第1章数控加工工艺概述
《数控加工工艺及设备》教学教案
《数控加工工艺及设备》教案内容欢迎阅读备注欢迎阅读 《数控加工工艺及设备》教案内容第一章数控加工工艺及设备基础备注第一节机床数控技术与数控加工设备概述一、机床中有关数控的基本概念1．数字控制（数控）及数控技术 一般意义的数字控制是指用数字化信息对过程进行的控制，是相对模拟控制 而言的。
机床中的数字控制是专指用数字化信号对机床的工作过程进行的可编程 自动控制，简称为数控（NC）。
这种用数字化信息进行自动控制的技术就叫数控 技术。
2．数控系统 是实现数控技术相关功能的软硬件模块的有机集成系统，是数控技术的载 体，它能自动阅读输入载体上事先给定的程序，并将其译码，从而使机床运动并 加工零件。
在其发展过程中有硬件数控系统和计算机数控系统两类。
早期的数控系统主要由数控装置、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成，数 字信息由数字逻辑电路来处理，数控系统的所有功能都由硬件实现，故又称为硬 件数控系统（NC 系统）。
3．计算机数控系统 是以计算机为核心的数控系统，由装有数控系统程序的专用计算机、输入输 出设备、可编程逻辑控制器（PLC）、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分 组成，习惯上又称为 CNC 系统。
CNC 系统已基本取代硬件数控系统（NC 系统）。
4．开放式 CNC 系统 国际电子与电气工程师协会提出的开放式 CNC 系统的定义是：一个开放式 CNC 系统应保证使开发的应用软件能在不同厂商提供的不同的软硬件平台上运 行，且能与其它应用软件系统协调工作。
根据这一定义，开放式 CNC 系统至少包括以下五个特征： （1）对使用者是开放的：应可以采用先进的图形交互方式支持下的简易编 程方法，使得数控机床的操作更加容易； （2）对机床制造商是开放的：应允许机床制造商在开放式 CNC 系统软件的 基础上开发专用的功能模块及用户操作界面； （3）对硬件的选择是开放的：即一个开放式 CNC 系统应能在不同的硬件平 台上运行； （4）对主轴及进给驱动系统是开放的：即能控制不同厂商提供的主轴及进 给驱动系统；欢迎阅读 《数控加工工艺及设备》教案内容（5）对数据传输及交换等是开放的。
数控加工工艺
2.1 数控加工工艺基础
（4）在同—次安装中进行的多个工步，应先安排对工件 刚性破坏较小的工步。
（5）为了提高机床的使道工序。
（6）加工中容易损伤的表面(如螺纹等)，应放在加工路线 的后面。
（7）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中 间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。
3）加工顺序的安排
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2.1 数控加工工艺基础
（1）尽量使工件的装夹次数、工作台转动次数、刀具更 换次数及所有空行程时间减至最少，提高加工精度 和生产率。
（2）先内后外原则，即先进行内型内腔加工，后进行外 形加工。
（3）为了及时发现毛坯的内在缺陷，精度要求较高的主 要表面的粗加工一般应安排在次要表面粗加工之前； 大表面加工时，因内应力和热变形对工件影响较大， 一般 也需先加工。
（2）对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。按 此方法划分工步，可以提高孔的精度。因为铣削时切 削力较大，工主件要易内容发生变形。先铣面后镗孔，使其有 一段时间恢复，减少由变形引起的对孔的精度的影响。
（3）按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时 间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提 高加工效率。
2.1 数控加工工艺基础
2）零件各加工部位的结构工艺性应符合 数控加工的特点 （1）统一几何类型或尺寸。 （2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角 半径不应过小。
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2.1 数控加工工艺基础
（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。
图2.6 零件底面圆弧对结构工艺性的影响
（4）应采用统一的基准定位。
数控技术及应用
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数控技术及应用
