模具数控加工技术基础
模具数控专业介绍
模具数控专业介绍简介模具数控专业是指培养具备模具设计、制造、加工与应用的高级技术人才。
模具数控专业是机械工程专业的一个重要分支，主要研究模具设计、数控加工、材料与工艺等相关知识。
随着制造业的快速发展，模具数控专业的需求也在不断增加。
本文将介绍模具数控专业的基本知识、专业课程和就业方向。
专业知识模具设计模具设计是模具数控专业的核心基础知识之一。
模具设计主要涉及模具的结构设计、尺寸设计、工艺设计等内容。
学生需要学习CAD、CAE和CAM等相关软件，掌握模具设计的基本原理和方法。
数控加工是模具数控专业的重要学科之一。
数控加工主要使用数控机床进行精密加工，通过编程控制机床的运动轨迹和工具的切削参数来实现模具的加工。
学生需要学习数控编程、数控机床操作和刀具选择等技术。
材料与工艺材料与工艺是模具数控专业中的重要环节。
学生需要学习金属材料的性质、特点以及不同材料在模具制造中的应用；同时还需要了解模具制造的各种工艺流程，如锻造、铸造、喷涂等。
模具设计与制造基础这门课程主要介绍模具设计和制造的基本知识和技能。
学生将学习CAD和CAM等软件的使用，掌握模具的结构设计和尺寸设计技术，了解模具制造的工艺流程。
数控编程与操作这门课程主要学习数控编程和数控机床的操作。
学生将学习数控编程的基本原理和方法，掌握数控机床的操作技术，能够编写数控程序并操作数控机床进行加工。
模具材料与工艺这门课程主要介绍不同材料在模具制造中的应用和不同的模具制造工艺。
学生将学习各种金属材料的性质和特点，了解不同工艺对模具制造的影响。
这门课程主要介绍模具的应用和管理方面的知识。
学生将学习模具在制造业中的应用场景，了解模具的维护和管理技术，掌握模具的故障排查和维修方法。
就业方向模具设计师模具设计师是模具数控专业的主要就业方向之一。
模具设计师负责模具的结构设计、尺寸设计和工艺设计等工作，需要掌握CAD和CAE 等软件的使用，能够独立完成模具设计任务。
数控机床操作员数控机床操作员也是模具数控专业的就业方向之一。
模具数控加工技术
加工刀具是数控加工中的重要 工具，负责完成模具的切削。
加工刀具是数控加工中的重要 工具，负责完成模具的切削。
量具与测量技术
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量具是用于测量模具尺寸和精 度的工具。
量具的种类繁多，包括卡尺、 千分尺、百分表等，应根据测
量需求选择合适的量具。
测量技术是确保模具加工精度 的重要手段，包括在线测量和
模具零件的数控加工
数控编程
根据模具设计图纸，利用数控 编程软件进行加工工艺规划，
生成加工程序。
加工设备选择
根据模具材料和加工要求，选 择合适的数控机床和刀具，确 保加工精度和效率。
加工过程控制
在加工过程中，对切削参数、 刀具状态、冷却方式等进行实 时监控和调整，确保加工质量 和稳定性。
检测与修正
对加工完成的模具零件进行检 测，对误差进行修正，确保满
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解决方案
采用热管理系统降低温度变化对加工的影响，优化刀 具和夹具的设计，提高装夹精度。
快速原型技术在模具制造中的应用案例
案例概述
快速原型技术在模具制造中的应用案例， 通过快速原型技术快速制造出模具原型。
技术优势
快速原型技术可以快速制造出复杂的 模具原型，缩短产品开发周期，降低
开发成本。
制造流程
采用激光快速成型或3D打印技术制作 模具原型，进行表面处理和后处理。
应用范围
适用于新产品开发和试制阶段，用于 验证模具设计的可行性和合理性。
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智能化与自动化发展
数控机床的智能化
随着人工智能技术的发展，数控机床在加工过程中的智能化程度越来越高。智能化数控机床能够实现自适应加工、 智能故障诊断等功能，提高加工效率和精度。
《模具零件数控加工技术》课程标准
《模具零件数控加工技术》课程标准课程代码020******* 课程类别专业课程课程类型理实一体课程课程性质必修课程课程学分6学分课程学时96学时修读学期第4学期适用专业模具设计与制造合作开发企业一汽模具制造有限公司执笔人刘宏伟、吴宇飞审核人李玉青1．课程定位与设计思路1．1课程定位本课程是模具设计与制造专业核心课程，专业必修课程。
其功能是通过加工项目训练方式，采取任务驱动的方法培养学生实施模具零件数控加工的能力。
