数控加工工艺系统的组成
数控加工工艺系统的组成
一、引言
数控加工技术是现代制造业中不可或缺的重要组成部分，它能够实现高精度、高效率、高质量的加工过程。数控加工工艺系统是数控加工技术的关键支撑，其包括了多个部分组成。本文将详细介绍数控加工工艺系统的组成及其各个部分的功能。
二、数控机床
数控机床是数控加工技术中最核心的设备之一，它能够实现对零件进行高精度、高效率的切削加工。数控机床由机床本体、CNC系统和驱动系统三部分组成。
1. 机床本体
机床本体是指固定在地面上的整体结构，包括了主轴箱、滑枕箱、床身等部分。机床本体需要具备足够的刚性和稳定性，以保证在高速切削时不会发生振动和变形。
2. CNC系统
CNC系统是指计算机数字控制系统，它通过对程序进行解释和执行来实现对数控机床运动轴的精确控制。CNC系统需要具备良好的稳定性和可靠性，并且需要支持多种编程方式。
3. 驱动系统
驱动系统是指将CNC系统发出的指令转化为电气信号，控制数控机床各个运动轴的运动。驱动系统需要具备高精度、高速度和高可靠性，以保证数控机床的稳定运行。
三、刀具系统
刀具系统是指数控机床上用于进行切削加工的刀具及其附件。刀具系统包括了主轴、夹头、刀柄、切削刃等部分。
1. 主轴
主轴是指数控机床上用于安装和转动刀具的部件，它需要具备足够的承载能力和旋转精度，以保证加工过程中不会发生偏差或抖动。
2. 夹头
夹头是指用于固定和夹紧刀柄或工件的部件，它需要具备良好的夹紧力和稳定性，并且需要支持快速换刀功能。
3. 刀柄
刀柄是指连接主轴和切削刃之间的部件，它需要具备足够的强度和稳定性，并且需要适配不同类型的主轴和夹头。
4. 切削刃
切削刃是指用于进行实际切削的部件，它需要具备足够的硬度、耐磨性和切削性能，以保证加工过程中能够保持高效率和高质量。
四、工艺规划系统
工艺规划系统是数控加工工艺系统中重要的辅助部分，它能够对加工过程进行优化和规划，提高加工效率和质量。工艺规划系统包括了CAD/CAM软件、NC程序生成器等部分。
1. CAD/CAM软件
CAD/CAM软件是指计算机辅助设计/制造软件，它能够对零件进行三维建模、图形设计、路径规划等操作，并且可以生成NC程序。
2. NC程序生成器
NC程序生成器是指将CAD/CAM软件中设计好的零件转化为数控机床可以识别的NC程序的部分。NC程序需要包括运动轴坐标、速度、进给量等信息。
五、监测与控制系统
监测与控制系统是指用于检测数控机床运行状态和加工过程参数，并且根据检测结果进行调整和优化的部分。监测与控制系统包括了传感器、数据采集卡、PLC控制器等部分。
1. 传感器
传感器是指用于检测数控机床运行状态和加工过程参数的部件，例如温度、压力、位移等。传感器需要具备高精度和高可靠性，并且需要适应不同的加工环境。
2. 数据采集卡
数据采集卡是指将传感器检测到的信号转化为数字信号，并且通过总线接口发送给监测与控制系统的部件。数据采集卡需要具备高速率和
高精度。
3. PLC控制器
PLC控制器是指用于对数控机床进行实时监测和调整的部件，它能够
根据监测结果实时调整加工参数，并且能够进行故障诊断和报警处理。
六、总结
数控加工工艺系统是现代制造业中不可或缺的重要组成部分，它由数
控机床、刀具系统、工艺规划系统和监测与控制系统四个主要部分组成。每个部分都有其独特的功能和特点，它们共同构成了完整的数控
加工工艺系统。在日常生产中，我们需要根据具体情况选择合适的数
控加工工艺系统，并且进行优化和调整，以实现高效率、高质量的加
工过程。
《数控加工工艺及设备》教学教案
《数控加工工艺及设备》教案
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备注
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内容
第一章数控加工工艺及设备基础
备注
第一节机床数控技术与数控加工设备概述
一、机床中有关数控的基本概念
1．数字控制（数控）及数控技术 一般意义的数字控制是指用数字化信息对过程进行的控制，是相对模拟控制 而言的。机床中的数字控制是专指用数字化信号对机床的工作过程进行的可编程 自动控制，简称为数控（NC）。这种用数字化信息进行自动控制的技术就叫数控 技术。 2．数控系统 是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，它能自动阅读输入载体上事先给定的程序，并将其译码，从而使机床运动并 加工零件。 在其发展过程中有硬件数控系统和计算机数控系统两类。 早期的数控系统主要由数控装置、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成，数 字信息由数字逻辑电路来处理，数控系统的所有功能都由硬件实现，故又称为硬 件数控系统（NC 系统）。 3．计算机数控系统 是以计算机为核心的数控系统，由装有数控系统程序的专用计算机、输入输 出设备、可编程逻辑控制器（PLC）、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分 组成，习惯上又称为 CNC 系统。CNC 系统已基本取代硬件数控系统（NC 系统）。 4．开放式 CNC 系统 国际电子与电气工程师协会提出的开放式 CNC 系统的定义是：一个开放式 CNC 系统应保证使开发的应用软件能在不同厂商提供的不同的软硬件平台上运 行，且能与其它应用软件系统协调工作。 根据这一定义，开放式 CNC 系统至少包括以下五个特征： （1）对使用者是开放的：应可以采用先进的图形交互方式支持下的简易编 程方法，使得数控机床的操作更加容易； （2）对机床制造商是开放的：应允许机床制造商在开放式 CNC 系统软件的 基础上开发专用的功能模块及用户操作界面； （3）对硬件的选择是开放的：即一个开放式 CNC 系统应能在不同的硬件平 台上运行； （4）对主轴及进给驱动系统是开放的：即能控制不同厂商提供的主轴及进 给驱动系统；
