焊接机等。火花成形机床及数控激光切割焊接机等。(4)(4)其他类属于此类的有数控火焰切割机床、数控激光热处理其他类属于此类的有数控火焰切割机床、数控激光热处理机床、三坐标测量机等。机床、三坐标测量机等。二、数控机床的工作原理与分类二、数控机床的工作原理与分类第四章第四章 模具的数

9、控加工模具的数控加工三、数控加工的特点与应用三、数控加工的特点与应用1.1.数控加工的特点数控加工的特点(1)(1)加工精度高数控机床是精密机械和自动化技术的综合，所加工精度高数控机床是精密机械和自动化技术的综合，所以机床的传动精度与机床的结构设计都考虑到要有很高的刚度和以机床的传动精度与机床的结构设计都考虑到要有很高的刚度和热稳定性，它的传动机构采用了减小误差的措施，并由数控装置热稳定性，它的传动机构采用了减小误差的措施，并由数控装置补偿，所以数控机床有较高的加工精度。补偿，所以数控机床有较高的加工精度。(2)(2)自动化程度高和生产率高数控加工是按事先编好的程序自自动化程度高和生产率高数控

10、加工是按事先编好的程序自动完成零件加工任务的，操作者除了安放控制介质及操作键盘、动完成零件加工任务的，操作者除了安放控制介质及操作键盘、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运动情况外，不装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运动情况外，不需要进行繁重的重复性手工操作，因此自动化程度很高，管理方需要进行繁重的重复性手工操作，因此自动化程度很高，管理方便。便。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工三、数控加工的特点与应用三、数控加工的特点与应用1.1.数控加工的特点数控加工的特点(3)(3)适应性强当改变加工零件时，只需更换加工程序，就可改适应性强当改变加工零件时，只需更换加工程序，

11、就可改变加工工件的品种，这就为复杂结构的单件，小批量生产以及试变加工工件的品种，这就为复杂结构的单件，小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是普通机床很难加工或无法加制新产品提供了极大的便利，特别是普通机床很难加工或无法加工的精密复杂型面。工的精密复杂型面。(4)(4)有利于生产管理现代化用数控机床加工零件，能准确地计有利于生产管理现代化用数控机床加工零件，能准确地计算零件的加工工时，并有效地简化了检验和工夹具、半成品的管算零件的加工工时，并有效地简化了检验和工夹具、半成品的管理工作。理工作。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工三、数控加工的特点与应用三、数控加工的特点与应用1.

12、1.数控加工的特点数控加工的特点(5)(5)减轻劳动强度，改善劳动条件操作者不需繁重而又重复的减轻劳动强度，改善劳动条件操作者不需繁重而又重复的手工操作，劳动强度和紧张程度大大改善，另外工作环境整洁，手工操作，劳动强度和紧张程度大大改善，另外工作环境整洁，劳动条件也相应改善。劳动条件也相应改善。(6)(6)成本高数控加工不仅初始投入大成本高数控加工不仅初始投入大( (数控设备及计算机系统数控设备及计算机系统) )，而且复杂零件的编程工作量也很大，从而增加了它的生产成本。而且复杂零件的编程工作量也很大，从而增加了它的生产成本。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工三、数控加工的特点与应用三、

13、数控加工的特点与应用2.2.数控加工的应用与目的数控加工的应用与目的 应用：数控加工有一般机械加工所不具备的许多优点，所以其应应用：数控加工有一般机械加工所不具备的许多优点，所以其应用范围不断扩大。但目前它并不能完全代替普通机床，也还不能用范围不断扩大。但目前它并不能完全代替普通机床，也还不能以最经济的方式解决机械加工中的所有问题。以最经济的方式解决机械加工中的所有问题。 目的：解决单件、中小批量精密复杂零件的加工问题目的：解决单件、中小批量精密复杂零件的加工问题第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工三、数控加工的特点与应用三、数控加工的特点与应用3.数控加工技术的发展历史数控加工技术的发

