数控加工基础1.ppt

第一章 绪论 1.4 数控加工基础 0912104 汤自坤 作业 1.4.1数控加工基本原理 1.CAM系统简述 一个典型的CAM系统由两部分组成,即计算机辅助编程系统和数控加工设备.如下图所示: 计算机辅助编程系统 计算机辅助编程系统的任务是根据工件的几信息计算出数控加工的轨迹,并编制出数控程序,它由计算机硬件设备和计算机辅助数控编程软件组成. 2.数控加工基本原理 机床上的刀具和工件间的相对运动,称为表面成型运动,简称成型运动或切削运动.数控加工是指数控机床按照数控程序所确定的轨迹(称为数控刀具路径)进行表面成型运动,从而加工出产品的表面形状. 数控刀轨是由一系列简单的线段连接而成的折线,折线上的结点称为刀位点.刀具的中心点沿着刀轨依次经过每一个刀位点,从而切削出工件的形状. 数控编程的任务是计算出数控刀轨,并以程序的形式输出到数控机床,其核心内容就是计算出数控刀轨上的刀位点. 加工误差(数控编程相关): (1)刀轨的插补误差 (2)残余高度 刀具的表面成型运动通常分为主运动和进给运动.主运动指机床的主轴转动,其运动质量主要影响产品的表面光洁度;进给运动是主轴相对工件的平动,其传动质量直接关系到机床的加工性能. 进给运动的速度和主轴转速是刀具切削运动的两个主要参数,对加工质量,加工效率有重要且直接的影响. 3.数控加工刀位计算 数控加工刀位点计算3阶段: (1)加工表面的偏置: 刀位点是刀具中心点的移动位置,它与加工表面存在一定的偏置关系,这种偏置关系取决于刀具的形状和大小.刀位点计算的前提是根据刀具的类型和尺寸计算出加工表面的偏置面. (2)刀轨形式的确定: 刀位点在加工表面的偏置面上.刀位点在偏置面上的分布形式称为刀轨形式.常见的刀轨形式有:行切刀轨和等高线刀轨两种. (3)刀位点的计算: 刀位点的间距称为刀轨的步长,其大小取决于编程允许的误差.编程允许误差越大,则刀位点的间距越大,反之越小. 1.42数控机床 1.数控机床的发展 数控机床最早出现于20世纪50年代,是由美国麻省理工学院成功研制出的第一台数控铣床.1970年首次展出了第一台用计算机控制的数控机床(CNC). 数控机床的发展趋势: (1)高效率与复合化:两因素 *切削速度,其中包括主轴转速和进给速度. *非加工时间 (2)高精度:由于各组件加工的精密化,微米的误差已不是问题. (3)安全与环保:凡是可能伤害人身的地方都加有安全警示装置. (4)外观:机床制造商更注重机床的人性化设计,造型美观,色调协调柔和,机床精品 更向工艺品方向发展. 2.数控机床结构 数控机床主要由数控装置,伺服系统和机床本体3大部分组成. 数控机床结构 数控装置是数控机床的指挥系统,其功能是接收数控程序,经处理后向伺服系统发出各种与数控程序对应的控制命令,使伺服系统执行相应的动作,带动机床按数控程序预定的轨迹运动. 所谓伺服,是指有关的传动或运动参数均严格依照数控装置的控制指令实现. 3.数控机床的分类 数控机床的分类有多种方式,下面分别进行介绍: (1)按机床数控运动轨迹划分 点位控制数控机床:是指在刀具运动时,只控制刀具相对于工件位移的准确性,不考虑两点间的路径,如数控铣床. 点位直线控制数控机床:在点位控制的基础上,还要保证运动轨迹为一条直线,且刀具在运动过程中还要进行切削加工. 轮廓控制数控机床:能对两个或更多的坐标运动进行控制(多坐标联动),刀具运动轨迹可为空间曲线. (2)按伺服系统控制方式划分 开环控制机床:价格低廉,精度及稳定性差. 半闭环控制数控机床:精度及稳定性较高,价格适中,应用最普及. 闭环控制数控机床:精度高,稳定性难以控制,价格高. (3)按联动坐标轴数划分 二坐标数控机床:只能完成X,Y轴的联动,完成平面轮廓加工. 三坐标数控机床:可完成复杂型面的加工,在机械制造,模具制造中广泛应用. 4轴联动数控机床. 5轴联动数控机床. (4)按主轴与工作台的相对位置关系划分 立式数控机床:主轴相对于工