数控加工技术及设备
数控加工专业介绍
数控加工专业介绍
数控加工专业介绍
数控加工技术是一门涉及计算机应用、机械制造技术、机械电子技术等多个学科的新兴技术。
它是一种将计算机技术与机械技术、机械电子技术相结合的新兴技术，它克服了传统机械加工技术中机械精度低、加工时间长、材料耗费大的缺点，实现了快速、精确、高效的加工。
数控加工技术是一门集科学研究、设计、制造、操作、维护于一体的技术。
它根据计算机语言输入的加工程序，利用机床自动完成产品的设计、制造和加工，实现统一规划、精确控制的加工技术。
它已经成为现代机械加工技术的主要手段之一，在机械加工行业得到广泛应用。
数控加工技术主要包括数控设备组成、数控系统构造、数控程序开发及编写、工艺编制、模拟、刀具等加工前准备等内容。
要达到高效率、高精度、低耗能的要求，需要对数控设备、数控系统进行充分的认识，熟悉数控程序的编写原理，熟练掌握工艺编制、模拟及刀具的加工前准备等知识。
数控加工技术主要用于制造机械零部件、机械组合件、机械装配件及微型零件等产品的加工，可以满足微米级的加工精度要求，并具有加工特殊形状与复杂形状件的优势，具有自动化、高效、精度高等特点。
数控加工技术已经在航空航天、汽车、机械制造、模具制造、测
量技术、农业机械、医疗器械、电子机械等行业得到广泛应用，发挥着重要的作用，在科技发展中发挥着重要的作用。
《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。
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电源
步进 点动
单段
手摇
30 40 50 20 10
10
关
开 自动
回零 0
160
1
驱动器
160 XY Z A
电源
报警
方式选择进给修调源自主轴修调机床 NC 超程 主轴
超程解除
Y
10 100
循环驱动 进给保持 冷却液开关 刀松/刀紧 X
Z1
1000
急停
解决高产优质的问题，也可采用专用机床、
组合机床、专用自动化机床以及专用自动生 产线和自动化车间进行生产。但是应用这些 专用生产设备，生产周期长，产品改型不易， 因而使新产品的开发周期增长，生产设备使 用的柔性很差。
精密复杂，加工批量小，改型频繁，
显然不能在专用机床或组合机床上加工。 而借助靠模和仿形机床，或者借助划线和 样板用手工操作的方法来加工，加工精度 和生产效率受到很大的限制。特别对空间 的复杂曲线曲面，在普通机床上根本无法 实现。
FMC构成分两大类：
1、加工中心配上自动托盘系统（APC）；
2、数控机床配机器人。
FMC既是柔性制造系统FMS （Flexible Manufacturing System） 的基础，又可以作为独立的自动化加工 设备使用，因此其发展速度较快。
柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）。
（2）半闭环控制数控机床
第一章 数控加工技术基础
（3）闭环控制数控机床
此外，按所用数控系统的档次通常把数控机床分为低档、 中档、高档三类数控机床。中档、高档数控机床一般称为全 功能数控或标准型数控。
数控铣削加工
数控铣削加工数控铣削加工是现代工业中非常重要的制造工艺之一。
它采用计算机控制的工具和机器，在三维坐标系下进行精密的硬质材料加工，确保部件尺寸精确、表面质量好并且生产效率高。
下面是一些关于数控铣削加工的详细介绍。
一、数控铣削加工的原理数控铣削加工设备通过计算机程序来控制工件在坐标系内的位置、方向和加工轨迹，从而完成各种形状的加工。
