数控编程与操作讲义.doc

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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流数控编程与操作讲义【精品文档】第 62 页目 录绪 论一、课程的名称课程名称：数控编程与操作；学分：3分；课时：2周。二、课程的相关背景数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术，网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控装备则是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透而形成的机电一体化产品。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国

2、家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。1、数控技术的产生数控技术是随着数控机床而发展起来的。数控机床（Numerical Control Machine Tools）是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。 数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，其过程大致如下： 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以

3、适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院（MIT）开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（ MC Machining Center），使数控装置进入了第二代。1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。 60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统

4、（简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称 MNC），这是第五代数控系统。20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。 20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。2、我国数控技术的现状加入世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制

5、造中心”，不但如此，我们还要逐步变为“世界制造强国”。为了增强竞争能力，制造企业已开始广泛使用先进的数控技术。据统计，制造业较发达的德国、美国、日本等国家的数控机床占生产设备的70%以上，我国制造业与国际先进工业国家相比还存在着很大的差距，据机械协会统计，目前我国制造业数控机床拥有量不足总量的2%，对于目前我国现有的有限数量的数控机床也未能充分利用。虽然原因是多方面的，但数控人才的匮乏无疑是主要原因之一。据统计，目前我国数控机床操作工短缺60万左右。“月薪6000难聘数控技工”、“年薪16万招不到模具技工”成为全社会普遍关注的热点问题。随着制造业信息化工程的进一步推进，利用高新技术和先进适用技

6、术改造提升传统产业，提高企业的技术装备水平和产品竞争力，制造设备的大规模数控化，社会对数控技术人才的需求也将进一步增加。3、与数控加工技术有关的工作岗位：（1） 数控机床操作工（2） 数控加工工艺设计及程序编制（3） 数控机床管理与维修（4） 数控加工生产的组织管理（5） 销售及技术服务4、数控技术人才需求结构：2003年4月1617日教育部职成教司教学处，聘请行业、企业专家，召开了“职业院校数控加工技术领域培养技能型紧缺人才研讨会”。会上专家提出了制造业对数控人才的需求结构，制造业对于数控机床操作人员和数控工艺编程人员的需求占人才需求总量的90%以上；对数控机床维修、维护人员的需求虽然迫切，

7、但占需求总量的比例较低。目前生产一线的各种数控人才主要有两个来源：一是大学本科、高职和中职的机电一体化或数控技术等专业的毕业生，他们最大的缺陷就是缺乏工艺经验，同时，由于学校专业课程分工过窄，难以满足某些企业对加工、编程和维修一体化的复合型人才的要求。另一个是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训，以适应企业对数控人才的急需。这些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践经验，但是知识面较窄，特别是对计算机应用技术和计算机数控系统不太了解。对制造业企业的调研分析得出，企业对数控技术人才有以下三个需求层次，所需掌握的知识、能力结构也各不同：（1）蓝领层数控操作技工：精通机

8、械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修。（2）灰领层 数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD/CAM软件，熟练掌握数控手工和自动编程技术。 数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置，精通数控机床的机械和电气的调试和维修。（3）金领层即数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际经验，知识面很广。精通数控机床的机械

9、结构设计和数控系统的电气设计，掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造。数控技术人才的需求单位：军工企业、国家重大装备制造企业是我国数控技术人才需求比较集中的企业；民营经济的飞速发展加大了对各种数控应用人员需求，特别是集中在我国经济发达地区的模具制造企业和汽车零部件制造企业数控人才更是供不应求。三、课程的内容与结构：观看数控车加工碟片1数控机床加工零件的过程（6分钟）观看数控铣床加工零件过程碟片（38分钟）铣床碟片9铣削类零件加工实例1、制定工艺方案21（0-21）2、制作坐标简图（21-25）3、工件的安装5（37

10、-43）4、零件的加工7（49-56）课程的结构：绪论第一章 数控机床概述第二章 数控编程基础第三章 数控车床编程与操作第四章 数控铣床编程与操作四、课程的教学目标本课程通过理论教学与现场练习，使学生了解数控机床的基本组成情况；掌握数控编程基础知识；掌握数控车床、数控铣床的基本编程和操作方法。通过本课程的学习应能够对如下类型的零件进行数控编程和加工：1、车削类零件： 2、铣削类零件：五、课程的学习要求1、不无故缺课；2、上课认真听讲；3、作业及时、认真地完成；4、课堂实训时认真准备、遵守操作规程。六、课程的考核方式平时成绩60%+期末测验40%平时成绩主要由：出勤率、作业、上课情况三部分组成期

