数控加工基础培训教材

Xi2+Yi2= X02+Y02=R2
Y F> 0
RP
F <0
A(X0，Y0）
R
X
②若加工点P(Xi，Yi)正好落在圆弧 外侧，则下式成立:
Xi2+Yi2 > X02+Y02
③若加工点P(Xi，Yi)正好落在圆弧 内侧，则下式成立:
Xi2+Yi2 < X02+Y02
2.数字积分法
数字积分器(又称DDA)简称积分器。 数字积分器的插补方法可以实现一 次、二次，甚至高次曲线的插补， 也可以实现多坐标联动控制。它只 要输入不多的几个数据，就能加工 出圆弧形状较为复杂的轮廓曲线。 作直线插补时，脉冲分布也较均匀。
即先加工平面、定位面，再加工孔； 先加工简单的几何形状，再加工复 杂的几何形状； 先加工精度比较低的部位，再加工 精度要求较高的部位。
工序的划分
加工床脚
以加工后的 床脚为基准 加工导轨面
以导轨面 为粗基准
导轨粗基准的加工
五、顺铣和逆铣加工
只有在某种较高档次的CNC系统才具有 抛物线、螺旋线插补功能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
插补的概念
是指在被加工的轨迹起点和终点之间， 插进许多中间点，并进行数据点的密化 工作，然后用已知线型（直线或圆弧） 逼近。
插补的方法分类：
常用的插补方法有: 逐点比较法 数字积分法 时间分割法 其中最常见的是逐点比较法 ，其原理可
数控加工基础
教学目的：
了解数控加工的基本原理和编程插补运 算的基本方法。
了解数控铣削中要解决的主要工艺问题 以及各种问题的解决方法。掌握数控铣 削工艺拟定的过程、工序的划分方法、 工序顺序的安排和进给路线的确定等工 艺知识。
一、数控编程基本原理
通过把数字化了的刀具移动轨迹信息 （通常指CNC加工程序），传入数控机 床的数控装置，经过译码、运算，指挥 执行机构（伺服电机带动的主轴和工作 台）控制刀具与工件相对运动，从而加 工出符合编程设计要求的零件。
工序的划分
粗精加工分序法
这种分序法是根据零件的形状、尺寸精 度等因素，按照粗、精加工分开的原则 进行分序。对单个零件或一批零件先进 行粗加工、半精加工，而后精加工。
注意： 粗精加工之间，最好隔一段时间，以使 粗加工后零件的变形得到充分恢复，再 进行精加工，以提高零件的加工精度。
工序的划分
按加工部位分序法
定位基准应尽量与工件坐标系的对刀基准重合 必须多次安装时，应遵从基准统一原则
简单的安装形式:
箱体零件加工的安装
(多用于汽车零件加工)
夹具
工件
加工内轮廓时的安装
2.零件的定位、夹紧方式要注意以下 几个方面:
1)应尽量采用组合夹具。当工件批量较大、 精度要求较高时，可以设计专用夹具。
2)零件定位、夹紧的部位应不妨碍各部位 的加工、刀具更换以及重要部位的测量。 尤其要避免刀具与工件、刀具与夹具相撞 的现象。
机床零点
伺 服 驱 动
数控加工工艺过程
数控加工工艺过程是利用切削刀具在数 控机床上直接改变加工对象的形状、尺 寸、表面位置、表面状态等，使其成为 成品或半成品的过程。
数控加工工艺设计的主要内容
选择并 确定进 行数控 加工的
内容
数控加 工的工
艺分析
零件图 形的数 学处理 及编程 尺寸设 定值的
确定
制定数 控加工
工艺 方案
确定工 步和进 给路线
数控加 工工艺 技术文 件的定 型与归
档
首件试 加工与 现场问
题处理
编写、 校验和 修改加 工程序
确定切 削参数
选择数 控机床 的类型
选择和 设计刀 具、夹 具与量
具
二、数控编程插补运算的基本方法。
直线和圆弧是构成工件轮廓的基本线条， 因此大多数CNC系统一般都具有直线和 圆弧的插补功能。
①当点P（Xi，Yi）在直线上，则下 式成立：
②当点P（Xi，Yi）在直线下方，则 下式成立：
③当点P（Xi，Yi）在直线上方，则 下式成立：
(2)第一象限内逐点比较法的圆弧插补
第一象限中，逐点比较法的圆弧插 补计算方法对点P（Xi，Yi）的加工 偏差有以下三种情况。
①若加工点P(Xi，Yi)正好落在圆弧 上，则下式成立:
概括为： 逐点比较，步步逼进
1.逐点比较法
逐点比较法又称区域判别法，它是一种 边判别边前进的方法。这种方法的原理 是：
计算机在控制加工过程中能逐点地计算 和判别加工偏差，以控制坐标进给，并 按规定的图形加工出所需的工件。
Y
A(XE，YE）
F> 0
F=0
P（Xi，Yi）
F <0 X
(1)第一象限内逐点比较法的直线插补
三 、数控加工工艺基础
一个合格的编程员首先应该是一个很好 的工艺员，对CNC机床的性能、特点和 应用、切削规范和标准刀具系统等要非 常熟悉，否则就无法做到全面、周到地 考虑零件加工的全过程并正确、合理地 确定零件加工程序。
1.数控铣削加工工件的安装
数控铣削加工选择定位基准应遵循的原则： 尽量选择零件上的设计基准作为定位基准 定位基准选择要能完成尽可能多的加工内容
3)夹紧力应力求通过靠近主要支承点或在 支承点所组成的三角形内。应力求靠近切 削部位，并在刚性较好的地方。尽量不要 在被加工孔径的上方，以减少零件变形。
不影响进给的装 夹示例
4)零件的装卡、定位要考虑到重复 安装的一致性，以减少基准校正、 对刀时间，提高同一批零件加工的 一致性。一般同一批零件采用同一 定位基准，同一装卡方式。
工序的划分
数控铣削加工工序的划分 刀具集中分序法 粗、精加工分序法 按加工部位分序法
工序的划分
刀具集中分序法
即按所用刀具划分工序，用同一把刀加工 完零件上所有可以完成的部位，在用第二 把刀、第三把刀完成它们可以完成的其它 部位。
特点： 这种分序法可以减少换刀次数，压缩 空程时间，减少不必要的定位误差。
加工中心夹具的确定
对夹具的基本要求：
夹紧机构不得影响进给，加工部位要敞开 夹具在机床上能实现定向安装 夹具的刚性与稳定性要好
四、工序的划分
在CNC机床上特别是在加工中心上加工 零件，工序十分集中，许多零件只需在 一次装卡中就能完成全部工序。
但为了保持CNC机床的精度，延长CNC 机床的使用寿命，降低CNC机床的使用 成本。经过粗加工或半精加工的零件装 卡到CNC机床上之后，机床按规定的工 序一步一步地进行半精加工和精加工。