数控第二次课

机床数控技术机床本体数控系统数控加工技术数控工装数控工艺编程技术1：数控工艺与工装（刀具、夹具）数控加工工艺特点1：工艺的内容十分具体工步的划分与顺序安排刀具的几何形状走刀路线及切削用量2：工艺的设计非常严密机床数控技术机床本体数控系统数控加工技术数控工装数控工艺编程技术1：编程技术编程辅助编程直接编程ISO代码编程用户宏程序编程会话编程语言方式自动编程图形交互式编程N001G01X0Y0F250N002G01X0Y100N003G01X100Y100N004G01X100Y0N005G01X0Y0ISO代码编程用户宏程序编程会话编程直接编程O8000

N8010＃30=＃101//基准点保存

N8020＃31=＃102//基准点保存

N8030＃32=1//计数值置1

N8040WHILE[＃32LEABS[＃11]]DO1//进入孔加工循环体

N8050＃33=＃1+360×[＃32－1]/＃11//计算第i孔的角度

N8060＃101＝＃30＋＃18×COS[＃33]//计算第i孔的X坐标值

N8070＃102＝＃31＋＃18×SIN[＃33]//计算第i孔的Y坐标值

…ISO代码编程用户宏程序编程会话编程直接编程ISO代码编程用户宏程序编程会话编程直接编程L1C1L2L3自动编程语言方式自动编程图形交互式编程自动编程选择加工几何体选择切削样式和步距选择进刀点和切削层选择进退刀方式设置进给率和主轴转速计算刀轨检查刀轨语言方式自动编程图形交互式编程机床数控技术数控加工技术数控工装数控工艺编程技术数控系统数控装置进给驱动装置主轴驱动装置机床本体基本大件运动部件辅助装置

第一章数控加工技术基础

§1.2数控机床的分类及应用

一：按工艺用途分类1.切削机床类2.成型机床类3.特种加工机床类数控车床、铣床、镗床、钻床和加工中心等。如数控电火花、线切割、激光加工机床等。数控液压机，数控折弯机，数控弯管机数控车床立式数数控铣铣床卧式数数控铣铣床数控铣铣床加工中中心立式加加工中中心卧式加加工中中心线切割机床数控线线切割割机床床数控电电火花花机床床电火花机床二：按按运动动控制制方式式分类类:1.

点位控制数控机床：数控系统只能控制起始终止点的位置。点位控制钻加工示意图工件刀具特点：：在整个个移动动过程程中不不进行行切削削加工工，因此此对运运动轨轨迹没没有任任何要要求，，但要要求坐坐标位位置有有较高高的定定位精精度。。点位位控制制的数数控机机床用用于加加工平平面内内的孔孔系，，这类类机床床主要要有数数控钻钻床、、印刷刷电路路板钻钻孔机机、数数控镗镗床、、数控控冲床床、三三坐标标测量量机等等2.

直线控制数控机床直线控制切削加工这类数数控机机床可可控制制刀具具或工工作台台以适适当的的进给给速度度，沿沿着平平行于于坐标标轴的的方向向进行行直线线移动动和切切削加加工，，进给给速度度根据据切削削条件件可在在一定定范围围内调调节。。3.

