内容简介本书以数控系统内部信息流处理过程为主线展开阐述 包括数控加工工艺 数控加工编程 数控机床装备等三大部分 内容全面 新颖丰富 组织结构合理 全书共分 章 包括绪论 数控加工技术 数控加工的程序编制 数控机床的轮廓控制原理 计算机数控装置 位置检测装置 数控机床的伺服系统 数控机床的机械结构 并

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1 普通高等学校规划教材机床数控技术主 编 许德章 刘有余副主编 苏学满 徐振法中国科学技术大学出版社

2 内容简介本书以数控系统内部信息流处理过程为主线展开阐述 包括数控加工工艺 数控加工编程 数控机床装备等三大部分 内容全面 新颖丰富 组织结构合理 全书共分 章 包括绪论 数控加工技术 数控加工的程序编制 数控机床的轮廓控制原理 计算机数控装置 位置检测装置 数控机床的伺服系统 数控机床的机械结构 并在附录中给出 数控系统代码指令和数控技术常用术语中英文对照 本书可作为普通高等工科院校机械类 机床数控技术 本科教材 也可作为高职高专 夜大 函授和职工大学的同类专业教材 还可供从事数控技术 数控机床研究和设计的工程技术人员参考 图书在版编目 数据 机床数控技术 许德章 刘有余主编 合肥 中国科学技术大学出版社 机 许 刘 数控机床 高等学校 教材!"# 中国版本图书馆 $ 数据核字 第 %" 号出版 中国科学技术大学出版社地址 安徽省合肥市金寨路 " 号 " 网址 &''()* 印刷 合肥华星印务有限责任公司发行 中国科学技术大学出版社经销 全国新华书店开本 ++,"++" 印张 # 字数 %" 千版次 年 月第 版印次 年 月第 次印刷定价 元

3 前 言 机床数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法 综合了计算机 自动控制 电气传动 精密测量 机械制造和管理信息等技术而形成的一门综合学科 是自动化机械系统 机器人 柔性制造系统 计算机集成制造系统等高新技术的基础 也是机械制造业面向 世纪实现技术改造和技术更新 向机电一体化方向发展的必由之路 对于数控机床及相关自动化机加工设备 掌握其组成 工作原理等基本知识 正确理解其各项性能参数的含义 初步具备使用该类设备的能力是本课程的基本教学任务 本书面向本科 以培养应用型人才为目标 贯彻 少而精 原则 密切衔接其他课程 强调课程基本理论与方法 培养和锻炼学生基本技能与专业素质 提高学生综合应用能力 本书包括数控加工工艺 数控加工编程 数控机床装备等三大部分 介绍了数控加工技术 数控加工的程序编制 数控机床的轮廓控制原理 计算机数控装置 位置检测装置 数控机床的伺服系统 数控机床的机械结构 并在附录中给出 数控系统代码指令和数控技术常用术语中英文对照 本书以应用为目的 以 必需 够用 为度 以讲清概念 强化应用为教学重点 有以下特点 适应专业教学改革 密切衔接其他课程数控加工技术是机械类专业目前发展的主流方向 数控机床编程 使用 维护等方面人才需求旺盛 各高校机械类专业都将 机床数控技术 作为重点建设课程 并积极进行教学改革 本书与相邻课程 如 机械 -. 技术 机械制造技术基础 相互衔接 并避免了不必要的交叉重复 组织结构合理 内容新颖本书内容循序渐进 符合学生心理特征和认知 技能养成规律 结构 案例新颖 有利于体现教师的主导性和学生的主体性 适应先进的教学方法和手段的运用 便于教学使用本书理论精练 知识讲述准确 逻辑严密 理论深度适当 符合专业培养目标和课程教学基本要求 取材合理 深浅适度 符合学生的实际水平 体现了教学内容弹性化 教学要求层次化 教材结构模块化 利于因材施教 % 适用范围广泛本书便于教学和读者自学 适用范围较为广泛 不仅可作为普通高等工科院校机械类 机床数控技术 本科教材 也可用作夜大 函授和职工大学同类专业的教材 还可供从事数控技术 数控机床设计和研究的工程技术人员参考 本书由安徽工程大学许德章教授和刘有余老师主编 具体编写分工如下 第 章 第 章 第 章 第 章和附录由刘有余编写 第 章和第 " 章由苏学满编写 第 % 章由徐振法编

4 写 第 # 章由许德章编写 全书由许德章统稿 由于机床数控技术发展日新月异 加之编者水平有限 时间仓促等因素 书中难免有疏漏之处 恳请读者批评指正 编者邮箱 /(01&(* 或 1&(* 编 者 年 " 月 日 机床数控技术

5 目 录 前言 第 章 绪论 概述 数控机床的特点和分类 数控机床的发展历程 现状与趋势 第 章 数控加工技术 数控加工技术特点 数控加工工艺规程设计 数控机床用刀具 第 章 数控加工的程序编制 概述 数控编程基础 数控系统的指令 数控车床程序编制 数控铣床程序编制 加工中心程序编制 自动编程简介 数控机床对刀方法 第 章 数控机床的轮廓控制原理 概述 脉冲增量插补 数据采样法 加工过程的速度控制 刀具半径补偿原理 第 章 计算机数控装置 概述 计算机数控装置的硬件结构 计算机数控装置的软件结构

6 第 章 位置检测装置 概述 旋转变压器 感应同步器 光电编码器 光栅 第 章 数控机床的伺服系统 概述 步进电动机及开环进给伺服系统 直流伺服电动机及速度控制 交流伺服电动机及速度控制 直线电动机及其在数控机床上的应用 伺服系统的位置控制 主轴伺服系统 第 章 数控机床的机械结构 概述 数控机床的主传动装置 数控机床的进给传动装置 数控机床的导轨与回转工作台 数控机床的自动换刀装置 数控机床的辅助装置 附录!"#$ 系统车床 % 代码指令系列 &!"# 系统铣床及加工中心 % 代码指令系列 数控系统指令代码系列 ' ' 系统车床 % 代码指令系列 ' 系统铣床及加工中心 % 代码指令系列 数控系统其他指令 % 数控技术常用术语中英文对照 机床数控技术 参考文献