本课程与前修课程识图与制图、机械制造基础、冲压模具设计与制造、模具零件普通机械加工技术、模具零件普通加工工艺制定与实践课程相衔接，共同培养学生模具制造的能力；与后续课程模具CAD/CAE/CAM一体化技术、模具零件数控铣加工工艺制定、编程与实践、模具设计与制造综合实训、就业综合培训、顶岗实习等课程相衔接，共同培养学生模具具设计与制造能力及岗位工作能力。
1．2设计思路通过对本专业模具数控加工、模具生产制造管理等工作岗位分析，确定了课程的设计思路为：以模具零件数控加工工艺实施能力的培养为中心，以典型的模具零件为课程教学实施载体，通过导柱、导套、凸模、凹模、固定板的加工项目训练，使学生能够独立完成机床生产准备，根据加工工艺编制程序，完成程序调用，能够选择合理的工件安装方式，完成工件安装和拆卸，完成零件的数控加工。
以工作过程导向设计课程教学，以任务驱动、问题引导、角色扮演、团队协作等方式实施教学，以过程考核、成果考核相结合的形式实施课程考核。
参考学时：96学时，参考学分：6学分。
2．课程目标通过本课程学习，使学生具备合理安排模具零件数控加工工序的能力，具备对较复杂零件进行数控加工工艺处理的能力，熟悉编程前数学处理的目的和基本方法；具有对轮廓加工，简单型面加工的数控程序手工编制能力，具备使用常用软件完成自动编程能力。
2．1能力目标（1）能够胜任企业数控编程岗位和数控机床操作岗位。
（2）能够合理确定走刀路线、正确选用切削用量和常用刀具。
项目一：认识模具数控加工技术
【知识和能力测试】一、判断题1.MC430L高速加工中心机床的X、Y、Z轴采用直线电机驱动是为了高响应高精度。
（）2.光栅尺作闭环控制分辨率可达到0.03mm。
（）3.五轴高速加工中心主轴转速高达50000r/min。
（）4.加工中心机床重复定位精度只能达到±0.0025mm。
（）5.目前没有办法加工直径Φ0.03mm小孔。
（）6.电火花线切割机床加工变质层问题无法解决。
（）7.我国级进模制造技术水平能达到步距精度＜0.005mm。
（）8.我国汽车覆盖件模具制造周期已经达到国际先进水平。
（）9.我国锻造模具寿命已经达到国际先进水平。
（）10.我国在模具制造技术中已经全面应用CAD/ CAE/ CAM/ PDM一体化技术。
（）11.伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。
（）12.检测装置的精度直接影响数控机床的定位精度和加工精度。
（）13.CAM的含义是计算机辅助设计和加工。
（）14.通过传感器直接检测目标运动并进行反馈控制的系统为半闭环系统。
（）15.伺服系统由伺服驱动和伺服执行两个部分组成。
（）16.数控机床伺服系统将数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。
（）17.闭环系统比开环系统具有更高的稳定性。
（）18.滚珠丝杠副按其使用范围及要求分为六个等级精度，其中C级精度最高。
（）19.数控机床坐标轴的重复定位精度应为各测点重复定位误差的平均值。
（）20.用逐点比较插补法加工第一象限斜线，若偏差函数等于零，刀具就沿+Y方向进一步。
（）21.步进电机在输入一个脉冲时所转过的角度称为步距角。
（）22. 滚珠丝杠内循环结构，反向器数应比滚珠圈数少1。
（）23. CNC的含义是数字控制。
（）24.检测装置是数控机床必不可少的装置。
（）二、选择题1．数控机床的进给机构采用的丝杠螺母副是（）。
A 双螺母丝杠螺母副B 梯形螺母丝杆副C 滚珠丝杆螺母副2．数控机床位置检测装置中（）属于旋转型检测装置。
模具编程所学知识点总结
模具编程所学知识点总结一、 CNC(Computer Numerical Control)机床基础知识CNC机床是利用计算机控制系统对机械设备进行数控加工的设备。
掌握CNC机床的基础知识是进行模具编程的基础。
包括CNC机床的结构、工作原理、操作系统等方面的知识。
在学习过程中，我深入了解了数控系统的组成和工作原理，掌握了数控系统的输入输出信号，学会了数控机床的操作方法，了解了数控系统的工作流程。
这些知识是进行模具编程的基础，为我后续的学习提供了坚实的基础。
二、 CAD(Computer Aided Design)软件使用技能CAD软件是进行模具设计和编程的重要工具，掌握CAD软件的使用技能对模具编程至关重要。
在学习过程中，我学会了使用CAD软件进行模具设计和分析，包括三维建模、图形编辑、装配建模等技能。