轮廓控制数控机床：数控系统可以进行直线和圆弧插补或其他插补运算工件刀具轮廓控制数控机床的加工示意图可实现现联动动加工工是这这类数数控机机床的的本质质特征征。这这类数数控机机床有有数控控车床床、数数控铣铣床、、加工工中心心等用用于加加工曲曲线和和曲面面形状状零件件的数数控机机床。。现代代的数数控机机床基基本上上都是是这种种类型型。若若根据据其联联动轴轴数数还可可细分分为：：2轴轴联动动数控控机床床、3轴联联动数数控机机床、、4轴轴联动动数控控机床床、5轴联联动数数控机机床。。三：按按伺服服控制制方式式分类类1.开开环控控制数数控机机床：：这类伺伺服系系统没没有位位置测测量装装置，，信号号流是是单向向的（（数控控装置置→进进给系系统）），故故系统统稳定定性好好。其其精度度主要要取决决于伺伺服驱驱动系系统和和机械械传动动机构构的性性能和和精度度，，一般般用于于经济济型数数控机机床和和旧机机床的的数控控化改改造伺服驱驱动装装置开环伺服系统2.半半闭环环控制制数控控机床床：这这类伺伺服系系统位位置检检测点点是通通过检检测电电机和和丝杠杠旋转转角度度来间间接检检测工工作台台的位位移量量，而而不是是直接接检测测工作作台的的实际际位置置。半半闭环环数控控系统统结构构简单单、调调试方方便、、精度度也较较高，，因而而在现现代CNC机床床中得得到了了广泛泛应用用。3.闭闭环控控制数数控机机床：：它直接接对工工作台台的实实际位位置进进行检检测，，具有有很高高的位位置控控制精精度。。这类类系统统主要要用于于精度度要求求很高高的镗镗铣床床、超超精车车床、、超精精磨床床以及及较大大型的的数控控机床床等。。§1.3数数控机机床的的研究究和发发展热热点一：并并联机机床的的研究究和发发展并联机机床并联机机床的的特点点1：结结构简简单，，重量量轻3：数数控系系统复复杂，，编程程难度度大高切削削速度度电主轴轴高速加加工高速进进给速速度2：刚度高精度高高采用激激光反反馈测测量变形小小精确的的伺服服系统统二：多多功能能工艺艺复合合机床床的研研究发发展所谓复复合加加工技技术，，即是是在一一台设设备上上完成成车、、铣、、钻、、镗、、攻丝丝、铰铰孔、、扩孔孔等多多种加加工要要求，，其中中，车车铣复复合加加工中中心就就是这这一技技术的的典型型代表表。在一般般的机机械加加工领领域，，加工工主要要分两两种方方式：：以工件件转动动的加加工方方式———车车削加加工；；以刀具具转动动的加加工方方式--加加工中中心加加工。。复合车车铣加加工中中心即即是这这两种种加工工方式式的结结合，，既能能够完完成车车削功功能，，又能能够完完成铣铣、钻钻、镗镗、攻攻丝、、铰孔孔、扩扩孔等等功能能。§1.3数数控机机床的的研究究和发发展热热点车削中中心主轴及及工件件车削动动力刀刀架铣削主主轴铣削导导轨§1.3数数控机机床的的研究究和发发展热热点三：高高速高高精度度加工工技术术的研研究与与发展展1：高高速加加工高速加加工的的机理理:德国物物理学学家Carl.J.Saloman指指出：：在常常规切切削速速度范范围内内，切切削温温度随随着切切削速速度的的提高高而升升高，，但切切削速速度提提高到到一定定值之之后，，切削削温度度不但但不会会升高高反而而会降降低.高速加加工机机床：：电主轴轴，直直线电电机，，高速速数控控系统统。进给速速度最最大达达60m/min(1米米/秒秒），，普通10m/min.快速进进给速速度为为100m/min，加加速度度达2g，，普通10m/min.主轴转转速已已达60000r/min,普通8000r/min.加工一一薄壁壁飞机机零件件，只只用30min，而而同样样的零零件在在一般般高速速铣床床加工工需3h，，在普普通铣铣床加加工需需8h。高速加加工编编程2：高高精度度加工工定义：：精密密加工工1~0.1微微米、、Ra0.1~0.01微米米超精密密加工工<0.1微米米、Ra<0.01微米米高精度度刀具具：刃刃口半半径纳纳米级级高精度度机床床：回回转精精度，，直线线运动动精度度纳米米级，，分辨率率0.01~0.001微米米环境空气环环境：：每立立方英英尺〉〉0.5微微米的的灰尘尘<100~1000个个温度环环境：：20正负负1~0.02度震动环环境§1.3数数控机机床的的研究究和发发展热热点四：先先进切切削加加工技技术的的研究究与发发展干切削削加工工技术术硬切削削加工工技术术刀具的的发展展:聚晶金金刚石石(PCD)、、聚晶晶立方方氮化化硼(PCBN)、、陶陶瓷刀刀具、、涂层层硬质质合金金、超超细晶晶粒硬硬质合合金.虚拟切削加工技术软件技术的发展第一章章数数控加加工技技术基基础§1.4数数控加加工坐坐标系系１、机机床坐坐标系系在传统统的手手动机机床中中我们们是没没有机机床坐坐标系系的概概念的的，我我们往往往用用相对对移动动和测测量的的方法法来移移动刀刀具进进行加加工。。对于数数控机机床，，机床床的移移动是是依靠靠数控控系统统给伺伺服电电机发发送脉脉冲和和其他他信号号来控控制机机床的的运动动的。。为了了精确确到达达我们们指定定的位位置，，人们们引入入了机机床坐坐标系系的概概念。。