第六章数控机床加工
数控机床的结构
电主轴
数控回转 工作台
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第六章 数控机床的结构 6.2 数控机床的主传动系统
一、主传动装置
1．数控机床主传动系统的特点 1转速高、功率大 2调速范围宽 3主轴能自动实现无级变速;转速变换迅速可靠 4数控机床的主轴组件具有较大的刚度、较高的精度 和耐磨性能 5在加工中心上;还具有安装刀具和刀具交换所需的自 动夹紧装置;以及主轴定向准停装置;以保证刀具和主 轴、刀库、机械手的准确动作& 6为了扩大机床功能;一些数控机床的主轴能实现C轴 功能主轴回转角度的控制
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第六章 数控机床的结构
6.1 数控机床结构概述
一、数控机床机械结构的主要组成
数控机床的机械结构主要由下列几部分组成：
6.1 概述
1机床的基础部件;包括床身、底座、立柱、横梁、
6.2 数控机床的 主传动系统
滑座和工作台等& 2主传动系统包括主轴部件&
6.3 数控机床的 进给传动系统
刚度&床身导轨倾斜角度有45°、60°和75°;但倾斜角度
太大会影响导轨的导向性及受力情况&
大型数控车床常采用立式床身布局&立式床身的排 屑性能最好；但受自重的影响最大;有时需要加平衡机 构来消除&
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第六章 数控机床的结构
2．数控铣床、加工中心的布局特点
• 1卧式数控镗铣床加工中心的常用布局型式
（b）倾斜床身
（c）立式床身
数控车床常见的布局型式
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第六章 数控机床的结构
水平床身数控车床常用于经济型、普及型数控车床
数控机床编程与操作第三版电加工机床分册第六章 数控电火花成形机床基本操作
工作液循环系统
第一节 电火花成形机床概述
3．工作液循环系统
在电火花放电加工的过程中，不断 产生的金属细屑和炭黑经过一段时间的 积累，会造成液体介质的污染，不利于 放电加工，所以在电火花成形机床上还 安装有过滤器（见图），用以过滤加工 杂质，虽然过滤器不能完全过滤掉金属 细屑和炭黑，但可以在很大程度上改善 电火花成形加工的放电环境。
成形机床的主要构成部分之一， 如图所示为自动进给调节装置， 电极的自动升降由伺服进给系统 控制。
9 第六章 数控电火花成形机床基本液循环系统
在电火花成形加工过程中，通 过液体介质的流动，带走金属细屑 和高温分解出来的炭黑等电蚀产物， 有利于控制电火花加工精度和加工 表面质量。同时，液体介质的流动 还有利于液体介质本身的冷却。工 作液循环系统主要给液体介质提供 循环动力，如图所示。
（3）开机后，如果各项准备 工作均已完成，并且已设置好各项 加工参数，显示屏幕进入正常加工 界面，即可进行加工。
29 第 六 章 数 控 电 火 花 成 形 机 床 基 本 操 作
图1-按下控制面板上的启动按钮 图2-系统操作主界面
第一节 电火花成形机床概述
2.用手控盒操作机床的运动 电火花成形机床手控盒按键说
2.电火花成形机床的日常维护和保养 对于易燃类工作液，使用中要
注意防火，如图所示为手工灭火。
25 第 六 章 数 控 电 火 花 成 形 机 床 基 本 操 作
润滑油箱
第一节 电火花成形机床概述
2.电火花成形机床的日常维护和保养 （4）定期擦拭电火花成形机床的外表面，如控制面板、系统显示器
等。定期检查电气柜以及电气柜进出线处是否有粉尘。如果有粉尘，要及 时擦拭干净。
数控机床技能实训：第六章 FANUC 0i 系统数控车床操作技能实训
(3)单段执行(SBK) 在自动运行的单段模式下，每按下 一次“循环启动”按钮，机床将执行一段程序后暂停。再次按
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第六章 FANUC 0i 系统数控车床操作 技能实训
3．模式选择按钮 如图6.3中的6个模式选择按钮为单选按钮，只能选择按下
其中的一个。
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图6.3
模式选择按钮
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第六章 FANUC 0i 系统数控车床操作 技能实训
1)编辑(EDIT ) 按下该按钮，可以对储存在内存中的程序数据进行编辑操
作。 2)手动数据输入(MDI)
在该状态下，可以在输入了单一的指令或几条程序段后， 立即按下循环启动按钮使机床动作，以满足操作需要。如开机 后的指定转速“S1000 M03；
第六章 FANUC 0i 系统数控车床操 作技能实训
6.1 FANUC 0i系统数控车床的操作面板 6.2 FANUC 0i TA系统数控车床的操作实训 6.3 FANUC 0i数控系统的基本编程指令与格
式
第六章 FANUC 0i 系统数控车床操作 技能实训
6.1 FANUC 0i系统数控车床的操作面板
一、FANUC 0i—TA的操作面板介绍 FANUC系统的数控车床因为它的系列、型号、规格各有不
同，在使用功能、操作方法和面板设置上也不尽相同，即使是 同一数控系统的数控车床，由于生产厂家不同，其面板在设置 上也存在差别，所以在使用前一定要详细学习车床的操作说明 书及相关手册；就其操作方法和功能而言，它们是基本相通和 相同的。
(2)空运行(DRN) 按下该按钮后，在自动运行过程中刀 具按机床参数指定的速度快速运行。该功能主要用于检查刀具 的运行轨迹是否正确。
第六章 数控铣削加工工艺
图6-33 几种常用的成形铣刀
第一节 数控铣削加工工艺的制订