数控铣削加工的工作原理与手动操作的铣床是基本相同，但是数控铣削加工具有更高的精度和自动化程度。
二、数控铣削加工的设备数控铣削加工设备通常由数控系统、伺服电机、工作台、加工刀具等组成。
数控系统是整个设备的核心部分，它由电气元件、主控板、输入/输出接口、操作面板以及计算机软件等构成，它控制整个设备的运行和加工过程。
伺服电机是数控系统把指令转化为机械运动的执行部件，它们通过控制机械运动来实现加工与移动。
工作台是加工零件的位置，它通常具有载重能力和平移性能。
在加工过程中，工作台可以按照预先编好的程序移动，以便于定位及相对刀具进行加工。
加工刀具是数控铣削设备中最重要的部分，因为它们直接参与加工过程。
根据加工需要，可以使用直径、锥度和球形切削刀具来实现加工，它们可以依次更换或采用不同的切削方式来完成不同的加工任务。
三、数控铣削加工的优点数控铣削加工的优点主要体现在以下几个方面：1. 精度高。
数控铣削加工的精度达到了高水平，可以保证极高的形状和位置精度。
2. 自动化程度高。
数控铣削设备搭载了计算机控制系统，可以通过程序自动完成加工，而不需要人工干预。
3. 生产效率高。
相对于传统的手动铣床，数控铣削设备可以在更短的时间内完成同样的工作量，并且可以实现加工自动化，提高生产效率。
4. 应用范围广。
数控铣削加工适用于高精度、复杂形状零件的制造，如模具、零件、工具等。
四、数控铣削加工的应用数控铣削加工是一种重要的制造工艺，因此广泛应用于各种行业，如汽车、飞机、机械、模具制造、医疗仪器制造等。
下面是一些具体的应用场景：1. 汽车制造。
多轴数控加工
选用具有高硬度、高耐磨性和良好切削性能的刀 具，以减少刀具磨损对表面质量的影响。
切削液应用
选用合适的切削液，以降低切削温度和减少切削 力，从而改善加工表面质量。
多轴数控加工过程优化
加工策略选择
根据工件材料、结构和加工要求，选择合适的加工策略，如高速 切削、五轴联动等，提高加工效率。
刀具路径优化
四轴数控机床
在三轴基础上增加一个旋 转轴（如A轴），适用于 需要角度调整的加工。
五轴数控机床
在四轴基础上再增加一个 旋转轴（如B轴），能进 行更复杂的三维曲面加工 。
多轴数控加工关键技术
高精度插补技术
确保多轴联动时的精确度 和稳定性。
高速切削技术
通过优化切削参数和刀具 路径，提高加工效率。
误差补偿技术
利用多轴数控编程软件， 根据加工工艺方案编写加 工程序，并进行仿真验证 ，确保程序正确无误。
将编写好的加工程序导入 多轴数控机床，进行机床 调试，确保机床正常运行 。随后进行首件试切，检 查加工质量。
在首件试切成功后，进行 批量加工。加工完成后， 对零件进行检验，确保加 工质量符合要求。
多轴数控加工编程方法
磨损。
进给量
根据刀具几何参数、切削速度等因 素选择合适的进给量，保证加工表 面质量。
切削深度
根据机床刚度、刀具刚度等因素确 定切削深度，避免机床振动，保证 加工精度。
04 多轴数控加工质量控制与 优化
多轴数控加工精度控制
切削力控制
通过合理选择切削参数、刀具材 料和切削液，降低切削力，减少 工件的变形和振动，提高加工精
• 超精密加工：随着高端装备、航空航天等领域的快速发展，对超精密加工的需 求越来越高。未来多轴数控加工将不断突破技术瓶颈，实现更高精度的加工。
CNC数控机床加工技术
CNC数控机床加工技术随着工业技术的不断进步，越来越多的工业领域开始采用数字化技术进行生产。
在机械加工领域，CNC数控机床加工技术已经逐渐成为主流。
本文将就CNC数控机床加工技术进行详细阐述。
什么是CNC数控机床？CNC数控机床是一种自动化机械设备，它主要通过计算机程序来实现高精度的加工。