CNC系统的组成
第四章计算机数控系统（CNC系统） 第一节概述 一、CNC系统的组成 CNC系统主要由硬件和软件两大部分组成。其核心是计算机数字控制装置。它通过系统控制软件配合系统硬件，合理地组织、管理数控系统的输入、数据处理、插补和输出信息，控制执行部件，使数控机床按照操作者的要求进行自动加工。CNC系统采用了计算机作为控制部件，通常由常驻在其内部的数控系统软件实现部分或全部数控功能，从而对机床运动进行实时控制。只要改变计算机数控系统的控制软件就能实现一种全新的控制方式。CNC系统有很多种类型，有车床、铣床、加工中心等的CNC系统。但是，各种数控机床的CNC系统一般包括以下几个部分：中央处理单元CPU、存储器（ROM/RAM）、输入输出设备（I/O）、操作面板、显示器和键盘、纸带穿孔机、可编程控制器等。图4-1所示为CNC系统的一般结构框图。 图4-1 CNC系统的结构框图 在图4-1中所示的整个计算机数控系统的结构框图，数控系统主要是指图中的CNC控制器。CNC控制器由计算机硬件、系统软件和相应的I/O接口构成的专用计算机与可编程控制器PLC组成。前者处理机床轨迹运动的数字控制，后者处理开关量的逻辑控制。 三、CNC系统的功能和一般工作过程 （一）CNC系统的功能 CNC系统由于现在普遍采用了微处理器，通过软件可以实现很多功能。数控系统有多种系列，性能各异。数控系统的功能通常包括基本功能和选择功能。基本功能是数控系统必备的功能，选择功能是供用户根据机床特点和用途进行选择的功能。CNC系统的功能主要反映在准备功能G指令代码和辅助功能M指令代码上。根据数控机床的类型、用途、档次的不同，CNC系统的功能有很大差别，下面介绍其主要功能。 1. 控制功能 CNC系统能控制的轴数和能同时控制（联动）的轴数是其主要性能之一。控制轴有移动轴和回转轴，有基本轴和附加轴。通过轴的联动可以完成轮廓轨迹的加工。一般数控车床只需二轴控制，二轴联动；一般数控铣床需要三2轴联动；一般加工中心为多轴控制，三轴联动。控制轴数越多，特别是同时控制的轴数越多，轴控制、三轴联动或21 要求CNC系统的功能就越强，同时CNC系统也就越复杂，编制程序也越困难。 2. 准备功能准备功能也称G指令代码，它用来指定机床运动方式的功能，包括基本移动、平面选择、坐标设定、刀具补偿、固定循环等指令。对于点位式的加工机床，如钻床、冲床等，需要点位移动控制系统。对于轮廓控制的加工机床，如车床、铣床、加工中心等，需要控制系统有两个或两个以上的进给坐标具有联动功能。 3. 插补功能 CNC系统是通过软件插补来实现刀具运动轨迹控制的。由于轮廓控制的实时性很强，软件插补的计算速度难以满足数控机床对进给速度和分辨率的要求，同时由于CNC不断扩展其他方面的功能也要求减少插补计算所占用的CPU 时间。因此，CNC的插补功能实际上被分为粗插补和精插补，插补软件每次插补一个小线段的数据为粗插补，伺服系统根据粗插补的结果，将小线段分成单个脉冲的输出称为精插补。有的数控机床采用硬件进行精插补。 4. 进给功能根据加工工艺要求，CNC系统的进给功能用F指令代码直接指定数控机床加工的进给速度。 （1）切削进给速度以每分钟进给的毫米数指定刀具的进给速度，如100mm/min。对于回转轴，表示每分钟进给的角度。 （2）同步进给速度以主轴每转进给的毫米数规定的进给速度，如0.02mm/r。只有主轴上装有位置编码器的数控机床才能指定同步进给速度，用于切削螺纹的编程。 （3）进给倍率操作面板上设置了进给倍率开关，倍率可以从0~200%之间变化，每档间隔10%。使用倍率开关不用
数控加工知识
数控加工知识 1.简述立式数控加工中心机床和数控车床的机械的组成结构及其部件，并且简要说明各组成部件的作用。 加工中心：基础部件〔承受静载荷以及加工时产生的切削负载〕；主轴部件〔功率输出部件〕；进给机构；数控系统〔控制中心〕；自动换刀系统〔减少加工时间〕；辅助装置〔对加工效率、精度等起确保作用〕车床：控制系统；床身组件〔床鞍、主轴箱、刀架、尾座等〕；传动系统〔滚珠丝杆〕；辅助装置 2.说明数控机床与一般机床结构上的不同，为什么？ 1〕一般机床有变速箱，数控机床无变速箱2〕一般机床有一个电机，而数控机床每个轴一个电机3〕机床结构不同4〕传动系统不同3.框图描述一下数控系统的基本构成，并且说明其主要作用是什么？〔进行刀具和工件间相对运动的控制〕构成：I/O装置—数控装置—驱动控制装置〔机床电器、PLC〕—机床4.用框图描述一下伺服控制系统的基本构成。〔见附图〕作用：接受来自CNC装置的进给脉冲，经变幻和扩展，再驱动格加工坐标轴，按指令脉冲运动，进给伺服系统是数控装置和机床机械传动部件间的联系环节。 5.简述三相异步交流电机的基本结构，绘出其速度-扭矩特性图。 数控加工技术员必需要掌握以下知识和技能：
1、能够看懂、会画图纸。机械绘图是数控技术员必备的知识和技能，应熟练掌握绘图软件，如CAD等。 2、依据图纸进行数控编程，是技术员的日常工作行为，熟练掌握机床的操作方法， 3、合格的沟通技巧，因必需要与一线工人技术交流，所以应该具备一定的交流技巧。 4、能够修理数控机床，关于换刀、调试机床工作，应该熟练，熟悉工件的加工工艺，能够选择合适的刀具进行加工，明白加工流程，掌握机床的核心技术。 1.简述立式数控加工中心机床和数控车床的机械的组成 结构及其部件，并且简要说明各组成部件的作用。 加工中心：基础部件〔承受静载荷以及加工时产生的切削负载〕；主轴部件〔功率输出部件〕；进给机构；数控系统〔控制中心〕；自动换刀系统〔减少加工时间〕；辅助装置〔对加工效率、精度等起确保作用〕车床：控制系统；床身组件〔床鞍、主轴箱、刀架、尾座等〕；传动系统〔滚珠丝杆〕；辅助装置 2.说明数控机床与一般机床结构上的不同，为什么？ 1〕一般机床有变速箱，数控机床无变速箱2〕一般机床有一个电机，而数控机床每个轴一个电机3〕机床结构不同4〕传动系统不同3.框图描述一下数控系统的基本构成，并且说明其主要作用是什么？〔进行刀具和工件间相对运动
