第7章7.3数控加工技术简介1
数控加工技术介绍
数控加工技术介绍一、数控加工技术是啥？数控加工技术简单来说，就是用数字信息来控制机床进行加工啦。
就好像是给机床装上了一个超级聪明的大脑。
以前的机床加工啊，全靠师傅的手艺，师傅要在那盯着，手动操作各种手柄啊、按钮啊，可费劲了。
现在有了数控加工技术，只要把加工的要求变成数字代码输入到机床里，机床就像个听话的小机器人一样，按照程序自己动起来，加工出想要的零件。
这就好比你告诉厨师要做什么菜，把菜谱详细地写出来，厨师就按照菜谱做，机床也是这样按照数字菜谱（程序）来加工零件的。
二、数控加工技术的厉害之处它的精度那叫一个高啊！你想啊，人工操作的时候，人的手再稳也难免会有一点点偏差，但是数控加工就不一样了。
它可以精确到头发丝那么细的误差范围呢。
比如说加工一个小小的精密零件，像手表里的小齿轮之类的，数控加工就能做得特别完美。
而且它的效率也很高，只要程序设置好了，机床就可以不停地工作。
不像以前，师傅工作累了还得休息会儿，机床可是不会累的哦。
这就像是一个不知疲倦的小工匠，在那不停地打造东西。
三、数控加工技术里的机床数控加工用到的机床也很有趣呢。
有数控车床、数控铣床、加工中心等等。
数控车床就像是一个擅长转圈加工的小能手，主要用来加工那些圆形的零件，就像车削出一根漂亮的圆柱。
数控铣床呢，就像一个雕刻大师，它可以在零件表面雕出各种各样的形状。
而加工中心就更厉害了，它就像是一个全能选手，不仅能车削、铣削，还能钻孔、攻丝等多种加工操作。
这些机床就像一个个有着特殊技能的小伙伴，组合在一起就能做出超级复杂的零件。
四、数控加工技术的编程编程可是数控加工技术的灵魂所在。
这就像是给机床写一封秘密信件，告诉它要怎么干活。
编程的语言有好多种，不过不管哪种语言，都是为了准确地告诉机床刀具该怎么移动，移动多远，转多快之类的。
对于初学者来说，编程可能有点像在解一个神秘的谜题，但只要掌握了其中的规律，就会发现很有趣。
就像你刚开始玩一个新游戏，有点摸不着头脑，玩熟了就觉得特别好玩。
计算机辅助制造(CAM)作业指导书
计算机辅助制造（CAM）作业指导书第1章 CAM概述 (3)1.1 CAM的定义与发展历程 (3)1.2 CAM系统的构成与功能 (3)1.3 CAM技术的发展趋势 (3)第2章 CAD/CAM集成技术 (4)2.1 CAD与CAM的关系 (4)2.2 CAD/CAM集成方法 (4)2.3 CAD/CAM集成的应用案例 (5)第3章数控编程基础 (5)3.1 数控编程概述 (5)3.2 数控编程语言与标准 (5)3.3 数控编程的基本步骤与技巧 (5)第4章数控加工工艺规划 (6)4.1 数控加工工艺概述 (6)4.2 数控加工工艺参数的确定 (6)4.3 数控加工路径规划 (7)第5章数控编程与仿真 (7)5.1 数控编程仿真技术 (7)5.1.1 数控编程基础 (7)5.1.2 仿真技术原理 (7)5.1.3 数控编程仿真系统 (7)5.2 数控加工过程仿真 (8)5.2.1 刀具轨迹仿真 (8)5.2.2 切削参数仿真 (8)5.2.3 机床动态仿真 (8)5.3 数控编程与仿真的应用案例 (8)5.3.1 飞机结构件加工 (8)5.3.2 汽车模具制造 (8)5.3.3 船舶制造 (8)5.3.4 高速列车关键部件加工 (8)5.3.5 焊接 (9)第6章 CAD/CAM软件应用 (9)6.1 常用CAD/CAM软件简介 (9)6.1.1 AutoCAD (9)6.1.2 SolidWorks (9)6.1.3 Mastercam (9)6.1.4 CATIA (9)6.2 CAD/CAM软件操作流程 (9)6.2.1 建立模型 (9)6.2.2 刀具路径 (9)6.2.3 后处理 (10)6.3 CAD/CAM软件应用实例 (10)6.3.1 零件分析 (10)6.3.2 CAD设计 (10)6.3.3 CAM编程 (10)第7章高速加工技术 (10)7.1 高速加工概述 (10)7.2 高速加工工艺与策略 (10)7.2.1 高速加工工艺 (11)7.2.2 高速加工策略 (11)7.3 高速加工设备与刀具 (11)7.3.1 高速加工设备 (11)7.3.2 高速加工刀具 (11)第8章五轴加工技术 (12)8.1 五轴加工概述 (12)8.2 五轴加工编程与工艺 (12)8.2.1 五轴加工编程 (12)8.2.2 五轴加工工艺 (12)8.3 五轴加工应用案例 (12)第9章激光加工与焊接技术 (13)9.1 激光加工技术概述 (13)9.1.1 激光加工基本原理 (13)9.1.2 激光加工系统组成 (13)9.1.3 激光加工技术的应用 (13)9.2 激光焊接技术 (13)9.2.1 激光焊接原理 (13)9.2.2 激光焊接设备与工艺参数 (14)9.2.3 激光焊接技术的应用 (14)9.3 激光切割与雕刻技术 (14)9.3.1 激光切割技术 (14)9.3.2 激光切割设备与工艺参数 (14)9.3.3 激光切割技术的应用 (14)9.3.4 激光雕刻技术 (14)9.3.5 激光雕刻设备与工艺参数 (14)9.3.6 激光雕刻技术的应用 (14)第10章计算机辅助制造质量控制与优化 (14)10.1 制造质量控制概述 (14)10.1.1 制造质量控制基本原理 (15)10.1.2 制造质量控制方法 (15)10.2 制造过程参数优化 (15)10.2.1 制造过程参数优化方法 (15)10.2.2 制造过程参数优化应用 (15)10.3 制造质量控制与优化的应用案例 (16)第1章 CAM概述1.1 CAM的定义与发展历程计算机辅助制造（ComputerAided Manufacturing，简称CAM）是指利用计算机技术对制造过程进行设计、分析、优化和管理的综合性技术。
机械工程中的数控加工技术
机械工程中的数控加工技术一、数控加工技术概述数控机床是数字控制技术中的一种重要应用，它将传统机床与数码电子技术、计算机技术等结合在一起，可实现对工件进行高效、高精度的加工。
数控加工技术可以广泛应用于各类机械加工行业，包括模具、机械配件、航空航天、电子、仪器仪表、医疗器械等领域。
数控加工技术在实际生产中的发展经历了由简单到复杂的过程。
从最初的单一控制轴向运动开始，到后来的多个轴向的联动控制，再到更高级的加工总控制系统的实现，这些都为数控加工技术的发展奠定了基础。
当前，数控加工技术的发展进入了高速、高精度、多功能、智能化的发展阶段。
二、数控加工技术的基本原理数控加工技术的核心部分是数控系统。
数控系统主要由数控装置、执行机构和机床三大部分组成。
其中，数控装置是实现数控程序编制、编辑、输入、输出、保存和加工控制的重要部分。
执行机构主要指数控机床的运动部分，包括工作台、刀架、进给机构和主轴等。
机床部分则是完成实际加工运动和工件夹紧的机械结构。
数控加工技术将工件坐标系与机床坐标系分开，实现了工件坐标与数控程序之间的转换。
在加工过程中，数控程序按照预先设定的加工路径，控制执行机构进行各种不同的运动和进给。
通过对程序的编制和修改，实现了对加工过程的灵活控制。
三、数控加工技术的工艺优势相比传统加工方法，数控加工技术具有以下几个主要的优势：1. 高精度数控加工技术能够实现高精度的加工过程，使得加工工件的尺寸、形状、工件表面质量和加工质量稳定性大大提高。
2. 高效率数控加工技术采用自动化加工，能够大大提高生产效率和加工效率，从而提高生产效益。
3. 高稳定性数控加工技术能够保证加工过程的稳定性，使加工质量高可靠，具有出色的稳定性和工艺可靠性。
4. 可编程数控加工技术能够根据加工要求对数控程序进行编写和修改，可以实现多种不同的加工操作。
5. 自动化程度高数控加工技术在加工过程中实现自动化控制，人工干预小，能够显著降低人力成本。
数控加工技术-第一章 数控加工技术概述
开始 读取数控加工
程序
译码
开关量控制
插补运算
驱动模块 机床运动 零件加工
结束
1-1 工作原理
《液数压控与加气工压技传术动》》
1.1 数控加工原理、特点及应用范围
1.1.1 数控加工原理
（1）数控加工程序及其编制 数控加工程序指明了数控机床在加工时的动作，现
阶段，可依据ISO6983国际标准（即G/M代码）给定的 格式规范完成数控加工程序的编写。
第1章 数控加工技术概述
开始 读取数控加工
程序
译码
开关量控制
插补运算
