数控加工概述
多轴数控加工
选用具有高硬度、高耐磨性和良好切削性能的刀 具，以减少刀具磨损对表面质量的影响。
切削液应用
选用合适的切削液，以降低切削温度和减少切削 力，从而改善加工表面质量。
多轴数控加工过程优化
加工策略选择
根据工件材料、结构和加工要求，选择合适的加工策略，如高速 切削、五轴联动等，提高加工效率。
刀具路径优化
四轴数控机床
在三轴基础上增加一个旋 转轴（如A轴），适用于 需要角度调整的加工。
五轴数控机床
在四轴基础上再增加一个 旋转轴（如B轴），能进 行更复杂的三维曲面加工 。
多轴数控加工关键技术
高精度插补技术
确保多轴联动时的精确度 和稳定性。
高速切削技术
通过优化切削参数和刀具 路径，提高加工效率。
误差补偿技术
利用多轴数控编程软件， 根据加工工艺方案编写加 工程序，并进行仿真验证 ，确保程序正确无误。
将编写好的加工程序导入 多轴数控机床，进行机床 调试，确保机床正常运行 。随后进行首件试切，检 查加工质量。
在首件试切成功后，进行 批量加工。加工完成后， 对零件进行检验，确保加 工质量符合要求。
多轴数控加工编程方法
磨损。
进给量
根据刀具几何参数、切削速度等因 素选择合适的进给量，保证加工表 面质量。
切削深度
根据机床刚度、刀具刚度等因素确 定切削深度，避免机床振动，保证 加工精度。
04 多轴数控加工质量控制与 优化
多轴数控加工精度控制
切削力控制
通过合理选择切削参数、刀具材 料和切削液，降低切削力，减少 工件的变形和振动，提高加工精
• 超精密加工：随着高端装备、航空航天等领域的快速发展，对超精密加工的需 求越来越高。未来多轴数控加工将不断突破技术瓶颈，实现更高精度的加工。
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。
数控车削加工工艺
数控车削加工工艺1.1数控车削的主要加工对象一：数控车削加工概述1.数控加工过程数控加工与普通机床机械加工有较大的不同。
在数控机床加工前，要把在通用机床上加工是需要操作及动作，工步的划分与顺序、走刀路线、位移量和切削参数等，按规定的数码形式编成加工程序，存储在数控系统存储其器或磁盘上。
加工程序是实现人与机器联系起来的媒介物加工时，控制介质上的加工程序控制机床运动，自动加工出我们所要求的零件形状。
二：数控车削加工的工艺范围数控车削加工主要用于轴类或盘类零件的内、外圆柱面、任意角度的内、外圆锥面、复杂回转内、外和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等的切削加工三：数控车削的主要加工对象（1）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件因为数控车床装置都具有直线和圆弧差补功能，还有部分有非圆弧差补功能，故能车削有任意平面曲线轮廓所组成的回转体零件。
（2）精度要求较高的零件零件的精度要求主要指尺寸、形状，位置和表面粗糙度值例如，尺寸精度高（达0.001或更小）的零件，圆柱度要求高的圆柱体零件等。
（3）特殊的螺旋零件这些螺旋零件是指特大螺距（或导程）、变（增面现象/减）螺距、高精度的模数螺旋零件（如圆柱圆弧）和端面（盘形）螺纹零件等（4）淬硬工件的加工在大型模具加工中，有不少尺寸大而形状复杂的零件。
这些零件热处理后的变形量较大，模削加工有困难。
因此可以用陶瓷车刀在数控机床上对淬硬后的零件进行车削加工，以车代模，提高加工效率。
1.2 数控车削的刀具与选用一：数控加工对刀具的要求（1）具有良好、稳定的切削性能刀具不仅能进行一般的切削，还能承受高速切削和强力切削，并且切削性能是稳定的。
（2）刀具有教高的寿命刀具大量采用硬质合金材料或高性能材料（如涂层刀片、陶瓷刀片、立方氮化硼刀片）并且有合理的几何参数，切削磨损最少，刀具寿命长。
（3）刀具有较高的精度对于较高精度的工件的加工，刀具应具备相应的形状和尺寸精度，特别对定尺寸型的刀具更是如此；（4）刀具有可靠的卷削、断屑性能数控机床的切削是在封闭的环境下进行的，因此刀具必须能可靠的将切削卷曲、打断，并顺利排削，以避免不必要的停机。
数控加工技术(第4版)第一章
1. 1 数控加工的基本概念