相比于传统的机床设备，CNC数控机床具有高效率、高精度、高灵活性等多种优点。
通过CNC数控机床，我们可以轻松地实现复杂零件的加工，并且精度高、速度快、质量好。
CNC数控机床加工工艺CNC数控机床加工工艺主要分为以下几个步骤：1.设计加工程序在进行CNC数控机床加工前，首先需要编写相应的加工程序。
加工程序可以通过CAD/CAM辅助设计软件进行编写，并且可以根据不同的工件和加工要求进行调整。
2.选择机床和刀具在进行CNC数控机床加工时，需要选择合适的机床和刀具。
不同的工件需要不同的机床和刀具来完成加工任务。
同时，也需要根据加工要求选择合适的加工方式，如铣削、钻孔、车削等。
3.装夹工件装夹是CNC数控机床加工的一项重要环节。
工件装夹需要保证工件的稳定性和加工的准确性。
同时，也要注意工件与机床的协同性，保证加工顺利进行。
4.加工预处理加工预处理是指在加工前对机床和刀具进行正确的设置和校准。
通过校准，可以保证加工中的精度和质量。
5.加工控制加工控制是CNC数控机床加工的核心环节。
通过编程控制机床、刀具和工件的动态运动，实现高精度加工。
CNC数控机床加工的动态控制也是提高装备灵敏度和质量的重要手段。
6.加工后处理加工后处理是指在加工结束后，对加工件进行质量检查和表面处理。
通过质量检查和表面处理，可以保证加工件的质量和表面光洁度。
CNC数控机床加工技术优点CNC数控机床加工技术在工业生产中具有多项显著优点：1.高效率CNC数控机床加工技术采用自动化加工方式，可以显著提高生产效率和质量。
同时，CNC数控机床加工可以实现多工序自动化生产，提高生产效率和降低生产成本。
数控加工技术
数控加工技术1. 简介数控加工技术（Computer Numerical Control，简称CNC）是一种利用计算机控制机床进行加工的技术。
相比传统的手工操作和编程加工，数控加工技术具有精度高、生产效率高、重复性好等优点，广泛应用于机械加工、汽车制造、航空航天等领域。
2. 数控加工原理数控加工技术的核心是计算机数值控制系统。
它由计算机、数控系统、输入设备、输出设备和机床组成。
计算机负责接收和处理数控程序，并将指令发送给数控系统。
数控系统根据程序指令，控制机床进行加工操作。
输入设备可通过键盘、鼠标等方式输入加工参数。
输出设备可以显示加工过程和结果。
3. 数控加工的优势3.1 精度高数控加工技术可以实现高精度的加工。
由于加工过程由计算机控制，可以减少人为误差。
同时，数控加工还可以利用数学建模和仿真技术，在加工前进行精确的模拟和优化，提高加工精度。
3.2 生产效率高相比传统的手工操作，数控加工技术可以大大提高生产效率。
数控机床具有快速定位和自动换刀等功能，可以实现自动化连续加工，减少了运输和装卸时间，提高了生产效率。
3.3 重复性好数控加工技术可以实现精确的重复加工。
通过编写数控程序，加工参数可以被准确记录和重复使用。
这样不仅减少了人工调整误差的可能性，还可以实现批量生产，提高了加工的一致性和稳定性。
4. 数控加工的应用数控加工技术在许多领域都有广泛的应用。
4.1 机械加工在机械加工领域，数控加工技术可以应用于钻孔、铣削、车削、切割等操作。
它可以实现复杂形状的加工，提高加工精度和效率。
4.2 汽车制造汽车制造领域需要大量的零部件加工。
数控加工技术可以在一台机床上完成多种加工工序，减少了设备和操作人员的投入，提高了生产效率和质量。
4.3 航空航天航空航天领域对零部件的精度要求极高。
数控加工技术可以实现复杂的五轴加工，同时提高了加工精度和生产效率。