11、末测验主要由：操作考试和笔试两部分组成数控机床概述一、数控机床的有关术语 数字控制（Numerical Control NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。 数控技术（Numerical Control Technology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。它是数控技术典型应用的例子。 数控系统（Numerical Control System）是实现数字控制的装置。 计算机

12、数控系统（Computer Numerical Control CNC ）是以计算机为核心的数控系统。二、数控机床的组成及其工作原理 数控机床的组成数控机床是一种利用数控技术，按照事先编好的程序实现动作的机床。它是由控制介质、输入装置、数控装置、伺服系统、机床等组成，如图 所示。机床伺服系统数控装置输入装置程序载体 位置反馈信号 辅助动作信号图1、程序载体（控制介质）控制介质是记录零件加工程序的一种群英会。数控机床是按照输入的加工零件程序运行的。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（走刀量、主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种载体上，这

13、种载体就叫控制介质。如穿孔纸带、盒式磁带或软磁盘等，再通过数控机床的输入装置，可将程序信息输入到CNC单元内。2、输入装置 输入装置的作用是将控制介质上的有关加工信息数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。根据控制介质的不同，相应有不同的输入装置。例如：对于穿孔纸带，配用光电阅读机；对于盒式磁带，配用录放机；对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡。有时为了用户方便，数控机床可以同时具备两种输入装置。现代数控机床还可以不用任何程序载体，直接将零件的加工程序通过数控装置上的键盘输入单元，这就是手动方式（）输入；或者将上级机或存储在计算机硬盘上的加工程序用通信方式直接输入单元。 、数控装置（

14、单元） 数控装置是数控机床的核心，它接受输入装置送来的脉冲信号，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定的有序的动作，实现数控机床的各种功能。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。 、伺服系统伺服系统主要根据数控装置送来的速度及位置指令，经过处理，驱动机床的进给运动部件，完成指令规定的运动。它主要由驱动控制电路、功率放大电路、伺服电动机等执行装置组成。它的伺服精度和动态响应是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。5、位置返馈系统 位置返馈系统主要由检测元件和相应的电路组成，主要是检测

15、速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床的加工精度。6、机床本体机床本体是数控机床实现制造加工的执行部件。主要由主传动系统、进给传动系统（工作台、拖板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及辅助装置（如排屑装置）等组成。 数控机床的工作原理:数控机床在加工零件时，首先应根据零件图纸进行数控加工工艺的设计，然后编制零件的数控加工程序，再将数控加工程序输入数控装置，由数控装置经过逻辑判断、运算、处理后，控制机床主运动的变速、启停、进给运动的方向、速度和位移的大小，以及其他诸如刀具交换、工件的夹紧松开、切削液的打开与关闭等，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。三、

16、数控机床的分类1、按工艺用途分类 1）普通数控机床 普通数控机床一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床，如数控铣床、数控车床、数控钻床、数控磨床与数控齿轮加工机床等。普通数控机床在自动化程度上还不够完善，刀具的更换与零件的装夹仍需人工来完成。 2）加工中心 加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起，零件在一次装夹后，可以将其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工。由于加工中心能有效地避免由于多次安装造成的定位误差，所以它适用于产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求高、生产批量不大而生产周期短的产品。 3）多坐

17、标数控机床多坐标数控机床能加工某些形状复杂的零件，如螺旋桨、飞机机翼曲面等。它的特点是数控系统控制的轴数较多，机床结构复杂，坐标轴数多少通常取决于加工零件的复杂程度和工艺要求。现在常用的有四、五、六坐标的数控机床。2、按控制运动的方式分类 1）点位控制数控机床如图 1-2 所示，点位控制是指数控系统只控制刀具或工作台从一点移至另一点的准确定位，然后进行定点加工，而点与点之间的路径不需控制。采用这类控制的有数控钻床、数控镗床和数控坐标镗床等。 2）直线控制数控机床 如图 1-3 所示，直线控制是指数控系统除控制直线轨迹的起点和终点的准确定位外，还要控制在这两点之间以指定的进给速度进行直线切削。采