我还学会了如何对CAD图纸进行尺寸标注，视图生成等操作。
这些技能对于模具编程来说具有重要意义，它们为模具编程提供了设计基础和数据支持。
三、 CAM(Computer Aided Manufacturing)软件使用技能CAM软件是进行模具编程的必备工具，它可以将CAD图纸转化为数控程序，并生成机床加工路径和加工代码。
在学习过程中，我掌握了CAM软件的使用技能，学会了如何进行数控程序的编写和修改、加工路径的优化、加工代码的生成等操作。
我还学会了如何进行数控程序的仿真和调试，以及如何对数控程序进行监控和调整。
这些技能对于模具编程来说非常重要，它们可以帮助我更好地进行数控加工，提高模具加工的效率和质量。
四、模具工艺知识模具工艺知识是进行模具编程的基础，它包括模具的加工原理、加工工艺、加工方法等方面的知识。
在学习过程中，我深入了解了模具的结构和加工特点，学会了进行模具的加工工艺规划和优化。
我还学会了如何分析模具的加工难点和技术要求，以及如何选择合适的加工工艺和加工方法。
这些知识可以帮助我更好地理解模具的加工要求，为模具编程提供了基础支持。
数控加工工艺基础ppt
模具类零件的数控加工工艺
• 模具类零件的数控加工工艺主要涉及铣削、磨削、钻孔和电火花加工等加工方 法。在铣削和磨削过程中，需要选择合适的刀具、切削参数和冷却方式，以确 保加工精度和表面质量。同时，还需要对工件进行装夹和定位，以减小加工误 差。
• 板类零件的数控加工工艺流程一般包括粗铣、半精铣、精铣等工序。在粗铣阶 段，主要去除余量，留有余量供后续加工；在半精铣阶段，对工件进行半精加 工，为精铣做准备；在精铣阶段，对工件进行精细加工，确保精度和表面质量 。
• 在钻孔和攻丝加工中，需要选择合适的钻头、丝锥和切削参数，以确保钻孔和 攻丝的质量和效率。同时，还需要注意工件的装夹和定位精度，以及切削液的 使用。
• 轴类零件的数控加工工艺还需要注意工件的装夹和定位精度，以及切削液的使 用。合理的装夹方式和切削液能够有效减小加工误差和提高表面质量。
板类零件的数控加工工艺
• 板类零件的数控加工工艺主要涉及铣削、钻孔和攻丝等加工方法。在铣削过程 中，需要选择合适的刀具、切削参数和冷却方式，以确保加工精度和表面质量 。同时，还需要对工件进行装夹和定位，以减小加工误差。
总结词
装夹方案的确定是数控加工工艺设计中的重要环节，合理的装夹方案能够有效提 高加工效率和质量。
详细描述
在确定装夹方案时，需要考虑零件的结构特点、装夹方式、夹具设计等因素。同 时，还需要根据现有设备和工艺条件进行选择和优化，确保装夹方案的可行性和 经济性。
刀具进给路线的确定
总结词
刀具进给路线的确定是数控加工工艺设计中的重要环节，合理的刀具进给路线能够有效提高加工效率和质量。
数控加工工艺与编程基础知识
《数控加工技术》课程改革的几点思考《数控加工技术》是高职高专数控技术和其他许多机电类专业的一门主干专业课，它以培养学生熟练掌握数控设备基本编程技能和数控设备的应用能力为目标。
根据高职高专学生的培养目标，有必要对《数控加工技术》这门课程进行教学改革，从教学内容，课程体系，教学方法与手段和实践教学体系进行改革，以提高教学质量，培养掌握数控技术的应用型、技能型人才，满足市场对该类人才的需求。
1．教学内容的调整根据高职教育的特点，课程教学内容要围绕知识、能力、素质这三方面来进行，同时，必须有基础性、实用性、时效性和新颖性。
《数控加工技术》理论教学内容包括计算机数控系统、数控机床机械机构、数控编程等内容。
由于数控技术发展很快，因此，《数控加工技术》这门课程应紧跟数控技术的发展，将目前有关数控技术应用方面的新知识、新技术及时传授给学生，所以，应对课程内容与教材随时进行更新和调整。
教材以讲明基本概念、基本原理为度，应删去一些繁锁的计算过程和一些过时的教学内容。
例如，由于自动编程在数控编程中已得到广泛应用，可将教材中一些复杂曲线的数学处理等内容进行了压缩；因穿孔纸带在企业中已很少使用，这部分内容也可以删减；由于高职学生主要是技能的培养，因此，有必要对理论性太强、岗位实用性较低的内容进行删减，突出实践技能性强的教学内容，所以对数控加工的原理也可以只进行简单讲解，还应将教材中内容接近的部分进行合并。
同时还应根据不同的专业对《数控加工技术》课程教学内容按不同要求进行编排。
如对于机械制造及计算机辅助设计专业，主要讲授数控机床机械结构、数控车床、铣床、加工中心、计算机辅助编程。
对于模具设计与制造专业主要讲授数控车床、铣床、加工中心编程、数控电火花、线切割机床编程。