数控机床生产工艺流程
数控机床生产工艺流程 数控机床生产工艺流程是指将设计好的数控机床产品从原材料加工到最终成品的一系列工序。下面是一个常见的数控机床生产工艺流程的简要介绍。 1. 设计：根据市场需求和产品功能要求，确定数控机床的设计方案，并进行相关计算和模拟分析。 2. 零部件加工：根据设计图纸，进行数控机床的各个零部件的加工。采用数控车床、铣床、磨床等先进设备进行精确的零部件加工，并进行质量检验。 3. 零部件组装：将加工好的各个零部件组装成机床主体结构。通过合理的顺序和方法进行零部件的安装和连接，同时进行各个部件之间的调试和调整。 4. 电气控制系统安装：安装数控机床的电气控制系统，包括主机控制板、电动机、传感器、按钮开关等。同时进行电气系统的连线和调试。 5. 试运行和调试：将已组装好的数控机床进行试运行和调试。通过设定不同的工艺参数，测试整机各项功能的正常性和精度水平，并进行调整和校正。 6. 整体性能测试：对数控机床进行整体性能测试。测试机床的负载能力、速度、加工精度等技术指标，并进行必要的调整和改进。
7. 维护保养：完成数控机床的生产工艺流程后，进行维护保养工作。包括对机床的清洁、润滑剂的添加、零部件的更换等，以保证机床的正常运行和延长使用寿命。 8. 成品查验：对最终生产的数控机床进行全面的检验。检查机床的外观质量、性能指标是否符合标准要求，并进行相应的试运转和实际加工测试。 9. 包装和发货：对通过检验的数控机床进行标准化的包装，包括木箱包装和外包装。同时进行相应的货运手续办理，将机床发往客户指定的地点。 10. 售后服务：对客户使用的数控机床进行售后服务。提供技术指导、设备维修和升级等服务，以保证客户的满意度和机床的正常运行。 以上是一个常见的数控机床生产工艺流程的简要介绍，不同类型和规模的数控机床生产厂家可能会有所差异。通过科学的生产工艺流程，可以提高机床产品的质量和性能，并满足市场的需求。
工艺系统知识介绍
机床 刀具 夹具 数控加工是根据被加工零件的图样和工艺要求，编制成以数码表示的程序输入到机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和工具的相对运动，使之加工出合格零件的方法。利用数控机床完成零件数控加工的过程如图 1-1 所示。 一般来说，数控加工技术涉及数控机床加工工艺和数控编程技术两个方面：数控机床是数控加工的硬件基础，其性能对加工效率、精度等方面具有决定性的影响。高速、高效和高精度是数控机床技术发展的目标。零件加工程序的编制是实现数控加工的重要环节， 对于产品质量的控制有着重要的作用。特别是对于复杂零件加工，其编程工作的重要性甚至超过数控机床本身。数控编程所追求的目标是如何更有效地获得满足各种零件加工要求的高质量数控加工程序，以便充分发挥数控机床的性能，获得更高的加工效率和质量。由图 1-1 可见，数控编程是数控加工的重要步骤。用数控机床对零件进行加工时，首先对零件进行加工工艺分析，以确定加工方法、加工工艺路线；正确地选择数控机床刀具和装夹方法；然后，按照加工工艺要求，根据所用数控机床规定的指令代码及程序格式，将刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转速、进给量、吃刀深度等）以及辅助功能（换刀、主轴正转/反转、切削液开/关等）编写成加工程序单，传送或输入到数控装置中，从而指挥机床加工零件。 1.2.1 切削运动和切削要素 在机床上用金属切削刀具切除工件上多余的金属，从而使工件的形状、尺寸精度及表面质量都符合预定要求的加工，称为金属切削加工。在金属切削过程中，刀具与工件必须有相对的切削运动，它是由金属切削机床来完成的。 1. 切削运动 切削加工过程包含两种运动，即主运动和进给运动。 （1） 主运动。主运动是直接切除毛坯上的金属使之变成切屑的运动，是进行切削的最基本的运动。主运动的特点是切削加工中速度最高，消耗功率最大。主运动的形式一般为旋转运动或直线运动。主运动只有一个。对于车床来说，主运动是工件的旋转运动，而铣床的主运动是机床主轴的旋转运动。 （2） 进给运动。进给运动是不断将被切削金属投入切削，以逐渐切除整个工件表面的运动。进给运动消耗功率比主运动要小得多，其运动形式一般为直线、旋转或两者的合成运动，它可以是连续的或断续的。进给运动可以是一个，也可以是多个。车削外圆时的进给运动是刀具的连续纵向直线运动，铣削时的进给运动是工作台的横向和纵向的直线运动。 （1）零件工艺析 (确定零件的加工要素) 机床控制单元 (MCU) （2）编写零件的加工 程序 NC 机 床 （3）向 MCU 输 入零件的加工 （5）程序输送到 NC 机 （4）显示刀具路径 加工零件 换刀装置
数控加工工艺系统的组成
数控加工工艺系统的组成 一、引言 数控加工技术是现代制造业中不可或缺的重要组成部分，它能够实现高精度、高效率、高质量的加工过程。数控加工工艺系统是数控加工技术的关键支撑，其包括了多个部分组成。本文将详细介绍数控加工工艺系统的组成及其各个部分的功能。 二、数控机床 数控机床是数控加工技术中最核心的设备之一，它能够实现对零件进行高精度、高效率的切削加工。数控机床由机床本体、CNC系统和驱动系统三部分组成。 1. 机床本体 机床本体是指固定在地面上的整体结构，包括了主轴箱、滑枕箱、床身等部分。机床本体需要具备足够的刚性和稳定性，以保证在高速切削时不会发生振动和变形。 2. CNC系统