目录
第一章 绪论 第二章 数控加工工艺 第三章 数控加工编程 第四章 数字控制原理 第五章 计算机数控装置 第六章 数控机床检测装置 第七章 数控机床伺服系统 第八章 数控机床的机械结构 第九章 数控机床故障诊断与维修
第一章 数控机床概述
第一节 数控机床的加工特点及其应用
6)数控机床加工的自动化程度很高，除刀具的进给运动外， 对零件的装夹、刀具的更换、切屑的排除等工作均能自动 完成。 7)采用数控机床加工，能通过选用最佳工艺路线和切削用 量，有效地减少加工中的辅助时间，较大地提高生产效率。 8)在数控机床上加工零件，一般可省去前期划线、中间检 验等工作，通常还可省去复杂的工装，减少对零件的安装、 调整等工作，故能明显缩短加工的准备时间，降低生产费 用。
新型数控车床的空转动时间大为缩短。
第三节 数控车床概述
(3)高柔性 数控车床具有高柔性，适应70%以上的多品 种、小批量零件的自动加工。 (4)高可靠性 随着数控系统的性能提高，数控机床的无故 障时间迅速提高。 (5)工艺能力强 数控车床既能用于粗加工又能用于精加工， 可以在一次装夹中完成其全部或大部分工序。 (6)模块化设计 数控车床的制造采用模块化原则设计。 三、数控车床的组成及布局
第一章
第一节 数控机床的加工特点及其应用
一、数控机床的加工特点 1)能加工超精零件。 2)能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件。 3)能加工普通机床不能(或不便)加工的多种零件。 4)能加工经一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 5)一台数控机床可同时加工两个或多个相同的零件，也可 同时加工多工序的不同零件。
一、数控机床的组成
图1-16 数控机床的组成
第二节 数控机床的组成及工作原理
1.输入装臵 (1)控制介质输入 所谓控制介质就是数控信息的物质载体， 通常有穿孔纸带、磁带、磁盘等；相应的输入装臵是光电 纸带阅读机、录音机、磁盘驱动器等。 (2)手工输入 利用键盘和显示屏，输入控制机床运动和刀 具运动的指令。 (3)直接输入存储器 从自动编程机上、其他计算机上或网 络上，将编制好的加工程序通过通信接口直接输入数控装 臵的存储器，这是现代数控机床的发展趋势。
第一章数控机床概论
第一章数控机床概论第一章数控机床概论1．简述数控机床、数控技巧的全然概念2．简述数控机床的产生过程以及数控技巧的成长趋势3．与传统机床比拟,数控机床有何特点？4．数控机床有哪几部分构成?各部分的感化是什么？5．简述数控机床的加工道理、应用范畴6．按操纵体系的特点数控机床分哪几类？7．按伺服体系的操纵道理数控机床分哪几类？8．什么是点位操纵、直线操纵、轮廓操纵数控机床？第二章运算机数控体系1．CNC体系重要由哪几部分构成？CNC装配重要由哪几部分构成？2．试述CNC装配的工作过程。
3．单微处理器构造的CNC装配与多微处理器构造的CNC装配有何差别？多微处理器构造的CNC装配有哪些全然功能模块？4．共享总线构造的CNC装配与共享储备器构造的CNC装配各有何特点？5．试分析现代CNC装配的硬件构造的特点？6．CNC装配中常用的CPU有哪几类？其特点若何？7．CNC装配中常用的储备器有哪几类？其特点若何？8．CNC装配与机床电气设备之间的接口按功能分为哪几类？各传送什么信息？9．CNC装配的I/O接口电路中常用哪些抗干扰技巧？10．CNC装配的软件构造可分为哪两类？各有何特点？11．中断型构造的软件中，各中断办事法度榜样的优先级是若何安排的？12．CNC装配常用的输入输出设备有哪些？13．CNC装配常用的通信接口有哪些？各有什么特点？14．现代CNC装配的诊断技巧有哪些成长偏向?15．CNC装配的重要技巧指标有哪些？16．简述我国应用较多的几种典范CNC装配的功能和特点？17．何谓刀具长度补偿、刀具半径补偿？其履行过程若何？18．B功能刀具半径补偿与C功能刀具半径补偿的差别在何处？19．什么叫插补？今朝应用较多的插补算法有哪些？20．试述逐点比较法插补的四个节拍，并推导第Ⅱ象限直线插补公式。
21．设欲加工第一象限直线OE、起点坐标为O（0，0），终点坐标为E（11，8），脉冲当量δ＝1，试用逐点比较法插补之并画出插补轨迹。
第1章数控车削加工工艺.ppt
学习目的和要求：
1、了解数控车床的结构以及种类 2、正确分析数控机床加工零件的工艺性 3、掌握数控车床加工工艺的制订 4、学会填写数控加工工艺文件
第 5 章 数控车削加工工艺
本章主要内容如下：
5.1 数控车削加工工艺概述 5.2 数控车削加工工艺的制订 5.3 典型零件数控车削加工工艺分析实例
5.1 数控车削加工工艺概述
5.1.1 数控车床的类型
1．按数控系统的功能和机械结构的档次分
