数控铣床及加工中心基本工作原理
数控铣床的工作原理【详述】
数控铣床的工作原理内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.一．数控铣床的定义数控铣床是在普通铣床上集成了数字控制系统，可以在程序代码的控制下较精确地进行铣削加工的机床。
数控铣床分为不带刀库和带刀库两大类，其中带刀库的数控铣床又称为加工中心。
数控铣床加工范围主要包括：1.平面加工：数控机床铣削平面可以分为对工件的水平面(XY)加工，对工件的正平面(XZ)加工和对工件的侧平面(YZ)加工。
只要使用两轴半控制的数控铣床就能完成这样平面的铣削加工。
2.曲面加工：如果铣削复杂的曲面则需要使用三轴甚至更多轴联动的数控铣床。
二．数控铣床的组成部分数控铣床的基础件包括：数控铣床的基础件通常是指床身、立柱、横梁、工作台、底座等结构件，其尺寸较大（俗称大件），“井”构成了机床的基本框架。
其他部件附着在基础件上，有的部件还需要沿着基础件运动。
由于基础件起着支撑和导向的作用，因而对基础件的本要求是刚度好。
除了基础件，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：1、辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
2、主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
3、控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。
4、机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。
5、进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。
三．数控铣床的工作原理数控原理涉及到的内容特别多：如数控系统的总成，结构、机床插补运行的过程、位置反馈检测的过程、原理电机的种类、工作特性等、PLC的工作方式！简言之就是：工作原理是数控装置内的计算机对以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后，向机床进给等执行机构发出命令，执行机构则按其命令对加工所需各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制，从而完成工件的加工。
加工中心工作原理
加工中心工作原理
加工中心是一种用数控技术实现自动化加工的机床。
其工作原理主要由以下几个方面构成：
1. 数控系统控制：加工中心通过数控系统控制各个轴的移动，以实现工件的精确加工。
数控程序含有加工中心具体加工过程的指令，通过数控系统将这些指令转换为电信号，控制伺服驱动器驱动工作台、主轴等部件的运动。
2. 主轴转速控制：加工中心的主轴是用于切削工件的关键组成部分。
主轴的转速需要根据加工需求进行调节，并保持稳定。
通常，电机驱动主轴的转动，而数字式变频器则通过调整电机的输入频率和电压来控制主轴的转速。
3. 刀库和刀具切换：加工中心通常配备了多个刀库和刀具，用于不同工序的加工需求。
数控系统会根据加工程序的要求，通过刀库和换刀装置实现在线自动换刀，以确保在加工过程中及时选择适当的刀具。
4. 多轴运动：加工中心通常具备多个轴向的运动系统，如X、Y、Z轴等。
数控系统通过控制这些轴的运动来实现工件加工
的各种轴向移动和位置控制，从而达到所需的加工效果。
5. 自动量测装置：加工中心通常配备有自动量测装置，用于实时监测工件的尺寸精度。
数控系统可以通过与量测装置的联动，实现在线量测和反馈，以便及时调整工件加工的精度和准确度。
综上所述，加工中心的工作原理是通过数控系统控制主轴转速、刀库和刀具切换、多轴运动等关键操作，实现对工件的自动化加工。
通过不同部件的协调配合，加工中心能够实现高效、精确和灵活的加工过程。
数控机床工作原理简述
数控机床工作原理简述
数控机床是一种通过计算机控制机床工作的自动化设备。
其工作原理主要包括以下几个方面。
首先，数控机床通过接收计算机发送的指令来控制工作过程。
计算机会将需要加工的工件信息输入到数控机床的控制系统中，控制系统会根据这些信息生成相应的加工程序。
其次，数控机床的控制系统会将加工程序转化为机床能够理解的形式，这一步叫做解译。
解译过程将加工程序中的指令翻译为机床能够识别的运动控制指令，如进给运动、主轴转速等。
然后，数控机床的控制系统将解译后的运动控制指令发送给驱动系统。
驱动系统根据接收到的指令来控制伺服电机、变频器等执行器，实现机床各个部件的运动。
最后，机床的各个部件按照控制系统发送的指令进行相应的运动。
例如，进给轴会按照指定的速度进行直线或圆弧插补运动，主轴会按照设定的转速旋转，实现对工件的加工。
总的来说，数控机床通过计算机控制系统将加工程序转化为机床能够理解的指令，驱动各个执行器实现机床部件的运动，从而实现对工件的精确加工。
这种工作原理不仅提高了加工效率和精度，并且减少了人为操作的错误。
数控机床工作原理及组成
数控机床工作原理及组成1．1．1 数控机床工作原理数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。
具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。
1．1．2 数控机床的种类由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。
①金属切削类数控机床。