14、展历史1)1952年，第一台数控机床，电子管元器件。年，第一台数控机床，电子管元器件。2)1959年，出现晶体管元器件。年，出现晶体管元器件。 1959年年3月美国克耐月美国克耐杜列可公司（杜列可公司（KT）发明了带有自动换刀）发明了带有自动换刀装置的数控机床称为装置的数控机床称为“加工中心加工中心”（Machining Center)。60年代开始，除美以外的其他一些工业国家，如德，日开始开发年代开始，除美以外的其他一些工业国家，如德，日开始开发和使用数控机床。和使用数控机床。3)1965年，出现小规模集成电路年，出现小规模集成电路 1967年英国产生了最初年英国产生了最初FMS（Flexi

15、ble Manufacturing System）柔性制造系统柔性制造系统几台数控机床连接成具有柔性的加工系统。几台数控机床连接成具有柔性的加工系统。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工三、数控加工的特点与应用三、数控加工的特点与应用3.数控加工技术的发展历史数控加工技术的发展历史4)19651970年期间，由于计算机技术的发展，小型计算机年期间，由于计算机技术的发展，小型计算机 的价的价格急剧下降。小型计算机开始取代专用数控计算机，出现了计算格急剧下降。小型计算机开始取代专用数控计算机，出现了计算机数控系统（机数控系统（CNCComputerized NC）。数控的许多功能在软）。数控

16、的许多功能在软件中实现。件中实现。CNC系统成为第四代系统。系统成为第四代系统。1970年美国芝加哥国际机年美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出这种系统。床展览会上，首次展出这种系统。5）1970年前后，美国英特尔公司开发和使用了微处理器年前后，美国英特尔公司开发和使用了微处理器 ,1974年，年，美，日等国首先研制出微处理器为核心的数控系统（第五代美，日等国首先研制出微处理器为核心的数控系统（第五代 系系统统MNCMicrocomputerized NC）。近）。近30年来，年来，MNC机床得到机床得到飞速发展。飞速发展。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工三、数控加工的特点与应用三、

17、数控加工的特点与应用4.4.数控加工技术的发展方向数控加工技术的发展方向(1)(1)高速度高精度化速度和精度是数控加工的两个重要技术指高速度高精度化速度和精度是数控加工的两个重要技术指标，它直接关系到加工效率和产品质量。标，它直接关系到加工效率和产品质量。(2)(2)智能化智能化是体现数控加工运用高技术的重要标志，它智能化智能化是体现数控加工运用高技术的重要标志，它表现在运用自适应控制技术；运用人机会话自动编程功能，建立表现在运用自适应控制技术；运用人机会话自动编程功能，建立切削用量专家系统和示教系统；运用自诊断功能；运用模式识别切削用量专家系统和示教系统；运用自诊断功能；运用模式识别技术。技

18、术。(3)(3)小型化小型化CNCCNC系统体积的小型化便于将机、电装置揉合为一体。系统体积的小型化便于将机、电装置揉合为一体。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工三、数控加工的特点与应用三、数控加工的特点与应用4.4.数控加工技术的发展方向数控加工技术的发展方向(4)(4)提高可靠性数控系统比较贵重，用户期望发挥投资效益，提高可靠性数控系统比较贵重，用户期望发挥投资效益，要求设备可靠，特别是对要用在长时间无人操作环境下运行的数要求设备可靠，特别是对要用在长时间无人操作环境下运行的数控系统，可靠性成为人们最为关注的问题。控系统，可靠性成为人们最为关注的问题。(5)(5)具有更高的通信功能

19、为适应具有更高的通信功能为适应FMCFMC、FMSFMS以及进一步联网组成以及进一步联网组成C CIMSIMS的要求，一般的数控系统都具有的要求，一般的数控系统都具有RS232CRS232C和和RS422RS422高速串行高速串行接口，高档的数控系统应具有接口，高档的数控系统应具有DNCDNC接口。接口。(6)(6)具有开放性传统的数控系统是一种专用封闭式系统，各个具有开放性传统的数控系统是一种专用封闭式系统，各个厂家的产品之间以及与通用计算机之间不兼容，维修、升级困难，厂家的产品之间以及与通用计算机之间不兼容，维修、升级困难，越来越难以满足市场对数控技术的要求。越来越难以满足市场对数控技术的