（1）经济型数控车床:一般采用步进电动机驱动的开环控制 系统，结构简单，价格低廉, 一般只能 进行两个平动坐标(刀 架的移动)的控制和联动。
（2）全功能型数控车床:采用闭环或半闭环控制的伺服系统， 可以进行多个坐标轴的控制。具有高刚度、高精度和高效率 等特点。
5.2.4 加工顺序的安排
1．先粗后精
对于粗精加工在一道工序内进行的，先对各表面进行粗加 工，全部粗加工结束后在进行半精加工和精加工，逐步提高加 工精度。 2．先近后远
在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的 部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。 3．内外交叉
对既有内表面（内型、腔），又有外表面需加工的回转体 零件，安排加工顺序时，应先进行外、内表面粗加工，后进行 外、内表面精加工。 4．基面先行
以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工 中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这法适用于零件加工 பைடு நூலகம்易变形或精度要求较高的零件。
轴承内圈精车加工方案
实例分析
【例】 加工如下图所示手柄零件，该零件加工所用坯料为
φ32mm，批量生产，加工时用一台数控车床。试进行工
序的划分及确定装夹方式。
第1章_数控加工工艺分析
零件的数控铣削结构工艺性图例
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1.2 加工方法的选择
• 对于外圆面，可采用车削、磨削加工等方法； • 内孔加工可采用钻、扩、铰、镗、磨等加工方法； • 数控铣或加工中心加工零件的表面为平面、曲面、
轮廓、孔和螺纹等，所选加工方法要与零件的表面 特征、所要求达到的精度及表面粗糙度相适应。下 面，作为重点探讨。
• 平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用 三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。下图为由直线 和圆弧构成的零件平面轮廓ABCDEA，采用半径为R 的立铣刀沿周向加工，虚线ABCDEA为刀具中心的 运动轨迹。为保证加工面光滑，刀具沿PA切入，沿 AK切出 。
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• 三、固定斜角平面加工 • 固定斜角平面是与水平面成一固定夹角的斜面，
不完全定位中只设置与加工要求有关的 支承点，用较少的元件达到定位要求。
平板工件磨平面： 工件只有厚度和 平行度要求，通 过电磁工作台只 限制三个自由度。
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六点定位原理的应用
欠定位--按照加工要求应该被限制的自由度没
有被限制的定位称为欠定位。装夹中不允许有
欠定位。
加工部位
圆柱体工件
a
b
c
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六点定位原理的应用
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六点定位原理
夹具用合理 分布的六个 支承点，分 别限制工件 的六个自由 度，使工件 在夹具中的 位置完全确 定，称为 “六点定位 原理”。
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六点定位原理的应用
完全定位--工件的6个自由度全部被夹具中 的定位元件所限制。
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六点定位原理的应用
不完全定位—根据工件加工表面的不同加工 要求，定位支承点少于6个的定位。
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• 4． 保证基准统一原则 • 有些零件需要在铣完一面后再重新安装
数控加工技术(第4版)第一章
1. 1 数控加工的基本概念
• 1949 年, 帕森斯公司在麻省理工学院 ( MIT) 伺服机构试验室的协助 下开始从事数控机床的研制工作, 经过三年时间的研究, 于 1952 年试 制成功世界第一台数控机床试验性样机。 这是一台采用脉冲乘法器 原理的直线插补三坐标连续控制铣床, 即数控机床的第一代。 1955 年, 美在美国进入迅速发展阶段, 市场上出现了商品化数控机床。 1958 年, 美国克耐·杜列克公司 ( Keaney Trecker) 在世界上首先研 制成功带自动换刀装置的数控机床, 称为 “ 加工中心” ( Machining Center, MC)。
