第六章数控机床加工

第六章 数控机床加工
6.2 数控机床加工特点
一、数控机床在加工方面的特点 1．精度高 主要表现为以下几点。 (1) 数控机床的机床结构具有很高的刚度和热稳定性，并采 取了减小误差的措施。 (2) 数控机床的传动系统采用无间隙的滚珠丝杠、滚动导轨 、零间隙的齿轮机构等，大大提高了机床传动刚度、传动精 度与重复精度。 (3) 数控系统的误差补偿功能消除了系统误差。 (4) 数控机床是自动加工，消除人为误差，提高同批零件加 工尺寸的一致性，加工质量稳定。
(1)开环控制伺服系统。 (2)闭环控制伺服系统 (3)半闭环控制伺服系统
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6.1 数控机床的基本组成
三、伺服系统 3．伺服系统检测元件 (1)直线型检测元件 它主要是对机床直线位移量 进行检测
磁尺工作示意图
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6.1 数控机床的基本组成
三、伺服系统 3．伺服系统检测元件 (2)回转型的检测元件 通过间接测量工作台直线位移相关的 回转运动，来间接取得工作台的直线位移量。
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6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例 8．T指令的刀具补偿功能
加工工件时，可以按刀 架中心位置编程，即以刀架 中心A作为程序的起点
刀具位置补偿
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6.3 数控加工程序编制
四、数控编程的种类 1.手工编程 是由编程人员根据零件图纸和工艺 要求，编制出在数控机床上能够运行的 一系列指令的过程 (1) 确定工艺过程 (2) 计算加工轨迹和尺寸 (3) 编写程序清单并校验 (4) 输入程序清单的内容 (5) 数控程序的校验和试切 (6) 首件试切
1．G92 工件坐标系设定指令。 例1：N0010 G92 X250 Z350
例2：N0020 G92 X250 Z10
建立工件坐标系
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6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例
2．G00 快速点定位指令。 例1 N0030 G00 X100 Z300
例2 N0040 G00 U-20
脉冲信号转换成机械位移 量的执行元件。
(4)直线电机 相当于旋
转电机的“鼠笼”沿其圆 周展开，将旋转电机的定 子绕组与移动部件联接在 一起，电机的转子与固定 部件联接在一起。在驱动 装置的控制下实现直线往复运动，这是一种新型的电机。
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6.1 数控机床的基本组成
三、伺服系统 2．伺服系统的分类
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6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 1．数控机床的坐标系 (1)标准坐标系统
车床标准坐标系
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6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 1．数控机床的坐标系 (2)工件坐标系 编程时使用的坐标系统。
工件坐标系
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6.3 数控加工程序编制
(2)直接输入方式 零件加工程序在上级计算机中生成，以计 算机与数控装置直接通讯的方式传输程序，CNC系统一边加 工一边接收来自上级计算机的后续程序段。
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6.1 数控机床的基本组成
一、输入与输出装置 2．输出装置 输出装置有数码管(LED)显示，视频显示器(CRT)，液晶 显示器(LCD)，输出接口等。通过软件与接口，可以在显示 器上显示程序、加工参数、各种补偿量、坐标位置、故障信 息。可以采用人机对话编辑加工程序、零件图形、动态刀具 轨迹等。先进的数控系统有丰富的显示功能，如具有实时图 形显示、PLC梯形图显示和多窗口的其它显示功能。
2)编程过程以人、机对话方式交互完成。 3)图形交互式自动编程是通用的软件，在通用的计算机上 运行，不需要专用的编程机。
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6.4 数控编程实例
一、数控铣削加工的程序编制实例
凸轮零件图
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6.4 数控编程实例
一、数控铣削加工的程序编制实例 材料为45钢，毛坯尺寸为60×70×8。数控程序编制的步 骤如下： 1．工艺分析 考虑到铣削力 的影响，在离Φ14 孔30mm处钻一个 Φ5的孔作为工艺 孔，该孔与底座的 短销配合，使工件 在铣削时不至于偏 转
圆弧插补方向示意图
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6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例 5．G32，G33 螺纹指令。公制螺纹导程的单位用毫米；英制螺纹为牙/ 英寸。 例1 N0100 G33 W-50 F1.5 例2 N0110 G32 W-50 F11
6．M00 程序暂停指令 7．M02 程序结束指令
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6.1 数控机床的基本组成
五、数控机床的辅助装置 辅助装置作为数控机床的配套部件，是保证充分发挥数 控机床功能所必需的配套装置。常用的辅助装置有： 1.气动、液压装置 应用气动、液压系统，使机床完成自动换刀所需的动作 ，实现运动部件的制动和滑移齿轮移动变速、完成工作台的 自动夹紧、松开，工件、刀具定位表面的自动吹屑等辅助功 能。 2.排屑，冷却、润滑装置 3.回转工作台和数控分度头 4.防护、照明等装置