2.铣刀的选择 (1)面铣刀主要参数的选择 标准可转位面铣刀直径为ϕ1 6～ϕ630mm，应根据侧吃刀量ae，选择适当的铣刀直径， 尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，减 小相邻两次进给之间的接刀痕迹和保证铣刀的寿命。
图6-34 面铣刀几何角度的标注
第六章
第一节 数控铣削加工工艺的制订
一、零件的工艺性分析 1.零件的结构工艺性分析 1)检查零件的加工要求，如加工尺寸公差、几何公差及表 面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保证，是否还 有更经济的加工方法或方案。 2)分析零件的形状、结构及尺寸的特点，确定零件上是否 有妨碍刀具运动的部位，是否有会产生加工干涉或加工不 到的区域，零件的最大形状尺寸是否超过机床的最大行程， 零件的刚性随着加工的进行是否有太大的变化等。
第一节 数控铣削加工工艺的制订
3)在零件上是否存在对刀具形状及尺寸有限制的部位和尺 寸要求，如过渡圆角、倒角、槽宽等，这些尺寸是否过于 凌乱，是否可以统一。 4)保证基准统一原则。 5)分析零件的变形情况。 2.零件毛坯的工艺性分析 1)毛坯应有充分、稳定的加工余量。 2)分析毛坯的余量大小及均匀性。 3)分析毛坯的装夹适应性。
第一节 数控铣削加工工艺的制订
图6-3 通用可调气动台虎钳 a)通用可调气动台虎钳 b) 、c)更换调整件 1、2—可更换调整件 3—活动钳口 4—粗调螺杆 5—活塞杆
6—杠杆 7—活塞
第一节 数控铣削加工工艺的制订
图6- 4 通用可调夹具系统 1—基础件 2—立式液压缸 3—卧式液压缸 4、5—销
第一节 数控铣削加工工艺的制订
图6-8 用鼓形铣刀分层铣削变斜角
数控技术及应用第6章 数控机床的电气驱动-步进电动机
工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍；三相单、 步进电机的工作方式可分为：三相单三拍；三相单、 双六拍；三相双三拍等 双六拍；三相双三拍等。“单”是指每次只有一相 绕组通电，“三拍”是指每三次换接为一个循环。
一、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 三相绕组联接方式： （2）三相绕组中的通电顺序为： 三相绕组中的通电顺序为： A相 → B相 → C相 通电顺序也可以为： 通电顺序也可以为： A 相 → C 相→ B 相
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。 相通电使转子1 对齐。
A
B'
A C' B
B'
C' B
A'
C
A'
C
B相通电，转子2、4齿 相通电，转子 、 齿 相通电 相轴线对齐， 和B相轴线对齐，相对 相轴线对齐 A相通电位置转 °； 相通电位置转30° 相通电位置转
C相通电再转 ° 相通电再转30° 相通电再转
（3）工作过程 ） A 相通电，A 方向的磁 相通电，
A
B' 4 1 2 3 A'
通经转子形成闭合回路。 通经转子形成闭合回路。
C' B
若转子和磁场轴线方向 原有一定角度， 原有一定角度，则在磁 场的作用下，转子 场的作用下，
C
被磁化，吸引转子， 被磁化，吸引转子，由于磁力线总是要通过磁 阻最小的路径闭合， 阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产 生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，使转、 生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，使转、 定子的齿对齐停止转动。 定子的齿对齐停止转动。
2、步进电动机
工作原理： 工作原理 ： 步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲 脉冲 线位移或角位移的电动机。每来一个 信号转换成线位移或角位移 线位移或角位移 信号 电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小 段距离。 特点： 特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。 (2)控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3)改变脉冲顺序，改变转动方向。 (4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比。
数控加工教案
数控加工教案第一章：数控加工概述1.1 数控加工的定义1.2 数控加工的分类1.3 数控加工的应用范围1.4 数控加工的优势与劣势第二章：数控加工设备2.1 数控机床的分类与结构2.2 数控机床的主要部件及其功能2.3 数控机床的坐标系统2.4 数控机床的选用与维护第三章：数控编程基础3.1 数控编程的基本概念3.2 数控编程的步骤与方法3.3 数控编程的常用指令与功能3.4 数控编程的注意事项与技巧第四章：数控加工工艺4.1 数控加工工艺的含义与作用4.2 数控加工工艺的制定与分析4.3 数控加工工艺参数的选择4.4 数控加工过程中的常见问题与解决方法第五章：数控编程与操作5.1 数控编程软件的使用与操作5.2 数控机床的操作步骤与注意事项5.3 数控加工仿真与模拟5.4 数控加工过程中的故障排除与优化第六章：数控加工编程实例6.1 平面加工编程实例6.2 立体加工编程实例6.3 复杂零件加工编程实例第七章：数控加工工艺案例分析7.1 轴类零件加工工艺案例7.2 孔类零件加工工艺案例7.3 箱体类零件加工工艺案例7.4 工艺案例的分析与评价第八章：数控加工设备的使用与维护8.1 数控机床的日常使用与维护8.2 数控机床的故障诊断与维修8.3 数控机床的性能优化与升级8.4 数控机床的安全操作与事故预防第九章：数控加工质量控制9.1 数控加工质量的定义与指标9.2 数控加工质量的影响因素9.3 数控加工质量的控制方法与措施9.4 数控加工质量的检测与评价第十章：数控加工技术的应用与发展10.1 数控加工技术在制造业中的应用10.2 数控加工技术在航空航天领域的应用10.3 数控加工技术在汽车制造业的应用10.4 数控加工技术的发展趋势与展望重点和难点解析一、数控加工概述难点解析：理解数控加工与传统加工的区别，掌握数控加工在不同行业中的应用。
