典型零件数控加工工艺-项目一 数控加工工艺基础.pptx

典型零件数控加工工艺-项目式教学法;;[课程思政]“工欲善其事，必先利其器”，培养学生精益求精的大国工匠精神。

;01;一、数控加工

数控加工是指根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序（简称为数控程序），输入数控系统，控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。

数控机床是用数字信息来控制机床的运动。机床的所有运动包括主运动、进给运动及各种辅助运动，这些运动都是用输人数控装置的数字信号来控制的。具体而言，数控机床的工作过程，即加工零件的过程，如图1－1所示。;二、数控加工工艺

数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。数控加??工艺的主要内容如图1－2所示。;02;一、数控机床的组成

数控机床主要由以下几个部分组成，

如图1－3所示。

（1）输入、输出装置

（2）数控装置

（3）伺服系统

（4）机床本体

（5）辅助控制装置;（2）按数控机床运动轨迹分类主要有点位控制运动、直线控制运动利轮廓控制运动三种形式。

①点位控制的数控机床

点位控制的数控机床只控制刀具相对于工件定位点的位置。不控制点与点之间的运动轨迹，被动过程中东进行切削加工，如数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床等。为捉高生产效率和保证定位精度。机床设定快速进给、临近终点时自动减速，从而减少运动部件因惯性而引起的定位误差。数控机床运动轨迹如图1—5所示。

②直线控制的数控机床

直线控制运动指刀具或工作台以给定的速度按直线运动。平面轮廓加工的数控系统，控制刀具或机床工作台以给定速度沿平行于某一坐标轴方向。或沿着与坐标轴成一定角度的斜线方向，从一个位置到另一个位置的精确移动并进行切削加工。

;（3）按进给伺服系统控制方式，数控机床分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。

①开环控制系统

这种控制系统采用步进电动机，无位置测量元件，输入数据经过数控系统运算。输出指令脉冲控制步进电动机工作，如图1—6所示。这种控制方式对执行机构不检测，无反馈控制信号，因此称为开环控制系统。开环控制系统的设备成本低，调试方便，操作简单，但校制精度低，工作速度受到步进电动机的限制。

;（3）按进给伺服系统控制方式，数控机床分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。

②半闭环环控制系统

如团1—7所示，测量伺服电机的转角(脉冲编码器)经过推取得出工作台位移动值，反馈至位置比较电路，与指令中的位移值相比较，用比较的误差值控制伺服电动讥工作，称为半闭环控制系统。半闭环控制系统的控制精度高于开环控制系统，调试比闭环控制系统容易，设备的成本介于开环与闭环控制系统之间。

;（3）按进给伺服系统控制方式，数控机床分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。

③闭环环控制系统

如图1—8所示，测量元件(光栅尺)安装在工作台上，测出工作台的实际位移位反馈给数控装置。位置比较电路将测量元件反馈的工作台实际位移值与指令的位移位相比较，用比较的误差值控制伺服电动机工作，直至到达实际位置，误差值消除。称为闭环控制。闭环控制系统的控制精度高，但要求机床的刚性好，对机床的加工、装配要求高，调试较复杂，而且设备的成本高。

;（4）按照数控系统的功能水平，通常可把数控机床划分为低、中、高档三类。

①经济型数控机床

经济型数控机床结构简单，精度中等，但价格便宜，仅能满足一般精度要求的加工，能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类的零件。

②普及型数控机床

普及型数控机床具有人机对话功能，应用较广，且价格适中，通常称为全功能数控机床。

③高级型数控机床

高级型数控机床是指加工复杂形状的多轴控制或工序集中、自动化程度高、柔性度高的数控机床。

这种划分方式的界限也是相对的，不同时期其划分标准会有所不同。;三、数控机床主传动系统

主传动部分是数控机床的重要组成部分之一。在数控机床上，主轴夹持工件或刀具旋转，直接参加表面成形运动。主轴部件的刚度、精度、抗振性和热变形直接影响加工零件的精度和表面质量。主运动的转速高低及范围、传递功率大小和动力特性，决定了数控机床切削加工效率和加工工艺能力。

（1）主传动系统的特点

①主轴转速高、调速范围宽并实现无级调速

②主轴部件具有较大的刚度和较高的精度

③良好的抗振性和热稳定性

④为实现刀具的快速或自动装卸，数控机床主轴具有特有的刀具安装结构

（2）数控机床主轴的传动方式

数控机床的主传动要求具有较大的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求，故大多