• 1949 年, 帕森斯公司在麻省理工学院 ( MIT) 伺服机构试验室的协助 下开始从事数控机床的研制工作, 经过三年时间的研究, 于 1952 年试 制成功世界第一台数控机床试验性样机。 这是一台采用脉冲乘法器 原理的直线插补三坐标连续控制铣床, 即数控机床的第一代。 1955 年, 美在美国进入迅速发展阶段, 市场上出现了商品化数控机床。 1958 年, 美国克耐·杜列克公司 ( Keaney Trecker) 在世界上首先研 制成功带自动换刀装置的数控机床, 称为 “ 加工中心” ( Machining Center, MC)。
• 数控技术 ( Numerical Control Technology) 是指采用数字控制的方 法对某一个工作过程实现自动控制的技术。 在机械加工过程中使用 数控机床时, 可将其运行过程数字化, 这些数字信息包含了机床刀具的 运动轨迹、 运行速度及其他工艺参数等, 而这些数据可以根据要求很 方便地实现编辑修改, 满足了柔性化的要求。 它所控制的通常是位移、 角度、 速度等机械量或与机械能量流向有关的开关量。 数控的产生 依赖于数据载体及二进制形式数据运算的出现, 数控技术的发展与计 算机技术的发展是紧密相连的。
• 数控系统 ( Numerical Control System) 是实现数控技术相关功能 的软、 硬件模块的有机集成系统。 相对于模拟控制而言, 数字控制 系统中的控制信息是数字量, 模拟控制系统中的控制信息是模拟量, 数 字控制系统是数控技术的载体。
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1. 1 数控加工的基本概念
• 数控技术的发展过程见表 1 - 1。
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1. 1 数控加工的基本概念
数控加工技术基础知识
高精度、高效率、高柔性、自动 化程度高、适应性强。
数控加工技术的发展历程
起源
20世纪40年代，数控技术的概 念开始出现。
初步发展
20世纪50年代，第一台数控机 床诞生。
成熟阶段
20世纪80年代，随着计算机技 术的发展，数控加工技术逐渐 成熟。
发展趋势
智能化、网络化、复合化、环 保化。
数控加工技术的应用领域
数控加工刀具与材料
刀具材料
刀具磨损与寿命
常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、 陶瓷和金刚石等，不同材料具有不同 的硬度、耐磨性和耐热性等特点。
刀具磨损与切削参数、切削材料、刀 具材料等因素有关，合理选择切削参 数和刀具材料可以延长刀具寿命。
刀具种类
数控加工中常用的刀具有铣刀、钻头、 铰刀、丝锥等，根据不同的加工需求 选择合适的刀具。
对零件图样进行工艺性分析，明确加 工要求、定位基准、加工余量等信息。
工艺方案制定
根据零件特点和加工要求，制定合理 的加工工艺方案，包括加工方法、工 序安排、装夹方式等。
数控加工工序设计
对每个工序进行详细设计，包括刀具 选择、切削参数确定、冷却方式等。
数控编程
根据工序设计结果，进行数控编程， 生成加工程序。
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数控加工切削参数的选择
主轴转速
根据切削材料和刀具材料的不同， 选择合适的主轴转速，以保证切 削效率和加工质量。
进给速度
进给速度应根据切削深度和切削材 料来确定，合理的进给速度可以提 高加工效率和表面质量。
切削深度与宽度
切削深度与宽度应根据加工需求和 刀具承受能力进行选择，过大或过 小的切削参数都可能影响加工质量 和效率。
辅助装置提供必要的加工条件和保障 操作安全。
数控加工基础知识
8、5大功能指令 1）辅助功能指令（M指令） M03: 主轴正传 M04：主轴反转 M05：主轴停止 M06: 换刀 M08: 切削液打开 M09: 切削液关闭 M30: 程序结束
2）进给功能指令（F指令）：指定进给速 度的大小。 有两种控制方式： 每分钟进给方式：（mm/min) 如：F100 每转进给方式：(mm/r) 如：F0.1 一般的数控系统默认为每分钟进给方式。 3）刀具功能指令（T指令） 车床一般用四位数字。如：T0101，前两位 表示刀具号，后两位表示刀补号。 铣床一般用两位数字。如：T02，表示刀具 号为02.