驱动模块 机床运动 零件加工
结束
1-1 工作原理
《液数压控与加气工压技传术动》》
1.1 数控加工原理、特点及应用范围
1.1.1 数控加工原理
（3）伺服系统 伺服系统是数控机床的关键部件，它用于实现机床
的加工过程中的相关运动。 伺服系统包括伺服驱动器和伺服电机两部分。伺服
驱动器用于接收来自数控系统的指令，并经过功率放大整 形处理之后，控制伺服电动机的运转，伺服电动机则拖动 工作台的运动，完成指令给定的目标。
第1章 数控加工技术概述
开始 读取数控加工
程序
译码
开关量控制
插补运算
驱原理
《液数压控与加气工压技传术动》》 1.1 数控加工原理、特点及应用范围
第1章 数控加工技术概述
《液数压控与加气工压技传术动》》 1.1 数控加工原理、特点及应用范围
1.1.1 数控加工原理
数控加工原理可通过数控加工的执行过程予以阐述， 其过程流程图可用右图表示。
数控机床是实现数控加工的载体，零件的数控加工 利用它完成。
数控加工技术概述
刀架）； ➢铣镗钻磨复合—复合加工中心（ATC，动力磨头）； ➢可更换主轴箱的数控机床—组合加工中心；
1.2 数控机床的产生与发展
۞控制智能化
随着人工智能技术的不断发展，并为满足制 造业生产柔性化、制造自动化发展需求，数控 技术智能化程度不断提高，具体体现在以下几 个方面：
3. 数控加工编程基础
３.1 机 床 坐 标 系
３.1.1 机床坐标系和主运动方向 1．标准坐标系的规定
对数控机床中的坐标系和运动方向的命名，ISO标准和我 国JB3052—82部颁标准都统一规定采用标准的右手笛卡儿直 角坐标系，一个直线进给运动或一个圆周进给运动定义一个 坐标轴。
(3)由于机床自动化程度大大提高，减轻了工人劳动强度， 改善了劳动条件
(4)加工能力提高，应用数控机床可以很准确的加工出曲线、 曲面、圆弧等形状非常复杂的零件，因此，可以通过编写 复杂的程序来实现加工常规方法难以加工的零件
1.5 数控系统的组成
现 代 数 控 机 床 一 般 由 数 控 装 置 (NC unit) 、 伺 服 系 统 (servo system) 、 位 置 测 量 与 反 馈 系 统 (feedback system)、辅助控制单元(accessory control unit)和机 床主机(main engine)组成，下图是各组成部分的逻辑结 构简图：
2.6 数控加工原理（续）
•当 F>0 时 ， NC 发 出 移 动 微 指 令 ， 使 控 如 如制何图轴确所向定示控，+制刀X轴具方X由、向OZ至移的A走，动向直一呢线？个OA是步其长理论；轨迹。 •当用F逐<点0比时较，法：N每C走发一出步与移理动论轨微迹指比较令一，下，使 控从制而轴确向定下+一Z步方的向走移向。动一个步长； •当起 于F点是=坐直0标线时（OA，0的，方可0程）以，为规终：点 X定/Z坐=NX标eC/（Z使eXe;,控Ze）制轴向 + X即或：+ZXeZ-方XZe向=0;移动一个步长 这 ① ②样可若 若点点以（（不XX,,ZZ断））在在地直 直趋线 线向上 下方 方终， ，点则 则： ：，ZZ图XXee--中XXZZee，><00;;带 箭 于头是的：折取F线=ZX轨e-X迹Ze是, 机床实际运动的插 补 在 由轨N插迹C判补，断运F算直的过符线程号O中。，A控是制理轴论每移轨动迹一，步之由前于，插先 补运算所取的步长很小，所以可以近 似地认为插补轨迹就是直线OA的理论
数控加工技术基础
数控加工技术基础导言数控加工技术是现代制造业中的一项重要技术，它通过计算机控制数控设备进行加工操作，具有高效、精度高、重复性好等优点。
本文将介绍数控加工技术的基础知识，包括数控加工的定义、发展历史、数控机床的分类以及数控编程等内容。
什么是数控加工数控加工是利用数控系统控制加工机床进行加工的一种加工方法。
与传统的手工操作相比，数控加工具有更高的自动化程度和更高的加工精度。
数控加工技术的发展历史数控加工技术起源于20世纪50年代，当时美国麻省理工学院开发出了世界上第一台数控机床。
随着计算机技术的不断发展，数控加工技术得到了迅速的推广和应用。
在过去的几十年中，数控加工技术取得了巨大的进步，不断应用于各个行业的生产中。