二、数控加工设备难点解析：了解数控机床的各类型及特点，理解数控机床坐标系统的建立及应用。
数控加工基础教案——第六章数控机床的操作与维护(劳动版)
(一)、组织教学：(考勤、学习准备等)(二)、复习旧课：自动编程的特点和使用。
(三)、讲授新课：第六章数控机床的操作与维护§6—1 数控机床的操作面板一、操作面板的符号及意义数控机床的操作面板是指数控机床上所配置数控系统的操作与控制面板，面板上具体内容按不同型号、用途的数控系统分别设置。
1、面板上一些英文专用符号及意义如下：（图6—2）（1）COPY（程序复制）：（2）DEL（删除）：（3）LF（ENTER、EOB）：（4）MDI（手动数据输入）：二、操作面板各功能键的使用1、START 启动功能键：启动加工程序运行回启动自动加工的执行。
2、STOP 停止功能键：停止正在执行的指令。
3、PAUSE 暂停功能键：实施硬件暂停，需按动启动键，即可继续运行加工程序。
4、SINGL BLOCK 单段键：按启动键执行一条相应程序段。
5、BLOCK DELET 单段中止功能键：中止单段执行功能，并恢复连续执行方式。
6、AUTO 自动运行方式：机床连续执行加工程序。
7、EDIT 编辑功能键：在编辑方式下，可以键入（输入）加工程序，或对已存储的加工程序进行检索、修改等。
8、MDI 手动资料数据输入功能键：便于对刀及效验加工程序。
9、AUX GRAPH 图形显示功能键：在加工程序经输入后，可通过该功能显示其加工轮廓的图形，或配合有关按键操作后，动态模拟显示其刀具轨迹等内容，初步效验程序的准确性。
§6—2 数控机床常用的操作方法数控机床的种类很多，不同类型的数控机床，其操作方法也不尽相同，下面以金属切削类数控机床为例，着重介绍一些具有共同性的操作方法。
一、机床的移动部件返回参考点1、自动返回参考点操作通过机床内部所设定的“返回参考点键”。
使机床从当前位置自动返回至机床固定原点位置。
2、手动方式返回参考点操作先按回零键，再按各轴方向键，使坐标轴返回参考点位置。
二、手动功能的应用应用手动功能，可进行一些简单运动的操作，如单坐标轴的直线方式快速运动或按指令进给速度进行的切削加工，以便对机床进行调试、对刀及加工程序局部效验。
数控机床电气控制第六章
第六章 检测装置
6.5 光栅 6.5.1 光栅结构与工作原理 无论是长光栅或圆光栅，主要由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。通常，标尺光栅固定在机床活动部 件（如工作台或丝杠）上，光栅读数头安装在机床的固定部件（如机床底座）上，两者由于工作台的移动而 雨相对移动。在光栅读数头中，有一个指示光栅，它可以随光栅读数头在标尺光栅上移动，因此，在光栅安 装时，必须严格保证标尺光栅和指示光栅的平行度要求以及二者之间的间隙（通常取 0.05mm 或 0.lmm）要 求。 1 结构 （1）光栅尺 标尺光栅和指示光栅，统称光栅尺，采用真空镀膜方法光刻上均匀密集线纹的透明玻璃板或长条形金属 镜面。对于长光栅，这些线纹相互平行、距离相等，该间距被称为栅距。对于圆光栅，这些线纹是等栅距角 的向心条纹。栅距和栅距角是决定光栅光学性质的基本参数。常见的长光栅的线纹密度为每毫米 25 条、50 条、 条、 条、 条。 100 125 250 对于圆光栅， 如果直径为 70mm， 一周内的刻线 100～768 条； 如果直径为 110mrn， 一周内的刻线 600～1024 条。但是对于同一光栅元件，其标尺光栅和指示光栅的线纹密度必须相同。
Hale Waihona Puke 第六章 检测装置图 6-3 绝对式光电编码器的结构图 由于绝对式光电编码器转过的圈数由 RAM 保存，所以断电后机床的位置即使断电或断电后又移动过也 能够正常工作。
第六章 检测装置
6.3 感应同步器 6.3.1 感应同步器结构与工作原理 1.结构特点 直线式感应同步器由定尺和滑尺组成，相当于一个展开式的多极旋转变压器，其结构如图 6-4 所示。定 尺和滑尺的基板由与机床线胀系数相近的钢板制成，钢板上用绝缘粘接剂贴有钢箔，利用照相腐蚀的办法做 成图示的印刷线路绕组。感应同步器定尺绕组是一个单向均匀的连续绕组；滑尺有两个绕组，其位置相距绕 组节距（2 ）的 1/4，分别称为正弦绕组和余弦绕组。定尺和滑尺绕组的节距相等，均为 2 ，这是衡量感 应同步器精度的主要参数，工艺上要保证其节距的精度。一块标准型感应同步器定尺长度为 250mm，节距 为 2mm，其绝对精度可达 2.5 m，分辨率为 0.25 m。
数控加工工艺与编程第六章
演讲人：何文
CONTENTS 目录
01 数控车床编程的特点和方法 02 数控车床的对刀 03 数控车床编程实例
6.1数控车床编程的特点和方法
第6章 数控车床的手工编程
数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。车削中心则可在一次装夹中完成更 多的加工工序，大大提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。通 过加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和端面等工序的切削加 工，并能进行车槽、钻孔、铰孔等加工。 数控车床的编程特点
第6章 数控车床的手工编程