18、用这类控制的有数控铣床、数控车床和数控磨床等。 图1-2 点位控制加工示意图 图1-3直线控制加工示意图3）轮廓控制数控机床亦称连续轨迹控制，如图 1-5 所示，能够连续控制两个或两个以上坐标方向的联合运动。为了使刀具按规定的轨迹加工工件的曲线轮廓，数控装置具有插补运算的功能，使刀具的运动轨迹以最小的误差逼近规定的轮廓曲线，并协调各坐标方向的运动速度，以便在切削过程中始终保持规定的进给速度。采用这类控制的有数控铣床、数控车床、数控磨床和加工中心等。 图1-4 轮廓控制加工示意图3、按伺服系统的控制方式分类 1）开环控制系统开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统，由步进电机驱动线路和步进电机组成

19、，如图 1-5 所示。数控装置经过控制运算发出脉冲信号，每一脉冲信号使步进电机转动一定的角度，通过滚珠丝杠推动工作台移动一定的距离。这种伺服机构比较简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。这种伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构，为大多数中小型数控机床所采用。2）闭环控制系统 如图 1-6 所示，闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置，将检测到的实际位移反馈到数控装置的比较器中，与输入的原指令位移值进行比较，用比较后的差值控制移动部件作补充位移，直到差值消除时才停止移动，达到精确定位的控制系统。闭环控制系统的定位精度高于半闭环控制，但结构

20、比较复杂，调试维修的难度较大，常用于高精度和大型数控机床。图1-5 开环控制系统工程图1-6闭环控制系统3）半闭环控制系统 如图 1-7 所示，半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置，通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置的比较器中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，使移动部件补充位移，直到差值消除为止的控制系统。图1-7 半闭环控制4、按联动轴数分类 数控系统控制几个坐标轴按需要的函数关系同时协调运动，称为坐标联动，按照联动轴数可以分为： 1）两轴联动数控机床 数控机床能同时控制两个坐标轴联动，适于数控车床加工旋转曲面

21、或数控铣床铣削平面轮廓。 2）两轴半联动数控机床 在两轴的基础上增加了Z轴的移动，当机床坐标系的X、Y轴固定时，Z轴可以作周期性进给。两轴半联动加工可以实现分层加工。 3）三轴联动数控机床 数控机床能同时控制三个坐标轴的联动，用于一般曲面的加工，一般的型腔模具均可以用三轴加工完成。 4）多坐标联动数控机床 数控机床能同时控制四个以上坐标轴的联动。多坐标数控机床的结构复杂，精度要求高、程序编制复杂，适于加工形状复杂的零件，如叶轮叶片类零件。通常三轴机床可以实现二轴、二轴半、三轴加工；五轴机床也可以只用到三轴联动加工，而其他两轴不联动。 5、按数控装置的功能水平分类1）经济型数控机床在计算机中一般

22、用一个微处理器作为主控单元，伺服系统大多使用步进电机驱动，采用开环控制方式，脉冲当量为0.010.005m/min,精度较低，功能较简单，基本具备了计算机控制数控机床的主要功能。适用于自动化程度要求不高的场合。2）全功能型数控机床在计算机中采用24个微处理器进行控制，其中一个是主控处理器，其余为从属微处理器。主控微处理器完成用户程序的数据处理、粗插补运算、文本和图形显示等，从属微处理器在主控微处理器管理下，完成对外围设备，主要是伺服控制系统的控制和管理，从而实现同时对各坐标轴的连续控制。全功能型数控机床允许最大速度一般为824m/min, 脉冲当量为0.010.001mm/脉冲，广泛用于加工形

23、状复杂或精度要求较高的工件。3）精密型数控机床精密型数控机床采用闭环控制，它不仅具有全功能型数控机床的全部功能，而且机械系统的动态响应较快。其脉冲当量一般小于0.001脉冲，适用于精密和超精密加工。四、数控机床的加工对象数控机床与普通机床的区别 数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点： （1）适合于复杂异形零件的加工数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。（2）加工精度高、加工质量稳定可靠实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一