2、数控技术的发展
1952年在美国麻省理工学院诞生了世界上第一台三 坐标联动的数控铣床 第一代 电子管NC
第二代 晶体管NC
第三代 小规模集成电路NC
CNC
第四代 小型计算机NC
MNC
第五代 微机NC
二、数控机床的组成
机床本体 数控机床 数控系统 输入输出装置 数控装置（核心） 伺服驱动系统 位置检测反馈装置 可编程逻辑控制器（PLC)
3）工件原点（编程原点） 工件坐标系是在数控编程时用来定义工件形 状和刀具相对工件运动的坐标系。 工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点 数控车床上加工工件时，工件原点一般设在 主轴中心线与工件右端面(或左端面)的交点处。 数控铣床上加工工件时，工件原点一般设在 进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称 中心上。
2）机床参考点 机床原点相对应的还有一个机床参考点， 它也是机床上的一个固定点，通常不同于机 床原点。一般来说，加工中心的参考点设在 工作台位于极限位置时的一基准点上。该极 限位置通过机械挡块来调整和确定，但必须 位于各坐标轴的移动范围内。为了在机床工 作时建立机床坐标系，要通过参数来指定参 考点到机床原点的距离，此参数通过精确测 量来确定。一般，机床工作前，必须先进行 回参考点动作，各坐标轴回零，才可建立机 床坐标系
数控加工技术概述
数控加工技术概述数控加工技术概述随着现代制造业的快速发展，数控加工技术已成为制造业中不可或缺的重要领域。
数控加工技术通过计算机、数控机床等高科技设备，可以实现对各种形状材料的加工，其高精度、高效率的加工特性，不仅能够大幅提升生产效益，也为制造业的现代化提供了强有力的支持。
一、数控加工技术的概念数控加工技术（NC）是一种在机床上利用计算机技术管理、控制加工过程中所有参数的加工技术。
数控加工技术中，通过预先编写加工程序并输入到计算机中，实现加工过程中各轴坐标的自动控制和精确位置的计算，从而控制机床的加工过程。
数控加工技术使得加工过程变得高效、精确、复杂度高，并且具有高度可重启动性和记忆功能。
二、数控加工技术的应用范围1.钢铁加工数控加工技术广泛应用于机械、汽车、轨道交通、航空航天、电子、仪器仪表、化工、生物、医疗器械和电力等领域。
例如，在钢铁加工中，数控加工可以用于车削、铣削、钻孔、车外径等加工过程，可以进行多轴复合运动控制，实现不同轮廓的加工。
数控加工技术可以有效地提高加工质量和效率，缩短加工周期，减少人力和资源消耗，从而提高企业竞争力和经济效益。
2.模具制造在模具制造领域，数控加工同样发挥着重要作用。
数控加工可以应用于各种模具的制造和加工过程中，例如铣模、卡盘、砂轮、钻头、车刀等。
相比传统模具加工方式，数控加工技术可以降低数量大、精度高、形状复杂的模具的加工难度，提高产品的标准化和批量化程度。
3.光电信息在光电信息领域，数控加工技术也有广泛的应用。
例如光纤通信器件、激光加工器件、光学零部件的加工需要高精度的数控加工，此外，机械零部件中的光学元器件等也需要高精度的数控加工。
三、数控加工技术的发展趋势自20世纪60年代以来，随着计算机技术的迅速发展，数控加工技术也得到了快速发展。
目前，随着人工智能技术的不断进步，传感器技术、机器视觉技术、云计算、大数据等辅助技术的加入，数控加工技术的应用前景越来越广阔。
数控加工基本原理
数控加工基本原理
数控加工是指以数字信号控制机床运动和工件加工的一种加工方式。
其基本原理包括以下几个方面：