金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。
②金属成形类数控机床。
金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床与数控压力机等。
③数控特种加工机床。
数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。
1．1．3 数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。
图1—1是数控机床的硬件构成。
(1)输入与输出装置输入与输出装置是机床数控系统与操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备．输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。
目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体第1页为磁盘、穿孔纸带。
输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。
输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。
显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。
(2)数控装置(CNC装置)数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件与软件两部分组成的。
它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算与逻辑处理后，输出各种信号与指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。
加工中心工作的原理
加工中心工作的原理
加工中心是一种高效率、高精度的机械加工设备，其工作原理如下：
1. 控制系统：加工中心配备了先进的数控系统，通过编程控制机床的运动和操作。
操作员可以通过输入指令，控制机床的加工过程和参数。
2. 主轴和刀具：加工中心通常配备了多轴主轴，可以进行高速旋转和切削。
刀具安装在主轴上，通过刀具的切削运动，将工件进行加工。
3. 工作台：工作台是加工中心的一个重要部件，用于夹持和固定工件。
工作台可以进行多轴运动，使工件在不同方向上进行加工。
4. 自动换刀系统：加工中心通常配备了自动换刀系统，可以根据加工需要自动更换不同的刀具。
自动换刀系统可以提高加工效率和灵活性。
5. 冷却系统：加工中心通常配备冷却系统，用于冷却刀具和工件，以防止过热和损坏。
6. 编程和运动控制：操作员通过编程控制加工中心的运动和操作。
编程可以使用CAD/CAM软件生成，也可以手动编写。
编程包括设定刀具路径、加工深度、切削速度等参数。
7. 监测和检测：加工中心通常配备监测和检测设备，可以实时监测加工过程中的温度、振动等参数，以保证加工质量和安全。
总之，加工中心通过控制系统、主轴和刀具、工作台等部件的协同工作，实现高精度、高效率的机械加工。
加工中心进给系统的工作原理
加工中心进给系统的工作原理加工中心进给系统是加工中心最重要的部分之一，它的作用是控制加工中心的工作过程，确保加工精度和效率。
该系统的基本工作原理是将电动机的转速通过传动装置转换为切削刀具的进给速度。
这一过程经过一系列的控制和反馈，最终达到加工件上所需的加工精度和形状。
进给系统通常由以下几个组成部分构成：电机、传动装置、运动控制系统和辅助系统。
电动机是推动整个系统的心脏，通过负责旋转主轴的电机来驱动切削刀具的进给。
传动装置是实现电机和切削刀具之间转速和力矩的传递的零部件。
传动装置通常包括扭转弹性元件、减速器和丝杆等。
运动控制系统是进给系统的核心，它负责将电机转速和传动装置速度相匹配，并且接收由工作台坐标系统、编程系统和测量跟踪系统等传来的指令，控制切削刀具的进给速度。
运动控制系统的基本功能是测量工件和刀具之间的间距，接收指令，并将切削刀具的速度、位置和方向转换为电机转速和位置等控制信号，在其内部的各种调节反馈调节下，驱动切削刀具完成对工件的加工。
辅助系统包括切削液系统、冷却系统和润滑系统等，这些系统对机床的加工质量、加工效率、刀具寿命和机床寿命等方面都具有重要影响。
例如，在加工中心进给系统中，切削液系统是用来降低工具和工件温度的，使加工过程更加稳定和精确。
润滑系统则是探测并保护各种传动装置，降低传动装置磨损，延长使用寿命。
总的来说，加工中心进给系统是加工中心最核心和最重要的部分之一。
它是由多个部分组成，包括电机、传动装置、运动控制系统和辅助系统等。
其中，运动控制系统是进给系统的核心，负责驱动切削刀具完成对工件的加工。
其他部分则通过调节切削液、润滑和冷却等因素来提升加工质量和机床寿命。
数控铣床-加工中心的认识
伺服系统是数控铣床执行机构的驱动部件，主要包括主轴伺服系统和进给
伺服系统。它把来自数控装置的运动指令进行放大，驱动机床的运动部件，使 工作台按规定轨迹移动或准确定位。
（2）数控铣床/加工中心的工作原理 加工中心的基本工作原理如图1.6所示。根据被加工零件的图样、尺寸、材
料及技术要求等内容进行工艺分析，确定加工顺序、走刀路线、切削用量等， 把加工程序输入到数控装置中，经过驱动电路控制和放大，使伺服电机转动， 经滚珠丝杠驱动铣床工作台，最终完成整个加工。加工结束机床自动停止。
3.数控铣床加工范围与常用的刀具 （1）数控铣床的加工范围