24、致性好，质量稳定可靠。（3）高柔性加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统FMS。（4）高生产率数控机床本身的精度高、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 35 倍，对某些复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。（5）劳动条件好机床自动化程度高，操作人员劳动强度大大降低，工作环境较好。（6）有利于管理现代化采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。（7）投资大，使用费用高（8）生产准备工作复杂由于整个加工过程采用程序控制，数控

25、加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。（9）维修困难数控机床是典型的机电一体化产品，技术含量高，对维修人员的技术要求很高。由于数控机床的上述特点，适用于数控加工的零件有：（1）、批量小而又多次重复生产的零件；（2）、几何形状复杂的零件；（3）、贵重零件加工；（4）、需要全部检验的零件；（5）、试制件时。对以上零件采用数控加工，才能最大限度地发挥出数控加工的优势。五、数控机床的发展趋势数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件，为了满足市场的需要，达到现代制造技术对数控机床提出的更高的要求，当前，数控技术及数控机床的发展方向主要体现为以下几方面：1、运行高速化机床向高速

26、化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。 目前，在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到 50008000m/min 以上；主轴转数在30000转/ 分(有的高达10万r/min)以上；工作台的移动速度(进给速度)：在分辨率为1微米时，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1微米时，在24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min 。2、加工高精度化 在机械加工高精度的要求下，普通级数控机床的加工精度已由10m 提高到5

27、m ；精密级加工中心的加工精度则从 35m，提高到11.5m ，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级(0.001微米) ，主轴回转精度要求达到0.010.05 微米，加工圆度为0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。这些机床一般都采用矢量控制的变频驱动电主轴(电机与主轴一体化)，主轴径向跳动小于2m ，轴向窜动小于1m ，轴系不平衡度达到G0.4级。3、功能复合化在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。 4、控制智能化

28、智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动，以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。 智能化的内容包括在数控系统中的各个方面： （1）、为追求加工效率和加工质量的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成； （2）、为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等； （3）、简化编程、简化操作的智能化，如智能化的自动编程，智能化的人机界面等； （4）、智能诊断、智能监控，方便系统的诊断及维修等。 、高可靠性 由于现

29、代数控机床已大量使用高集成度和高质量的硬件，大大降低了数控机床的故障率。数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。 、编程自动化编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。据国外统计：用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为 30：1。数控机床不能开动的原因中，有2030%是由于加工程序不能及时编制出造成的。编程自动化是当今的趋势！思考与练习:1-4、1-7数控车项目一一、练习目的：1、了解数控车削加工的主要对象；2、

30、掌握数控车削加工工艺路线的拟订方法；3、掌握数控加工走刀路线的安排。二、任务1：如下图所示：零件毛坯选用28的棒料，试设计刀具的走刀路线及编制该零件的数控加工工序卡。数控加工工序卡格式如下零件号（题目号）机床类型编制序号加工内容刀具号刀具类型线速度（m/min）背吃刀量（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/ min）刀具偏置三、数控加工工艺设计的主要内容（讲授）1、对零件图样进行分析2、选择加工用数控机床的类型根据第一章数控机床的分类选择3、工件的装夹及夹具的选择 4、加工顺序的安排(见书本第二章第三节P1316)数控加工工步对加工精度和效率有着很大的影响。工步是指在一个安装或工位中，

31、加工表面、切削刀具及切削用量都不变的情况下所进行的那部分加工。因此工步是加工表面、切削刀具及切削用量三不变，变化其中一个就是另一个工步。5、刀具的选择车刀按用途可分外圆车刀、端面车刀、切断刀、镗孔刀、成形车刀和、纹车刀等。常用的车刀的种类和用途如下：（a）90车刀（偏刀）：用来车削工件的外圆,台阶面和端面。（b）45车刀(弯头车刀)：用来车削工件的外圆、端面和倒角。（c）切断刀：用来切断工件或工件上切出的沟槽。（d）镗孔刀：用来车削工件的内孔。（e）成形车刀：用来车削阶台处的圆角,圆槽或车削特殊形状工件。（f）螺纹车刀：用来车削螺纹6、加工路线的设计、计算7、切削用量的选择 8、数控加工工艺文