5. 数控加工的发展趋势随着科技的不断进步，数控加工技术也在不断发展。
高精度机械零部件的加工与装配技术
高精度机械零部件的加工与装配技术高精度机械零部件的制造一直是工业领域的重要课题之一。
随着科技的进步和对机械精度要求的提高，人们对机械零部件的加工与装配技术也提出了更高的要求。
本文将介绍几种常见的高精度机械零部件加工与装配技术。
一、数控加工技术数控加工技术是一种根据预先编写好的加工程序，通过数控系统控制工具在三维空间内进行加工的技术。
数控加工能够实现高精度、高效率的加工，且能够保持一致性和重复性，大大提高了零部件的加工精度和质量。
数控加工设备有铣床、车床、钻床等，在加工高精度零部件时，需要选用合适的刀具、合理的切削参数，并进行切削液的冷却和清洗，以确保加工质量。
二、光学加工技术光学加工技术是利用光学原理对零部件进行加工的一种技术。
常见的光学加工技术有激光切割、激光焊接等。
激光切割技术通过激光光束的高能量聚焦，能够实现对材料的精确切割，切割面光洁度高，精度较高。
激光焊接技术可以实现对材料的局部加热，通过熔融和凝固的过程将零部件的不同部分连接起来。
光学加工技术适用于加工复杂形状的高精度零部件，具有加工精度高、加工速度快等优点。
三、自动化装配技术自动化装配技术是利用机器人和自动化设备完成零部件的组装操作的技术。
自动化装配技术能够提高装配速度和精度，减少人工操作的误差。
在自动化装配过程中，需要设计合理的装配工装和夹具，确保零部件的位置和姿态的准确定位。
同时，还需要进行合适的检测和调整，以保证装配质量和一致性。
四、精密测量技术精密测量技术是保证高精度机械零部件加工和装配过程中质量控制的重要手段。
常见的精密测量设备有三坐标测量机、光学投影仪等。
通过使用这些设备，可以对零部件的尺寸、形状、位置等进行准确的测量和检测，及时发现和纠正加工和装配中存在的问题，确保零部件的精度和质量。
综上所述，高精度机械零部件的加工与装配技术涉及到数控加工技术、光学加工技术、自动化装配技术和精密测量技术等多个方面。
这些技术的应用可以提高零部件的加工精度和装配质量，满足现代工业对高精度零部件的需求。
数控加工技术
2021/7/16
1.1 数控加工简介
1.1.1 数控加工的定义 1.1.2 数控加工的特点
1.2 数控加工中常用术语
1.2.1 两坐标系和多坐标加工 1.2.2 插补 1.2.3 刀具补偿
1.3 数控加工设备
1.3.1 原理 1.3.2 组成 1.3.3 分类
1.4 数控加工技术
两坐标和多坐标加工
三坐标数控铣床
两坐标数控车床
Company L
插补
俗称”填补空白”
Company L
1.3 数控加工设备
数控设备的工作原理
Company L
数控设备的基本组成结构-----输入输出装置、计算机数控 装置、伺服系统、受控设备
Company L
数控加工设备的分类
按工艺用途：金属切削；金属成形；特种加工；测量绘图 按控制运动：点位控制；点位直线控制；轮廓控制 按伺服系统：开环；闭环；半闭环 按所用数控系统的档次：低档；中档；高档
Company L
PLC执行用户程序过程
Company L
数控技术的发展动向
发展趋势
进入九十年代以来， 随着国际上计算机技 术突飞猛进的发展， 数控技术不断采用计 算机、控制理论等领 域的最新技术成就， 使其朝着下述方向发 展
运行高速化 加工高精化 功能复合化 控制智能化 体系开放化
量。
Company L
对刀
就是使“对刀点”与“刀位点”重合的操作
Company L
刀位点
用于确定刀具在机床坐标系中位置的刀具上的特定点 镗刀 钻头 立铣刀、端铣刀 面铣刀 指状铣刀 球头铣刀