20、要求。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成1.1.数控与数控机床的概念数控与数控机床的概念数控即数字控制（数控即数字控制（Numerical Control，简称，简称NC），是），是20世纪中世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号进行控制的一期发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号进行控制的一种方法。种方法。 数控机床（数控机床（Numerical Control Tool）是用数字化信号对机床）是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。

21、的机床。 计算机数控（计算机数控（Computer Numerical Control）系统是采用计算）系统是采用计算机控制加工功能，实现数字控制，并通过接口与外围设备连接。机控制加工功能，实现数字控制，并通过接口与外围设备连接。简称简称CNC系统。系统。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.2.数控机床的组成数控机床的组成数控机床主要由控制介质、数控装置、数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服装置、辅助控制装置、检测装置和伺服装置、辅助控制装置、检测装置和机床本体组成，如图所示。机床本体组成，如图所示。控制介质数控装置伺服机构辅助控制装置检测装置机

22、床本体图11主轴箱立柱电气柜控制面板主轴床身工作台冷却液箱第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.2.数控机床的组成数控机床的组成1 1）控制介质）控制介质控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体。随控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体。随数控装置类型的不同而不同，常用的有磁盘、移动硬盘、数控装置类型的不同而不同，常用的有磁盘、移动硬盘、Flash（U盘）等。盘）等。a)b)c)常用的控制介质常用的控制介质a) a) 磁盘磁盘 b) b) 移动硬盘移动硬盘 c) Uc) U盘盘第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数

23、控机床的组成四、数控机床的组成2.2.数控机床的组成数控机床的组成2 2）数控装置）数控装置数控装置是数控机床的核心。如图数控装置是数控机床的核心。如图13所示是某数控车床的数控所示是某数控车床的数控装置。它由输入装置（如键盘，面板）、控制运算器和输出装置装置。它由输入装置（如键盘，面板）、控制运算器和输出装置（如显示器）等构成。（如显示器）等构成。数控装置数控装置第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.2.数控机床的组成数控机床的组成2 2）数控装置）数控装置操作面板操作面板操作面板的是操作人员与机床数控装置进行信息交流的工具。操作面板的是操作人员与

24、机床数控装置进行信息交流的工具。l组成：按钮站、状态灯、按键阵列（功能与计算机键盘一组成：按钮站、状态灯、按键阵列（功能与计算机键盘一样）和显示器；。样）和显示器；。l它是数控机床特有的部件。它是数控机床特有的部件。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.数控机床的组成数控机床的组成2）数控装置）数控装置控制介质与输入输出设备控制介质与输入输出设备 控制介质是记录零件加工程序的控制介质是记录零件加工程序的媒介媒介 输入输出设备是输入输出设备是CNC系统与外部系统与外部设备进行交互装置。交互的信息通设备进行交互装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编制

25、好的常是零件加工程序。即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程序记录在控制介质上的零件加工程序输入输入CNC系统或将调试好了的零件系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。在相应的控制介质上。控控制制介介质质输输入入设设备备输输入入设设备备穿孔纸带纸带阅读机纸带穿孔机磁带磁带机或录音机磁盘磁盘驱动器第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.数控机床的组成数控机床的组成2）数控装置）数控装置通讯通讯l现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换外，一般都现代的数控系统除采用输入输出设备进行信息交换

26、外，一般都具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现具有用通讯方式进行信息交换的能力。它们是实现CAD/CAM的的集成、集成、FMS和和CIMS的基本技术。采用的方式有：的基本技术。采用的方式有：l串行通讯串行通讯l自动控制专用接口和规范自动控制专用接口和规范l网络技术网络技术第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.数控机床的组成数控机床的组成3）CNC装置装置(CNC单元单元)组成：计算机系统、位置控制板、组成：计算机系统、位置控制板、PLC接口板，通讯接口板、接口板，通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。特殊功能模块以及相应的控制软件。作用

27、：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理（如运动轨迹处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执处理、机床输入输出处理等），然后输出控制命令到相应的执行部件行部件(伺服单元、驱动装置和伺服单元、驱动装置和PLC等等)，所有这些工作是由，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊地进行工作的。不紊地进行工作的。CNC装置是装置是CNC系统的核心。系统的核心。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.2.数控机床的