CNC系统是指计算机数字控制系统，它通过对程序进行解释和执行来实现对数控机床运动轴的精确控制。CNC系统需要具备良好的稳定性和可靠性，并且需要支持多种编程方式。 3. 驱动系统 驱动系统是指将CNC系统发出的指令转化为电气信号，控制数控机床各个运动轴的运动。驱动系统需要具备高精度、高速度和高可靠性，以保证数控机床的稳定运行。 三、刀具系统 刀具系统是指数控机床上用于进行切削加工的刀具及其附件。刀具系统包括了主轴、夹头、刀柄、切削刃等部分。 1. 主轴 主轴是指数控机床上用于安装和转动刀具的部件，它需要具备足够的承载能力和旋转精度，以保证加工过程中不会发生偏差或抖动。 2. 夹头
夹头是指用于固定和夹紧刀柄或工件的部件，它需要具备良好的夹紧力和稳定性，并且需要支持快速换刀功能。 3. 刀柄 刀柄是指连接主轴和切削刃之间的部件，它需要具备足够的强度和稳定性，并且需要适配不同类型的主轴和夹头。 4. 切削刃 切削刃是指用于进行实际切削的部件，它需要具备足够的硬度、耐磨性和切削性能，以保证加工过程中能够保持高效率和高质量。 四、工艺规划系统 工艺规划系统是数控加工工艺系统中重要的辅助部分，它能够对加工过程进行优化和规划，提高加工效率和质量。工艺规划系统包括了CAD/CAM软件、NC程序生成器等部分。 1. CAD/CAM软件 CAD/CAM软件是指计算机辅助设计/制造软件，它能够对零件进行三维建模、图形设计、路径规划等操作，并且可以生成NC程序。
数控系统的基本构成
数控系统的基本构成 数控系统是以计算机技术为基础的机电一体化技术，它可以控制各种复杂的机器设备进行加工制造，从而提高了生产效率和产品质量。数控系统的基本构成主要包括硬件、软件和电气控制系统。下面我们将对这三个方面进行详细介绍。 一、硬件 数控系统的硬件主要包括机床和数控装置两部分。 1、机床 机床是数控系统的重要组成部分，它主要用于加工制造各种不同的零件。根据实际需要，机床可以通过改造和升级成为数控机床。数控机床的加工精度和生产效率要比传统机床高出数倍，同时它还具有自适应能力，可以根据加工要求自动调整加工方式，达到最佳的加工效果。 2、数控装置 数控装置是数控系统的核心部分，它由数控器、伺服驱动器和编码器等多个组成部分构成。数控器是数控装置的最核心部分，它可以接受计算机发出的指令，转化成机床能够识别和执行的控制信号。伺服驱动器则是控制机床各个运动轴的部分，它们可以根据数控器发出的指令来控制机床各个轴的移动速度、方向和加速度等参数。编码器则主要用于检测机床的移动距离和反馈信号，从而确保机床的位置控制精度和系统的稳定性。
二、软件 数控系统的软件分为两个部分，一个是系统软件，另一个是应用软件。 1、系统软件 系统软件是数控系统的基础，它包括数控编程、机床运动控制和数据处理三个部分。数控编程主要用于将加工要求转化为机床识别的加工指令，它可以实现二维和三维图形的绘制和代码的生成。机床运动控制用于控制机床各个轴的运动，它可以根据数控编程生成的代码来实现精准的位置控制和速度调节。数据处理则主要用于将加工过程中获取的数据进行分析和处理，从而提高加工质量和效率。 2、应用软件 应用软件则是数控系统的应用层，它主要用于完成特定的加工任务，也可以根据实际需要进行自定义开发。例如，飞机制造过程中需要使用复杂的多轴数控系统，这种系统需要先进行特定的加工工艺规划，然后再通过数控编程来实现机床的加工操作。 三、电气控制系统 数控系统的电气控制系统主要用于机床的电气控制和信号交互。它可以根据数控编程生成的代码来控制机床各个驱动轴的电机，从而实现精准的位置控制和速度调节。同时，电气控制系统也可以向数控设备发送各种诊断信息和监控状态，从而实现设备的自动检测和故障排除。
数控加工工艺模拟10套真题(含答案)
试题一 一、填空题（每小题3分共30分） 1、工业产品的生产过程包括：，，，。 2、数控加工工艺系统的组成，，，。 3、数控机床按加工路线分类，，。 4、夹具按夹紧的动力源可分为、、、、以及等 5 、作用在工艺系统中的力， 有、、以及。 6 、零件的主要精度包括精度、 精度及精度等三项内容。 7、刀具前角越，切削刃越，使剪切角，变形系数， 因此，切削变形。 8、零件在、、 等工艺过程中使用的基准统称工艺基准。 9、零件磨损一般分为磨损、磨损、磨损三个阶段。 10、切削速度对积屑瘤影响很大，不易产生积 屑瘤的切削速度是速和速，容易产生积屑瘤的切削速度是速和速。 二、判断题（每小题1分共10分） 1.（）数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。 2.（）数控机床适用于单品种，大 批量的生产。 3.（）在数控机床上加工零件，应尽量选用 组合夹具和通用夹具装夹工件。避免采用专用夹具。 4.（）数控车床可以车削直线、斜线、圆弧、 公制和英制螺纹、圆柱管螺纹、圆锥螺纹，但是不能车削多头螺纹。5.（）数控机床的机床坐标原点和 机床参考点是重合的。 6.（）零件图中的尺寸标注要求是完整、正确、清晰、合理。 7.（）高速钢是一种含合金元素较多的工具 钢，由硬度和熔点很高的碳化物 和 金属粘结剂组成。 8.（）长的V形块可消除四个自由度。短的V 形块可消除二个自由度。 9.（）公差就是加工零件实际尺寸与图纸尺寸的差值。 10.（）加工零件的表面粗糙度小要比大好。 三、选择题（每小题2分共20分） 1. （）使用专用机床比较合适。 A．复杂型面加工 B. 大批量加工 C. 齿轮齿形加工 2. 车床上，刀尖圆弧只有在加工（）时才产生加工误差。 A. 圆弧 B. 圆柱 C. 端面 3. 确定数控机床坐标轴时，一般应先确定 （）。 A. X轴 B. Y轴 C. Z轴 4. 四坐标数控铣床的第四轴是垂直布置的，则该轴命名为（ B ）。 A．B轴 B. C轴 C. W轴 5. 机床上的卡盘，中心架等属于（）夹具。 A．通用 B. 专用 C. 组合 6. 加工中心与数控铣床的主要区别
数控机床的数控加工工艺设计与编程设计书
