CNC基础知识课件

CNC基础知识课件目录contentsCNC概述与基本原理CNC机床类型及其特点数控编程技术与方法切削参数选择与优化策略夹具设计原理及实践应用数控加工精度保障措施总结与展望01CNC概述与基本原理CNC定义及发展历程CNC定义CNC是计算机数字控制（ComputerNumericalControl）的简称，是一种用计算机控制机床进行加工的技术。发展历程CNC技术起源于20世纪50年代的美国，经历了从硬件数控到计算机数控的发展过程，随着计算机技术的不断进步，CNC技术也得到了飞速发展。工作原理与组成部分CNC机床通过读取预先编制好的加工程序，将程序中的指令转换为机床各轴的运动，从而实现对工件的加工。工作原理CNC机床主要由数控系统、伺服系统、机床本体、辅助装置等部分组成。其中，数控系统是CNC机床的核心，负责接收、处理和输出指令；伺服系统根据数控系统的指令驱动机床各轴运动；机床本体包括床身、主轴、进给系统等部分，是实现加工的主体；辅助装置包括刀具、夹具、冷却液等部分，用于辅助加工过程。组成部分数控系统是CNC机床的核心部分，主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括控制器、输入输出接口、电源等部分；软件部分包括操作系统、编程语言、加工程序等部分。数控系统的性能直接影响到CNC机床的加工精度和效率。数控系统CNC机床的编程语言是用于编写加工程序的专用语言，主要有G代码和M代码两种。G代码用于描述工件的几何形状和加工路径，M代码用于控制机床的辅助功能（如冷却液开关、主轴启停等）。不同的CNC系统可能使用不同的编程语言，但大多数系统都支持G代码和M代码。编程语言数控系统与编程语言02CNC机床类型及其特点010204数控车床适用于加工轴类、盘类等回转体零件可实现直线、圆弧、螺纹等复杂形状的加工具有高精度、高效率、高自动化程度等特点常见类型包括立式数控车床和卧式数控车床03适用于加工平面、曲面、沟槽等复杂形状零件可实现多轴联动，进行三维空间加工具有高精度、高效率、高灵活性等特点常见类型包括立式数控铣床和卧式数控铣床01020304数控铣床适用于加工箱体类、板类、模具等复杂零件具有高精度、高效率、高集成度等特点加工中心可实现铣削、钻孔、攻丝等多种加工操作常见类型包括立式加工中心和卧式加工中心02030401电火花线切割机床适用于加工导电材料，如模具钢、硬质合金等利用电火花放电原理，通过电极丝对工件进行切割具有高精度、高效率、低成本等特点常见类型包括快走丝线切割机床和慢走丝线切割机床03数控编程技术与方法123分析零件图样、确定加工工艺过程、计算刀具轨迹的坐标值、编写加工程序、程序输入数控系统、程序校验及首件试切。编程步骤简单易学，但繁琐、易出错、无法胜任复杂形状零件的编程。编程特点点位加工或几何形状不太复杂的零件。适用范围手工编程方法编程步骤：将被加工零件的几何图形及有关工艺过程用计算机能够识别的形式输入计算机，利用计算机内的数控编程软件对输入信息进行翻译，形成机内零件的几何数据与拓扑数据；然后进行工艺处理，确定加工方法、加工路线和工艺参数；通过数学处理计算刀具中心运动轨迹，从而获得刀位数据；根据编程格式要求，将刀位数据转换成指定数控系统能识别的零件加工程序。自动编程方法编程效率高，可解决复杂形状零件的编程问题。复杂形状零件或切削加工参数需要优化的场合。自动编程方法适用范围编程特点宏程序概念宏程序是一种高级编程语言，它允许用户创建自定义的函数和过程，以便在数控程序中重复使用。这些自定义的函数和过程称为“宏”，它们可以像子程序一样被调用和执行。宏程序应用在数控编程中，宏程序可用于实现复杂的数学计算、逻辑判断和循环控制等功能。通过使用宏程序，可以简化编程过程，提高编程效率，减少出错的可能性。宏程序编写编写宏程序需要掌握一定的编程技巧和知识，包括变量定义、条件判断、循环控制、数学函数等方面的内容。同时，还需要了解数控系统的语法规则和指令集，以确保编写的宏程序能够在数控系统上正确运行。宏程序在数控编程中应用04切削参数选择与优化策略03降低生产成本切削用量的选择应综合考虑设备、刀具、夹具等成本因素，以及切削液、电力等消耗，力求降低生产成本。01保证加工质量切削用量应根据工件材料、刀具材料和加工要求合理选择，以保证加工表面的质量，如粗糙度、尺寸精度等。02提高生产效率在保证加工质量的前提下，应尽量提高切削速度、进给量和切削深度，以缩短加工时间，提高生产效率。