第1章--数控加工基础.ppt

1-* 第1章 数控加工基础 数控加工在现代工业上的应用非常广泛，不同的数控加工技术，其数控加工基础原理却是类似的。使用者不管采取手工编程还是通过软件自动编程，都必须先了解数控的一些基础知识。本章主要讲解数控加工的一些理论基础，包括数控机床的基本知识、数控编程的基础、编程格式、机床坐标系、数控加工工艺等。 1.1 数控机床概述 本节主要介绍数控机床定义、数控机床的特点、数控机床的组成、数控机床的发展等。数控机床是所有数控发展的基础。数控机床产业的发展推动制造业高速发展，同时也推动了机械制造工艺的发展，因而数控机床在现代制造业的发展过程中具有非常巨大的推动作用。 1.1.1 数控机床概念 数控机床也称CNC，是Computerized（计算机）、Numerical（数值）、Control（控制）3个英文词首字母缩写，即利用计算机数值控制的机床。数控机床是一种安装了程序控制系统的智能机床，该系统能逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序，再将其编译，成为机器能识别的语言，从而控制机床运动，使其加工零件。数控机床在现代模具制造业、军工产业、汽车产业、家电产业等各个领域发挥着越来越重要的作用。 1.1.2 数控机床的特点 数控机床的操作和监控全部在数控单元中完成，数控单元是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点。 加工精度高，具有稳定的加工质量。 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件。 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间。 机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）。 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度。 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。 1.1.3 数控机床的组成 数控机床一般由下列几个部分组成。 主机：是数控机床的主体，包括床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。用于完成各种切削加工的机械部件。 数控装置：是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 驱动装置：是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。它在数控装置的控制下通过电气伺服系统或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 辅助装置：指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头以及刀具及监控检测装置等。 编程及其他附属设备：可用在机外进行零件的程序编制、存储等。 1.1.4 数控机床的发展 1948年，美国空军为制造飞机零件提供设备科研经费，由GL公司与MIT合作研究4年，于1952年试制出世界第一台数控机床。随后研发者立即生产100台交付军工使用。该数控系统采用电子管元件和硬件?连接电路。随着科学技术发展，数控系统从电子管、晶体管、集成电路、专用数控装置发展到现在采用通用计算机。数控机床已经成为现代工业不可或缺的设备，也是衡量一个国家加工制造业水平高低的标志。 ? 1.2 数控编程基本概念 数控编程即编写机器能识别的代码形成程序，同时也是自动编程的基础，所以需要了解数控编程的一些基础知识。本节主要介绍数控编程的基础知识，包括数控编程的概念、自动编程概念和特点、自动编程的内容与步骤等。 1.2.1 数控编程的概念 数控机床是按事先采用G、M代码编制好的数控加工程序，对加工零件进行自动加工。编程人员把零件的参数（加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能）按照数控机床标准的指令代码及程序格式编写成数控加工程序，这种从零件图的分析到编制成加工程序的全过程叫做数控程序的编制，简称数控编程。编制好的程序输入到数控机床的数控装置中，就可以控制机床进行自动加工。从以上分析可以看出，数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，容易实现自动化，只需要改变控制机床动作的数控加工程序就可以加工不同零件。而普通机床完全由人工来操作，同样的零件也必须重复操作。因此，数控机床适用于加工小批量且形状复杂，特别是普通机床不容易加工的、要求精度又比较高的零件。 1.2.2 自动编程概念和特点 数控加工程序的编制方法除了手工编制程序外，还可利用软件编制程序即自动编程。自动编程也称为计算机辅助编程，这种程序编制的大部分工作甚至全部工作由计算机完成。如完成坐标值计算、编写零件加工程序单，或者进行工艺处理。自动编程的程序可以通过计算机或机床进行刀具运动轨迹模拟检查，编程人员可以及时检查程序是否正确，并及