数控机床的数控加工工艺设计与编程设计书 1 设计的内容及目的 1.1设计的内容 结构件的工艺与编程。 其要求如下： （1）图形的分析； （2）刀的选择； （3）工艺路线； （4）编写数控加工工序卡片； （5）程序清单； （6）废品分析及问题的解决。 1.2设计的目的 高等院校的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。是学生在校期间的学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是培养优良的思维品质，进行综合素质教育的重要途径，培养学生综合运用多学科理论知识的能力；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。 2 数控机床的知识
2.1 数控机床的产生和发展 ⏹2.1.1产生 随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应得提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。 第一台数控机床是1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合作研制的三坐标数控铣床，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，可用于加工复杂曲面零件。 数控机床的发展先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规摸集成电路（1965年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型机算机（1974年）等五代数控系统。 ● 2.1.2数控机床的发展趋势 1 高速化：采用高速的32位以上的微处理器，可提高数控系统的分辨率及实现连续小程序段的高速、高精加工。日本产的FANUC15系统开发出64位CPU系统，能达到最小移动单位0.1um时，最大进给速度为100m/min。 2 多功能化 3 智能化：引进了自适应控制技术.自适应控制（Adaptive Control，简称AC）技术是能调节在加工过程中所测得的工作状态特性，且能使切削过程达到并维持最佳状态的技术。 4 高精度化：通过减少数控系统误差和采用补偿技术可提高数控机床的加工精度。 5 高可靠性：通过提高数控系统的硬件质量，采用模块化、标准化和通用化来提高其可靠性。 2.2 数控技术的基本概念 1 数字控制（Numerical Control)，简称NC，它是采用数字化信息实现加工自动化的控制技术，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称作数控机床。
数控机床系统组成的介绍
数控机床系统组成的介绍 (1)数控机床的组成及各部分的功能 数控机床一般由数控系统、包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成。 (2)数控加工的过程 利用数控机床完成零件数控加工的过程主要内容如下。 ①根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。 ②用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD／CAM工作．直接生成零什的加工程序文件。 ③程序的输入或传输。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通讯接口直接传输到数控机床的数控单元(MCU)。 ④将输入／传输到数控单元的加工程序，进行试运行、刀具路径模拟等。 ⑤通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。 加工中心的操作面板由机床控制面板和数控系统操作面板两部分组成，下面分别作一介绍。 一、机床操作面板 主要由操作模式开关、主轴转速倍率调整开关、进给速度倍率调整开关、快速移动倍率开关以及主轴负载荷表、各种指示灯、各种辅助功能选项开关和手轮等组成。不同机床的操作面板，各开关的位置结构各不相同，但功能及操作方法大同小异，具体可参见数控铣床操作项目相关内容。
二、注意事项 1、在开机之前要先检查机床状况有无异常，润滑油是否足够等，如一切正常，方可开机； 2、回原点前要确保各轴在运动时不与工作台上的夹具或工件发生干涉； 3、回原点时一定要注意各轴运动的先后顺序。 三、工件安装 根据不同的工件要选用不同的夹具，选用夹具的原则： 1、定位可靠； 2、夹紧力要足够。 安装夹具前，一定要先将工作台和夹具清理干净。夹具装在工作台上，要先将夹具通过量表找正找平后，再用螺钉或压板将夹具压紧在工作台上。安装工件时，也要通过量表找正找平工件。
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能简述数控机床的基本组成部分及其基本功能 数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。 1)加工程序载体 数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。 2) 数控装置 数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。CNC 系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹,然后输出到执行部件加工出所需要的零件.因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作. 3）伺服与测量反馈系统 伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度. 4）机床主体 机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分. 5）数控机床辅助装置 辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置,排屑装置,冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护,照明等各种辅助装置。
