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第一章 数控加工基础 1.1数控加工概述 数控加工就是指采用数字信息对零件加工过程进行定义，并控制机床进行自动化加工的方法。 1.2 数控加工的流程 1.3 数控加工的特点 数控加工技术相比传统机床加工是一种先进的加工手段，其特点如下： 1： 高质量，高效率。 2：柔性强，高度自动化。 3：能够加工复杂形状的零件 。 4：有利于实现高度集成化的现代生产管理。 2.1 数控加工坐标系 数控加工坐标系是进行数控编程和加工的重要基础，其基础坐标系是笛卡尔坐标系。另外数控机床在设计、制造和使用过程中涉及到几种不同的坐标系，分别是机床坐标系，工件坐标系，绝对坐标系和相对坐标系，附加坐标系等。 2.1数控加工坐标系 1 笛卡尔坐标系:由17世纪法国哲学家、数学家雷内·笛卡尔（1596～1650）提出。其基本原理是：它用XY坐标定义一个平面二维点，用XYZ坐标定义空间的三维点 。 为了统一数控机床的坐标系以便于数控机床的设计与制造，保证同类数控机床零件加工程序的通用性以便于数控机床的广泛应用，国际标准化组织与1974年制订了数控标准ISO841，规定数控机床标准坐标系采用右手笛卡尔坐标系。 2.1数控加工坐标系 2 机床坐标系: 是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点，称机床零点或机械零点 ，该坐标系与机床的位置检测系统相对应，是数控机床的基准 。常见数控机床坐标系如下图所示。 2.1数控加工坐标系 3 工件坐标系: 可以任意设置，它是为编程和加工方便由编程人员在编制零件数控加工程序时设置的 ，一般以工件图样上某一固定点为原点，按平行于各装夹定位面设置各坐标轴，按工件坐标系中的尺寸计算刀具加工轨迹并编程。加工时，通过对刀和坐标系偏置等操作建立起工件坐标系与机床坐标系的关系，将工件坐标系置于机床坐标系中。 工件坐标系的原理如上图所示，其中XOY为机床坐标系，XO1Y1为工件坐标系。数控装置则根据两个坐标系的相互关系将加工程序中的工件坐标系坐标转换成机床坐标系坐标，并按机床坐标系坐标对刀具的运动轨迹进行控制。 2.1.4绝对坐标系和相对坐标系 绝对坐标系是指刀具运动轨迹上所有点的坐标值，是从某一固定坐标原点计量的坐标系。相对坐标系（又称增量坐标系）是指刀具运动轨迹的终点坐标相对于起点计量的坐标系，绝对坐标系和相对坐标系是为了编程方便而采用的 ，其原理如下图所示。 2.1数控加工坐标系 5附加坐标系： 如果机床在主坐标系XYZABC的坐标运动之外还有与之平行的坐标运动，则可分别用U、V、W、P、Q、R来指定相应的坐标轴，构成附加坐标系UVWPQR，附加坐标系一般仅在大型数控机床上会出现。 2.2 数控机床坐标系的指定 数控机床坐标系是进行数控编程的基础，其坐标系的具体情况与机床的种类有关，下面介绍一般的分类方法： 1 Z轴及其方向： 对于有主轴的机床如车床、铣床、钻镗床等，Z轴与主轴轴线平行；对于没有主轴的机床如刨床等，或多主轴机床，如龙门式轮廓铣床等，Z轴与工件装夹面（即工作台面）的法线平行。使刀具远离工件或使工件尺寸增大的运动方向为Z轴的正方向。 Z轴比较易于确定，一般应该首先确定Z轴的方向。 2 X轴及其方向： X轴一般位于与主轴轴线垂直或与工件装夹面平行的水平面内，在工件旋转的机床上，如车床等，X轴垂直于主轴轴线且平行于横向滑板，使刀具远离工件或使工件尺寸增大的运动方向为X轴的正方向。在刀具旋转的机床上，若主轴是水平的，如卧式铣床等，则逆着Z轴正向由刀具。（主轴）向工件看，X轴的正向指向右边；若主轴是垂直的，如立式铣床等，则由刀具向立柱看，X轴的正向指向右边。 数控车床和数控铣床的坐标系示例 若机床除有X 、Y、 Z的主要直线运动坐标外，还有平行于它们的坐标运动，可分别建立相应的第二辅助坐标系U、V、W坐标及第三辅助坐标P、Q、R坐标，如下图所示。 2.3 数控编程的基本指令格式 数控机床加工过程中的动作，都是在加工程序中用指令的方式予以规定的。这些指令描述了工艺过程的各种操作和运动特征，这些指令包括准备功能G和辅助功能M指令、F进给功能、S主轴转速功能、T功能等。国家标准GB/T8870-1988《中华人民共和国国家标准目录及信息总汇》对零件加工程序的结构与格式做了相应规定。国内外很多厂商都发展了具有自己特色的数控系统，对标准中的代码功能进行了功能上的延伸，或作了进一步定义，因此，在编程时必须仔细阅读具体机床的编程指南。 2.3.1数