(3)有的机床具有主轴恒线速控制(G96)和恒转速控制(G97 )的指令功能，那么，对于 端面螺纹和锥面螺纹的加工来说，若恒线速控制有效，则主轴转速将是变化的，这样加工出 的螺纹螺距也将是变化的，所以，在螺纹加工过程中就不应该使用恒线速控制功能。从粗加 工到精加工，主轴转速必须保持一常数。否则，螺距将发生变化。
第6章 数控车床的手工编程
第6章 数控车床的手工编程
循环过程如图6-8所示X,Z为端平面切削终点坐标值，U,W端面切削终点相对循环 起点的坐标增量。
第6章 数控车床的手工编程
2 切削锥面循环时，编程格式:G94 x(U)_ z(W)_ K_ F 循环过程如图6-9所示，K为端面切削始点至终点位移在Z轴方向的坐标增量，图中轨 协K的方向是Z轴的负方向，值为负，反之为正。
⑤精车之前，如需换精加工刀具，则应注意换刀点的选择。批量小不换刀，批量大换刀。 ⑥a的定位:不要使第一刀切在毛坯表皮上，否则容易崩掉刀。可以允许a=毛坯直径。
第6章 数控车床的手工编程
}2)端面粗加工循环(U}2} (U72与G71均为粗加工循环指令，而G72是沿着平行于X轴进行切削循环加工的，适合加工斋类零件。 如图6-11所示，编程格式为
数控机床技术(第六章数控机床的进给传动系统)
第六章 数控机床的进给传动系统
（2）滚珠丝杠副的特点 1）传动效率高。滚珠丝杠副的传动效率高达92 ％-96％，是普通梯形丝杠的3-4倍，功率消耗减少 2/3-3/4。 2）灵敏度高、传动平稳。 3）定位精度高、传动刚度高。 4）不能自锁、有可逆性。 5）制造成本高。
第六章 数控机床的进给传动系统
第六章 数控机床的进给传动系统
下图所示是静压丝杠副的结构图。
第六章 数控机床的进给传动系统
螺纹面上油腔的连 接形式与节流控制方 式有两种，如图所示。 图 a 中每扣螺纹每侧 中径上开 3-4 个油腔， 每个油腔用一个节流 器控制，称为分散阻 尼节流。图 b 是将分 布于同侧、同方位上 的 3-4 个油腔用一个 节流器控制，称为集 中 阻 尼 节 流 。
第六章 数控机床的进给传动系统
一、滚珠丝杠副
中小型数控机床中，滚珠丝杠副是减少运动部件摩擦 阻力和动静摩擦力之差最普遍采用的结构。
1．滚珠丝杠副工作原理及特点 （1）滚珠丝杠副的工 作原理
滚珠丝杠副是回转 运动与直线运动相互转 换的新型传动装置，是 在丝杠和螺母之间以滚 珠为滚动体的螺旋传动 元件。
在开环、半闭环进给系统中，传动部件的间隙直接影 响进给系统的定位精度，在闭环系统中，它是系统的主要 非线性环节，影响系统的稳定性。常用的消除传动部件间 隙的措施是对齿轮副、丝杠副、联轴器、蜗轮蜗杆副以及 支承部件进行预紧或消除间隙。但是，值得注意的是，采 取这些措施后可能会增加摩擦阻力及降低机械部件的使用 寿命，因此必须综合考虑各种因统
四、双齿轮—齿条副 在大型数控机床（如大型数控龙门铣床）的直 线进给运动中，可采用的另一种传动方式是齿轮— 齿条结构，它的效率高，结构简单，从动件易于获 得高的移动速度和长行程，适合在工作台行程长的 大型机床上用作直线运动机构。但机构的位移精度 和运动平稳性较差。 当负载小时，可采用双片薄齿轮错齿调整法， 分别与齿条齿槽左、右两侧贴紧，从而消除齿侧间 隙。当负载大时，采用顶加负载双齿轮—齿条无间 隙传动机构能较好地解决这个问题。
数控编程——第六章 加工中心的编程
第六章加工中心的编程第一节加工中心编程概述加工中心(Machiningenter)简称MC，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
加工中心最初是从数控铣床发展而来的。
与数控铣床相同的是，加工中心同样是由计算机数控系统(CNC)、伺服系统、机械本体、液压系统等各部分组成。
但加工中心又不等同于数控铣床，加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换刀具的功能，通过在刀库安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现钻、镗、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能。
一、加工中心编程的特点加工中心是将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合起来，并装有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床。
立式加工中心主轴轴线(z轴)是垂直的，适合于加工盖板类零件及各种模具；卧式加工中心主轴轴线(z轴)是水平的，一般配备容量较大的链式刀库，机床带有一个自动分度工作台或配有双工作台以便于工件的装卸，适合于工件在一次装夹后，自动完成多面多工序的加工，主要用于箱体类零件的加工。
由于加工中心机床具有上述功能，故数控加工程序编制中，从加工工序的确定，刀具的选择，加工路线的安排，到数控加工程序的编制，都比其他数控机床要复杂一些。
加工中心编程具有以下特点：1)首先应进行合理的工艺分析。
由于零件加工工序多，使用的刀具种类多，甚至在一次装夹下，要完成粗加工、半精加工与精加工、周密合理地安排各工序加工的顺序，有利于提高加工精度和提高生产效率；2)根据加工批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。
一般，对于加工批量在10件以上，而刀具更换又比较频繁时，以采用自动换刀为宜。
但当加工批量很小而使用的刀具种类又不多时，把自动换刀安排到程序中，反而会增加机床调整时间。
3)自动换刀要留出足够的换刀空间。
有些刀具直径较大或尺寸较长，自动换刀时要注意避免发生撞刀事故。
4)为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便于操作者在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。