数控机床的基本组成
数控机床的基本组成 数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。 1、加工程序载体 数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数(进给量主轴转速等)和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。 2、数控装置 数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控(Software NC)。CNC 系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。 1)输入装置:将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应有不同的输入装置。主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入，现仍有不
少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。 (1)纸带输入方式。可用纸带光电阅读机读入零件程序，直接控制机床运动，也可以将纸带内容读入存储器，用存储器中储存的零件程序控制机床运动。 (2)MDI手动数据输入方式。操作者可利用操作面板上的键盘输入加工程序的指令，它适用于比较短的程序。 在控制装置编辑状态(EDIT)下，用软件输入加工程序，并存入控制装置的存储器中，这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。 在具有会话编程功能的数控装置上，可按照显示器上提示的问题，选择不同的菜单，用人机对话的方法，输入有关的尺寸数字，就可自动生成加工程序。 (3)采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中，CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。 2)信息处理:输入装置将加工信息传给CNC单元，编译成计算机能识别的信息，由信息处理部分按照控制程序的规定，逐步存储并进行处理后，通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括:零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及其他辅助加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等)，数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。
数控机床的组成
数控机床的组成 随着计算机技术的发展，数控机床广泛采用了计算机数控（CNC）系统，如图1所示：其组成包括：加工程序、输入装置、数控系统、伺服系统、反馈系统、辅助控制装置和机床本体组成。 图1数控机床的组成 （一）加工程序 数控机床工作时，不需要工人直接去操作，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。加工程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上确定：零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线或加工顺序；主运动的启、停、换向、变速；进给运动的速度、位移大小等工艺参数，以及辅助装置的动作。这样得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息，然后用标准的由文字、数字和符号组成的数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行，或者在数控机床以外用自动编程计算机系统来完成，比较先进的数控机床，可以在它的数控装置上直接编程。编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、录音磁卡、软磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 （二）输入装置 输人装置的作用是将控制介质（信息载体）上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控系统内。根据程序存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、录音机或软盘驱动器有些数控机床，不用任何程序存储载体，而是将数控程序单的内容通过数控系统上的键盘，用手工方式(MDI方式)输入或者将数控程序由编程计算机用通信方式传送到数控系统中。