数控机床的分类根据数控系统的不同，数控机床可以分为多种类型，常见的有数控铣床、数控车床、数控钻床等。
数控铣床数控铣床是利用刀具进行加工的机床，它能够通过数控系统控制工作台和刀具的移动来完成加工任务。
数控铣床广泛应用于零件的加工、模具制造等领域。
数控车床数控车床是利用刀具进行旋转加工的机床，它能够通过数控系统控制工作台和刀具的移动来完成加工任务。
数控车床适用于对旋转对称零件的加工，如轴类零件。
数控钻床数控钻床是利用钻头进行加工的机床，它能够通过数控系统控制工作台和钻头的移动来完成加工任务。
数控钻床适用于对孔加工的需求，广泛应用于各个行业。
数控编程数控编程是实现数控加工的关键环节，它涉及到如何使用数控编程语言编写数控程序。
数控编程语言常见的数控编程语言有G代码和M代码。
G代码用于控制刀具的运动轨迹，M代码用于控制机床的辅助功能，如冷却系统、气压系统等。
数控编程流程数控编程的一般流程包括确定加工零件的坐标系、定义刀具的运动轨迹、确定切削参数等。
通过编写数控程序，将这些信息传递给数控系统，实现加工任务的自动化。
数控加工技术的应用数控加工技术在各个行业中得到了广泛的应用，如汽车制造、航空航天、模具制造等。
数控加工技术D_7
7.4 变量的运算和控制指令
例如： O7200 #1=0； #2=1； WHILE [#2 LE 10] DO 1； #1=#1+#2； #2=#2+1； END 1； M30；
在半径I的圆周上钻削H个的增量为B，圆周中心坐标为（X、Y）。 调用宏成的格式为：G65 P9500 X_ Y_ Z_ R_ F_ I_ A_ B_ H_ ； ：X_：圆周中心的X坐标（#24）
2、铣削内半球体
7.5 用户宏程序应用实例
主程序中使用如下程序段调用宏程序： G65 A_ B_ D_ ； 其中： A_：内球体半径（#1）； B_：球头铣刀半径（#2）； D_：每步进刀的角度（#7）。
7.5 用户宏程序应用实例
宏程序如下： O9800 #101=#1; #102=#2; #103=#1-#2; #104=#7; G00 X[#103]; G01 Z0 F120; WHILE [#104 LE 90] DO1 #110=#103*COS[#104]; #120=#103*SIN[#104]; G01 X[#110] Z-[#120] F80; G02 I-[#110]; #104=#104+#7; END 1; M99;
7.5 用户宏程序应用实例
宏程序 O9110 G90 G00 Z#18; G01 G01 Z#26 F[#9/3]； IF [#17 EQ 1] GOTO 50; G91 G41 X-#3 Y#3 D#7 F#9 G03 X-#3 Y-#3 J-#3 I#4; X#3 Y-#3 I#3; G01 G40 X#3 Y#3; GOTO 60
7.2 变 量
一、变量及变量的引用 1、变量的表示 变量是用符号#后面加上变量号码表示， 即#i （i=0,1,2,3,4…） 例如：#8、#110、#5008 变量号也可以用一个表达式来指定，这时表 达式必须用括号括起来。 例如：#1=3，#2=20 #[#1+#2-12]等效于#11；
数控加工技术
数控加工技术1. 简介数控加工技术（Computer Numerical Control，简称CNC）是一种利用计算机控制机床进行加工的技术。
相比传统的手工操作和编程加工，数控加工技术具有精度高、生产效率高、重复性好等优点，广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
2. 数控加工原理数控加工技术的核心是计算机数值控制系统。
它由计算机、数控系统、输入设备、输出设备和机床组成。
计算机负责接收和处理数控程序，并将指令发送给数控系统。
数控系统根据程序指令，控制机床进行加工操作。
输入设备可通过键盘、鼠标等方式输入加工参数。
输出设备可以显示加工过程和结果。
3. 数控加工的优势3.1 精度高数控加工技术可以实现高精度的加工。
由于加工过程由计算机控制，可以减少人为误差。
同时，数控加工还可以利用数学建模和仿真技术，在加工前进行精确的模拟和优化，提高加工精度。