1)平面类零件 平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工米昂与水平面的夹角为 一定值的零件，这类加工面可展开为平面。
1.数控铣床/加工中心的分类 （1）按控制轴数可分为： 1）三轴数控铣床（加工中心） 2）四轴数控铣床（加工中心） 3）五轴数控铣床（加工中心） （2）按主轴与工作台相对位置分类 1）立式加工中心 2）卧式加工中心
2.数控铣床的组成和工作原理 （1）数控铣床的组成
数控铣床与其他数控机床一样，由数控系统、伺服系统、机床本体三部分 组成。其中数控系统是核心部件。
项目
配分
刀具识别
50பைடு நூலகம்
机床面板识别
50
考核标准 能正确识别刀具的种类并说明其加工场合
能正确识别面板上的所有功能按键
得分
【复习与思考】
1.判断题。
（1）数控机床产生于1958年。（ ）
（2）二轴半的数控铣床是指具有二根半轴的数控铣床。（ ）
（3）加工中心不适宜加工箱体类零件。（ ）
加工中心主轴工作原理详解
加工中心主轴工作原理详解
加工中心的主轴是整个加工中心的核心部件，主要负责传递转速和扭矩给刀具，从而实现切削加工。
主轴的工作原理如下：
1. 电机驱动：通常采用电机作为主轴驱动源。
电机会将电能转换为机械能，从而实现主轴的旋转。
在加工中心中，常见的电机类型包括三相交流电机和直流电机。
2. 主轴传动系统：电机的转速通常需要通过传动系统进行调节，以满足加工需求。
传动系统通常包括主轴齿轮箱、皮带传动、齿轮传动等。
其中，主轴齿轮箱可以实现不同转速的切换，以适应不同工况下的加工需求。
3. 主轴轴承：主轴的承载能力和精度往往直接影响加工质量。
为了提高主轴的刚性和稳定性，通常使用高精度的轴承来支撑主轴。
常见的主轴轴承类型包括球轴承、滚动轴承和角接触轴承等。
4. 冷却系统：由于主轴在加工过程中会产生热量，为了保证主轴的正常运行，通常需要通过冷却系统对主轴进行冷却。
常见的冷却方式包括风冷和液冷。
风冷可以通过风扇将冷却风送入主轴，而液冷则通过液压系统将冷却液传送到主轴上进行冷却。
5. 刀具夹持系统：主轴上通常装有刀具夹持系统，用于夹持切削刀具。
刀具夹持系统通常采用弹簧夹持、液压夹持或机械夹持等方式，以确保刀具能够在高速旋转的主轴上稳定运行。
总之，在加工中心中，主轴的工作原理是电机驱动主轴转动，通过传动系统实现不同转速的切换，通过轴承支撑主轴的旋转，通过冷却系统进行冷却，以及通过刀具夹持系统夹持刀具进行切削加工。
这些工作原理共同作用，使得加工中心的主轴能够高效、精准地完成加工任务。
CNC加工中心的工作原理
CNC加工中心的工作原理CNC（Computer Numerical Control）加工中心是一种高效、精确的自动化加工设备，它广泛应用于工业制造领域。
本文将通过介绍CNC加工中心的工作原理，来帮助读者更好地理解该设备的运作方式。
一、CNC加工中心的基本概念CNC加工中心是利用计算机控制系统，通过预先编写好的程序指令，驱动工具在加工过程中进行加工操作的设备。
它可以实现多种加工功能，如铣削、钻孔、镗削等，具有高精度、高稳定性和高自动化程度的特点。
二、CNC加工中心的组成部分1. 机床主体：CNC加工中心由床身、滑座、主轴箱、工具库等部分构成。
其中，床身是整个机床的基础结构，用于支撑和固定各个零部件；滑座则用来支持工件和刀具，并进行工件与刀具之间的运动；主轴箱包含主轴、主轴伺服系统和主轴驱动器，用于驱动刀具的旋转。
2. 数字控制系统：CNC加工中心的数字控制系统是整个设备的核心部分，它由计算机、控制器和驱动器组成。
计算机负责运行加工程序，控制器则用于接收计算机的指令并将其转化为电信号，驱动器则负责将电信号转化为机械运动。
3. 自动换刀系统：CNC加工中心通常配备有自动换刀系统，用于实现不同加工要求下的刀具更换。
通过自动换刀系统，可以实现快速、准确的刀具切换，提高加工效率。
三、CNC加工中心的工作原理CNC加工中心的工作原理主要可以分为以下几个步骤：1. 编写加工程序：操作人员需要基于具体的加工要求，使用相应的编程软件编写加工程序。
加工程序包含了一系列指令，用于控制工具的位置、运动速度、切削力等参数。
2. 加工工件装夹：将待加工的工件装夹在机床主体上，并进行必要的固定。
装夹的方式可以根据工件的形状和尺寸选择合适的方式，如夹具固定、磁吸方式等。
3. 准备工作：操作人员需要合理安排加工刀具，并确保刀具安装正确、刀柄固定牢固。
此外，需要设置加工参数，如切削速度、进给速度等，以确保加工过程的稳定性和精度。
4. 加工操作：将编写好的加工程序加载到数字控制系统中。
论述加工中心的工作原理及组成
论述加工中心的工作原理及组成加工中心是一种集成了磨削、钻孔、铣削等多种加工功能于一身的机床装置。
它在现代制造业中扮演着重要的角色，其高精度、高效率的加工特性使得它成为了各种工件加工的首选设备之一。
要理解加工中心的工作原理及组成，首先需要了解其基本结构和工作方式。
一、加工中心的基本结构加工中心的基本结构大致分为机身、主轴系统、进给系统、控制系统和辅助系统五大部分。
机身是其最基本的组成部分，负责支撑和固定其他部件，也是整个机床装置的基础。
主轴系统是加工中心的核心组成部分，它主要负责转动和传递动能，通常包括主轴头、主轴箱、主轴传动和主轴电机等部件。
进给系统则是用来控制工件在加工过程中的进给速度和进给方向，它包括进给轴驱动器、进给轴执行器、进给轴分度等组件。
控制系统是整个加工中心的灵魂，它由数控装置、编程系统、输入输出设备等组成，用来控制整个机床的运行状态，保证加工的精度和稳定性。
辅助系统包括冷却液系统、润滑系统、废渣处理系统等，主要是为了保证加工环境的清洁和工件的质量。