28、组成数控机床的组成4 4）伺服机构）伺服机构伺服机构是数控机床的执行机构，伺服机构是数控机床的执行机构，由驱动装置和执行部件（如伺服由驱动装置和执行部件（如伺服电动机）两大部分组成，如图所电动机）两大部分组成，如图所示。示。a) 驱动装置b ) 伺服电动机 伺服机构伺服机构第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.2.数控机床的组成数控机床的组成5 5）辅助控制装置）辅助控制装置辅助控制装置是介于数控装置和辅助控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电机床机械、液压部件之间的强电控制装置。由于可编程控制器控制装置。由于可编程控制器（PLC）具有

29、响应快、性能可靠、）具有响应快、性能可靠、易于使用、编程和修改程序，并易于使用、编程和修改程序，并可直接驱动机床电气等特点，现可直接驱动机床电气等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制已广泛用作数控机床的辅助控制装置。图所示为某可编程控制器装置。图所示为某可编程控制器的外观图。的外观图。辅助控制装置辅助控制装置第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.2.数控机床的组成数控机床的组成6 6）检测装置）检测装置检测反馈装置将数控机床各个坐检测反馈装置将数控机床各个坐标轴的实际位移量、速度参数检标轴的实际位移量、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈测出来，转

30、换成电信号，并反馈到机床的数控装置中。到机床的数控装置中。 检测装置的检测元件有多种，检测装置的检测元件有多种，常用的有直线光栅、光电编码器、常用的有直线光栅、光电编码器、圆光栅、绝对编码尺等。圆光栅、绝对编码尺等。 光电编码器 直线光栅第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工四、数控机床的组成四、数控机床的组成2.数控机床的组成数控机床的组成7）机床本体）机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分，包括主运动部件、进给运动执行部件（如工作台、滑板部分，包括主运动部件、进给运动执行部件（如工作台、滑板及其传动部件）

31、和床身、立柱、支承部件等。及其传动部件）和床身、立柱、支承部件等。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工五、数控机床的工作原理五、数控机床的工作原理数控机床加工零件的工作过程如图所示。加工步骤如下：数控机床加工零件的工作过程如图所示。加工步骤如下： （1）根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程）根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序段格式编写出加工程序。序段格式编写出加工程序。 （2）将所编写加工程序指令输入到机床数控装置中。）将所编写加工程序指令输入到机床数控装置中。 （3）数控装置对程序（代码）进行处理之后，向机床各个坐）数控装置对程序（代码）进行处理之后，向机床

32、各个坐标的伺服驱动机构和辅助控制装置发出控制信号。标的伺服驱动机构和辅助控制装置发出控制信号。数控装置伺服机构机床本体图样程序工件第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工五、数控机床的工作原理五、数控机床的工作原理数控机床加工零件的工作过程如图所示。加工步骤如下：数控机床加工零件的工作过程如图所示。加工步骤如下： （4）伺服机构接到执行信号指令后，驱动机床的各个运动部）伺服机构接到执行信号指令后，驱动机床的各个运动部件，并控制所需的辅助动作。件，并控制所需的辅助动作。 （5）机床自动加工出合格的零件。）机床自动加工出合格的零件。数控装置伺服机构机床本体图样程序工件第四章第四章 模具的数控加工

33、模具的数控加工五、数控机床的工作原理五、数控机床的工作原理数控系统的主要功能数控系统的主要功能（1）多坐标控制（多轴联动）多坐标控制（多轴联动）（2）准备功能（）准备功能（G功能）功能）（3）实现多种函数的插补（直线、圆弧、抛物线等）实现多种函数的插补（直线、圆弧、抛物线等）（4）代码转换（）代码转换（EIA/ISO代码转换、英制代码转换、英制/公制转换、绝对值公制转换、绝对值/增量值转换等）增量值转换等）（5）固定循环加工）固定循环加工（6）指定进给速度）指定进给速度第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工五、数控机床的工作原理五、数控机床的工作原理数控系统的主要功能数控系统的主要功能（7