1. 数字化编程：通过编写加工程序，将加工过程的参数和指令以一定的代码形式输入到数控系统中。
2. 数控系统：数控系统是控制整个加工过程的核心部分，它接收并解释加工程序中的指令，计算出各轴运动的路径和速度，并将控制信号发送给机床。
3. 伺服系统：伺服系统由伺服电机、传动机构和位置反馈装置组成，用于控制机床各轴的精确运动。
数控系统发出的控制信号经过伺服系统后，驱动伺服电机按照预设的路径和速度进行运动。
4. 机床加工：伺服系统控制机床各轴的运动，使刀具按照预先编写的路径来加工工件。
根据加工程序中指定的刀具切削参数和路径，机床通过刀具的转动和各轴的移动，精确地对工件进行加工。
5. 加工监控：数控系统可以实时监控机床的运行状态和加工过程，包括刀具位置、速度、切削力等参数，以确保加工质量和安全性。
总之，数控加工通过数字化编程、数控系统、伺服系统和机床加工等环节的协调配合，实现对工件的精确加工和高效生产。
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工业设计史
16 2021/3/8
1.3 数控机床的分类及其主要附属装置
1.3.1 数控机床的分类 按数控机床的运动轨迹分类
运动轨迹分类
工业设计史
点位控制 数控机床
点位加工
直线控制 数控机床
轮廓控制 数控机床
轮廓加工
17 2021/3/8
（2）按照工艺用途分：
工艺 用途
车铣刨 磨等
数控加 工中心
多坐标 数控机床
工业设计史
18 2021/3/8
（3）按伺服系统的控制方式 1) 开环控制数控机床
指令 数控 输入 装置
步进 电机
步进 电机
工业设计史
机床工作台 机床工作台
19 2021/3/8
2）闭环控制系统
指令
位置 比较
+ 电路
速度
工业设计史
2 2021/3/8
本课程包括的内容
第1章 概论……………………………………..2学时 第2章 数控加工工具及刀具系统……………..6学时 第3章 数控加工工艺基础……………………..6学时
第4章 数控车削加工工艺…………………… …6学时 第5章 数控铣削加工工艺………………… …..6学时 第6章 加工中心加工工艺………………………6学时
1.3.3 数控系统概述
数控机床的机械部分组成与普通机床有 如下不同： ✓ 机床刚度提高，抗震性能力大为改善 ✓ 机床热变形减小 ✓ 机床传动链短 ✓ 机床各个运动副间的摩擦系数较小 ✓ 机床功能部件增多
工业设计史
23 2021/3/8
数控机床的电气部分组成与普通机床有如下不 同：
数控机床的指挥系统——数控系统（Numerical Control）
1.2.1 数控加工工艺的主要内容
选择并确定适合与数控加工的零件及内容 对零件图纸进行数控加工的工艺分析 确定数控加工的工艺过程，进行工艺设计 对零件图纸的数学处理 编写零件加工的程序单和校验 按照编程单制作控制介质 程序校验和试切削及现场问题的处理 数控加工工艺技术文件的定型与归档
工业设计史
11 2021/3/8
1.2.3 数控机床的应用范围
最适应类：
加工精度要求高，形状、结构复杂，特 别是复杂曲面、曲线。
难测量、难控制进给和尺寸的不开敞的 壳体或盒型零件。
必须一次装夹完成铣、镗、锪、铰和攻 丝等多道工序。
工业设计史
14 2021/3/8
较适应类：
➢ 在通用机床上加工时极易受人为因素干扰的 零件
➢ 在通用机床上加工时必须制造复杂的专有工 装的零件
控制介 质制备
程序效验
手工编程 自动编程
工业设计史
9 2021/3/8
1.1.6 数控加工