二、加工中心的工作原理加工中心的工作原理主要包括工件定位、加工控制、进给运动和切削加工等环节。
首先是工件定位，即将工件安装在加工中心的工作台上，并通过夹具夹紧工件，以确保工件在加工过程中能够稳定地固定在工作台上。
然后是加工控制，即根据加工工艺和工件要求编写相应的数控程序，将程序输入到数控系统中。
接着是进给运动，也就是通过进给系统控制工件在加工过程中的进给速度和进给方向，确保切削刀具以一定的速度和轨迹对工件进行加工。
最后是切削加工，即利用刀具对工件进行相应的切削操作，实现工件的加工目的。
三、加工中心的基本组成1. 主轴系统加工中心的主轴系统是整个机床的核心部分，它直接影响到加工中心的加工质量和效率。
主轴系统通常包括主轴头、主轴箱、主轴传动和主轴电机等组件。
主轴头是安装在主轴上的刀具夹持装置，用来固定切削刀具，支撑和传递切削力。
主轴箱是主轴系统的外壳，负责支撑和固定整个主轴系统，同时也能起到一定的散热和降噪作用。
加工中心工作原理
加工中心工作原理
加工中心是一种高精密加工设备，它利用先进的控制系统和多轴工作台来完成各种复杂零件的加工任务。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 控制系统：加工中心采用计算机数控系统（CNC）进行控
制和指令传递。
操作人员通过输入加工程序和参数，然后由计算机对这些指令进行解释和执行，最终实现机床的自动化操作。
2. 工作台：加工中心通常配备多轴工作台，这些工作台可按照不同的角度和方向进行平移、旋转和倾斜等运动。
通过精确的控制，工作台能够使刀具在不同的方向上进行加工，从而实现多轴联动加工。
3. 刀具系统：加工中心配备多个刀具，这些刀具通过刀库、换刀器等设备进行管理和切换。
根据加工需求，计算机会控制刀具的选择和位置，并通过自动换刀系统将合适的刀具装配到主轴上，从而实现不同形状和尺寸零件的加工。
4. 主轴系统：加工中心的主轴是完成切削操作的核心部件，它通过电机驱动旋转刀具。
根据加工程序的指令，计算机会控制主轴的转速和进给量，以确保切削过程的准确性和稳定性。
5. 冷却系统：加工中心在加工过程中会产生大量热量，为了保证机床和刀具的工作温度适宜，通常会配置冷却系统。
冷却系统可以将冷却液通过喷淋或者直接注入切削区域，起到冷却和润滑的作用，有效提高加工质量和刀具寿命。
综上所述，加工中心通过控制系统、工作台、刀具系统、主轴系统和冷却系统等部件的协同作用，实现了对工件进行高精度、多功能的加工，大大提高了生产效率和产品质量。
请简述数控立式加工中心的工作原理
请简述数控立式加工中心的工作原理数控立式加工中心是一种高效、精确的加工设备，它采用计算机数控技术，实现对工件进行立式加工。
下面将从工作原理、组成结构和加工过程三个方面进行详细介绍。
一、工作原理数控立式加工中心的工作原理主要包括计算机控制系统、驱动系统和工作台三个方面。
计算机控制系统负责接收和处理加工程序，将其转换为机床运动指令。
驱动系统根据指令控制各个轴向的运动，实现工件在空间中的定位和加工工艺。
工作台则固定工件，使其能够在加工过程中保持稳定。
二、组成结构数控立式加工中心的组成结构主要包括机床主体、工作台、主轴和刀库。
机床主体是整个设备的支撑部分，包括床身、立柱和横梁。
工作台则是用于固定工件的平台，可以根据需要进行旋转、倾斜等运动。
主轴是加工中心的核心部件，负责驱动刀具进行切削加工。
刀库则用于存放不同类型的刀具，方便根据加工需要进行更换。
三、加工过程数控立式加工中心的加工过程主要包括工件装夹、刀具选择、工艺参数设置、加工程序编写和加工过程监控等步骤。
首先，将待加工的工件装夹在工作台上，并进行固定。
然后，根据工件的形状和加工要求选择合适的刀具，并将其安装在主轴上。
接下来，根据加工要求设置合适的切削速度、进给速度和切削深度等工艺参数。
然后，根据工艺要求编写加工程序，并将其输入到计算机控制系统中。
最后，启动机床，监控加工过程，确保加工精度和工件质量。
数控立式加工中心通过计算机控制系统、驱动系统和工作台等组成部分，实现对工件的立式加工。
其工作原理是通过计算机控制系统接收和处理加工程序，驱动系统控制各个轴向的运动，工作台固定工件，并通过主轴驱动刀具进行切削加工。
加工过程包括工件装夹、刀具选择、工艺参数设置、加工程序编写和加工过程监控等步骤。
数控立式加工中心的应用广泛，可以用于各种金属、塑料等材料的加工，具有高效、精确的特点，为工业生产提供了重要的支持。
数控铣床及加工中心概述
700x320
150 BT40 10000 5.5 1.1
切削进给率（mm/min）
定位精度（mm） 重复定位精度（mm）
气压（kg/cm2） 刀库（选装）
机器重量（kg）
1-20000
±0.005/300 ±0.0025 ≥6
20（机械手） 2920
6、数控铣床及加工中心技术参数识读 数控铣床及加工中心主要技术参数识读可分成尺寸参数、接口参数、运动参数、动力
铣床主体是数控铣床的机械部件，包括床身、主轴箱、铣头、工作台、
进给机构等。与传统的普通铣床相比较，其整体布局、外观造型、传动机 构、工具系统等方面都发生了很大的变化。如：主传动及主轴部件具有传 递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点；进给传动件具有传动链 短、结构简单、传动精度高等特点；机床本身具有很高的动、静刚度；采 用全封闭罩壳。
数控铣床是一种用途广泛的机床，主要用于完成铣削平面加工或镗削加 工的数控机床，有立式、卧式及龙门铣3种。主轴在空间处于垂直状态的， 称为立式数控铣床；主轴在空间处于水平状态的，称为卧式数控铣床。主 轴可作垂直和水平转换的，称为立卧两用数控铣床。