• 数控技术 ( Numerical Control Technology) 是指采用数字控制的方 法对某一个工作过程实现自动控制的技术。 在机械加工过程中使用 数控机床时, 可将其运行过程数字化, 这些数字信息包含了机床刀具的 运动轨迹、 运行速度及其他工艺参数等, 而这些数据可以根据要求很 方便地实现编辑修改, 满足了柔性化的要求。 它所控制的通常是位移、 角度、 速度等机械量或与机械能量流向有关的开关量。 数控的产生 依赖于数据载体及二进制形式数据运算的出现, 数控技术的发展与计 算机技术的发展是紧密相连的。
• 数控系统 ( Numerical Control System) 是实现数控技术相关功能 的软、 硬件模块的有机集成系统。 相对于模拟控制而言, 数字控制 系统中的控制信息是数字量, 模拟控制系统中的控制信息是模拟量, 数 字控制系统是数控技术的载体。
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1. 1 数控加工的基本概念
• 数控技术的发展过程见表 1 - 1。
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1. 1 数控加工的基本概念
机床数控技术 第五版 第一章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
3.半闭环数控机床
1.3 数控机床的分类
第1章 数控技术概论
1.3 数控机床的分类
1.3.4 按功能水平分类
按数控系统功能水平的不同 , 数控机床可分为低 、 中 、 高三档 , 这种 分类方式在我国被广泛使用 。 低 、 中 、 高档的界线是相对的 , 不同时期的 划分标准有所不同 。 就目前的发展水平来看 , 可以根据表 1-2 所列举的功能 指标进行数控系统档次的区分 。 其中 , 中 、 高档一般称为全功能型数控或 标准型数控 。 在我国还有经济型数控的提法 , 经济型数控属于低档数控 ,是 由单片机和步进电动机组成的简易数控系统 , 或者是其他功能简单 、 价格较 低廉的数控系统 。 经济型数控系统主要用于车床 、 线切割机床以及由用户 自行改造的旧机床等 。
数控机床是指装备了计算机数控系统的机床 , 简称 CNC 机床 。
第1章 数控技术概论
1.2 数控机床的组成
3.数控技术(Numerical Control Technology)
数控技术是指用数字化信息对某一对象进行控制的技术 , 被控制对象可以是位移 、 转角 、 速度等机械量 , 也可以是温度 、 压力 、 流量 、 颜色等物理量 , 这些量的量值不仅可以测量 ,而 且可以经 A/D 或 D/A 转换 , 用数字信号来表达或控制 。 数控技术是近代发展起来的一种自动控 制技术 , 是机械加工现代化的重要基础与关键技术 。
早期的计算机运算速度低 , 不能适应数控机床实时控制的要求 , 人们只好 用与门 、 或门 、非门等数字逻辑电路 “ 搭 ” 成一台专用计算机作为数控系 统 , 这就是硬件连接数控 , 简称数控(NC)。 随着电子元器件的发展 , 硬件连接 数控阶段经历了三代 :
数控加工工艺教案
第一章数控加工技术概述备课人：学习本课程的目的1.了解数控机床的产生；2.了解数控机床的发展;课程的主要内容:1-1 数控机床的产生与发展1.数控机床的产生1.1 数控加工技术的内容（1）零件的加工工艺分析——根据零件的材质、几何形貌、加工精度等要求，确定数控机床及刀具的选型（机床的数控轴数目、数控轴的控制形式，刀具的形式如球形刀、平底刀、锥形刀及鼓形刀等，刀具的材质）、并拟定相应的工艺方案。
（2）零件的几何建模——根据零件的实体模型、工程设计图纸或CAD文件等建立零件待加工表面的曲面模型（参数化描述）。
*主要用到图形学、计算机辅助图形学方面的知识，多采用贝齐尔（Bezier）曲面、B样条曲面或非均匀有理B样条（NURBS）曲面进行曲面描述。
*涉及的主要问题有：曲面的拟合精度、曲面的裁剪、曲面片的拼接与偏置、曲面片的过渡与求交等。
*清华大学（孙家广），浙江大学（石教英、谭建荣、柯映林），北京航空航天大学（唐荣锡、朱心雄），电子科技大学（叶尚辉）等。
（3）加工过程规划——加工环节规划（如粗加工，精加工环节），刀具轨迹规划（粗加工刀具轨迹规划，精加工刀具轨迹规划）等。
*涉及的重要问题：刀具轨迹的规划方法，工件加工精度的控制，刀具与工件的干涉检验（切触干涉、刀底干涉和刀杆干涉），刀具的更换，刀具位姿的作业空间检验，加工路径长度的控制，机床进给速率的选定等。
（4）刀具轨迹的生成——根据加工过程规划确定刀位数据（刀具的位姿数据）。