机床加工工艺学第四版教学课件第六章数控加工
1）所选的原点应便于数学计算，能简化程序的编
制。
2）编程原点应选在容易找正、在加工过程中便于
检查的位置上。
3）编程原点应尽可能选在零件的设计基准或工艺
基准上，以使加工引起的误差最小。
四、加工程序的格式
数控程序是由多个程序段组成，每个程序段是由若
干个代码和数字组成，而字母、数字
和符号又统称为字符。例如：
控车床、曲轴数控车床等。
三、数控车床的相关设定
1.数控车床的坐标轴确定
经济型数控车床的坐标轴方向
全功能型数控车床的坐标轴方向
2.机床坐标系和编程坐标系
（1）机床坐标系（XOZ）与机床原点（O）。
（2）编程坐标系（XpOpZp）与编程原点（Op） 。
数控车床编程坐标系与机床坐标系
编程原点的选择原则如下：
G43 H
；（刀具长度补偿“+”）
G44 H
；（刀具长度补偿“-”）
G49；（取消刀具长度补偿）
刀具长度补偿
3.钻孔固定循环指令（G80、G73、G81、G83）
（1）固定循环的平面。
1）初始平面（G98）。
2）R参考平面（G99）。
（2）固定循环编程格式。
1）高速深孔钻循环与深孔钻循环
格式：G73/G83 X
（2）G72端面粗车循环。
格式：G72 W（Δd）R（e）；
G72 P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F S T ；
（3）G73成形加工复合循环。
格式：G73 U（d）W（k）R（e）；
G73 P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F S T ；
（4）G70精车固定循环
格式：G70 P（ns）Q（nf）；
《数控机床与编程技术》电子教案
《数控机床与编程技术》电子教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展1.2 数控机床的组成及工作原理1.3 数控机床的分类及特点1.4 数控机床的应用领域第二章：数控编程基础2.1 数控编程的基本概念2.2 数控编程的步骤与方法2.3 数控编程的常用指令2.4 数控编程的坐标系与坐标变换第三章：数控机床的加工工艺3.1 数控加工的基本原理3.2 数控加工工艺参数的选择3.3 数控加工路径的规划与优化3.4 数控加工中的刀具补偿与切削参数调整第四章：数控编程实例解析4.1 二维轮廓加工编程实例4.2 三维曲面加工编程实例4.3 复杂零件加工编程实例4.4 自动化生产线编程实例第五章：数控机床的维护与故障诊断5.1 数控机床的日常维护与保养5.2 数控机床常见故障及诊断方法5.3 数控机床故障排除与维修实例5.4 数控机床的安全操作与事故预防第六章：数控机床的操作与调试6.1 数控机床的操作界面及功能6.2 数控机床的操作步骤与技巧6.3 数控机床的调试与参数设置6.4 数控机床操作中的安全注意事项第七章：数控系统的参数设置与优化7.1 数控系统的主要功能与结构7.2 数控系统的参数设置方法7.3 数控系统的优化与调试7.4 数控系统常见故障分析与解决方法第八章：数控机床的精度检测与补偿8.1 数控机床精度检测的基本原理8.2 数控机床精度检测的方法与设备8.3 数控机床误差的分析与补偿8.4 提高数控机床加工精度的措施第九章：数控机床的自动化与智能化9.1 数控机床自动化的基本概念9.2 数控机床自动化系统的组成与功能9.3 数控机床智能化的技术途径与实现9.4 数控机床自动化与智能化的发展趋势第十章：数控机床的应用与发展10.1 数控机床在制造业中的应用案例10.2 数控机床技术的创新与发展10.3 数控机床行业的发展现状与趋势10.4 数控机床技术在未来的挑战与机遇重点和难点解析重点环节1：数控机床的定义与发展解析：了解数控机床的基本概念、发展历程和现状对于理解后续章节至关重要。
《数控加工编程与操作》教学教案
《数控加工编程与操作》教学教案第一章：数控加工概述1.1 教学目标让学生了解数控加工的定义、特点和应用领域。
让学生掌握数控加工的基本原理和流程。
1.2 教学内容数控加工的定义和特点数控加工的应用领域数控加工的基本原理数控加工的流程1.3 教学方法讲授法：讲解数控加工的定义、特点和应用领域。
案例分析法：分析具体的数控加工应用案例。
1.4 教学评价学生参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况。
学生理解度：通过提问和小组讨论评估学生对数控加工基本原理的理解。
第二章：数控编程基础2.1 教学目标让学生了解数控编程的基本概念和常用代码。
让学生掌握数控编程的基本步骤和注意事项。
2.2 教学内容数控编程的基本概念数控编程常用代码数控编程的基本步骤数控编程的注意事项2.3 教学方法讲授法：讲解数控编程的基本概念和常用代码。
实操演示法：演示数控编程的基本步骤和注意事项。
2.4 教学评价学生参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况。
学生理解度：通过提问和小组讨论评估学生对数控编程基本概念的理解。
第三章：数控机床与刀具选择3.1 教学目标让学生了解数控机床的分类和结构。
让学生掌握刀具选择的原则和方法。
3.2 教学内容数控机床的分类和结构刀具选择的原则刀具选择的方法3.3 教学方法讲授法：讲解数控机床的分类和结构。
实操演示法：演示刀具选择的原则和方法。
3.4 教学评价学生参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况。
学生理解度：通过提问和小组讨论评估学生对数控机床和刀具选择的理解。
第四章：数控加工工艺与参数设置4.1 教学目标让学生了解数控加工工艺的基本概念和步骤。
让学生掌握数控加工参数设置的原则和方法。