7 第 章 绪 论 概 述 数控机床 是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术 它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示 通过信息载体输入数控装置 经运算处理由数控装置发出各种信号控制机床的动作 按图纸要求的形状和尺寸 自动将零件加工出来 数控机床是一种典型的机电一体化产品 较好地解决了复杂 精密 小批量 多品种零件加工问题 是一种柔性 高效能的自动化机床 代表了现代机床控制技术的发展方向 实现加工制造及生产过程数控化 是当今制造业的发展方向 也是机械制造业面向!" 世纪实现技术改造和技术更新 向机电一体化方向发展的必由之路 数控产业是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业 其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志 数控技术的基本概念数字控制 技术 简称数控 技术 指用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种技术 早期用硬件逻辑电路来实现 目前 广泛采用通用或专用计算机实现数字程序控制 即计算机数控 # 简称 采用数控技术的自动控制系统称为数控系统 装备了数控系统 能实现运动和加工过程自动控制的机床称为数控机床 数控系统是数控机床的 大脑 随着生产的发展 数控技术已广泛应用于金属切削机床 三坐标测量仪 工业机器人 数控绘图仪 数控雕铣机等机械设备上 数控机床的组成数控机床一般由输入输出装置 数控装置 伺服系统 检测反馈装置和机床本体等组成 如图 "" 所示 输入输出装置输入输出装置的作用是进行数控加工或运动控制程序 加工与控制数据 机床参数以及坐标轴位置 检测开关的状态等数据的输入以及显示 存储和打印 键盘 面板 和显示器是

8 ! 机床数控技术 数控设备必备的最基本的输入输出装置 此外 根据控制存储介质的不同 早期的数控机床还配光电阅读机 磁带机或软盘驱动器等 功能较高的数控机床可能还配备一套自动编程机或 $%$ 系统 图 数控机床的组成 数控装置数控装置是数控系统的核心 它由输入输出接口线路 控制器 运算器和存储器等部分组成 数控装置的作用是将输入装置输入的数据通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译 运算和处理 并输出各种信息和指令 控制机床各部分有序运动和动作 在这些控制信息和指令中 最基本的控制是坐标轴的进给速度 进给方向和进给位移量指令 它经插补运算后生成 提供给伺服驱动 经驱动器放大 最终控制坐标轴的移动 它直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹 此外 根据系统和设备的不同 在数控机床上 还可能有主轴的转速 转向和启 停指令 刀具的选择和交换指令 冷却 润滑装置的启 停指令 工件的松开 夹紧指令 工作台的分度等辅助指令 在基本的数控系统中 它们是通过接口 以信号的形式提供给外部辅助控制装置 由辅助控制装置对以上信号进行必要的编译和逻辑运算 放大后驱动相应的执行器件 带动机床机械部件 液压气动等辅助装置完成指令规定的动作 伺服系统伺服系统包括伺服控制电路 功率放大电路和伺服电机等 其接受来自数控装置的指令信息 经信号变换和电压 功率放大 由执行元件将其转变为角位移或直线位移 以驱动数控设备各运动部件实现所要求的运动 数控机床一般都采用直流伺服电机或交流伺服电机作为执行元件 其中交流伺服电机是发展趋势 并已逐步取代直流伺服电机 简易数控机床往往也选用步进电机作为执行元件 伺服驱动器的类型取决于执行元件 两者必须配套使用 伺服系统要求具有良好的快速反应性能 能准确而灵敏地跟踪数控装置发出的指令信号 检测反馈装置检测反馈装置由检测元件和相应的检测与反馈电路组成 其作用是检测运动部件的位移 速度和方向 并将其转化为电信号 反馈给数控装置 构成闭环控制系统 常用的检测元件有脉冲编码器 旋转变压器 感应同步器 光栅和磁尺等 开环控制系统没有检测反馈装置 机床本体数控机床的机床本体与传统机床相似 由主轴传动装置 进给传动装置 床身 工作台以

9 及辅助运动装置 液压气动系统 润滑系统 冷却装置等组成 但数控机床在整体布局 外观造型 传动系统 刀具系统的结构以及操作机构等方面都已有很大变化 特别是采用高性能的主轴及进给伺服驱动装置 其机械传动结构得到了简化 数控机床的工作流程 第 " 章 绪 论 数控机床是根据所编制的数控加工程序 程序 自动控制机床部件的运动 从而加工出符合图纸要求的零件 数控机床的工作流程如图 "! 所示 图 数控机床的工作流程 编制数控程序零件加工之前 首先要根据零件图纸将零件加工的全部工艺过程 工艺参数 几何参数 以及操作步骤等 按规定的代码及程序格式编制出数控加工程序 数控加工程序应规定出机床全部动作过程 早期的数控机床还需将数控加工程序由穿孔机制成穿孔带 以便输入 对于简单的零件 通常采用手工编程 对于形状复杂的零件 一般在计算机上借助 $%$ 软件自动编程 输入输入的任务是把零件程序 控制参数和补偿数据输入到数控装置中去 程序输入方法因输入设备而异 有纸带阅读机输入 键盘输入 磁带和磁盘输入 以及通信方式输入 程序输入过程有两种方式 一种是边输入边加工 适合程序较长而数控系统内存较小的情况 即在前一个程序段加工时 输入后一个程序段的内容 另一种是将整个加工程序一次性输入到数控装置的内部存储器 加工时再从内部存储器中逐段调出进行处理 译码输入数控装置的程序是由程序段组成的 程序段以文本格式 通常用 $&' 码 表达出零件几何信息 工艺信息 以及其他辅助信息 计算机不能直接识别它们 译码程序就像一个翻译 按照一定的语法规则将上述信息解释成计算机能够识别的数据形式 并按照一定的数据格式存放在指定的内存专用区域 译码过程中还要对程序段进行语法检查 有错则立即报警 刀具补偿零件加工程序通常是按零件轮廓轨迹编制的 而数控机床在加工过程中控制的是刀具中心轨迹 因此在加工前必须将零件轮廓轨迹变换成刀具中心的轨迹 刀补处理就是完成这种转换的程序 刀具补偿包括刀具半径补偿和刀具长度补偿 插补数控加工程序仅规定了待加工轮廓的种类 如直线 圆弧 终点和进给速度 而刀具在起点 即刀具当前所在位置 无需规定 与终点之间移动的轨迹决定了轮廓形状 其轨迹由插