（5）加工过程坊真——对（2）—（4）过程进行计算机图形实体仿真、或刀具轨迹仿真。
（6）机床运动指令生成——由刀位数据以及其它的相关功能（如换刀、刀具主轴控制、加工过程中的检验及冷却润滑等辅助功能要求）生成机床的运动指令。
（7）生成有效的加工代码——根据机床运动指令生成相应的G代码与M代码。
（8）数控系统——接收、解释加工代码，形成机床伺服轴及其它功能部件的运动控制信号。
（9）伺服驱动系统——接受运动控制信号，功率放大，驱动机床伺服轴运动。
数控加工与编程章节习题
数控加工与编程章节习题第一章数控加工技术概述1、（）开环控制系统没有位置反馈，只能应用于精度要求不高的经济型数控系统中。
、2（）半闭环控制系统一般采用角位移检测装置间接地检测移动部件的直线位移。
3、（）数控技术是FMS不可缺少的工作单元，但在CIMS中运用不多。
4、（）全功能数控系统应配置高速、功能强的可编程序控制器。
5、（）数控机床要完成的任务只是控制机床的进给运动，达到能加工复杂零件的要求。
1、数控机床的传动系统比通用机床的传动系统_________。
A、复杂； B、简单； C、复杂程度相同； D、不一定； 2、数控机床的进给运动是由__________完成的。
A、进给伺服系统；B、主轴伺服系统；C、液压伺服系统；D、数字伺服系统； 3、数控折弯机床按用途分是一种_____数控机床。
A、金属切削类；B、金属成型类；C、电加工；D、特殊加工类； 4、只有装备了________的数控机床才能完成曲面的加工。
A、点位控制；B、直线控制；C、轮廓控制；D、 B-SURFACE 控制 5、闭环与半闭环控制系统的区别主要在于_________的位置不同。
A、控制器； B、比较器； C、反馈元件； D、检测元件； 1、数控机床由哪些部分组成？各组成部分有什么作用？2、什么叫点位控制、直线控制和连续控制？它们的主要特点与区别是什么？3、什么叫开环、闭环、半闭环系统？它们之间有什么区别？4、简述数控机床的工作原理。
5、和普通机床控制相比较，数控机床有何特点？控制的对象有哪些？6、简述现代全功能数控系统的特点。
第二章数控机床加工程序编制的基础一、判断题1.（）对几何形状不复杂的零件，自动编程的经济性好。
2.（）数控加工程序的顺序段号必须顺序排列。
3.（）增量尺寸指机床运动部件坐标尺寸值相对于前一位置给出。
4.（）G00快速点定位指令控制刀具沿直线快速移动到目标位置。
5.（）用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为基点。
机械加工工艺基础知识讲解(1)
和工件四个要素组成，它们彼此关联、互相影响。
该系统的整体目的是在特定的生产条件下， 在保证机械加工工序质量的前提下，采用合理的工
艺过程，降低该工序的加工成本。
第九页，编辑于星期日：十三点 四十九分。
（3）机械制造系统
在工艺系统基础上以整个机械加 工车间为整体的更高一级的系统。该 系统的整体目的就是使该车间能最有 效地全面完成全部零件的机械加工任 务。
位。
❖ 简单来说，工件相对于机床或刀具每占据 一个加工位置所完成的那部分工序内容，称
为工位。
第十七页，编辑于星期日：十三点 四十九分。
❖ 右图是在一台三工Ⅰ处装上工件，当该工 件依次通过钻孔工位Ⅱ、扩
孔工位Ⅲ后，即可在一次 装夹后把四个阶梯孔在两 个位置加工完毕。这样， 既减少了装夹次数，又因 各工位的加工与装卸是同 时进行
第二页，编辑于星期日：十三点 四十九分。
1.1 工艺过程的基本概念
1.1.1 生产过程与工艺过程
❖ 生产过程：是指将原材料转变为成品的全过程。 ❖ 工艺过程：在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、
尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的 过程称为工艺过程。
❖ 工艺：就是制造产品的方法。
❖ 机械加工工艺过程：采用机械加工的方法，直接改 变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件 的过程称为机械加工工艺过程。
的，从而节约安装时间使生产率可以大提高。
第十八页，编辑于星期日：十三点 四十九分。
❖ （4）工步
❖ 在加工表面、切削刀具、切削速度 和进给量不变的条件下，连续完成的那一
部分工序内容称为工步。生产中也常称为 “进给”。 ❖ 为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个 加工表面的工步，称为复合工步，也可以看 作一个工步。 ❖ 例如，组合钻床加工多孔箱体孔。
第1章 数控机床概论
第1章数控机床概述学习目标：数控机床是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。