（1）立式数控铣床
如图1.1.1所示为立式数控铣床。立式数控铣床是数控铣床中数量最多的一种， 应用范围最广。小型数控立式铣床的X、Y、Z方向的移动一般都由工作台完成，主 运动为主轴旋转，与普通立式升降台铣床相似。中型数控立铣的纵向和横向移动一 般由工作台完成，且工作台还可手动升降，主轴除完成主运动外，还能沿垂直方向 伸缩。大型数控立铣，由于需要考虑扩大行程、缩小占地面积、刚性等技术问题， 多采用龙门架沿床身作纵向移动，主轴在龙门架的横向与垂直溜板上运动。
内容包括：主轴电机功率；伺服电机额定转矩。作用：影响到切削负荷。 （5）精度参数。
数控加工中心培训资料
采用三坐标数控铣床三轴联动加工，即进行空 间直线插补。 如图1.21所示。
图1.21 三坐标联动加工
第 2 章
编程工艺基础
机械加工工艺过程是指用材料去除 方法改变毛坯的形状、尺寸和表面质量， 使其成为达到设计要求的产品的过程。
2.1 2.2 2.3控铣削加工部位及工序内容
图2.6 刀具的切入/切出
2．铣削曲面的加工路线
铣削曲面时，常用球头刀采用“行切法” 进行加工。 所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨 迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工 精度的要求确定的。 对于边界敞开的曲面加工，可采用两种加 工路线，如图2.7所示。
图2.7 铣削曲面的加工路线
图1.5 转塔式换刀装臵
图1.6 180°回转式换刀装臵
图1.7 回转插入式换刀装臵（最常用）
图1.8 二轴转动式换刀装臵
图1.9 主轴直接式换刀装臵及换刀动作顺序
1.2 数控铣床/加工中心的工作原理
图1.10 数控铣床工作原理
1.3 数控铣床/加工中心的分类
数控铣床/加工中心可按主轴的位臵和构造两种方 式进行分类。
（4）工件安装的基本原则。
① 力求设计基准、工艺基准与编程计算基准的统 一。 ② 尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位和装夹 后就能加工出全部待加工表面。 ③ 避免采用占机调整式方案，以充分发挥数控机 床的效能。
2．工件的夹紧
（1）对夹紧的基本要求。
① 工件在夹紧过程中，不能改变工件定位后所占 据的正确位臵。 ② 夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程 中的位臵不能发生任何变动，又要使工件不产生大的 夹紧变形；同时也要使得加工振动现象尽可能小。
数控机床的组成及基本工作原理
1．2 数控机床的组成及基本工作原理一、数控机床组成数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。
1、程序的存储介质，又称程序载体1)穿孔纸带（过时、淘汰）；2)盒式磁带（过时、淘汰）；3)软盘、磁盘、U盘；4)通信。
2、输人/输出装置1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）；2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）；3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)；5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。
3、CNC单元CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。
CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。
其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。
准备功能：G00,G01,G02,G03,辅助功能：M03，M04刀具、进给速度、主轴：T，F，S4、伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。
它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。
对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。
每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。
如三轴联动的机床就有三套驱动系统。
脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。
常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。
5、位置反馈系统（检测反馈系统）伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。
包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。
（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容）反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。
第一章数控铣床概述
图1-1 数控铣床
图1-2 加工中心