Company L
对刀点
从程序执行的一开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始 运动的位置，这一位置称为程序的起刀点。该点一般通过 对刀来确定，故又称为对刀点.选择对刀点也是较为关键的 一步
数控加工技术概述
数控加工技术概述数控加工技术概述随着现代制造业的快速发展，数控加工技术已成为制造业中不可或缺的重要领域。
数控加工技术通过计算机、数控机床等高科技设备，可以实现对各种形状材料的加工，其高精度、高效率的加工特性，不仅能够大幅提升生产效益，也为制造业的现代化提供了强有力的支持。
一、数控加工技术的概念数控加工技术（NC）是一种在机床上利用计算机技术管理、控制加工过程中所有参数的加工技术。
数控加工技术中，通过预先编写加工程序并输入到计算机中，实现加工过程中各轴坐标的自动控制和精确位置的计算，从而控制机床的加工过程。
数控加工技术使得加工过程变得高效、精确、复杂度高，并且具有高度可重启动性和记忆功能。
二、数控加工技术的应用范围1.钢铁加工数控加工技术广泛应用于机械、汽车、轨道交通、航空航天、电子、仪器仪表、化工、生物、医疗器械和电力等领域。
例如，在钢铁加工中，数控加工可以用于车削、铣削、钻孔、车外径等加工过程，可以进行多轴复合运动控制，实现不同轮廓的加工。
数控加工技术可以有效地提高加工质量和效率，缩短加工周期，减少人力和资源消耗，从而提高企业竞争力和经济效益。
2.模具制造在模具制造领域，数控加工同样发挥着重要作用。
数控加工可以应用于各种模具的制造和加工过程中，例如铣模、卡盘、砂轮、钻头、车刀等。
相比传统模具加工方式，数控加工技术可以降低数量大、精度高、形状复杂的模具的加工难度，提高产品的标准化和批量化程度。
3.光电信息在光电信息领域，数控加工技术也有广泛的应用。
例如光纤通信器件、激光加工器件、光学零部件的加工需要高精度的数控加工，此外，机械零部件中的光学元器件等也需要高精度的数控加工。
三、数控加工技术的发展趋势自20世纪60年代以来，随着计算机技术的迅速发展，数控加工技术也得到了快速发展。
目前，随着人工智能技术的不断进步，传感器技术、机器视觉技术、云计算、大数据等辅助技术的加入，数控加工技术的应用前景越来越广阔。
《数控加工技术》课件
数控编程的基本概念
数控编程的定义
数控编程是根据零件图样和工艺要 求，使用数控语言或CAD/CAM软件
，编写出用于控制数控机床进行切 削加工的程序。
数控编程的步骤
分析零件图样和工艺要求、确定加 工工艺方案、建立数学模型、进行 加工轨迹的计算、生成数控程序和
程序校验等。
数控编程的语言
数控编程语言是一组用于描述零件 加工过程的指令集合，常见的数控 编程语言有G代码、M代码等。
根据零件的形状、尺寸和材料等要求，选 择合适的加工设备、刀具、夹具和切削参 数，制定出合理的加工工艺路线。
加工余量与切削用量的确定
工艺文件的编制
根据零件的加工精度和表面质量要求，确 定合理的加工余量和切削用量，以提高加 工效率和加工质量。
将制定的加工工艺路线、工艺参数和操作 规程等整理成工艺文件，以便生产部门按 照文件要求进行生产。
详细描述
轴类零件的数控加工实例包括各种传动轴、主轴、轴承座等，这些零件通常需要高精度 和高可靠性的加工要求。在加工过程中，需要采用合适的刀具和切削参数，确保零件的 尺寸精度、表面质量和形位公差达到要求。同时，还需要注意控制热变形和切削振动等
因素对加工精度的影响。
板类零件的数控加工实例
总结词
板类零件通常指平面度要求较高的薄板或厚板，其加工工艺要求相对较低，但也需要精确控制尺寸和形位公差。