本章主要讲述数控机床的基本概念、数控机床的分类以及数控机床的技术与发展水平等。
本章要求理解并掌握数控机床的基本概念和分类，了解数控技术的发展趋势以及以数控机床为基础的自动化生产系统的发展。
1.1 数控机床的基本概念1.1.1 数控机床及其特点数控（Numerical Control，NC）——数字控制，用数字和符号构成的数字化信息自动控制机床运转的技术。
数控机床（Numerically Controlled Machine Tool ）——采用了数控技术的机床。
数控机床是一种高效、新型的自动化机床，具有广泛的应用前景。
它与普通机床相比具有以下特点：（1）适应性、灵活性好（2）精度高、质量稳定（3）生产效率高（4）劳动强度低、劳动条件好（5）有利于现代化生产和管理（6）使用、维护技术要求高1.1.2 数控机床的组成数控机床的种类很多，但任何一种数控机床主要由控制介质、数控系统、伺服系统和机床主体四部分组成，如图1-1所示。
此外数控机床还有许多辅助装置，如自动换刀装置，自动工作台交换装置自动对刀仪，自动排屑装置及电、液、气、冷却、润滑、防护等装置。
图1-1 数控机床的组成（1）控制介质是指将零件加工信息传送到控制装置中去的程序载体。
（2）数控系统是数控机床的核心。
（3）伺服系统是数控系统的执行机构之一，执行由CNC装置输出的运动指令。
（4）机床主体也称主机，它包括机床的主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件。
（5）辅助装置是数控机床在实现整机的自动化控制中，为了提高生产效率、加工精度、还需要配备许多辅助装置，如液压和气动装置、自动换刀装置、自动工作台交换装置、自动对刀装置、自动排屑装置等。
1.1.3 数控机床的工作过程如图1-2所示，数控机床的加工，首先要将被加工零件图样上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后将加工程序输入到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过处理与计算后，发出相应的控制命令，再通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而完成零件的加工。
第1章数控加工基础教案
第1章数控加工基础教案第1章数控加工基础本章要紧介绍数控加工的基础知识，内容包含数控编程简述、数控机床、数控加工工艺概述、高度与安全高度与走刀路线的选择等。
1.1 数控加工概论数控技术即数字操纵技术（numerical control technology），指用计算机以数字指令方式操纵机床动作的技术。
数控加工具有产品精度高、自动化程度高、生产效率高与生产成本低等特点，在制造业及航天加工业，数控加工是所有生产技术中相当重要的一环。
特别是汽车与航天产业的零部件，其几何外形复杂且精度要求较高，更突出了数控加工制造技术的优点。
数控加工技术集传统的机械制造、计算机、信息处理、现代操纵、传感检测等光机电技术于一体，是现代机械制造技术的基础。
它的广泛应用给机械制造业的生产方式及产品结构带来了深刻的变化。
近年来，由于计算机技术的迅速进展，数控技术的进展相当迅速。
数控技术的水平与普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力与工业现代化水平的重要标志。
1.2 数控编程简述数控编程通常能够分为手工编程与自动编程。
手工编程是指从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序到程序校核等各步骤的数控编程工作，均由人工完成的全过程。
该方法适用于零件形状不太复杂、加工程序较短的情况，而关于复杂形状的零件，如具有非圆曲线、列表曲面或者组合曲面的零件，或者者零件形状虽不复杂，但是程序很长，则比较适合于自动编程。
自动数控编程是从零件的设计模型（即参考模型）获得数控加工程序的全部过程。
其要紧任务是计算加工走刀过程中的刀位点（Cutter Location Point，简称CL点），从而生成刀位数据文件。
使用自动编程技术能够帮助人们解决复杂零件的数控加工编程问题，其大部分工作由计算机来完成，编程效率大大提高，还能解决手工编程无法解决的许多复杂形状零件的加工编程问题。
CA TIA V5数控模块提供了多种加工类型用于各类复杂零件的粗精加工，用户能够根据零件结构、加工表面形状与加工精度要求选择合适的加工类型。
《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。
数控加工的特点、分类与发展
3．特种加工类