10 补功能实现 插补就是根据给定速度和给定轮廓线型的要求 在轮廓起点与终点之间 确定一些中间点的方法 即 数据密化 的过程 在每个插补周期内运行一次插补程序 产生一次位置增量 从而形成一个个微小的直线数据段 插补完一个程序段 即加工一条曲线 通常须经过若干个插补周期 位置控制和切削加工插补的结果是产生一个周期内的位置增量 位置控制的任务是在每个采样周期内 将插补计算出的指令位置与实际反馈位置相比较 用其差值去控制伺服电机 电机驱动机床的运动部件及刀具相对于工件按规定的轨迹和速度进行加工 数控机床的特点 机床数控技术 数控机床的特点和分类 与通用机床和专用机床相比 数控机床具有以下主要特点 加工精度高 产品质量稳定数控机床设计制造时 采取了许多措施 其机械部分的精度 刚度和热稳定性均较高 数控机床最小位移量普遍达到 "" 数控机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿 一般还具有位置检测装置 可将移动部件实际位移量或丝杠 伺服电机的转角反馈到数控系统进行闭环控制 因此 可获得比机床本身精度还高的加工精度 加工精度可达 定位精度可达! 数控机床加工零件的质量由机床保证 无人为操作误差的影响 所以同一批零件的尺寸一致性好 质量稳定 可加工复杂异形零件数控机床能加工普通机床难以加工或根本不能加工的复杂异形零件 如二轴联动或二轴以上联动的数控机床 可高质高效地加工母线为曲线的旋转体曲面零件 凸轮零件及各种复杂空间曲面类零件 且加工精度一般不受零件形状及复杂程度的影响 劳动生产率高数控机床的主轴转速和进给量范围比普通机床的范围大 良好的结构刚性允许数控机床采用大的切削用量 从而有效地节省了机动时间 带有自动换刀装置的数控加工中心 可进行车铣复合 镗铣复合等工序集中加工 减少了半成品的周转时间 生产率的提高更为明显 同时也提高了加工精度 加工零件的适应性强 灵活性好在数控机床上改变加工零件时 只须变换零件的加工程序 调整刀具参数等 就能实现新零件的加工 不须改变机械部分和控制部分的硬件 给复杂结构零件的单件 小批量生产以及试制新产品提供了极大的方便 工人劳动强度轻数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的 操作者除了操作键盘 装卸零

11 件 安装刀具 完成关键工序的中间检测以及监控机床的运行之外 无需进行繁重的重复性手工操作 劳动强度与紧张程度均可大为减轻 劳动条件也得到相应的改善 生产管理水平高数控机床是机械加工自动化的基础装备 以数控机床为基础建立起来的 & '& 等综合自动化系统使机械制造的集成化 智能化和自动化得以实现 这是由于数控机床控制系统采用数字信息与标准化代码输入 并具有通信接口 容易实现数控机床之间的数据通信 最适宜计算机之间的连接 组成工业控制网络 实现自动化生产过程的计算 管理和控制 数控机床的适用范围因数控机床投资费用较高 还不能用来替代其他类型的设备 故其有一定的应用范围 从图 " 可看出 通用机床多适用于零件结构不太复杂 生产批量较小的场合 专用机床适用于生产批量很大的零件 数控机床适用于形状复杂的零件 随着数控机床的普及 其适用范围由 线向 线扩大 从图 "( 可看出 在多品种 中小批量生产情况下 采用数控机床加工 费用更为合理 图 数控机床的适用范围由此可见 数控机床最适宜加工以下类型的零件 中小批量的零件 须进行多次改型设计的零件 加工精度要求高 结构形状复杂的零件 如箱体类 曲线 曲面类零件 有难测量 难控制进给 难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒型零件 必须在一次装夹中复合完成铣 镗 铰或攻丝等多工序的零件 数控机床的分类数控机床品种繁多 功能各异 可以从不同的角度对其进行分类 按机械加工的运动轨迹分类 " 点位控制数控机床刀具从某一位置移到下一个位置的过程中 不考虑其运动轨迹 只要求刀具能最终准确 第 " 章 绪 论

12 到达目标位置 运动过程中不切削 各坐标轴之间的运动无任何联系 如图 " 所示 通常采用快速趋近 减速定位的方法 以获得较高移动速度和定位精度 现在单纯采用点位控制的数控机床已不多见 典型机床如数控坐标镗床 数控钻床 数控冲床 数控点焊机等! 直线控制数控机床此机床不仅要保证点与点之间的准确定位 而且要控制两相关点之间的位移速度和路线 其轨迹一般是平行于各坐标轴或与坐标轴成一定夹角的直线 如图 "( 所示 运动过程中要切削 须具备刀具补偿功能和主轴转速控制功能 现在单纯的直线控制数控机床也不多见 典型机床如简易数控车床 简易数控铣床 轮廓控制数控机床数控系统能同时控制两个或两个以上的轴 对位置及速度进行严格的不间断控制 如图 " 所示 运动过程中要切削 须具备直线和圆弧插补 刀具补偿 机床轴向运动误差补偿 丝杠的螺距误差和齿轮的反向间隙误差补偿等功能 可加工出符合图纸要求的复杂形状 任意形状的曲线或曲面 的零件 现在的数控机床一般都是轮廓控制数控机床 如数控车床 数控铣床 加工中心 图 数控机床按运动轨迹分类 按伺服系统的控制原理分类 " 开环控制数控机床开环控制数控机床不带位置检测装置 也不将位移的实际值反馈回去与指令值进行比较修正 控制信号的流程是单向的 如图 " 所示 图 开环控制数控机床该系统使用功率步进电机作为执行元件 数控装置每发出一个指令脉冲 经驱动电路 ) 机床数控技术