4.2 教学内容数控加工工艺的基本概念和步骤数控加工参数设置的原则数控加工参数设置的方法4.3 教学方法讲授法：讲解数控加工工艺的基本概念和步骤。
实操演示法：演示数控加工参数设置的原则和方法。
4.4 教学评价学生参与度：观察学生在课堂上的积极参与情况。
最新中职机械专业教材机械CAD-CAM教案：6.1数控铣加工基础(加工制造类)机械制造与控制)
机械CAD/CAM电子教案第六章机械CAD/CAM中的数控加工[课题编号]18-6①[课题名称]数控铣加工基础[教材版本]周玮主编、全国中等职业教育教材审定委员会审定。
北京：高等教育出版社，2002[教学目标与要求]1、了解机床和CAXA-ME软件中的坐标系；2、掌握零件装夹和找正的方法；3、对所列基本概念有详细的了解和掌握。
[教学重点、难点]1、零件的装夹和找正；2、加工方式、刀具参数、刀具轨迹和刀位点、切削用量等基本概念的学习和掌握。
[分析学生]本节课是数控铣加工的基础，需要同学们对知识点有全面和正确的理解，培养同学们的学习兴趣，为后面机械CAD/CAM数控加工的应用打好基础。
[教学思路设计]现场参观引导理论学习，实践演示和练习加强理解[教学资源]多媒体课件[教学安排] 90分钟[教学过程]一、新课导入（5～10分钟）导入：机械CAD/CAM中数控加工的重要性→基本知识的学习和了解二、讲解与示范（65～70分钟）（一）机床坐标系机床坐标系包含机床坐标系和工作坐标系。
机床坐标系：数控加工中系统中的绝对坐标系。
机床坐标系在加工过程中作为其他坐标系的参照坐标系。
数控机床再启动后应当先校正机床的坐标系原点。
工作坐标系：是设置在被加工零件上的坐标系，它建立在机床坐标系之下，可以有任意多个。
CAXA-ME软件中提供了两种坐标系：绝对坐标系和用户坐标系。
CAXA软件中的绝对坐标系和机床的绝对坐标系都属于原始参照坐标系。
在机床的数控编程中使用坐标系只能是机床工作坐标系。
（二）零件装夹与校正零件装夹：将被加工零件固定到机床的工作台上，使其在加工过程中与工作台之间不发生位移。
零件校正：在装夹过程中，使被加工零件用于基准的方向与数控机床的基准方向建立联系的过程。
零件的装夹和找正很重要：①零件必须装夹可靠，绝不允许加工过程中零件由于装夹不紧松动；②找正方法：零件装夹在机床工作台上，注意放置方向应当与加工时工作坐标方向相符，机床主轴上安装一个千分表，表的触针顶住被加工零件的一个边，如x轴方向的某边。
机械CAM 第6章-数控加工程序的后置处理
重庆大学机械学院
数控加工程序的后置处理
6.1基本概念 6.2后置处理的一般过程 6.3后置处理算法简介 6.4通用后置处理系统的原理及实现途径
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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一. 基本概念
刀位文件(CLS —— Cutter Location Source file) :使用自
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一. 基本概念
3.后置处理过程框图
开始
Y
退出
N
现代设计与集成代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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二.后置处理的一般过程
数控后置处理的任务是要把刀位文件转换成数控机床 所能接受的加工程序，后置处理软件就是要完成加工程序 中各类程序段的编排，包括： 1. 生成加工程序起始段 2. 编辑生成起刀点位置段 3. 编辑生成启动机床主轴、换刀、开关冷却液等程序段 4. 各类刀具运动程序段
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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二.后置处理的一般过程
计算机程序实现后置处理步骤 1).判断走刀类型。
如果走直线，输出G01代码；如果走圆弧，输出G02代码或G03代码。
2).计算Ｇ功能后对应点的坐标值。
(X、Y、Z、I、J、K)，并注意是增量还是绝对坐标编程。
3).将上述数据尾数圆整化。
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
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二.后置处理的一般过程
4. 各类刀具运动程序段 其中各类刀具运动程序段的编辑构成了后置处理软件的主 要内容，通常有：
1). 刀具走直线程序段（有刀补或无刀补） 2). 刀具走圆弧程序段（有刀补或无刀补） 3). 刀具空走（无切削的空行程）程序段 4). 刀具上升(抬刀)程序段 5). 刀具下降(下刀)程序段
五轴联动加工中心操作与基础编程 第六章 多轴数控加工技术
处理等过程进行评价
4．能针对程序中的错误，分析
5．进行本情境工作学习的总结 出错的可能原因，并提出改进意 见
加工仿真检查的类别
1. CAM软件内嵌的仿真检查功能模块 通常可进行线架形式和3D实体形式的仿真验证检查。实体仿真用 于加工结果的直观检查，而线架仿真用于刀路轨迹的细致分析。
2.第三方开发的专业仿真检查软件
刀路程序的优化与调整
曲面加工NC输出的过滤控制
刀路程序的优化与调整
曲面加工大程序输出的分割控制
1）人工分割 注意程序头尾，重新添加提刀和下刀、加刀长补偿、关 停主轴和冷却液等指令。重复小但易出错。 2）刀路分割 调整刀路加工区间范围。包括深度分解、重构边界或调 整边界余量大小。可能有重复但不易出错。
由CAM软件与机床厂家之外的第三方所开发的仿真软件 可面向CAM编制的NC程序，能检查后置的合理性