32、件的编制 四、填写数控加工工序卡（演示）五、学生练习：零件毛坯选用2885mm的铝棒料，试编制该零件的数控加工工序卡并建立工件坐标系。零件号（题目号）补充题2-1机床类型数控车床编制序号工步内容刀具号刀具类型线速度（m/min）背吃刀量（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/ min）刀具偏置1车右端面T145端面车刀35.17140050H12粗车26外圆至26.555mmT290外圆车刀35.1714001003粗车22外圆及R10圆弧至22.5T290外圆车刀33.2814001004粗车12外圆及R5圆弧至12.5T290外圆车刀28.2614001005精车45到角及外轮廓T2

33、90外圆车刀15.70.25400506切断保证长度45T3切断刀33.2840050H2六、任务2：如下图所示：零件毛坯选用40的棒料，试设计刀具的走刀路线及编制该零件的数控加工工艺卡。分析：1刀具设置1号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；2号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；3号刀：宽4mm的硬质合金焊接切槽刀；4号刀：60硬质合金机夹螺纹刀；2工艺路线（1）棒料伸出卡盘外约90mm，找正后夹紧。（2）用1号刀，车右端面。（3）用2号刀，进行零件的轮廓粗、精加工。（4）用3号刀，进行切槽加工。（5）用4号刀，进行螺纹加工。3相关计算（1）各基点、节点坐标值（2）螺纹总切深：h=0.62

34、P=0.93mm；背吃刀量分布：1mm、0.5mm、0.3mm、0.06mm。4加工工艺卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号轴工序号程序编号夹具名称使用设备加工车间三爪卡盘数控实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速S（r/min）进给速度F（mm/min）背吃刀量（mm）备注1车右端面T0120206001001手动2粗车外轮廓T0220206001004.0自动3精车外轮廓T0220201000601.0自动4车螺纹退刀槽T032020300304自动5车螺纹T042020600自动编制审核批准年 月 日第 页共 页七、学生练习：如下图所示：零件毛坯选用40的棒料，试设计

35、刀具的走刀路线及编制该零件的数控加工工艺卡。数控铣项目一一、任务1：如下图所示，零件毛坯为50X15X36的矩形铝块，加工该零件中间的正六边形凸台，试确定该零件的加工路线及编制数控加工工序卡。二、数控加工工艺设计的内容：1、对零件图样进行工艺分析2、毛坯的选择3、选择加工用数控机床的类型4、工件的装夹及夹具的选择 5、刀具的选择6、加工顺序（工序、工步）的安排 7、加工路线的设计、计算8、切削用量的选择 9、数控加工工艺文件的编制 铣削用刀具及其选择1)铣刀的种类：端面铣刀、立铣刀、模具铣刀、键槽铣刀等。2)铣刀的选择：加工较大的平面用端面铣刀；加工侧面、台阶面、凹槽用立铣刀；加工空间曲面、模

36、具型腔、凸模成形表面等选用模具铣刀；加工封闭的键槽、凹型平底型腔时应选用键槽铣刀。 数控加工路线的设计加工路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的顺序，也反映出走刀的顺序。加工路线有时也称之为走刀路线。有些工件由于加工余量大，需要用同一把刀具，在同一转速及进给量下对同一表面进行多次切削，这每一次切削就称为走刀。加工路线是编写程序的依据之一。确定加工路线时应注意以下几点：1、保证工件的加工精度和表面粗糙度要求为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，首先应选择好切入切出的方向：考虑刀具的进、退刀（切入、切出）路线时，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；应避

37、免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面；尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停（切削力突然变化造成弹性变形），以免留下刀痕，如下图所示。 为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。如下图a为用行切方式加工内腔的走刀路线，这种走刀能切除内腔中的全部余量，不留死角，不伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度，而达不到要求的表面粗糙度。所以如采用b图的走刀路线，先用行切法，最后沿周向环切一刀，光整轮廓表面，能获得较好的效果。图c也是一种较好的走刀路线方式。a)路线1b)路线2c)路线3 铣削内腔的三种走刀路线2、尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时