这类数控机床包括数控线（电极）切割机 床、数控电火花切割机床、数控电火花成 型机床、带有自动换电极的电加工中心、 数控激光切割机床、数控激光热处理机床 、数控激光板材成型机床、数控等离子切 割机床、数控火焰切割机等。
二、按功能档次分
按控制系统的功能，可把数控机床分为低 档（经济型）、中档、高档三类。
三个档次的数控机床主要区别于以下几个 方面：
1．低档数控机床 2．中档数控机床 3．高档数控机床
1．低档数控机床
低档数控机床的技术指标一般为： 脉冲当量0.01mm~0.005mm，进给速
度4~10m/min，开环步进电机驱动，数 码管或简单CRT显示，主CPU一般为8位 或16位。一般无通信功能。
高档数控机床的技术指标一般为：
脉冲当量0.001~0.0001mm，进给速度 15~100m/min，闭环直流或交流伺服系 统，CRT显示具备中档的功能外，还具有 三维图形显示等，主CPU一般为32位或64 位。有制造自动化协议MAP通信接口，具 有联网功能。
1-4 数控加工技术的发展
一、数控机床的发展概况 二、数控技术的发展方向 三、机械制造系统的发展
二、数控技术的发展方向
现代数控机床及其数控系统，目前大致向 高精度、高速度、高可靠性、高智能化以 及高通信功能等方向发展。
三、机械制造系统的发展
为满足现代化生产日益提高的要求，具有 多功能和一定柔性的现代化生产系统相继 出现，使数控加工技术向更高层次发展。
现代化生产系统主要有柔性制造单元FMC （Flexible Manufacturing Cell），柔性 制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）,计算机集成制造系统CIMS（ Computer Integral Manufactuing System）。
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2、数控加工工艺要求更严密、精确
普通加工工艺
加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。
数控加工工艺
自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考 虑，否则导致严重的后果。
例如
攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满切屑，是否 需要退刀清理一下切屑再继续加工。
普通机床加工可以多次“试切”来满足零件的精度要求， 而数控加工过程严格按规定尺寸进给，要求准确无误。
2 了解
快速原型
计算机集成制造系统（CIMS）
数控加工的概念
数控加工— —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，并输入到数控机床的 数控系统，以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。
数控加工的原理
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。
数控加工概述
机电工程系 授课人 刘健
第一章 数控加工概述
1.1 数控加工工艺系统概述
教学目的：
明确数控加工工艺的概念和内容， 以及在数控加工中的重要作用，同时应 对目前最先进的数控加工技术和加工工 艺有一个整体性和概括性的了解。
第一单元 数控加工工艺概述
学习内容与知识点：
内容
知识点
建议学 学习要求
数控加工工艺设计的主要内容
选择并 确定进 行数控 加工的内容源自数控加 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
由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹 具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。
7、数控加工程序的编写、校验与修改是数控 加工工艺的一项特殊内容
普通工艺中，划分工序、选择设备等重要内容对数控 加工工艺来说属于已基本确定的内容，所以制定数控 加工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析，关键 在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。
6、数控加工工艺的特殊要求
由于数控机床比普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，因此 在同等情况下，数控机床切削用量比普通机床大，加工效率也 较高。