13 功率放大后 就驱动步进电机旋转一个角度 再由传动机构带动工作台移动 该系统精度取决于步进电机的步距精度 工作频率以及传动机构的传动精度 难于实现高精度加工 该系统的优点是结构简单 成本较低 调试维修方便 适用于对精度 速度要求不十分高的经济型 中小型数控机床! 全闭环控制数控机床这种系统带有位置检测装置 将位移的实际值反馈回去与指令值比较 用比较后的差值控制机床移动 直至差值消除时才停止修正动作的系统 如图 ") 所示 安装在工作台上的位置检测装置把工作台的实际位移量转变为电量 反馈到控制器与指令信号相比较 得到的差值经过放大和变换 最后驱动工作台向减少误差的方向移动 直到差值为零 工作台才停止移动 该系统精度理论上仅取决于检测装置的精度 消除了放大和传动部分的误差 间隙误差等的直接影响 该系统定位精度高 但系统较复杂 调试和维修较困难 对检测元件要求较高 且有一定的保护措施 成本高 适用于大型或比较精密的数控设备 图 全闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床半闭环控制数控机床与全闭环控制数控机床的不同之处仅在于将检测元件装在传动链的旋转部位 它所检测得到的不是工作台的实际位移量 而是与位移量有关的旋转轴的转角量 如图 "* 所示 该系统精度比闭环差 但系统结构简单 便于调整 检测元件价格低 系统稳定性能好 目前 大多数数控机床都采用半闭环伺服系统 图 半闭环控制数控机床 * 第 " 章 绪 论

14 + 机床数控技术 按功能水平分类数控机床按数控系统的功能水平可分为高级型 普通型和经济型数控机床 这种分类的界限是相对的 不同时期的划分标准有所不同 就目前的发展水平来看 大体可按表 "" 进行分类 表 数控机床按功能水平分类 项 目低 档中 档高 档 分辨率和进给速度 "+" ""! """ 伺服进给类型 开环 步进电机系统 半闭环直流或交流伺服系统 闭环直流或交流伺服系统 联动轴数! 轴 轴 轴 主轴功能不能自动变速自动无级变速 通信能力 显示功能 无 数码管显示, 字符,&-!! 或 % 接口, 显示字符 图形 自动无级变速 轴功能 $. 通信接口 联网功能 三维图形显示 图形编程 内装./ 无有有 主.0 +(.0 ") 或!(.0 )(.0 按工艺用途分类 " 金属切削数控机床目前 传统的金属切削机床基本都实现了数控化 与传统的车 铣 钻 磨 齿轮加工相对应的数控机床有数控车床 数控铣床 数控钻床 数控磨床 数控齿轮加工机床等 这些机床的动作和运动都是数字控制 具有较高的生产率和自动化程度 加工中心是一种带有自动换刀装置的数控机床 突破了一台机床只能进行一种工艺加工的传统模式 它是以工件为中心 能实现工件在一次装夹后自动地完成多种工序的加工 常见的有以加工箱体类零件为主的镗铣类加工中心和几乎能够完成各种回转体类零件所有工序加工的车削中心! 特种加工数控机床除了金属切削数控机床外 数控技术也大量用于数控电火花线切割机床 数控电火花成型机床 数控等离子弧切割机床 数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等 板材加工数控机床常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控剪板机 数控卷板机和数控折弯机等 近年来 其他机械设备中也大量采用了数控技术 如数控多坐标测量机 自动绘图机及工业机器人等

15 数控机床的发展历程 现状与趋势 随着科技与生产的发展 机械产品日益精密复杂 更新换代日趋频繁 要求加工设备具有更高的精度和效率 另外 在产品加工过程中 单件小批量生产的零件占机械加工总量的 +1 以上 加工这种品种多 批量少 形状复杂的零件也要求通用性和灵活性较高的加工设备 数控机床就是一种灵活 通用 高精度 高效率的 柔性 自动化生产设备 数控机床的发展阶段 数控机床是为了解决复杂型面零件加工的自动化而产生的 "+ 年 美国.$,&& 公司在研制加工直升机叶片轮廓用检查样板的机床时 首先提出了数控机床的设想 在麻省理工学院的协助下 于 "! 年试制成功世界上第一台数控机床样机 后又经过 年时间的改进和自动程序编制的研究 数控机床进入实用阶段 市场上出现了商品化数控机床 "+ 年 美国 $,, 公司在世界上首先研制成功带有自动换刀装置的加工中心 数控机床是伴随着电子技术 计算机技术 自动控制和精密测量等相关技术的发展而发展的 先后经历了两个发展阶段 共五代 第一个阶段为 阶段 其数控功能全部由硬件实现 故称为硬件数控 这个阶段数控系统的发展经历了三代 第一代数控 "!" 年 采用电子管 继电器构成的专用数控装置 第二代数控 从 " 年开始 采用晶体管分立元件电路的专用数控装置 第三代数控 从 ") 年开始 采用中 小规模集成电路的专用数控装置 第二个阶段为 阶段 其数控功能部分由硬件实现 部分由软件实现 故称为软 硬件数控 这个阶段数控系统的发展经历了两代 第四代数控 从 "* 年开始 采用大规模集成电路的小型通用计算机控制的数控系统 第五代数控 从 "* 年开始 采用微处理器的微型计算机控制的数控系统 自! 世纪 * 年代末到 + 年代末 数控机床在全世界范围内得到了长足发展和广泛应用 迄今为止 生产中使用的数控系统大多都是从! 世纪 * 年代发展起来的第五代数控系统 从! 世纪 年代开始 微电子技术和计算机技术的发展突飞猛进. 机的发展尤为突出 在软硬件以及外围器件等各个方面的进展日新月异 计算机所用芯片的集成化程度越来越高 功能越来越强 而成本却越来越低 原来在大 中型机上才能实现的功能现在在微型机上就可以实现 在美国首先出现了所谓在. 机平台上开发的数控系统 即. 数控系统 也就是我们现在说的第六代数控系统 第 " 章 绪 论 我国于 "+ 年开始研制数控机床 + 年代前由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制 数控技术的发展较为缓慢 在生产中广泛使用的是简易的数控机床 它们以单片机作