34、）指定主轴转速）指定主轴转速（8）辅助功能：指定主轴的起、停、反向，冷却系统的开、关）辅助功能：指定主轴的起、停、反向，冷却系统的开、关等。等。（9）刀具选择功能）刀具选择功能（10）各种补偿功能：如刀具半径、刀具长度补偿等。）各种补偿功能：如刀具半径、刀具长度补偿等。（11）字符图形在显示器）字符图形在显示器(CRT)上的显示上的显示（12）故障的诊断及显示、与外部设备的连网及通信。）故障的诊断及显示、与外部设备的连网及通信。（13）存储加工程序，人机对话、程序的输入、编辑及修改。）存储加工程序，人机对话、程序的输入、编辑及修改。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六

35、、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：1 1、按工艺用途分类、按工艺用途分类1)1)切削加工类：如数控铣床、数控车床、数控磨床、加切削加工类：如数控铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、工中心、数控齿轮加工机床、FMCFMC等。等。2 2）成型加工类：数控折弯机、数控弯管机等。）成型加工类：数控折弯机、数控弯管机等。3 3）特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加）特种加工类：数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。工机等。4 4）其它类型：数控装配机、数控测量机、机器人等。）其它类

36、型：数控装配机、数控测量机、机器人等。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类轮廓控制数控系统轮廓控制数控系统按数控系统的进给伺服子系统有无位置测量装置可分为按数控系统的进给伺服子系统有无位置测量装置可分为开环数控系统和闭环数控系统，在闭环数控系统中根据开环数控系统和闭环数控系统，在闭环数控系统中根据位置测量装置安装的位置又可分为全闭环和半闭环两种。位置测量装置安装的位置又可分为全闭环和半闭环两种。

37、第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类开环数控系统开环数控系统没有位置测量装置，信号流是单向的，系统稳定性好。没有位置测量装置，信号流是单向的，系统稳定性好。无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其精度主要无位置反馈，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。取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。这类系统具有一般以

38、功率步进电机作为伺服驱动元件。这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、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。一般用于经济型数控机床。得到广泛应用。一般用于经济型数控机床。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类开环数控系统开环数控系统驱动装置工作台数控装置控制介

39、质指令脉冲伺服电机齿轮箱第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类半闭环数控系统半闭环数控系统半闭环数控系统的位置采样点是从驱动装置半闭环数控系统的位置采样点是从驱动装置( (常用伺服电常用伺服电机机) )或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。运动部件的实际位置。半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此半闭环环路内不包括

40、或只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能，其系统的稳定性虽不如开环系可获得稳定的控制性能，其系统的稳定性虽不如开环系统，但比闭环要好。统，但比闭环要好。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类半闭环数控系统半闭环数控系统测速元器件位移指令位移反馈速度反馈位置检测装置工作台第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角

41、度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类半闭环数控系统半闭环数控系统由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。因此，其精度较闭环差，较开环好。但可对这类误除。因此，其精度较闭环差，较开环好。但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。差进行补偿，因而仍可获得满意的精度。半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因而在现代而在现代CNCCNC机床中得到了广泛应用。机床中得到了广泛应用。第四章第四章 模具的数

42、控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类全闭环数控系统全闭环数控系统全闭环数控系统的位置采样点如图全闭环数控系统的位置采样点如图1 1的虚线所示，直接对的虚线所示，直接对运动部件的实际位置进行检测。运动部件的实际位置进行检测。从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间从理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量。具有很高的位置控制精度。隙和失动量。具有很高的位置控制精度。第四章第四章 模具的数控加工模

43、具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类全闭环数控系统全闭环数控系统测速元器件位移指令位移反馈速度反馈位置检测装置工作台第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：2 2、按控制方式的类型分类、按控制方式的类型分类全闭环数控系统全闭环数控系统由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性

44、和由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭间隙都是非线性的，故很容易造成系统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试都相当困难。环系统的设计、安装和调试都相当困难。该系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车床、超该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。精磨床以及较大型的数控机床等。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：3 3、按运动轨迹分类、按运动轨迹分类