数控机床的功能复合化程度越来越高，因此现代数控加工工艺 的明显特点是工序相对集中，表现为工序数目少，工序内容多， 并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加 工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂。
高速切削
高速加工技术是自上个世纪80年代发展起来的 一项高新技术，其研究应用的一个重要目标是缩短加 工时的切削与非切削时间，对于复杂形状和难加工材 料及高硬度材料减少加工工序，最大限度地实现产品 的高精度和高质量。由于不同加工工艺和工件材料有 不同的切削速度范围，因而很难就高速加工给出一个 确切的定义。目前，一般的理解为切削速度达到普通
复杂表面的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件， 既是编程问题，当然也是数控加工工艺问题。这也是 数控加工工艺与普通加工工艺最大的不同之处。
数控加工与工艺技术的新发展
随着计算机技术突飞猛进的发展，数控技术正不 断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使 其朝着高速化、高精化、复合化、智能化、高柔性化 及信息网络化等方向发展。整体数控加工技术向着 CIMS（计算机集成制造系统）方向发展。
时
数控加工过程
数控加工的概念 数控加工的过程
理解
数控加工工艺概念 与工艺过程
数控加工工艺的概念 数控加工工艺过程的概念
掌握
2
数控加工工艺的主要 内容
数控加工工艺设计的主要内容
重点掌握
数控加工工艺的特点
数控加工工艺与普通加工工艺的区别 及特点
理解
高速切削
高精加工
数控加工与工艺技术 的新发展
复合化加工 控制智能化 互联网络化
在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算 完成的。根据差补原理分析，在数控系统已定 的条件下，进给速度越快，则插补精度越低， 导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度 加工时这种影响非常明显。
5、强调刀具选择的重要性
复杂形面的加工编程通常采用自动编程方 式，自动编程中必须先选定刀具再生成刀具中心 运动轨迹，因此对于不具有刀具补偿功能的数控 机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序只能 推倒重来。
普通加工工艺
许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走 刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经 验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过 多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。
数控加工工艺
所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不 仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其 它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编 程中更需要确定详细的各种工艺参数。
3、制定数控加工工艺要进行零件图形的数学 处理和编程尺寸设定值的计算
编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的 简单再现，在对零件图进行数学处理和计算时， 编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件 的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的 编程尺寸。
4、考虑进给速度对零件形状精度的影响
制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑 进给速度对加工零件形状精度的影响。
机床零点
伺 服 驱 动
数控加工工艺的概念
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。
选择和 设计刀 具、夹 具与量
具
数控加工工艺与普通加工工艺 的区别及特点
由于数控加工采用了计算机控制系统和 数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度 高、精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、 设备使用费用高等特点。在数控加工工艺上也 与普通加工工艺具有一定的差异。
1、数控加工工艺内容要求更加具体、详细