第一节 数控铣床（加工中心）的组成和工作原理 一 、数控铣床（加工中心）的 数控铣床（加工中心）大体由输入装臵、数 控装臵、伺服系统、检测及其辅助装臵和机床本 体等组成。 1、输入装臵 数控程序编制后需要存储在一定的介质上， 按目前的控制介质大致分为纸介质和电磁介质， 相应地通过不同方法输入到数控装臵中去。纸带 输入方法，即在专用的纸带上穿孔，用不同孔的 位臵组成数控代码，再通过纸带阅读机将代表不 同含义的信息读入。手动输入是将数控程序通过 数控机床上的键盘输入，程序内容将存储在数控 系统的存储器内，使用时可以随时调用。
伺服系统接收数控装臵输出的各种信号，经 过分配、放大、转换等功能，驱动各运动部件， 完成零件的切削加工。 4、检测装臵 位臵检测、速度反馈装臵根据系统要求不断 测定运动部件的位臵或速度，转换成电信号传 输到数控装臵中，与目标信号进行比较、运算， 进行控制。 5、运动部件 由包括床身、主轴箱、工作台、进给机构等 组成的机械部件，伺服电机驱动运动部件运动， 完成工件与刀具之间的相对运动。
基础篇 数控铣床（加工中心）的编程 第一章 数控铣床（加工中心）概述
数控铣床是主要采用铣削方式加工零件的 数控机床，它能够进行外形轮廓铣削、平面 或曲面型腔铣削及三维复杂型面的铣削，如 凸轮、模具、叶片等，另外数控铣床还具有 孔加工的功能，通过特定的功能指令可进行 一系列孔的加工，如钻孔、扩孔、铰孔、镗 孔和攻丝等，如图1-1所示。
第二节 数控铣床（加工中心）的分类和特点 数控机床加工与普通机床有着一定的区别： １）工序集中 数控机床一般带有可以自动换 刀的刀架、刀库，换刀过程由程序控制自动进行 ，因此，工序比较集中，减少机床占地面积，节 约厂房，同时减少或没有中间环节（如半成品的 中间检测、暂存搬运等），既省时间又省人力。 ２）自动化程度高 数控机床加工时，不需人 工控制刀具，自动化程度高，对操作工人的要求 降低。数控操作工在数控机床上加工出的零件比 普通工在传统机床上加工出的零件精度高，而且 省时、省力，降低了工人的劳动强度。
立式加工中心和数控铣床的异同点
立式加工中心和数控铣床的异同点
立式加工中心和数控铣床是现代机械加工中常用的两种设备，它们在
工作原理、结构、适用范围等方面存在一些异同点。
一、工作原理
立式加工中心和数控铣床都是通过数控系统控制刀具在工件表面上进
行切削加工。
不同的是，立式加工中心可以进行三维加工，即在X、Y、Z三个方向上进行加工，而数控铣床只能进行二维加工，即在X、Y两个方向上进行加工。
二、结构
立式加工中心和数控铣床的结构也存在一些差异。
立式加工中心通常
由机床主体、工作台、刀库、数控系统等组成，其中机床主体和工作
台可以进行多轴联动，实现三维加工。
而数控铣床则通常由机床主体、工作台、刀架、数控系统等组成，刀架只能在X、Y两个方向上移动，无法进行Z轴方向的移动。
三、适用范围
立式加工中心和数控铣床的适用范围也存在一些差异。
立式加工中心
适用于复杂的三维曲面加工，如模具加工、航空航天零部件加工等。
而数控铣床适用于平面、曲线等二维加工，如零件加工、模型制作等。
总体来说，立式加工中心和数控铣床都是现代机械加工中不可或缺的
设备，它们在工作原理、结构、适用范围等方面存在一些异同点。
在
选择使用哪种设备时，需要根据具体的加工需求和工件要求进行选择。
数控铣床及加工中心的主运动及进给运动系统 - 数控铣床及加工中心的主运动及进给运动系统
丝杠螺母间隙调整
丝杠与螺母之间有间隙会导致什么问题？
机床定位误差 机床工作台反向移动滞后
所以需要调整丝杠螺母间隙，需要进行预紧。
垫片调整法 ：调 整垫片厚度使左 右两螺母产生轴 向位移，即可消 除间隙产生预紧 力。
铣刀刀柄组装
铣床主轴-装刀前
铣床主轴-装刀后
数控机床主轴准停控制装置
电动机内装编码器 （带一转信号）
主轴独立编码器
外接一转检测信号（接近开关）
3．进给运动系统
机械传动机构简单，为了提高进给系统的 灵敏度、定位精度和低速运动稳定性，在数控 机床的进给系统中普遍采用滚珠丝杠副 。
进给运动系统示意图
二、数控铣床及加工中心的主运动及进给运动系统
1．主运动系统（主轴无级调速）
主运动系统的 调速范围比普通铣 床宽，通常都是无 级可调的 。
图3-62 数控机床主传动系统的三种形式
1.电动机直接带动主轴旋转
（ 电主轴，主轴变形，温度控制）
2.电动机通过V带或同步齿形带与主轴连接
3.电动机通过齿轮变速箱与主轴连接
进给运动系统模型
机床进给运动系统模型
滚珠丝杠的支承方式
一端固定（推力或角接触 轴承），一端自由，用于 短丝杠和竖直安装丝杠。
一端固定（推力或角接触轴 承），一端游动（向心轴承 ），较长的卧式丝杠安装。
两端固定（推力或角接触 轴承），此种方式对丝杠 的热变形较敏感，提高预 紧力可提高丝杠的轴向刚 度。
1、三位液压拨叉作用原理图
2、刀具自动夹紧装置和主轴定向装置
加工中心为了实现刀具在主轴上的自动装卸， 配置刀具自动夹紧装置，其作用是自动将刀具 夹紧和松开，以便机械手能在主轴上安装和取 走刀具。为了传递扭矩，主轴前端设置两个端 面键，与刀柄上的键槽配合。
加工中心基本知识
4. 加工精度：加工中心具有高精度和稳定性，可以实现精确的加工要求。其加工精度通常 由机床的结构刚性、刀具和工件的质量以及控制系统的精度等因素决定。
加工中心基本知识
加工中心是一种高效的机械设备，用于进行复杂的零部件加工和加工过程的自动化。以下 是一些关于加工中心的基本知识：
1. 工作原理：加工中心通过在多个坐标轴上移动工具和工件，实现对工件进行切削、钻孔 、铣削、镗削等加工操作。它可以根据预先设定的程序和工艺要求，自动进行加工操作。