（三）数控系统 数控系统是一种位置控制系统，是机床自动化加工的核心。主要有主控制系统、运算器、存储器、输入输出接口五大部分组成。进行零件加工时，总是先将编写好的零件程序输入到系统的内存中，而后系统根据输入的程序段插补出理想的轨迹，并控制执行部件加工出合格的零件。 数控系统接受输入装置送来的脉冲信息，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令来控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是：经插补运算确定的各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令，送伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动。其他还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择相交换刀具的刀具指令信号；控制冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作台转位等辅助指令信号等。 另外，数控系统除具有较为完备的自诊断功能外，还可配置对设备关键单元的故障临测装置，例如主轴温升、系统功率监测、刀具破损肠损监控，扩展系统的功能。各种接触和非接触式传感器和检测方法(例如热敏电阻、红外测温、激光测距、CCD图像处理)和专家系统的运用，使得控制系统能够对接收到的更多的外部信息进行处理，为误差的自动补偿和加工过程自功化提供厂保证。 （四）伺服驱动系统 伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节主要有伺服控制系统、伺服电机和位置检测与反馈装置组成，伺服电机视系统的执行元件，伺服控制系统是伺服电机的动力源。 伺服驱动系统根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移。每个作进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动系统。伺服驱动系统有开环、半闭环和闭环之分。在半闭环和闭环伺服驱动系统中，还得使用位置检测装置，间接或直接测量执行部件的实际进给位移，与指令位移进行比较，按闭环原理，将其误差转换、放大后转化为伺服电机(步进电机或交、直流伺服电机)的转动，从而带动机床工作台移动。 （五）机床本体 数控机床的本体机械部件包括：主运动部件、进给运动执行部件、工作台、施板及其传动部件和床身立柱等支承部件，此外，还有冷却、润滑、转位和工件夹紧等辅助装置。对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库，刀具交换的机械手等部件。 数控机床机械部件的组成与普通机相似，但传动结构要求更为简单，在精度、刚度、抗
数控加工工艺及编程 数控车床分类及组成
一、数控机床的产生 数控是数字控制的简称，英文为 Numerical Control，简称NC。数控(NC)是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1952年，美国麻省理工学院在一台立式铣床上装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轮运动的设想，这就是世界上第一台数控机床。 目前数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(Computer Numerical Control )，简称CNC。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。数控机床即数字程序控制机床，是自动化机床的一种。它用数字和字母形式来表达工件的形状和尺寸等技术要求和加工工艺要求，经过数控装置运算，发出指令，控制机床的加工操作。 二、数控机床的分类 1、按运动方式分类 1）点位控制 点位控制是指数控系统只控制刀具或工作台从一点移至另一点的准确定位，然后进行定点加工，而点与点之间的路径不需控制。采用这类控制的有数控钻床、数控镗床和数控坐标镗床等。 2）点位直线控制 点位直线控制是指数控系统除控制直线轨迹的起点和终点的准确定位外，还要控制在这两点之间以指定的进给速度进行直线切削。采用这类控制的有数控铣床、数控车床和数控磨床等。 3）轮廓控制 能够连续控制两个或两个以上坐标方向的联合运动。为了使刀具按规定的轨迹加工工件的曲线轮廓，数控装置具有插补运算的功能，使刀具的运动轨迹以最小的误差逼近规定的轮廓曲线，并协调各坐标方向的运动速度，以便在切削过程中始终保持规定的进给速度。采用这类控制的有数控铣床、数控车床、数控磨床和加工中心等。 2、按控制方式分类 1）开环控制系统
数控加工工艺
数控加工工艺 一、切削运动 金属切削过程金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程。刀具从工件上切除多余的（或预留的）金属，并在高生产率和低成本的前提下，使工件得到符合技术要求的形状、位置、尺寸精度和表面质量。 切削运动为实现切削过程，工件与刀具之间要有相对运动，即切削运动，它由金属切削机床来完成。 工艺系统机床、夹具、刀具和工件，构成一个机械加工工艺系统，切削过程的各种现象和规律都在这个系统的运动状态中去研究。金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。 按切削时工件与刀具相对运动所起的作用可分为主运动和进给运动。 主运动：切下金属所必须的最主要的运动。 特点：通常它的速度最高，消耗机床功率最多。机床的主运动只有一个。进给运动：使新的金属不断投入切削的运动。它保证切削工作连续或反复进行，从而切除切削层形成已加工表面。 特点：机床的进给运动可有一个、两个或多个组成，通常消耗功率较小，进给运动可以是连续运动也可以是间歇运动。 合成切削运动：当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某一点相对工件的运动称之。Vｅ=Vｃ+Vｆ 外圆车削时，工件作旋转运动，刀具作连续的纵向直线运动，形成了工件的外圆柱表面。 在新的表面的形成过程中，待加工表面：即将被切去金属层的表面； 加工表面：切削刃正在切削着的表面； 已加工表面：已经切去一部分金属形成的新表面。