45、点位控制数控系统点位控制数控系统仅能实现刀具相对于工件从一点仅能实现刀具相对于工件从一点到另一点的精确定位运动；对轨到另一点的精确定位运动；对轨迹不作控制要求；运动过程中不迹不作控制要求；运动过程中不进行任何加工。进行任何加工。适用范围：适用范围：数控钻床、数控镗床、数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。数控冲床和数控测量机。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：3 3、按运动轨迹分类、按运动轨迹分类直线控制系统直线控制系统控制刀具或机床工作

46、台以控制刀具或机床工作台以给定的速度，沿平行于某给定的速度，沿平行于某一坐标轴方向，由一个位一坐标轴方向，由一个位置到另一个位置的精确移置到另一个位置的精确移动，并且在移动过程中进动，并且在移动过程中进行直线切削加工。行直线切削加工。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：3 3、按运动轨迹分类、按运动轨迹分类轮廓控制数控系统轮廓控制数控系统具有控制几个进给轴同时谐调运动具有控制几个进给轴同时谐调运动( (坐坐标联动标联动) )，使工件相对于刀具按

47、程序规，使工件相对于刀具按程序规定的轨迹和速度运动，在运动过程中进定的轨迹和速度运动，在运动过程中进行连续切削加工的数控系统。行连续切削加工的数控系统。适用范围：适用范围：数控车床、数控铣床、加工数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面的机床。现中心等用于加工曲线和曲面的机床。现代的数控机床基本上都是装备的这种数代的数控机床基本上都是装备的这种数控系统。控系统。第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：5、按工业用途分类、按工业用途分类（1）

48、数控车床（）数控车床（ NC Lathe） （2）数控铣床）数控铣床(NC Milling Machine)（3）数控钻床）数控钻床(NC Drilling Machine) (4)数控镗床数控镗床(NC Boring Machine)（5）数控齿轮加工机床）数控齿轮加工机床(NC Gearing Holding Machine)第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其分类：5、按工业用途分类、按工业用途分类（6）数控平面磨床）数控平面磨床(NC Sur

49、face Grinding Machine)（7）数控外圆磨床）数控外圆磨床(NC External Cylindrical Grinding Machine)（8）数控轮廓磨床）数控轮廓磨床(NC Contour Grinding Machine)（9）数控工具磨床）数控工具磨床(NC Tool Grinding Machine)（10）数控坐标磨床）数控坐标磨床(NC Jig Grinding Machine)第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工六、数控机床的分类六、数控机床的分类 数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对数控机床的种类很多，通常可以从以下不同角度来对其分类：其

50、分类：5、按工业用途分类、按工业用途分类（11）数控电火花加工机床）数控电火花加工机床(NC Dieseling Electric Discharge Machine)（12）数控线切割机床）数控线切割机床(NC Wire Discharge Machine)（13）数控激光加工机床）数控激光加工机床(NC Laser Beam Machine) （14）数控冲床）数控冲床(NC Punching Press) 第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工数控车数控车数控钻铣床数控钻铣床数控镗床数控镗床数控导轨磨数控导轨磨数控铣数控铣第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工5轴数控龙门铣轴数控

51、龙门铣卧式数控铣卧式数控铣第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工铣削加工中心铣削加工中心车削加工中心车削加工中心采用直线电机的立式加工中心采用直线电机的立式加工中心第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工五轴联动加工中心第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工数控线切割机床三维五轴联动激光切割机 数控电火花机床第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工七七 常见数控机床简介常见数控机床简介 1.数控车床数控车床 数控车床一般具有两轴联数控车床一般具有两轴联动功能，动功能，Z Z轴是与主轴方轴是与主轴方向平行的运动轴，向平行的运动轴，X X轴是轴是在水平面向内与主轴方向在水平面向内与主轴