2. 结构组成：加工中心由机床主体、工作台、刀库、刀具和控制系统等组成。机床主体通 常由铸铁或钢材制成，具有稳定的结构和高刚性。工作台可以在多个坐标轴上进行移动，以 实现多轴加工。刀库用于存放多个刀具，以便在加工过程中自动更换刀具。
5. 应用领域：加工中心广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造、电子设备等领域。它 可以加工各种材料，如金属、塑料、陶瓷等，适用于小批量和大批量生产。
加工中心基本知识
6. 优势与特点：相比传统的机械加工方式，加工中心具有高效、高精度、高自动化程度的 特点。它可以减少人工操作和加工时间，提高生产效率和产品质量。
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为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，这个新的坐标系就是工作坐标系 （编程坐标系）。 编程原点选择原则： 原则1：编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。 原则2：尽量选择便于对刀的位置。
工作坐标系的设定： 方法一 ：在机床坐标系中直接设定加工原点。 编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的交点上。 方法二：通过刀具起始点来设定加工坐标系。 加工坐标系的原点可设定在相对于刀具起始点的某一符合加工要求的空
上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向， 这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。
在铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用
机床坐标系来描述。
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定： （1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代 表Y坐标，中指代表Z坐标。 （2）大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向 为Z坐标的正方向。 （3）围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则， 大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐 标A、B、C的正向。
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系 决定。
笛卡儿坐标系只表明了六个坐标之间的关系，而对于数控机床坐标方向 的判断则有如下规定：
原则一：刀具相对于静止的工件坐标而运动： 原则二：坐标正方向判断顺序先Z后X再Y。
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床
机床回零操作应注意以下几点：
（1）、当机床工作台或主轴当前位置接近机床零点或处于超程状态时，此 时应采用手动模式，将机床工作台或主轴移至各轴行程中间位置，否则 无法完成回零操作。
（2）、机床正在执行回零动作时，不允许旋动操作模式旋钮，否则回零操 作失败。
（3）、回零操作做完后将操作模式旋钮旋至手动模式——依次按住各轴选 择键-X、-Y、-Z，给机床回退一段约100mm左右的距离（如图2.2.4b所 示）
任务一 数控铣床及加工中心数控系统的介绍 任务二 数控铣床及加工中心机床面板操作
项目二 数控铣床及加工中心编程基础 学习目的： 1、学习并掌握数控铣床及加工中心数控系统； 2、熟练掌握数控铣床及加工中心操作面板的使用。 技能要求： 1、熟悉数控铣床及加工中心数控系统介绍； 2、掌握数控铣床及加工中心操作面板的使用。
5、手轮模式操作 操作模式旋钮旋至手轮模式——通过手轮上的轴向选择旋钮可选择轴
向运动——顺时针转动手轮脉冲器，轴正移，反之，则轴负移——通过 选择脉动量×1、×10、×100（分别是0.001、0.01、0.1 毫米/格）来 确定进给快慢,手轮构造见图2.2.5。
6、手动数据模式（MDI模式）
将操作模式旋钮旋至MDI模式——按编辑面板上的程序键，选择程序屏幕— —按下对应CRT显示区的软键【（MDI）】，系统会自动加入程序号O0000—— 用通常的程序编辑操作编制一个要执行的程序,在程序段的结尾不能加M30（在 程序执行完毕后，光标将停留在最后一个程序段）。如图2.2.6a中所示输入若干 段程序，将光标移到程序首句，按循环启动键即可运行。
5、位置反馈系统 6、机床本体 （1）主运动系统 （2）进给运动系统 （3）辅助部分（液压、气动、冷却、润滑）
任务三 数控铣床及加工中心坐标系的确定
任务导入： CNC铣床及加工中心坐标系的规定？消除CNC铣床坐标系与工件坐标系
的差别的方法？ 一、数控铣床及加工中心坐标系统
数控铣床及加工中心坐标系按我国JB3051-82标准制定，与ISO841等效。 其中规定原则如下：刀具相对静止工件而运动的原则。 1、数控铣床及加工中心坐标系的规定。
不同品牌的数控系统，数控铣/加工中心的操作面板也各不相同，本课题 仅介绍常用的FANUC数控系统及相关操作。 一、认识FANUC 0i Mate-MC数控系统面板各按键及功能
FANUC 0i Mate-MC数控系统面板主要由三部分组成，即CRT显示屏、 编辑面板及操作面板。 FANUC 0i Mate-MC数控系统CRT显示屏及按键 FANUC 0i Mate-MC数控系统CRT显示屏及按键分布见图2.2.1。