详细描述
板类零件的数控加工实例包括各种机架、底座、盖板等，这些零件通常需要大尺寸和高刚性的加工要求。在加工 过程中，需要采用合适的加工策略和装夹方式，确保零件的平面度和形位公差达到要求。同时，还需要注意控制 切削参数和刀具磨损等因素对加工精度的影响。
模具零件的数控加工实例
总结词
数控机床加工工艺及设备
数控机床加工工艺及设备数控（Numerical Control，简称CNC）机床是一种自动控制设备，通过数字化的方式来控制机床加工工件的加工过程。
与传统的手工操作或者半自动加工设备相比，数控机床具有更高的精度、更高的效率和更灵活的加工能力，适用于各种复杂的零件加工。
数控机床加工工艺主要包括以下几个步骤：1. 确定加工工艺。
根据零件的设计要求和加工特性，确定适合的加工工艺路线和参数。
2. 编写加工程序。
将加工工艺转化为数控机床可以识别的指令代码，即编写加工程序。
3. 调试程序。
通过模拟或者试刀的方式，调试加工程序，确保程序能够正确地控制数控机床进行加工。
4. 加工零件。
将调试好的加工程序加载到数控机床中，进行零件的加工加工。
在数控机床加工过程中，关键的设备包括数控机床本身、加工刀具、夹具和测量设备。
数控机床可以根据加工需求采用不同的加工方式，包括铣削、车削、磨削等。
加工刀具和夹具需要根据加工零件的特点和加工工艺选用合适的类型和规格。
测量设备用来检测加工零件的尺寸和形状，确保加工质量符合要求。
总的来说，数控机床加工工艺及设备的选择和应用对于零件加工的质量和效率具有重要的影响。
随着数控技术的不断发展和完善，数控机床将在制造业中起到越来越重要的作用。
很高兴继续为您提供有关数控机床加工工艺及设备的相关内容。
数控机床加工工艺及设备在现代制造业中扮演着重要的角色。
随着工业自动化水平的不断提高，数控技术已成为推动制造业发展和提高生产效率的关键因素。
下面我们将详细介绍数控机床加工工艺及相关设备的内容，包括数控机床的类型、加工工艺选择、加工刀具、夹具和测量设备等方面。
首先，数控机床的类型包括数控铣床、数控车床、数控磨床等。
这些数控机床能够根据加工需求进行三轴、四轴、五轴甚至六轴和七轴的多轴联动加工。
不同类型的数控机床具有不同的加工能力和加工精度，可以满足各种零件加工的需要。
在选择数控机床的时候，需要根据零件的类型和加工要求进行合理的选择。
数控加工技术(完整课件)
（五）数控机床的选择 1. 平面孔系零件的加工 这类零件或孔数较多，或孔位置精度要求较高，宜用点位直线控制的数 控钻床与镗床加工。
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8． 提高数控系统的可靠性 可靠性是数控机床用户最为关注的问题，提高可 靠性通常可采取下列一些措施： （1） 提高线路的集成度 采用大规模集成电路、专用芯片及混合式集成 电路，以减少元器件数量，精简外部连线和降低功 耗。 （2） 建立由设计、试制到生产的完整质量保证 体系 例如采取防电源干扰，输入、输出隔离；使数 控系统模块化、通用化及标准化，以便组织批量生 产和维修；在安装制造时注意严格筛选元器件；对 系统可靠性进行全面检查考核等。
③ 缩短走刀路线，减少空行程。
接刀痕
（四）刀具的选择、切削用量的确定 加工刀具的选择，应尽可能选用硬质合金刀具或性能更好的带涂层刀具。 铣平面轮廓用平头立铣刀，铣空间轮廓时选球头立铣刀。
选择刀具时要规定刀具的结构尺寸，供刀具组装预调使用；还要保证 有可调用的刀具文件；对选定的新刀具应建立刀具文件供编程用。
非模态代码是指只有书写了该代码时才有效的代码。 1．与坐标设定有关的指令