3.2 生产效率高相比传统的手工操作，数控加工技术可以大大提高生产效率。
数控机床具有快速定位和自动换刀等功能，可以实现自动化连续加工，减少了运输和装卸时间，提高了生产效率。
3.3 重复性好数控加工技术可以实现精确的重复加工。
通过编写数控程序，加工参数可以被准确记录和重复使用。
这样不仅减少了人工调整误差的可能性，还可以实现批量生产，提高了加工的一致性和稳定性。
4. 数控加工的应用数控加工技术在许多领域都有广泛的应用。
4.1 机械加工在机械加工领域，数控加工技术可以应用于钻孔、铣削、车削、切割等操作。
它可以实现复杂形状的加工，提高加工精度和效率。
4.2 汽车制造汽车制造领域需要大量的零部件加工。
数控加工技术可以在一台机床上完成多种加工工序，减少了设备和操作人员的投入，提高了生产效率和质量。
4.3 航空航天航空航天领域对零部件的精度要求极高。
数控加工技术可以实现复杂的五轴加工，同时提高了加工精度和生产效率。
5. 数控加工的发展趋势随着科技的不断进步，数控加工技术也在不断发展。
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7.3.1.3 数控机床的工作过程 数控设备是根据所输入的工作程序，由数控装置控制设备
的执行机构完成生产过程。不同的数控设备，其生产对象、执 行机构的运动形式、设备的结构形式等有所不同，但数控设备 的主要组成和工作原理却是基本相同的。数控机床的工作过程 如图7-3-1所示。
图7-3-1 数控机床工作过程
7.3.1.1基本概念
数字控制（Numerical Control），简称NC，是一种使用由英 文字母、阿拉伯数字及标点符号等组成的一系列指令码来控制 机器各种动作的自动化技术。
C数NC字（控Co制mp机ut床er是iz具ed有N数um字eri程ca序l 控Co制nt系ro统l）的机，床由是数现字代资软料件控式制 数运控作机的床机。床利，用简通称用数计控算机机床技。术组成的CNC系统，可采用微机作 为控制单元，其主要功能由软件实现。对于不同的系统，只需 编制不同的软件就可以实现不同的控制功能，而硬件几乎可以 通用。
7.3.1数控加工技术概述型及其判别条 7.3.1.铰2件链四杆机构的数性控质机床的组成
7.3.1.3
数控机床的工作过
程
铰铰链链四四杆杆机机构构的的性性质质
7.3.1.4
数控机床的分类
铰铰链链四四杆杆机机构构的的性性质质
1.了解数控机床的基本概念; 2.了解数控机床的基本组成； 3.掌握数控机床的工作过程； 4.了解数控机床的分类。
7.3.1.2数控机床的组成
数控机床由两大部分组成：一部分是数控系统；另一部分是 工作本体。
（1）数控系统：数控介质、（数字信息的载体）、输入装置 、数控装置强电控制装置、 伺服系统、测量反馈装置组成。
（ 2 ）工作本体：数控机床的工作本体执行数控系统发出的 各种运动和动作命令，完成机械零件加工任务。工作本体主要 包括主轴运动部件，进给运动部件，工作台（或滑板）和床身 立柱等支承部件，冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置，存放 刀具的刀架、刀库及交换刀具的自动换刀机构等。
数控加工设备将依靠科学技术的进步向着更高的速度、更
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7.3.1.4数控机床的分类
数控机床五花八门，品种繁多，各行业都有自己的数控机 床和分类方法。数控机床的品种已多达500多种，通常从以下不 同角度进行分类。
随着表微格电见子书技术（、表计7-3算-1机技术数、控自机动床控的制分技类术）、传感器与 检测技术以及精密机械加工技术的发展，数控加工设备已经 有了较快的发展。机械制造业中的自动化技术目前已经进入 了FMS（柔性制造系统Flexible Manufacturing System）和 CIMS （ 计 算 机 集 成 制 造 系 统 Computer Integrated Manufacturing System）的发展进程，数控机床正是这一进 程中的重要角色。