16 " 机床数控技术 为控制核心 多以数码管作为显示器 用步进电机作为执行元件 + 年代初 由于引进了国外先进的数控技术 使我国的数控机床在质量和性能上都有了很大的提高 它们具有完备的手动操作面板和友好的人机界面 可以配直流或交流伺服驱动 实现半闭环或闭环的控制 能对! 轴进行联动控制 具有刀库管理功能和丰富的逻辑控制功能 年代起 我国向高档数控机床方向发展 一些高档数控攻关项目通过国家鉴定并陆续在工程上得到应用 比较典型的有航天 ' 型 华中 ' 型 华中 2! 型等 这些数控系统实现了高速 高精度和高效经济的加工效果 能完成高复杂度的五坐标曲面实时插补控制 加工出高复杂度的整体叶轮及复杂刀具 数控机床的技术现状 目前 数控机床正在发生根本性变革 由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展 在集成化基础上 数控系统实现了超薄型 超小型化 在智能化基础上 综合了计算机 多媒体 模糊控制 神经网络等多学科技术 数控系统实现了高速 高精 高效控制 加工过程中可以自动修正 调节与补偿各项参数 实现了在线诊断和智能化故障处理 在网络化基础上 $%$ 与数控系统集成为一体 机床联网 实现了中央集中控制的群控加工 近年来 随着加工中心 网络控制技术 信息技术的发展 出现了以数控机床为基础的自动化生产系统 即分布式数控 %(3 简称 % 柔性制造系统 4(5&6 简称 & 及计算机集成制造系统 #'73 57&6 简称 '& 这是单机数控向计算机控制的多机控制系统的发展 " 分布式数控分布式数控是指用一台中央计算机直接控制和管理一群数控设备进行零件加工或装配的系统 也称为计算机群控系统 在 % 系统中 各台数控机床都各自有独立的数控系统 并与中央计算机组成计算机网络 实现分级控制管理 中央计算机不仅用于编制零件的程序以控制数控机床的加工过程 而且能控制工件与刀具的输送 同时还具有生产管理 工况监控及刀具寿命管理等能力 形成了一条由计算机控制的数控机床自动生产线! 柔性制造单元和柔性制造系统柔性制造单元 由加工中心与工件自动交换装置组成 同时 数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能 如工件尺寸测量补偿 刀具损坏和寿命监控等 柔性制造单元既可作为组成柔性制造系统的基础 也可用作独立的自动化加工设备 柔性制造系统 & 是在 % 基础上发展起来的一种高度自动化的加工生产线 由数控机床 物料和工具自动搬运设备 产品零件自动传输设备 自动检测和试验设备等组成 这些设备及控制分别组成了加工系统 物流系统和中央管理系统 柔性制造系统是当前机械制造技术发展的方向 能解决机械加工中高度自动化和高度柔性化的矛盾 使两者有机地结合于一体 计算机集成制造系统计算机集成制造系统 '& 的核心是一个公用的数据库 对信息资源进行存储与管理 并与各个计算机系统进行通信 在此基础上 需要有 个计算机系统 一是进行产品设

17 计与工艺设计的计算机辅助设计与计算机辅助制造系统 即 $%$ 二是计算机辅助生产计划与计算机生产控制系统 即 $.$ 此系统对加工过程进行计划 调度与控制 & 是这个系统的主体 三是计算机工厂自动系统 它可以实现产品的自动装配与测试 材料的自动运输与处理等 在上述 个计算机系统外围 还需要利用计算机进行市场预测 编制产品发展规划 分析财政状况和进行生产管理与人员管理 虽然 '& 涉及的领域相当广泛 但数控机床仍然是 '& 不可缺少的基本工作单元 国际上 德国的数控机床质量及性能良好 尤其是大型 重型 精密数控机床 德国重视数控机床主机及配套件的先进实用 美国讲究 效率 和 创新 注重基础科研 但忽视应用技术 日本在重视人才及机床元部件配套上学习德国 在质量管理及数控机床技术上学习美国 战略上先仿后创 其产量 出口量一直居世界首位 近几年来 我国数控产业发展迅速 现有! 多家数控系统骨干企业 其中以华中数控 广州数控 航天数控等为代表 我国目前已能生产 " 多种数控机床 数控产品达几千种 一部分普及型数控机床的生产已形成一定规模 产品技术性能指标较为成熟 价格合理 在国际市场上具有一定的竞争力 我国生产的数控系统多以. 机作为控制核心 使得我国生产的数控系统在软 硬件系统方面都有不同程度的提升 增强了市场竞争力 我国已进入世界高速 高精度数控机床生产国的行列 成功开发出九轴联动 可控 ") 轴的高档数控系统 打破了发达国家对我国的技术封锁和价格垄断 国产数控机床的分辨率已经提高到 " 虽然我国在数控产品在研发 生产方面有了较大的进步 但我国目前产品主要集中在经济型上 在中档 高档产品上市场比例仍然较小 与国外一些先进产品相比 在可靠性 稳定性 速度和精度等方面均存在较大差距 主要由于 信息化技术基础薄弱 对国外技术依存度高 产品成熟度较低 可靠性不高 创新能力低 市场竞争力不强 数控机床的发展趋势 第 " 章 绪 论 数控机床总的发展趋势是高速化 高精度化 高可靠性 多功能 复合化 智能化和开放式结构 主要发展动向是研制开发软 硬件都具有开发式结构的智能化全功能通用数控装置 " 高速化与高精度化高速化首先要求计算机系统读入加工指令数据后 能高速处理并计算出伺服系统的移动量 并要求伺服系统能高速做出反应 为使在极短的空程内达到高速度和在高行程速度情况下保持高定位精度 必须具有高加 减 速度和高精度的位置检测装置和伺服系统 另外 必须使主轴转速 进给率 刀具交换 托盘交换等各种关键部分实现高速化 并须重新考虑设备的全部特征 提高数控设备的加工精度 一般通过减少数控系统的控制误差和采用补偿技术来实现! 复合化复合化包括工序复合化和功能复合化 工件在一台设备上一次装夹后 通过自动换刀等各种措施来完成多种工序和表面的加工 在一台数控设备上能完成多工序切削加工的加工中心 可替代多机床的加工能力 减少半成品库存量 又能保证和提高形位精度 从而打破 ""

18 了传统的工序界限和分开加工的工序规程 智能化随着人工智能技术的不断发展 并为适应制造业生产高度柔性化 自动化的需要 数控设备中引用了以下几种技术 自适应控制技术 专家系统 故障自诊断功能 智能化交流伺服驱动装置 高柔性化柔性指数控设备适应加工对象变化的能力 今天的数控机床对加工对象的变化有很强的适应能力 并在提高单机柔性化的同时 朝着单元柔性化和系统柔性化方向发展 小型化蓬勃发展的机电一体化技术对 装置提出了小型化的要求 以便将机 电装置糅合为一体 ) 开放式体系结构新一代的数控系统体系结构向开放式系统方向发展 很多数控系统开发厂家瞄准通用个人计算机所具有的开发性 低成本 高可靠性 软硬件资源丰富等特点 开发出基于. 的 思考与练习题 "" 数控技术 计算机数控和数控机床的英文表达及其定义是什么 "! 数控机床由哪些部分组成 各有什么作用 " 数控机床的工作流程是什么 " 数控机床有哪些主要特点 " 哪些零件适于采用数控机床加工 ") 什么叫做点位控制 直线控制 轮廓控制数控机床 各有何特点及应用 "* 简述开环 闭环 半闭环控制数控机床的区别 "+ 加工中心与普通数控机床的区别是什么 " 简述 %&'& 的内涵 阐述 与这些系统的关系 "" 阐述数控机床的发展趋势! " 机床数控技术