数控加工工艺是伴随数控机床的产生、 发展而逐步完善起来的一种应用技术，是大 量数控加工实践的总结。所谓数控加工工艺 就是指在数控机床上加工零件的一种工艺方 法。
工业设计史
10 2021/3/8
1.2 数控加工工艺的内容与特点
数控加工工艺及刀具
机械学院机械系
本课程说明
教材：《数控加工工艺及刀具》. 罗辑主编,重庆大学 出版社,2006年
参考书： 1.《数控加工工艺与装备》，周晓宏编，机械工业出版
社，2008 2.《数控加工工艺及编程》王维 机械工业出版社 3.《机械加工工艺师手册》杨叔子 机械工业出版社 考核方式：考试 考勤方式
数控机床执行部件的驱动系统——伺服系统 （Servo System）
工业设计史
24 2021/3/8
1.3.3 数控系统概述
（1）数控系统的初步知识 G01 X100 F1000 G01 Y100
数码 运算器 程序介质 输入回路
文字码 控制器
输出回路 驱动机构
工业设计史
数控系统的组成
25 2021/3/8
数控机床=NC技术+普通机床+数控系统
1.1.4 数控程序 将从外部输入数控系统用于加工工件的程序 成为数控加工程序，简称数控程序
工业设计史
8 2021/3/8
1.1.5 数控编程
将零件图纸到得到数控加工程序所需控制 介质的全过程，成为数控编程。
数控编程
分析零 件图纸
工艺处理 数学处理 编写程序
➢ 用于改型比较、性能或功能测试的零件；多 品种、多规格、单件小批量生产的零件
➢ 在通用机床上加工需作长时间调整的零件 ➢ 在通用机床上加工，生产效率很低或体力劳
动很大的零件
工业设计史
15 2021/3/8
不适应类：
➢ 生产批量大的零件
➢ 装夹困难或完全靠找正来保证加工精度的零 件
➢ 必须用特定的工艺装备协调工装的零件
1.2.2 数控加工的特点
数控加工 的优点
自动化 程度高
提高加 工精度
生产效 率高
灵活性高 有利于实现 适应性强 辅助制造
工业设计史
12 2021/3/8
数控加工 的缺点
加工成本较高
只适宜于 多品种小批量
或中批量
加工中 难以调整
工业设计史
对操作人员 维修人员的 技术水平 要求较高
13 2021/3/8
工业设计史
3 2021/3/8
工业设计史
4 2021/3/8
第1章 概 述
1.1 数控技术的基本概念 1.2 数控加工工艺的内容与特点 1.3 数控机床的分类及其主要附属装置
工业设计史
5 2021/3/8
1.1 数控技术的基本概念
1.1.1 数控（Numerical Control） 数控是20世纪50年代发展起来的一种自动控制
（2）数控机床的发展概况
第一代：1952年美国巴森资公司与麻省理工学院合作 研制成功了第一台三坐标数控铣床（电子管）
第二应代用：1959年晶体管元件的诞生及在数控系统中的
技术，是指用数字化信号对机床及加工过程进行 控制的一种方法。
计算机数控系统（CNC Computer Numerical Control)系统具有柔性好、功能强、可靠性高、经 济性好以及易于实现机电一体化等特点。
工业设计史
6 2021/3/8
1.1.3 数控机床（Numerical Control Machine Tool）
控制
伺服
电路
电机
-
速度反馈 A
B 位置反馈
工业设计史
20 2021/3/8
3）半闭环控制系统
指令 +
位置 比较 电路
-
工业设计史
速度
控制
伺服
电路
电机
机床工作台
速度反馈 A
B 位置反馈
21 2021/3/8
（4）按数控装置分类
数控装置
工业设计史
硬件式数控 软件式数控
NC机床
CNC机床
22 2021/3/8