这样，《数控加工技术》课程教学内容的安排就体现了系统性、完整性、科学性和先进性，同时要注重汲取近期先进制造技术和数控技术的最新研究成果，注重知识的前后连贯，注重基础知识的完整性。
数控加工工艺与编程基础知识(PPT 145页)
分为不转位和可转位两种； 通常数控刀具采用机夹式！
特殊型式：如复合式
刀具，减震式刀具等。
阶梯式刀 具
舍弃式刀具/电脑锣刀具
1. 根据制造刀具所用 的材料可分为：
高速钢刀具； 硬质合金刀具； 金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方 氮化硼和陶瓷刀具等。
数
按照切削工艺分：
控
刀 具
车削刀具：外圆、内孔、螺纹、成形车刀等
10000
3000
0.2
背吃刀量 (mm)
10
57
陶瓷刀具
数
控 刀 具
不仅能对高硬度材料进行粗、精加工，也可进行铣削、 刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工；
的 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料；
材 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加 料 工中的换刀次数；
1972年
美国 德国 瑞典
美国
德古萨公司
瑞典山特维克 钢厂
通用电气公司
采用可转位刀片
生产陶瓷刀具 生产碳化钛涂层硬质合金刀片
聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片
发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速 1972年 美国 邦沙和拉古兰 钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层
数控刀具的选择
为了保证数控机床的正常运行，只有配置了与数控机 床性能相适应的刀具才能使其性能得到充分发挥，也可说配 置刀具的优异（合理性、先进性）直接影响到数控机床功能 和作用的发挥。
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
数控铣削加工的零件
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三、数控机床的特点
能适应不同零件的自动加工
生产效率和加工精度高、加工质量稳定
能高效优质完成复杂型面零件的加工
工序集中，一机多用
数控机床是一种高技术的设备
2.1.3 数控机床的分类
一、按数控机床的加工功能分类
•点位控制数控机床 这类机床主要有数控钻床、数控镗床、
数控冲床、三坐标测量机等，此外印刷电路板钻孔机应算 是最简单的点位控制数控机床。
一、数控机床的组成
伺服驱动系统及位置检测装置 伺服驱动系统由伺 服驱动电路和伺服驱动装置（电动机）组成，并 与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机 床的进给系统。 机床的机械部件 数控机床的机械部件包括主运动 部件、进给运动执行部件、工作台、拖板及其传 动部件和床身立柱等支撑部件，此外，还有冷却、 润滑、排屑、转位和夹紧等辅助装置。
模具数控加工技术
教学单元二：模具数控加工技术基础
教学单元2 模具数控加工技术基础
• • • 2.1数控机床概述 2.2数控编程基础 练习与思考题
2.1、数控机床概述
2.1.1 数控机床的产生
• 数控机床是为了解决单件、小批量、多品种，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。
▫ 1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合 作研制了第一台坐标数控铣床，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，是一种新型的机床， 可用于加工复杂曲面零件。
了电动机的可靠性，降低了制造成本，基本上无需维修。
组成伺服驱动电路的位置、速度和电流控制环节部分实现 数字化，甚至利用单片微机或高速数字信号处理器为硬件 基础进行全数字化控制，与CNC系统的计算机有双向通 信联系。
采用高速和高分辨率的位置检测装置组成半闭环和闭环位 置控制系统。 通过进给伺服系统实现丝杆螺距误差补偿外，热变形误差 补偿、空间误差补偿技术的研究也取得了显著的成效。