19 第 章 数控加工技术 数控加工技术特点 数控加工与通用机床加工相比较 在许多方面遵循的原则基本一致 但由于数控机床本身自动化程度较高 控制方式不同 设备费用也高 使数控加工技术又有以下几个特点 工艺内容复杂 具体 严密首先 数控加工工艺内容复杂 在数控加工前 要将机床的运动过程 零件的几何信息及工艺信息 刀具的形状 切削用量和进给路线等都编入程序 这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础 其次 数控加工工艺内容十分详细具体 通用机床上由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多工艺问题 在数控加工时都转变成为编程人员必须事先具体设计和具体安排的内容 再次 数控加工的工艺处理相当严密 在进行数控加工的工艺处理时 必须注意到加工过程中的每一个细节 考虑要十分严密 编程人员不仅必须具备较扎实的工艺基础知识和较丰富的工艺设计经验 而且必须具有严谨踏实的工作作风 才能够做到全面周到地考虑零件加工的全过程 以及正确 合理地编制零件的加工程序 工序内容组合往往采用工序集中现代数控机床具有刚性大 精度高 刀库容量大 切削参数范围广及多坐标 多工位等特点 有可能在零件一次安装中完成多种加工方法和由粗到精的全过程 甚至可在工作台上装夹几个相同或相似的零件进行加工 所以组合数控加工工序内容时 往往采用工序集中 工序集中可减少工件装夹次数 并尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面 易于保证表面间位置精度 并能减少工序间运输量 缩短生产周期 同时 由于工序数目减少 进而减少机床数量和工艺装备 操作工人数和生产面积 还可简化生产计划和生产组织工作 对难加工零件采用与传统加工方法不同的工艺对于简单表面的加工 数控加工与传统加工方法无大差异 但对于一些复杂表面 特殊表面或有特殊要求的表面 数控加工就有着与传统加工根本不同的加工方法 例如 对于曲线 曲面的加工 传统加工是用划线 样板 靠模 预钻 砂轮 钳工等方法 不仅费时费力 而且还不能保证加工质量 甚至产生废品 而数控加工则用多坐标联动自动控制方法加工 加工精度高 可达 "" 且不受产品形状及其复杂程度的影响 自动化加工消除了人为误差 使同批产品加工质量更稳定 采用数控加工 要正确选择加工方法和加工内

20 " 机床数控技术 容 有时甚至还要在基本不改变工件原有性能的前提下 对其形状 尺寸 结构等作适应数控加工的修改 数控加工工艺概述 数控加工工艺规程设计 数控加工工艺是指使用数控机床加工零件的一种工艺方法 数控加工工艺问题的处理与普通加工工艺基本相同 但设计零件的数控加工工艺时 除了要遵循普通加工工艺的基本原则和方法 同时还必须考虑数控加工本身的特点和零件编程的要求 数控加工工艺规程设计关系到所编零件加工程序的正确性与合理性 由于数控加工过程是在数控程序的控制下自动进行的 所以对数控程序的正确性与合理性要求甚高 不得有丝毫差错 否则加工不出合格零件 而数控程序是基于数控加工工艺编制的 因此 编制程序前 编程人员必须正确制定数控加工工艺 数控加工工艺的主要内容数控加工工艺设计是对工件进行数控加工的前期准备工作 它必须在编制程序之前完成 因为只有在工艺设计方案确定以后 编程才有依据 否则 由于工艺方面的考虑不周 将可能造成数控加工的错误 工艺设计不好 往往要成倍增加工作量 有时甚至要推倒重来 可以说 数控加工设计分析决定了数控程序质量 因此 编程人员一定要先把工艺设计做好 不要急于考虑编程 数控加工工艺设计与传统加工方法相似 但又有自身特点 主要包括下列内容及步骤 数控加工工艺内容的选择 选择适合在数控机床上加工的零件 确定数控机床加工内容 数控加工方法的选择 根据零件类别和加工表面特征 结合企业现有装备情况和加工能力选择加工方法 数控加工工艺性分析 进行零件图样和结构工艺性分析 明确加工内容及技术要求 在此基础上确定零件的加工方案 数控加工工艺路线设计 包括工序的划分与内容确定 加工顺序的安排 数控加工工序与传统加工工序的衔接等 数控加工工序设计 包括工步的划分与进给路线确定 零件的装夹方案与夹具的选择 刀具的选择 切削用量的确定等 数控加工工艺规程文件编制 包括数控编程任务书 数控机床调整单 数控加工工序卡片 数控加工进给路线图 数控加工刀具卡片 数控加工程序单等 数控加工工艺规程的编制规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程 它是在具体的生产条件下 以最合理或较合理的工艺过程和操作方法 并按规定的图表或文字形式书写成工艺文

21 件 经审批后用来指导生产的 工艺规程一般包括以下内容 零件加工的工艺路线 各工序的具体加工内容 各工序所用的机床及工艺装备 切削用量及工时定额等 填写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一 这些技术文件既是数控加工的依据 产品验收的依据 也是操作者遵守 执行的规程 技术文件是对数控加工的具体说明 目的是让操作者更明确加工程序的内容 装夹方式 各个加工部位所选用的刀具及其他技术问题 数控加工技术文件主要有 机械加工工艺过程卡 机械加工工序卡 数控加工工序卡 数控刀具卡 数控加工走刀路线图 工件安装和原点设定卡片 数控编程任务书等 以下提供了常用的文件格式 文件格式可根据企业实际情况自行设计 机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡与普通机床加工相同 下面主要介绍数控加工与普通加工不同的工艺文件格式 " 数控加工工序卡数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处 所不同的是 工序简图中应注明编程原点与对刀点 要进行简要编程说明 如所用机床型号 程序编号 刀具半径补偿以及镜像对称加工方式等 及切削参数 即程序编入的主轴转速 进给速度 最大背吃刀量或宽度等 的选择 详见表!" 单位 机械加工工序卡 工序简图 第! 章 数控加工技术 表 数控加工工序卡 产品名称或代号零件名称零件图号 车间 工艺序号 夹具名称 工步号工步作业内容加工面刀具号刀补量 主轴转速 进给速度 使用设备 程序编号 夹具编号 背吃刀量 编制审核批准 年 月 日共 页第 页! 数控刀具卡数控加工时 对刀具的要求十分严格 一般要在机外对刀仪上预先调整刀具直径和长度 刀具卡反映刀具编号 刀具结构 尾柄规格 组合件名称代号 刀片型号和材料等 它是组装刀具和调整刀具的依据 详见表!! 备注 "