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二、数控系统 2.直线控制系统
直线运动控 制系统通常在坐 标轴运动的同时 进行切削加工， 坐标轴的驱动要 承受切削力。
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6.1 数控机床的基本组成
二、数控系统 3.轮廓控制系统 两个或两个以 上的坐标轴根据指 令要求协调地运行 。指令中指明运动 轮廓曲线的类型并 指出下一点的位置 和移动至该位置的 进给速度。
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6.1 数控机床的基本组成
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6.1 数控机床的基本组成
一、输入与输出装置 1．输入装置 将数控指令传输给数控系统的装置。 (1)手动输入 由操作者将数控程序直接输入数控系统中。手 动输入方式有：
1)操作者在数控装置操作面板上用键盘输入加工程序的指令，称为 MDI(Manual Data Input)功能。 2)在控制装置编辑状态下，用软件输入加工程序，并存入控制装置的存 储器中，称为EDIT功能。 3)在具有会话编程功能的数控装置上，按照显示器上提示，以人机对话 的方式，输入有关的尺寸数值，就可自动生成加工程序。
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6.3 数控加工程序编制
二、数控加工程序的代码及其功能 2．M代码 辅助功能代码。它有M00至M99共100种代码。
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二、数控加工程序的代码及其功能 3．T代码 刀具功能代码
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三、代码使用举例
工件快速移动指令
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三、代码使用举例
3．G01 直线插补指令。 例1 N0050 G01 Z100 F200
例2 N0060 G01 U-10 W-40 F150
直线插补运动指令
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6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例 4．G02，G03 圆弧插补指令。 G02为顺圆弧，G03为逆圆弧
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6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 2．数控程序的结构 (2)程序段的格式 是指程序段中的字母、符号、数据的排列形式。又称字 地址程序段格式。程序段中地址字符排列顺序是：
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二、数控加工程序的代码及其功能 1．G代码
准备功能代码， 它由地址G和后在 的两位数组成，从 G00-G99共100种。
回转型检测元件示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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6.1 数控机床的基本组成
四、数控机床主机 1．机床床身结构 是数控机床的主要基础件，起着支承和导向的作用。要 求采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。
普 通 机 床
数 控 机 床
不同结构的机床床身示意图
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6.1 数控机床的基本组成
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6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 2．数控程序的结构 (1)数控程序的组成 完整的数控程序由程序号、程序内容、程序结束等组成 。例如
% 0001 程序号 N010 G92 X40 Y30 程序内容 N020 G90 G00 X28 S800 M03 N030 G01 X-8 Y8 F200 N040 X0 Y0 N050 X28 Y30 N060 G00 X40 N065 M05 程序内容 N070 M02 程序结束
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6.3 数控加工程序编制
四、数控编程的种类 2．自动编程 (1)APT(Automatically Programmed Tools)语言编程系统
通过对刀具轨迹的 描述来实现计算机辅助 编程的系统。
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6.3 数控加工程序编制
四、数控编程的种类 2．自动编程 (2)图形交互式自动编程 图形自动编程有以下几个显著的优点： 1)不需要进行复杂的坐标数值计算。
一、数控程序编制的基本知识 1．数控机床的坐标系 (3)绝对坐标与相对坐标 1)绝对坐标 所有坐标点的坐标值均从某 一固定坐标原点计量。 2) 相对坐标 运动轨迹终点坐标是相对于 起点计量，称为相对坐标，又 称为增量坐标。
工件坐标系
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6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 1．数控机床的坐标系 (4)工件原点偏置 工件安装在 机床上，工件原 点与机床原点间 的距离，称为工 件原点偏置。
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6.2 数控机床加工特点
一、数控机床在加工方面的特点 2．能加工形状复杂的零件 采用二轴以上联动的数控机床，可以加工母线为曲线的 旋转体、凸轮、各种复杂空间曲面的零件，能完成普通机床 难完成的加工。