就是在在机床床上一一个特定的的空间间点定义一一个固固定的的直角角坐标标系，，这样样刀具具移动动可以以通过过相对对与该该点的的坐标标位置置来控控制，，这样样就可可以实实现精精确的的定位位了，，人们们称该该点为为机床原原点。机床原原点机床原原点是是指在在机床床上设设置的的一个个固定定点，，即机机床坐坐标系系的原原点（（0，，0，，0））。它在机机床装装配、、调试试时就就已确确定下下来，，是数数控机机床进进行加加工运运动的的基准准参考考点。。机床原原点的的位置置在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。在数控铣床上机床原点一般取在X,Y,Z三轴的正向极限位置。（1））机床相相对运运动的的规定定在机床床上，，我们们始终终认为为工件件静止止，而而刀具具是运运动的的。这样样编编程程人人员员在在不不考考虑虑机机床床上上工工件件与与刀刀具具具具体体运运动动的的情情况况下下，，就就可可以以依依据据零零件件图图样样，，确确定定机机床床的的加加工工过过程程。。而真真实实的的运运动动由由机机床床控控制制系系统统决决定定。。§1.4数数控控加加工工坐坐标标系系从0移移动动到到100从0移移动动到到-100XY１、、机机床床坐坐标标系系刀具移动工件移动关于于机机床床坐坐标标系系的的几几个个规规定定机床床原原点点G01X100?G01X-100?直线线坐坐标标XYZ旋转转坐坐标标ABC附加加坐坐标标UVW1））伸伸出出右右手手的的大大拇拇指指、、食食指指和和中中指指，，并并互互为为90°°。。则则大大拇拇指指代代表表X坐坐标标，，食食指指代代表表Y坐坐标标，，中中指指代代表表Z坐坐标标。。2)大大拇拇指指的的指指向向为为X坐坐标标的的正正方方向向，，食食指指的的指指向向为为Y坐坐标标的的正正方方向向，，中中指指的的指指向向为为Z坐坐标标的的正正方方向向。。3)围围绕绕X、、Y、、Z坐坐标标旋旋转转的的旋旋转转坐坐标标分分别别用用A、、B、、C表表示示，，根根据据右手手螺螺旋旋定定则则，大大拇拇指指的的指指向向为为X、、Y、、Z坐坐标标中中任任意意轴轴的的正正向向，，则则其其余余四四指指的的旋旋转转方方向向即即为为旋旋转转坐坐标标A、、B、、C的的正正向向。。（2））机床床坐坐标标系系的的规规定定机床床坐坐标标系系各各轴轴的的相相互互关关系系：X、、Y、、Z坐坐标标轴轴的的相相互互关关系系用用右手手笛笛卡卡尔尔直直角角坐坐标标系系决定定。。（3））运运动动方方向向的的规规定定坐标标轴轴的的正正方方向向：：增大大刀具具与与工工件件距距离离的的方方向向为为各各坐坐标标轴轴的的正方方向向。。数控车床上两个运动的正方向。（1））机床床相相对对运运动动的的规规定定关于于机机床床坐坐标标系系的的几几个个规规定定（2））机床床坐坐标标系系的的规规定定（3））运动动方方向向的的规规定定右手手笛笛卡卡尔尔直直角角坐坐标标系系右手手螺螺旋旋定定则则工件件静静止止，，刀刀具具运运动动:有有利利于于编编程程。。增大大刀刀具具与与工工件件之之间间距距离离方方向向为为各各坐坐标标轴轴的的正正方方向向２、、各各坐坐标标轴轴的的确确定定（1））Z坐坐标标Z坐坐标标的的运运动动方方向向是是由由传递递切切削削动动力力的的主轴轴所决决定定的的，，即即平行行于于主主轴轴轴轴线线的坐坐标标轴轴即即为Z坐坐标标，Z坐坐标标的的正正向向为为刀刀具具离离开开工工件件的的方方向向。。车床床的的z坐坐标标铣床床的的z坐坐标标（2））X坐坐标标X坐坐标标平平行行于于工工件件的的装装夹夹平平面面，，一一般般在在水水平平面面内内。。确定定X轴轴的的方方向向时时，，要要考考虑虑两两种种情情况况：：1））如如果果工工件件做做旋旋转转运运动动，，则则刀刀具具离离开开工工件件的的方方向向为为X坐坐标标的的正正方方向向。。2））如如果果刀刀具具做做旋旋转转运运动动，，则则分分为为两两种种情情况况：：Z坐坐标标垂垂直直时时，观观察察者者面对对刀具具主主轴轴向向立立柱柱看看时时，，+X运运动动方方向向指指向向右右方方。。Z坐坐标标水水平平时时，观观察察者者沿着着刀具具主主轴轴向向工工件件看看时时，，+X运运动动方方向向指指向向右右方方。。（3））Y坐坐标标在确确定定X、、Z坐坐标标的的正正方方向向后后，，可可以以用用根根据据X和和Z坐坐标标的的方方向向，，按按照照右右手手直直角角坐坐标标系系来来确确定定Y坐坐标标的的方方向向。。ZXYZXYWUVXZY例：：双双主主轴轴双双刀刀架架车车床床各各坐坐标标轴轴的的确确定定主轴轴1主轴轴2刀架架1刀架架2§1.4数数控控加加工工坐坐标标系系2、、工工件件坐坐标标系系机床床坐坐标标系系建建立立了了机机床床运运动动的的基基准准，，但但往往往往很很少少直直接接在在机机床床坐坐标标系系下下对对零零件件图图形形进进行行编编程程。。因因为为在在安安装装工工件件时时候候其其在在机机床床坐坐标标系系中中的的位位置置是是随随机机的的，，编编程程人人