38、间如加工下图a所示零件上的孔系。图b的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工内圈孔。若改用图c的走刀路线，减少刀具空行程的时间，则可节省定位时间近一倍，提高了加工效率。 图a 图b 图c3、使数值计算简单，程序段数量少。例下面的三个路线图，数值计算是从简单到难，程序段数量也越来越多。a)路线1b)路线2c)路线3 铣削内腔的三种走刀路线 数控铣床切削用量的选择方法1）背吃刀量(切削深度)的确定背吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量的要求决定。2）主轴转速的确定与数控车床一样，在背吃刀量和进给速度选定后，可根据合理的刀具耐用度，用计算法或查表法选择数控铣床的切削速度Vc，根据主轴转速与切削速度的关

39、系S=1000vc/d，可算出主轴转速。3）进给速度的确定：它与主轴转速S、铣刀齿数Z及进给吃刀量af的关系为F=afzs进给吃刀量af的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料的强度和硬度越高，af就越小；反之则越大。具体可查表确定。 数控机床坐标系的确定方法1、坐标轴的命名Z坐标轴的规定:方位的规定：Z坐标主轴轴线。若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标轴。 若主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标轴；若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。Z坐标正方

40、向的规定：刀具远离工件的方向。X坐标轴的确定在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。如Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。如Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。Y坐标轴的确定利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在X Z平面，

41、从Z至X，姆指所指的方向为+y。2、机床坐标系与机床原点、机床参考点机床坐标系是机床上固有的座标系，并设有固定的坐标原点，这就是机床原点，又称机械原点，即X=0、Y=0、Z=0的点。它具有唯一性，一般在机床出厂时由厂家设定。机床坐标系一般不作为编程坐标系，它仅作为建立工件坐标系的参考基准。机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的极限点，其固定位置由各轴上的机械挡块来确定。一般数控机床开机后，用控制面板上的“手动反回参考点”按钮使刀具或工作台退回到该点。通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。上图所示为数控车床的参考点与机床原点。3、工件坐标

42、系与工件原点：编程时为了编程的方便，需要在零件图样上选定一个适当的基准点，并以这个基准点作为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，此坐标系称为工件坐标系（或编程坐标系）。此工件坐标系的原点称为工件原点。工件原点是人为设定的，设定的依据是既要符合图尺寸的标注习惯，以要便于编程。零点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。现代数控机床均可设置多个工件座标系，在加工时通过G指令进行设定。 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，为此必须设法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

43、图，一般可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，下表为一种常用格式。数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图零件图号NC01工序号工步号程序号O100机床型号XK5032程序段号N10N170加工内容铣轮廓周边共1页第 页编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切三、数控加工工序卡编制如下：零件号（题目号）机床类型编制序号加工内容刀具号刀具类型线速度（m/min）背吃刀量（mm）主轴转速（r/min）进给速度（mm/ min）刀具偏置1粗铣轮廓120立铣刀2500100102精铣轮廓120立铣刀28008010四、学生练习如下图所示，零件毛坯

44、为100X50X28的矩形铝块，加工该零件中间的凸台轮廓试确定该零件的加工路线及编制数控加工工序卡。五、任务2：给题5-10（P111）的零件确定数控加工工艺，并编制该零件的数控加工工序卡、画出加工外轮廓时刀具的运动路线图。六、学生练习：给下面的零件确定数控加工工艺，并编制该零件的数控加工工序卡、画出加工70mm90mm凸台时刀具的运动路线图。数控车项目二任务1：如下图所示：零件毛坯选用30的棒料，加工后零件不切断，试编制该零件的数控加工程序并模拟运行程序。1、零件的数控加工工艺分析、确定加工路线.2、建立工件坐标系、起刀点.3、数控车床的主要指令介绍：Superman-CNC系统指令主要分为准备功能指令（G指令）、辅助功能指令(M指令)和其它功能指令（F、S、T）等。1）G指令准备功能指令 作用：用来规定机床坐标系、刀具和工件的相对运动轨迹、坐标平面、刀补、刀偏、暂停等多种操作。组成：G后带二位数字组成。从G00G99共有100种模态（续效）指令与非模态指令。常用的G指令见表3-1（P34）2）M指令辅助功能指