22 ") 机床数控技术 表 数控加工刀具卡 产品名称或代号零件名称零件图号程序编号 序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注 编制审核批准共 页第 页 数控加工走刀路线图在数控加工中 常常要注意并防止刀具在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞 为此必须告诉操作者关于编程中的刀具运动路线 如从哪里下刀 在哪里抬刀 哪里是斜下刀等 为简化走刀路线图 一般采用统一约定的符号来表示 不同的机床可以采用不同的图例与格式 表! 为一种常用格式 数控加工走刀路线图 机床型号 符号 零件图号 含义抬刀下刀 表 数控加工走刀路线图 工序号工步号程序号 程序段号加工内容铣轮廓周边共 页第 页 编程原点 走刀路线图 走刀点 走刀方向 走刀线相交 数控加工工件安装和原点设定卡 简称装夹图和零件设定卡 编程 校对 审批 爬斜坡铰孔行切 它应表示出数控加工原点定位方法和夹紧方法 并应注明加工原点设置位置和坐标方向 使用的夹具名称和编号等 详见表!

23 零件图号 零件名称 表 工件安装和原点设定卡 数控加工工件安装和原点设定卡片 工件安装图 第 页 工序号 装夹次数 编制 日期 审核 日期 批准 日期 共 页序号夹具名称夹具图号 数控编程任务书它阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求和工序说明 以及数控加工前应保证的加工余量 它是编程人员和工艺人员协调工作和编制数控程序的重要依据之一 详见表! 工艺处 编程任务书 表 数控编程任务书 产品零件图号 零件名称 任务书编号 使用数控设备共 页第 页 编程收到日期经手人批准 编制审核编程审核批准 数控加工工艺分析 第! 章 数控加工技术 数控加工零件的选择根据数控加工的特点和国内外大量应用实践经验 一般可按适应程度将零件分为 类 " 最适应类 形状复杂 加工精度要求高 用普通机床无法加工或虽然能加工但很难保证加工质量的零件 用数学描述的复杂曲线或曲面轮廓的零件 具有难测量 难控制进给 难控制尺寸的内腔型壳体类零件和盒型零件 必须在一次装夹中完成多道工序的零件 对于上述零件 是数控加工的首选类零件 先不必过多考虑经济性 应先考虑可行性! 较适应类 "*

24 " + 机床数控技术 在普通机床上加工易受人为因素干扰 价值较高 一旦出现质量问题会造成重大经济损失的零件 在普通机床上加工时为保证精度必须设计和制造复杂工装夹具的零件 尚未定型产品中的零件 在普通机床上加工调整时间过长的零件 用普通机床加工时生产率很低或劳动强度很大的零件 此类零件在分析可加工性后 还要考虑生产效率和经济性 一般认为 它们是数控加工的主要选择对象 不适应类 生产批量大的零件 不排除个别工序用数控机床加工 装夹困难 完全靠找正定位来保证加工精度的零件 加工质量不稳定且数控机床中无自动检测及自动调整工件坐标位置的装置 易产生较大的由于工艺造成变形的零件 必须用特定工艺装备协调加工的零件 上述零件如用数控机床加工 在生产效率 经济性上无明显优势 有些情况下还会造成数控设备的精度下降 所以 此类零件一般不应作为数控加工选择的对象 数控加工内容的确定对于一个零件来说 并非全部加工工艺内容都适合在数控机床上完成 而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工 这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析 选择那些最适合 最需要进行数控加工的内容和工序 在考虑选择内容时 应结合本企业设备的实际 立足于解决难题 攻克关键问题和提高生产效率 充分发挥数控加工的优势 " 适于数控加工的内容 通用机床无法加工的内容应作为优先选择内容 通用机床难加工 质量也难以保证的内容应作为重点选择内容 通用机床加工效率低 工人手工操作劳动强度大的内容 可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择 总之 数控机床适于加工品种变换频繁 批量较小 加工方法区别大且复杂程度较高的零件或内容! 不适于数控加工的内容 占机调整时间长的加工内容 如以毛坯的粗基准定位来加工第一个精基准的工序 加工部位分散 需要多次安装 设置原点 这时 采用数控加工很麻烦 效果不明显 可安排通用机床加工 按某些特定的制造依据 如样板等 加工的型面轮廓 主要原因是获取数据困难 容易与检验依据发生矛盾 增加了程序编制的难度 必须使用专用夹具或工装所加工的工序 此外 在选择和决定加工内容时 也要考虑生产批量 生产周期 工序间周转等情况 总之 要尽量做到合理 防止把数控机床降格为通用机床使用 数控加工零件的工艺性分析在选择并决定数控加工零件及其加工内容后 应对零件的数控加工工艺性进行全面 认