切削用量三要素 切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。 切削用量：切削用量是切削时各参数的合称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）三要素，它们是设计机床运动的依据。 1）切削速度v在单位时间内，刀具和工件在主运动方向上的相对位移，单位为m/s。 切削速度 v (m/s ) 主运动为旋转运动v =πd w n/1000 往复运动v = 2Ln r /1000 2）进给量f在主运动每转一转或每一行程时（或单位时间内），刀具和工件之间在进给运动方向上的相对位移，单位是mm/r（用于车削、镗削等）或mm/行程（用于刨削、磨削等） 进给量 f (mm/r 或 mm/行程) 进给速度v f=n f = n f z z（mm/s ) （切削深度）。待加工表面与已加工表面之间的垂直距离（mm）。3）背吃刀量a p 背吃刀量（切削深度） a p 车削外圆时 a p = (d w-d m)/2 钻孔时 a p = d m/2 例题： 车外圆时工件加工前直径为62mm，加工后直径为56 mm，工件转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动2mm， 工件加工长度为110mm，切入长度为3mm，求v、f、ap和 切削工时t 。 解： v =πdn/1000 = π·62·4/1000 = 0.779 m/s f = vf /n = 2/4 = 0.5 mm/r ap = (dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mm t =(l+l1+l2)/ vf =(110+3+0)/2=56.5 s
数控加工工艺
1、从零件图开始，到获得数控机床所需控制（介质）的全过程称为程序编制，程序编制的方法有（手动编程）和（自动编程）。 2、数控机床实现插补运算较为成熟并得到广泛应用的是（直线）插补和（圆弧）插补。 3、穿孔带是数控机床的一种控制介质，国际上通用标准是（iso ）和（EIA ）两种，我国采用的标准是（ISO ）。 4、自动编程根据编程信息的输入与计算机对信息的处理方式不同，分为以（自动编程语言）为基础的自动编程方法和以（图形编程）为基础的自动编程方法。 5、数控机床由控制介质、（数控装置）和（伺服系统）、（机床）等部分组成。 6、数控机床按控制运动轨迹可分为（点位控制）、点位直线控制和（轮廓控制）等几种。按控制方式又可分为（开环控制）、（闭环控制）和半闭环控制等。 7、对刀点既是程序的（起点），也是程序的（终点）。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的（设计）基准或工艺基准上。 8、在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为（加工）路线。 9、在轮廓控制中，为了保证一定的精度和编程方便，通常需要有刀具（半径）和（长度）补偿功能。 10、编程时的数值计算，主要是计算零件的（基点）和（节点）的坐标，或刀具中心轨迹的（基点）和（节点）的坐标。直线段和圆弧段的交点和切点是（基点），逼近直线段或圆弧小段轮廓曲线的交点和切点是（节点）。 11、切削用量三要素是指主轴转速（切削速度）、（进给量）、（背吃刀量）。对于不同的加工方法，需要不同的（切削用量），并应编入程序单内。 12、在铣削零件的内外轮廓表面时，为防止在刀具切入、切出时产生刀痕，应沿轮廓（切向）方向切入、切出，而不应（法向）方向切入、切出。 13、铣刀按切削部分材料分类，可分为（高速钢）铣刀和（硬质合金）铣刀。 14、端铣刀的主要几何角度包括前角（后角）、（刃偏角）、（主偏角）和副偏角。 15、工件上用于定位的表面，是确定工件（位置）的依据，称为（定向基准）。 16、用压板夹紧工件时，螺栓应尽量（靠近）工件；压板的数目一般不少于（两）块。 17、切削用量中对切削温度影响最大的是（切削速度），其次是（进给量、），而（切削深度）影响最小。 18、为了降低切削温度，目前采用的主要方法是切削时冲注切削液。切削液的作用包括（冷却作用、润滑作用、防锈作用）和清洗作用。 19、在加工过程中，（定位）基准的主要作用是保证加工表面之间的相互位置精度。 20、铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量，铣削用量包括铣削宽度、铣削深度、（铣削速度）、进给量。 21、钻孔使用冷却润滑时，必须在（钻锋吃入金属）后，再开始浇注。 22、铣刀的分类方法很多，若按铣刀的结构分类，可分为整体铣刀、镶齿铣刀和（机械夹固式）铣刀。 23、用圆柱销定位时，必须有少量（过盈）。 24、切削液的种类很多，按其性质，可分为三大类：水溶液、（乳化液）、切削油。 25、在精铣垂直面时，基准面应贴紧钳口，圆棒应放在活动钳口处（固定）。 26、按划线钻孔时，为防止钻孔位置超差，应把钻头横刃（磨短），使其定心良好，或者在孔中心先钻一定位小孔。 27、当金属切削刀具的刃倾角为负值时，刃尖位于主刀刃的最高点，切屑排出时流向工件（待加工）表面。 28、切削加工时，工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力称为（切削力）。 29、切削塑性材料时，切削层的金属往往要经过（挤压、滑移、挤裂）和（切离）四个阶段。 30、工件材料的强度和硬度较低时，前角可以选得（大）些；强度和硬度较高时，前角选得（小）