计算机数控机床 这类机床使用计算机数控装置 （CNC），即软线数控装置。
2.1.4数控机床的发展
一、数控装置的发展
数控装置的微处理器 数控装置配备有多种遥控和智能接口 数控装置具有很好的操作性能 数控装置的可靠性大大提高 开放式体系
二、进给伺服驱动系统的发展
永磁同步交流伺服电机逐渐取代了直流伺服电动机，提高
四、数控机床的工况检测、监控和故障 诊断
• 现代数控机床上装有工件尺寸检测装置，对工件 加工尺寸进行定期检测，发现超差则及时发出报 警或补偿信号。还有红外、超声发射等监控装置， 对刀具工况进行监控，遇有刀具磨损超标或刀具 破损，能及时报警，以便调换刀具，保证加工产 品的质量。 • 目前CNC系统中已经采用了开机诊断、运行诊断、 通信诊断和专家诊断系统等故障自诊断技术，对 故障进行自动查找、分类、显示、报警，便于及 时发现和排除系统的故障。
三、按所用进给伺服系统的类型分类
• 开环数控机床 开环数控机床采用开环进给伺服系 统，图2-10所示为典型的开环进给伺服系统。
开环进给伺服系统
三、按所用进给伺服系统的类型分类
• 半闭环数控机床 如果将位置检测装置安装在驱 动电机的端部，或安装在传动丝杠端部，间接测 量执行部件的实际位置或位移，这种系统就是半 闭环进给系统。
数控加工平面轮廓的成形
二、按工艺用途分类
一般数控机床 最普通的数控机床有钻床、车床、 铣床、镗床等。 数控加工中心 这类数控机床是在一般数控机床的 基础上，加装一个刀库和自动换刀装置，构成一 种带自动换刀装置的数控机床。 多坐标轴数控机床 有些复杂的工件，例如螺旋桨， 飞机发动机叶片曲面等用三坐标数控机床无法加 工，于是出现了多坐标轴的数控机床。
点位控制加工示意图
一、按数控机床的加工功能分类
•直线控制数控机床 直线控制数控机床可控制刀具
或工作台以适当的送给速度，沿着平行于坐标轴 的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据 切削条件可在一定范围内调整。
直线控制加工示意图
一、按数控机床的加工功能分类
•轮廓控制数控机床 轮廓控制
数控机床分为平面轮廓加工的 数控机床和空间轮廓加工的数 控机床。
2.1.2 数控机床的组成、控制原理和特 点
一．数控机床的组成
数控机床的组成
一、数控机床的组成
程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动
加工零件的工作指令。
输入装置 它的作用是将程序载体上的数控代码
变成相应的电脉冲信号，传送并存人数控装置
内。
一、数控机床的组成
数控装置及强电控制装置
▫ 数控装置 是数控机床的核心，它接受输入装置送 来的脉冲信号，经过数控装置的系统软件或逻辑电 路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和 指令控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动 作。 ▫ 强电控制装置 是介于数控装置和机床机械、液压 部件之间的控制系统。
半闭环数控机床
三、按所用进给伺服系统的类型分类
• 闭环数控机床 闭环数控机床的进给伺服系统是按 闭环原理工作的。
闭环数控机床
四、按所用数控装置类型分类
硬线数控机床 硬线数控机床（NC）使用硬线数 控装置，它的输入处理、插补运算和控制功能， 都由专用的固定组合逻辑电路来实现，不同功能 的机床，其组合逻辑电路也不相同。
三、程序编制
• 数控机床编程技术的发展水平表现在以下几个方面：
▫ 图形编程了长足的发展，增加了自动编程的手段。 ▫ 从脱机编程逐渐发展到在线编程。 ▫ 在线编程过程中不仅可以处理几何信息，还可以处理工艺信息， 数控装置内设有与该机床加工工艺相关的小型工艺数据库或专家 系统，可以自动选择最佳的工艺参数。
一、数控机床的组成
二、数控机床的控制原理
• 数控机床是用数字化的信息来实现自动控制的，将与加工 零件有关的信息——工件与刀具相对运动轨迹的尺寸参数 （进给执行部件的进给尺寸）、切削加工的工艺参数（主 运动和进给运动的速度、背吃刀量等），以及各种辅助操 作（主运动变速、刀具更换、冷却润滑液开停、工件夹紧、 松开等）等加工信息用规定的文字、数字和符号组成的代 码，按一定的格式编写成加工程序单，将加工程序通过控 制介质输入到数控装置中，由数控装置经过分析处理后， 发出各种与加工程序相对应的信号和指令控制机床进行自 动加工。