切削用量选择原则010203刀具材料不同材料的刀具具有不同的硬度、韧性和耐磨性，对切削性能有重要影响。例如，高速钢刀具具有良好的韧性和可加工性，适用于低速切削；硬质合金刀具硬度高、耐磨性好，适用于高速切削。刀具角度刀具的前角、后角、主偏角等角度对切削力、切削热和刀具耐用度等有直接影响。合理选择刀具角度可以提高切削效率和加工质量。刀具磨损刀具在切削过程中会逐渐磨损，导致切削力增大、切削温度升高、加工质量下降。因此，应及时检查并更换磨损严重的刀具。刀具材料、角度及磨损对切削性能影响选用高性能切削刀具采用新型刀具材料和涂层技术，提高刀具的硬度、耐磨性和耐热性，从而提高切削效率。采用先进切削技术如高速切削、干式切削、硬态切削等，这些技术可以显著提高切削效率和加工质量。优化切削参数通过试验或仿真分析，确定最佳切削速度、进给量和切削深度等参数组合，以实现高效切削。加强冷却与润滑采用高效的冷却和润滑方式，如高压冷却、微量润滑等，以降低切削温度和减少刀具磨损，提高切削效率。提高切削效率途径和方法05夹具设计原理及实践应用定位原理确保工件在夹具中具有确定的位置，通过合理的定位方式消除工件的自由度，实现工件的准确定位。定位误差分析分析定位过程中可能出现的误差来源，如定位基准误差、定位元件误差、工件形状误差等，并采取相应的措施减小误差，提高定位精度。定位原理和定位误差分析根据工件的加工要求、材料性质、切削力等因素，合理确定夹紧力的大小和方向，确保工件在加工过程中保持稳定的夹紧状态。夹紧力确定设计合理的夹紧机构，如手动夹紧、气动夹紧、液压夹紧等，实现快速、准确地夹紧工件，提高生产效率和加工质量。夹紧机构设计夹紧力确定和夹紧机构设计通用夹具具有较强的通用性，适用于多种不同形状和尺寸的工件。常见的通用夹具包括三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳等。针对特定工件的加工要求而设计的夹具，具有较高的定位精度和夹紧稳定性。专用夹具通常用于大批量生产或高精度加工场合。由一系列标准化元件组合而成的夹具，具有灵活多变、适应性强等特点。组合夹具可根据不同需求进行快速调整和重新组合，适用于多品种、小批量生产。采用模块化设计思想，将夹具划分为多个功能模块，通过模块之间的组合实现不同工件的定位和夹紧。模块化夹具具有结构紧凑、重量轻、互换性好等优点。专用夹具组合夹具模块化夹具典型夹具结构类型及其特点06数控加工精度保障措施包括机床主轴误差、导轨误差、传动误差等。影响加工精度因素分析机床误差刀具磨损、刀具角度变化、刀具刚度不足等。刀具误差夹具定位误差、夹紧力变形、夹具热变形等。夹具误差切削力、夹紧力、传动力等引起的变形。工艺系统受力变形切削热、摩擦热等引起的变形。工艺系统受热变形铸造、锻造、焊接等产生的内应力。工件内应力0102合理选择切削用量通过优化切削速度、进给量、切削深度等参数，降低切削力，减少变形。采用高精度机床和刀具选用高精度、高刚性的机床和刀具，提高加工精度。控制工艺系统受力、受热…通过改进机床结构、采用热对称结构、控制切削用量等措施，减少工艺系统受力、受热变形。采用先进的夹具和装夹方法选用高精度夹具，采用合理的装夹方法，提高工件定位精度和夹紧刚度。加强工艺过程控制通过加强工艺纪律检查、采用先进的测量手段等措施，及时发现和纠正加工过程中的问题，保障加工精度。030405提高加工精度途径和方法其他误差补偿技术如采用激光干涉仪等高精度测量设备进行在线测量和补偿等。切削力误差补偿通过测量和补偿切削力引起的误差，提高加工精度。热变形误差补偿通过测量和补偿机床热变形引起的误差，提高机床加工精度。反向间隙补偿通过测量和补偿机床反向间隙，提高机床定位精度。螺距误差补偿通过测量和补偿机床螺距误差，提高机床传动精度。误差补偿技术在数控加工中应用07总结与展望高速高精度随着制造业对加工效率和精度的要求不断提高，CNC技术将向更高速度和更高精度的方向发展。智能化引入人工智能、机器学习等技术，实现CNC机床的自主学习和优化，提高加工效率和质量。CNC技术发展趋势和挑战复合化：将多种加工技术集成到一台CNC机床上，实现一次装夹完成多道工序，提高加工效率。CNC技术发展趋势和挑战CNC技术发展迅速，要求企业和从业人员不断学习新技术，跟上技术更新的步伐。技术更新迅速CNC技术需要高技能人才操作和维护，需要加强人才培养和引进。高技能人才培养随着制造业对加工精度和稳定性的要求不断提高，需要不断改进CNC机床的设计和制造工艺。加工精度和稳定性CNC技术发展趋势和挑战新型驱动技术智能控制