3、数控铣床及加工中心机械原点及工作坐标系 （1）机械原点 机床坐标系的原点也称机械原点、参考点或零点。
而机床坐标系的原点是三维面的交点，无法直接感觉和测量，只有通过各 坐标轴的零点，做相应的平行切面，这些切面的交点，即为机床坐标系的 原点（机械原点），这个原点是机床一经设计和制造出来，就已经确定下 来的。 （2）工作坐标系（编程坐标系）
时间按下无效。
程序主轴正转
手动主轴反转
手动停止主轴运行停止；在程序运行中，按下此按钮停止程序运行。
手动
2、SIMEMENS（西门子）数控系统 SIEMENS数控系统由德国西门子公司研制开发。系统操作界面如图2.1.2
所示。
3、国产数控系统 目前，常用于铣床的国产数控系统有北京凯恩地数控系统、华中数控
数控机床零件加工的步骤： 1、分析零件图，确定加工方案，用规定代码编程； 2、输入数控装置； 3、数控装置对程序进行译码、插补运算，向机床各伺服机构和辅助控制 装置发信号—驱动—执引—加工零件。
二、数控机床的组成
1、程序载体 程序—包括加工零件所需的全部信息和刀具相对工件的位移信息。 载体—穿孔纸带、磁带、磁盘（软盘、硬盘、内存RAM）。
图2.2.1 FANUC 0i Mate-MC数控系统CRT显示屏
CRT显示屏下方的软键，其功能是可变的。在不同的方式下，软键功能 依据CRT画面最下方显示的软键功能提示。如图2.2.2所示。
FANUC 0i Mate-MC数控系统编辑面板按键 FANUC 0i Mate-MC数控系统编辑面板如图2.2.3所示，其各按键名称及用
3、关机操作 （1）按下急停旋钮——按系统电源关键——关闭机床总电源，关机成功。 注意：关机后应立即进行加工现场及机床的清理与保养。
4、手动模式操作 操作模式旋钮旋至手动模式——分别按住各轴选择键+Z、+X、+Y、-
X、-Y、-Z即可使机床向“键名”的轴和方向连续进给，若同时按快速 移动键，则可快速进给——通过调节进给倍率旋钮、快速倍率旋钮，可 控制进给、快速进给移动的快慢。
进入不同的页面以后，用PAGE 按钮切换。 复位键。 向上翻页。 向下翻页。 向上移动光标。 向下移动光标。 向左移动光标。 向右d移动光标。 输入键。把输入域内的数据输入参数页面或者输入一个外部的数控程序。
（2）机床操作按钮介绍 AUTO：自动加工模式。 EDIT：编辑模式。 MDI：手动数据输入。 INC： 增量进给。 HND：手轮模式移动机床。 JOG：手动模式，手动连续移动机床。 DNC：用232电缆线连接PC机和数控机床 ，选择程序传输加工。 REF：回参考点 。 程序运行开始；模式选择旋钮在“AUTO”和“MDI”位置时按下有效，其余
系统、北京航天数控系统等。系统操作如图2.1.3所示。 4、其他数控系统
除了以上三类主流数控系统外，国内使用较多的数控系统还有： 日本三菱数控系统 法国施耐德数控系统 西班牙的法格数控板操作
任务导入： 在生产过程中，控制数控铣床及加工中心的数控系统品牌很多，采用
间点上。
（3）工件坐标系与机床坐标系的关系 机床坐标系是机床运动控制的参考基准。而工件坐标系是编程时的参考
基准；机床坐标系建立在机床上，是固定的物理点。而工件坐标系是建立 在工件上，是根据编程习惯位置可变的。在加工时通过对刀手段确定工件 原点与机床原点的位置关系，将工件坐标系与机床坐标系建立固联关系。
任务一 数控铣床及加工中心数控系统的介绍
任务导入： CNC铣床及加工中心有哪些系统？
1、FANUC（法那科）数控系统 FANUC数控系统由日本富士通公司研制开发。系统操作界面如图2.1.1
所示。
图2.1.1 FANUC 0i数控系统操作界面
（1）编辑键介绍 替代键。用输入的数据替代光标所在的数据。 删除键。删除光标所在的数据；或者删除一个数控程序或者删除全部数控程序。 插入键。把输入域之中的数据插入到当前光标之后的位置。 修改键。消除输入域内的数据。 回撤换行键。结束一行程序的输入并且换行。 上档键。 数控程序显示与编辑页面。 位置显示页面。位置显示有三种方式，用PAGE按钮选择。 参数输入页面。按第一次进入坐标系设置页面，按第二次进入刀具补偿参数页面
2、数控铣床及加工中心坐标系运动部件运动方向的规定 （1）z轴坐标运动 规定与主轴线平行的坐标轴为z坐标（z轴），并取刀具远离工件的方向为 正方向。
（2）x轴坐标运动 x轴规定为水平平行于工件装夹表面。 （3）y轴坐标运动 y坐标轴垂直于x、z坐标轴。当x轴、z轴确定之后，按笛卡儿直角坐标系右 手定则法判断，y轴方向就惟一地被确定了。根主轴时，则选取一个垂直于 工件装夹表面的主轴为z轴（如龙门铣床）。 （4）旋转运动A、B和C 旋转运动用A、B和C表示，规定其分别为绕x、y和z轴旋转的运动。A、B 和C的正方向，相应地表示在x、y和z坐标轴的正方向上，按右手螺旋前进 方向。
途见表2-2-1、2-2-2所示。
二、掌握FANUC 0i Mate-MC数控系统常用的几项基本操作 1、开机操作
打开机床总电源——按系统电源开键，直至CRT显示屏出现 “NOT READY”提示后——旋开急停旋钮，当“NOT READY” 提示消失后，开机成功。
注意：在开机前，应先检查机床润滑油是否充足，电源柜门是否 关好，操作面板各按键是否处于正常位置，否则将可能影响机床 正常开机。 机床回零操作 将操作模式旋钮旋至回零模式——将快速倍率旋钮旋至最大倍率100%——依次按 +Z、+X、+Y轴进给方向键（必须先按+Z，确保回零时不会使刀具撞上工件），待 CRT显示屏中各轴机械坐标值均为零时（如图2.2.4a），回零操作成功。