25 真 仔细的分析 主要内容包括产品的零件图样分析 结构工艺性分析和零件安装方式的选择等 " 零件图样分析首先应熟悉零件在产品中的作用 位置 装配关系和工作条件 搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响 找出关键的技术要求 然后对零件图样进行分析 尺寸标注方法分析 零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点 如图!" 所示 在数控加工零件图上 应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸 这种标注方法既便于编程 又有利于设计基准 工艺基准 测量基准和编程原点的统一 由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多地考虑装配等使用方面特性 而不得不采用如图!"( 所示的局部分散的标注方法 这样就给工序安排和数控加工带来诸多不便 由于数控加工精度和重复定位精度都很高 不会因产生较大的累积误差而破坏零件的使用特性 因此 可将局部的分散标注法改为同一基准标注或直接给出坐标尺寸的标注法 图 零件尺寸标注分析 零件图的完整性与正确性分析 构成零件轮廓的几何元素 点 线 面 的条件 如相切 相交 垂直和平行等 是数控编程的重要依据 手工编程时 要依据这些条件计算每一个节点的坐标 自动编程时 则要根据这些条件才能对构成零件的所有几何元素进行定义 无论哪一条不明确 编程都无法进行 因此 在分析零件图样时 务必要分析几何元素给定条件是否充分 发现问题及时与设计人员协商解决 零件技术要求分析 零件的技术要求主要指尺寸精度 形状精度 位置精度 表面粗糙度及热处理等 这些要求在保证零件使用性能的前提下要经济 合理 过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂 加工困难 成本提高 零件材料分析 在满足零件功能的前提下 应选用廉价 切削性能好的材料 而且 材料选择应立足国内 不要轻易选用贵重或紧缺的材料! 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下 所具有的制造可行性和经济性 良好的结构工艺性可以使零件加工容易 节省工时和材料 而较差的零件结构工艺性会使加工困难 浪费工时和材料 有时甚至无法加工 因此 零件加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 主要考虑如下几个方面 零件的有关尺寸应力求一致 并能用标准刀具加工 图!!( 中改为退刀槽尺寸一 " 第! 章 数控加工技术

26 致 则减少了刀具的种类 节省了换刀时间 图 退刀槽尺寸一致 内槽圆弧半径 的大小决定着刀具直径的大小 所以内槽圆弧半径 不应太小 如图! 所示 轮廓内圆弧半径 常常限制刀具的直径 若工件的被加工轮廓高度低 转接圆弧半径也大 可以采用较大直径的铣刀来加工 而且加工其底板面时 进给次数相应减少 表面加工质量也会好一些 因此工艺性较好 反之 数控铣削工艺性较差 当! 为被加工轮廓面的最大高度 时 可以判定零件上该部位的工艺性不好 这种情况下 应选用不同直径的铣刀分别进行粗 精加工 以最终保证零件上内转接圆弧半径的要求 零件槽底部圆角半径不宜过大 如图! 所示 在铣削槽底平面时 槽底面圆角或底板与肋板相交处的圆角半径 越大 铣刀端刃铣削平面的能力越差 效率也越低 当 大到一定程度时甚至必须用球头刀加工 这是应当尽量避免的 因为铣刀与铣削平面接触的最大直径 82! 为铣刀直径 当 越大而 越小时 铣刀端刃铣削平面的面积越大 加工平面的能力越强 铣削工艺性当然也越好 有时 当铣削的底面面积较大 底部圆弧 也较大时 只能用两把圆角半径 不同的铣刀 一把圆角半径 小些 另一把圆角半径 符合零件图样的要求 分两次进行切削 图 选择较大的轮廓内圆弧半径图 零件槽底部圆角半径不宜过大! 机床数控技术

27 数控加工工艺路线设计工艺路线的拟定是制定工艺规程的重要内容之一 其主要内容包括 选择各加工表面的加工方法 划分加工阶段 划分工序以及安排工序的先后顺序等 设计者应根据从生产实践中总结出来的一些综合性工艺原则 结合本企业的实际生产条件 提出几种方案 通过对比分析 从中选择最佳方案 数控加工方法的选择机械零件的结构形状是多种多样的 但它们都是由平面 外圆柱面 内圆柱面或曲面 成型面等基本表面组成的 每一种表面都有多种加工方法 具体选择时应根据零件的加工精度 表面粗糙度 材料 结构形状 尺寸及生产类型等因素 选用相应的加工方法和加工方案 " 平面加工平面的加工方法常用的有 刨削 铣削 磨削 车削和拉削 精度要求高的平面还需要经过研磨或刮削加工! 外圆面加工外圆面的加工方法常用的有车削和磨削 当表面粗糙度要求较高时 还要经光整加工 内孔加工单孔的加工方法有钻孔 扩孔 铰孔 镗孔 拉孔 磨孔和光整加工 一般采用钻 扩 铰 直径大于! 的孔采用镗削加工 有些盘类的孔采用拉削加工 精度要求高的孔有时采用磨削加工 平面轮廓和曲面轮廓的加工 平面轮廓平面轮廓常用的加工方法有数控铣削 线切割及磨削等 对如图! 所示的内平面轮廓 当曲率半径较小时 可采用数控线切割方法加工 若选择铣削方法 因铣刀直径受最小曲率半径的限制 直径太小 刚性不足 会产生较大的加工误差 对如图!( 所示的外平面轮廓 可采用数控铣削方法加工 常用粗铣 - 精铣方案 也可采用数控线切割方法加工 对精度及表面粗糙度要求较高的轮廓表面 在数控铣削加工之后 再进行数控磨削加工 数控铣削加工适用于除淬火钢以外的各种金属 数控线切割加工可用于各种金属 数控磨削加工适用于除有色金属以外的各种金属 图 平面轮廓类零件!" 第! 章 数控加工技术

28 立体曲面轮廓立体曲面轮廓的加工方法主要是数控铣削 多用球头铣刀 以 行切法 加工 如图!) 所示 根据曲面形状 刀具形状以及精度要求等通常采用二轴半联动或三轴联动 对精度和表面粗糙度要求高的曲面 当用三轴联动的 行切法 加工不能满足要求时 可用模具铣刀 选择四坐标或五坐标联动加工 图 曲面的行切法加工 加工阶段的划分 " 粗加工阶段在这一阶段中要切除大量的加工余量 使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品 因此主要目标是提高生产率! 半精加工阶段在这一阶段中应为主要表面的精加工做好准备 达到一定加工精度 保证一定的加工余量 并完成一些次要表面的加工 钻孔 攻螺纹 铣键槽等 一般在热处理之前进行 精加工阶段保证各主要表面达到图样规定的尺寸精度和表面粗糙度要求 主要目标是全面保证加工质量 光整加工阶段对于零件上精度要求很高 表面粗糙度值要求很小 ') 及 ') 以上! 的表面 还需进行光整加工 主要目标是以提高尺寸精度和减小表面粗糙度值为主 一般不用以纠正形状精度和位置精度 超精密加工阶段该阶段是按照超稳定 超微量切除等原则 实现加工尺寸误差和形状误差在 " 以下的加工技术 工序的划分工序划分一般有工序集中和工序分散两种原则 数控加工一般遵循工序集中原则 划分的方法有以下几种 " 按所用刀具划分即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序 加工中心常用这种方法划分工序!! 机床数控技术

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