3.机床厂家开发的在机仿真检查功能模块 作为功能模块内嵌在数控机床控制软件中的在机仿真检查 大多都只能提供线架形式的仿真，只有使用PC-NC及Windows系 统的机床才有3D实体仿真。 在机仿真与机床的实际运动相配合，真实可信度最高。
方法3：使用平行到曲面五轴刀路方法，刀路切削方式参数参照图示设置。
五轴定向加工的CAM刀路设计
六、前侧矩形槽锥壁面五轴加工的刀路设计。
方法3：使用平行到曲面五轴刀路方法，刀轴控制参数参照图示设置。
综合数控加工及工艺应用
单元六 6.2程序仿真检查及优化
单元学习任务与目标
单元学习任务பைடு நூலகம்
单元学习目标
1．学习基于NC程序的仿真检 1．熟悉基于NC程序仿真检查软
CAM内嵌刀路仿真查错不出的案例之二
三轴联动斜向提刀致撞刀，旧版CAM仿真未检出错误！
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第六章 数控机床加工
6.2 数控机床加工特点
一、数控机床在加工方面的特点 1．精度高 主要表现为以下几点。 (1) 数控机床的机床结构具有很高的刚度和热稳定性，并采 取了减小误差的措施。 (2) 数控机床的传动系统采用无间隙的滚珠丝杠、滚动导轨 、零间隙的齿轮机构等，大大提高了机床传动刚度、传动精 度与重复精度。 (3) 数控系统的误差补偿功能消除了系统误差。 (4) 数控机床是自动加工，消除人为误差，提高同批零件加 工尺寸的一致性，加工质量稳定。
(1)开环控制伺服系统。 (2)闭环控制伺服系统 (3)半闭环控制伺服系统
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
三、伺服系统 3．伺服系统检测元件 (1)直线型检测元件 它主要是对机床直线位移量 进行检测
磁尺工作示意图
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
三、伺服系统 3．伺服系统检测元件 (2)回转型的检测元件 通过间接测量工作台直线位移相关的 回转运动，来间接取得工作台的直线位移量。
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例 8．T指令的刀具补偿功能
加工工件时，可以按刀 架中心位置编程，即以刀架 中心A作为程序的起点
刀具位置补偿
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
四、数控编程的种类 1.手工编程 是由编程人员根据零件图纸和工艺 要求，编制出在数控机床上能够运行的 一系列指令的过程 (1) 确定工艺过程 (2) 计算加工轨迹和尺寸 (3) 编写程序清单并校验 (4) 输入程序清单的内容 (5) 数控程序的校验和试切 (6) 首件试切
1．G92 工件坐标系设定指令。 例1：N0010 G92 X250 Z350
例2：N0020 G92 X250 Z10
建立工件坐标系
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例
2．G00 快速点定位指令。 例1 N0030 G00 X100 Z300
例2 N0040 G00 U-20
脉冲信号转换成机械位移 量的执行元件。
(4)直线电机 相当于旋
转电机的“鼠笼”沿其圆 周展开，将旋转电机的定 子绕组与移动部件联接在 一起，电机的转子与固定 部件联接在一起。在驱动 装置的控制下实现直线往复运动，这是一种新型的电机。
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
三、伺服系统 2．伺服系统的分类
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 1．数控机床的坐标系 (1)标准坐标系统
车床标准坐标系
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 1．数控机床的坐标系 (2)工件坐标系 编程时使用的坐标系统。
工件坐标系
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
(2)直接输入方式 零件加工程序在上级计算机中生成，以计 算机与数控装置直接通讯的方式传输程序，CNC系统一边加 工一边接收来自上级计算机的后续程序段。
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
一、输入与输出装置 2．输出装置 输出装置有数码管(LED)显示，视频显示器(CRT)，液晶 显示器(LCD)，输出接口等。通过软件与接口，可以在显示 器上显示程序、加工参数、各种补偿量、坐标位置、故障信 息。可以采用人机对话编辑加工程序、零件图形、动态刀具 轨迹等。先进的数控系统有丰富的显示功能，如具有实时图 形显示、PLC梯形图显示和多窗口的其它显示功能。
2)编程过程以人、机对话方式交互完成。 3)图形交互式自动编程是通用的软件，在通用的计算机上 运行，不需要专用的编程机。
第六章 数控机床加工
6.4 数控编程实例
一、数控铣削加工的程序编制实例
凸轮零件图
第六章 数控机床加工
6.4 数控编程实例
一、数控铣削加工的程序编制实例 材料为45钢，毛坯尺寸为60×70×8。数控程序编制的步 骤如下： 1．工艺分析 考虑到铣削力 的影响，在离Φ14 孔30mm处钻一个 Φ5的孔作为工艺 孔，该孔与底座的 短销配合，使工件 在铣削时不至于偏 转
圆弧插补方向示意图
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例 5．G32，G33 螺纹指令。公制螺纹导程的单位用毫米；英制螺纹为牙/ 英寸。 例1 N0100 G33 W-50 F1.5 例2 N0110 G32 W-50 F11
6．M00 程序暂停指令 7．M02 程序结束指令