52、方向垂直的运动轴。图垂直的运动轴。图125125所示为一台数控车床的外所示为一台数控车床的外观图。观图。 数控车床第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工2.2.数控铣床数控铣床 世界上第一台数控世界上第一台数控机床就是数控铣床，它机床就是数控铣床，它适于加工三维复杂曲面，适于加工三维复杂曲面，在汽车、航空航天、模在汽车、航空航天、模具等行业被广泛采用。具等行业被广泛采用。图中所示为数控铣床，图中所示为数控铣床，随着时代的发展，数控随着时代的发展，数控铣床趋于加工中心。铣床趋于加工中心。图126 数控铣床七七 常见数控机床简介常见数控机床简介第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工3. 3

53、. 加工中心加工中心 数控加工中心是具数控加工中心是具有自动刀具交换装置，有自动刀具交换装置，并能进行多种工序加工并能进行多种工序加工的数控机床。在其上工的数控机床。在其上工件可在一次装夹中进行件可在一次装夹中进行铣、镗、钻、扩、铰、铣、镗、钻、扩、铰、攻螺纹等多工序的加工。攻螺纹等多工序的加工。 立式加工中心七七 常见数控机床简介常见数控机床简介第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工4.4.数控磨床数控磨床 数控磨床主要用于数控磨床主要用于加工高硬度、高精度加工高硬度、高精度表面，可分为数控平表面，可分为数控平面磨床、数控内圆磨面磨床、数控内圆磨床、数控轮廓磨床等。床、数控轮廓磨床等。七

54、七 常见数控机床简介常见数控机床简介数控磨床第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工5. 5. 数控钻床数控钻床 数控钻床主要具备钻数控钻床主要具备钻孔、攻螺纹等功能，同孔、攻螺纹等功能，同时也具备简单的铣削功时也具备简单的铣削功能，刀库可存放多种刀能，刀库可存放多种刀具。数控钻床可分为数具。数控钻床可分为数控立式钻床和数控卧式控立式钻床和数控卧式钻床。图钻床。图128128所示为一所示为一台数控立式钻床外观图。台数控立式钻床外观图。 数控立式钻床七七 常见数控机床简介常见数控机床简介第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工 数控电火花成形机床6. 6. 数控电火花成形机床数控电火花成形机

55、床 数控电火花成形机床数控电火花成形机床属于一种特种加工机床。属于一种特种加工机床。其工作原理是利用两个其工作原理是利用两个不同极性的电极在绝缘不同极性的电极在绝缘液体中产生放电现象，液体中产生放电现象，去除材料进而完成加工。去除材料进而完成加工。图图129129所示为一台数控所示为一台数控电火花成形机床的外观电火花成形机床的外观图。图。七七 常见数控机床简介常见数控机床简介第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工7. 7. 数控线切割机床数控线切割机床 数控线切割机床的工作数控线切割机床的工作原理与数控电火花成形机原理与数控电火花成形机床一样，其电极是电极丝，床一样，其电极是电极丝，加工液

56、一般采用去离子水。加工液一般采用去离子水。图图130130所示为一台数控所示为一台数控线切割机床的外观图。线切割机床的外观图。 数控线切割机床七七 常见数控机床简介常见数控机床简介第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工八八 数控加工原理数控加工原理1、数控加工与传统机械加工的比较、数控加工与传统机械加工的比较工艺分析工艺分析数控加数控加工程序工程序工序卡工序卡B A C KS P A C EC T RLIN SC RT A BA L T0S H IF T ZE N D WH OM E TP g Dn OP g Up JR S T E65“432？198:7 YXVU SRPQ NMKL I

57、HFG DCABE S C1 4 彩 色显 示 器空运行Z 轴锁定MST 锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转主轴停 主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液开关 刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电 源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱 动 器NC机床电源XYZA主轴超程报警手摇脉冲发生器2010 090增量倍率1000101001坐标轴选择Z YX传统加工传统加工数控加工数控加工 传统加工与数控加工的比较图传统加工与数控加工的比较图第四章第四章 模具的数控加工模具的数控加工八八 数控加工原理数控加工原理2、数控加工中数据转换过程、数控加工中数据转换过程 数控加工中数据转换过程数控加工中数据转换过程加工程序加工程序译译 码码刀补处理刀补处理插补处理插补处理PLCPLC控制控制进给伺服系统进给伺服系统切削运动、机床切削运动、机床I/OI/O装置装置成形运动成形运动第四章第四章