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
五、数控机床的辅助装置 辅助装置作为数控机床的配套部件，是保证充分发挥数 控机床功能所必需的配套装置。常用的辅助装置有： 1.气动、液压装置 应用气动、液压系统，使机床完成自动换刀所需的动作 ，实现运动部件的制动和滑移齿轮移动变速、完成工作台的 自动夹紧、松开，工件、刀具定位表面的自动吹屑等辅助功 能。 2.排屑，冷却、润滑装置 3.回转工作台和数控分度头 4.防护、照明等装置
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
二、数控系统 2.直线控制系统
直线运动控 制系统通常在坐 标轴运动的同时 进行切削加工， 坐标轴的驱动要 承受切削力。
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
二、数控系统 3.轮廓控制系统 两个或两个以 上的坐标轴根据指 令要求协调地运行 。指令中指明运动 轮廓曲线的类型并 指出下一点的位置 和移动至该位置的 进给速度。
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
一、输入与输出装置 1．输入装置 将数控指令传输给数控系统的装置。 (1)手动输入 由操作者将数控程序直接输入数控系统中。手 动输入方式有：
1)操作者在数控装置操作面板上用键盘输入加工程序的指令，称为 MDI(Manual Data Input)功能。 2)在控制装置编辑状态下，用软件输入加工程序，并存入控制装置的存 储器中，称为EDIT功能。 3)在具有会话编程功能的数控装置上，按照显示器上提示，以人机对话 的方式，输入有关的尺寸数值，就可自动生成加工程序。
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
二、数控加工程序的代码及其功能 2．M代码 辅助功能代码。它有M00至M99共100种代码。
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
二、数控加工程序的代码及其功能 3．T代码 刀具功能代码
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例
工件快速移动指令
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例
3．G01 直线插补指令。 例1 N0050 G01 Z100 F200
例2 N0060 G01 U-10 W-40 F150
直线插补运动指令
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
三、代码使用举例 4．G02，G03 圆弧插补指令。 G02为顺圆弧，G03为逆圆弧
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 2．数控程序的结构 (2)程序段的格式 是指程序段中的字母、符号、数据的排列形式。又称字 地址程序段格式。程序段中地址字符排列顺序是：
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
二、数控加工程序的代码及其功能 1．G代码
准备功能代码， 它由地址G和后在 的两位数组成，从 G00-G99共100种。
回转型检测元件示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
四、数控机床主机 1．机床床身结构 是数控机床的主要基础件，起着支承和导向的作用。要 求采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。
普 通 机 床
数 控 机 床
不同结构的机床床身示意图
第六章 数控机床加工
6.1 数控机床的基本组成
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 2．数控程序的结构 (1)数控程序的组成 完整的数控程序由程序号、程序内容、程序结束等组成 。例如
% 0001 程序号 N010 G92 X40 Y30 程序内容 N020 G90 G00 X28 S800 M03 N030 G01 X-8 Y8 F200 N040 X0 Y0 N050 X28 Y30 N060 G00 X40 N065 M05 程序内容 N070 M02 程序结束
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
四、数控编程的种类 2．自动编程 (1)APT(Automatically Programmed Tools)语言编程系统
通过对刀具轨迹的 描述来实现计算机辅助 编程的系统。
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
四、数控编程的种类 2．自动编程 (2)图形交互式自动编程 图形自动编程有以下几个显著的优点： 1)不需要进行复杂的坐标数值计算。
一、数控程序编制的基本知识 1．数控机床的坐标系 (3)绝对坐标与相对坐标 1)绝对坐标 所有坐标点的坐标值均从某 一固定坐标原点计量。 2) 相对坐标 运动轨迹终点坐标是相对于 起点计量，称为相对坐标，又 称为增量坐标。
工件坐标系
第六章 数控机床加工
6.3 数控加工程序编制
一、数控程序编制的基本知识 1．数控机床的坐标系 (4)工件原点偏置 工件安装在 机床上，工件原 点与机床原点间 的距离，称为工 件原点偏置。
第六章 数控机床加工
6.2 数控机床加工特点
一、数控机床在加工方面的特点 2．能加工形状复杂的零件 采用二轴以上联动的数控机床，可以加工母线为曲线的 旋转体、凸轮、各种复杂空间曲面的零件，能完成普通机床 难完成的加工。