表2-1与坐标设定有关的指令
代码
功能
G11 坐标轴的平移和旋转 G10 取消G11 G15 工件坐标系选择(模态) G16 工件坐标系选择(非模态) G52 局部坐标系设定
G53 机床坐标系选择
G54 直线偏移X
G55 直线偏移Y
三、数控编程系统
数控编程可分为机内编程和机外编程。机内编程指利用数控机床本身提供 的交互功能进行编程，机外编程则是脱离数控机床本身在其他设备上进行编程。
数控加工概述
3) 按数控车床控制系统和机械构造旳档次分 经济型数控车床 全功能数控车床 车削中心。
2．数控铣床与加工中心
图1-6 XK5025型 经济型数控铣床
图1-7 XH714A型立式加工中心
1) 三坐标数控铣床与加工中心
除具有一般铣床旳功能外，还具有加工形状复杂旳二 维和三维轮廓旳能力，相应称为二轴(或2.5轴)加工与三 轴加工。
❖单位：mm/脉冲 如0.001mm/P
❖ 脉冲当量旳大小与数控系统旳水平有关。 0.05～0.001
❖ 脉冲产生：运动控制指令（自动）、按键触 发或 手摇脉冲发生器（手动操作）
3、进给速度与速度修调
进给速度：单位时间内坐标轴移动旳距离。 （加工时刀具相对于工件旳移动速度）
单位：mm/min mm/r 速度修调：经过修调倍率对速度进行适量 修调。 ❖数控机床在加工过程中能经过速度修调实时调 整进给速度和主轴转速，便于加工。
半闭环伺服系统
3.按控制系统功能水平分类 可分为低、中、高三个档次
1）控制系统CPU旳档次：8位低 16、32位中 64位高
2）辨别率和进给速度 ： 辨别率 进给速度
10µm 8-10m/min 低
1µm
10－20m/min 中
0.1µm 15－20m/min 高
3）坐标联动功能：
2轴联动、3轴联动、3轴2联动、4轴联动、5轴联动
4）通信功能
低档数控系统一般无通信功能； 中档有RS232C或可供DNC（直接数控）旳通信接口； 高档系统有RS422A或支持MAP(自动化协议）旳高性能
通信接口，具有联网功能。
5) 显示功能
低： 发光二极管LED显示屏，单色液晶LCD显示 仅有字符显示功能旳CRT（阴极射线管）显示屏
数控加工技术
数控加工技术数控加工技术是一种高精度、高效率的机械加工方法，它采用计算机控制机床进行精密加工，对于产品质量、生产效率和成本控制都具有重要意义。
近年来，随着工业自动化程度的不断提高，数控加工技术在各个制造领域得到了广泛应用。
一、数控加工的基本概念数控加工是指利用计算机控制机床进行数控加工操作的一种先进的机械加工方式。
其主要特点是在计算机数控程序的指挥下，根据所需工件形状、尺寸和表面要求等进行加工，减少由人为因素引起的误差，保证产品精度和质量的稳定性。
数控加工的基本工作原理是：首先，将需要加工的工件数据通过计算机绘图软件或CAD软件进行三维建模，然后输入G代码和M代码，控制机床沿规定路线切削和加工。
G代码是控制机床运动的指令，例如定义直线、圆弧、螺旋等的路径和方向；M代码是控制机床辅助装置的指令，如启动、停止、换刀和冷却等。
目前，数控机床已成为现代制造业中不可或缺的重要设备，涵盖了钻床、铣床、加工中心、磨床、车床、线切割机等多种类型。
二、数控加工的主要优势数控加工技术相比传统机械加工具有很多明显的优势，主要集中在以下几个方面：1、加工精度高：数控加工采用计算机控制，精度比人工操作高，可以实现微米甚至亚微米级别的精密加工，保证产品的精度和质量。
2、加工效率高：数控加工中由计算机控制机床进行操作，可以实现无人值守生产，也可以对多台机床进行集中控制，提高生产效率。
3、工艺灵活多样：数控加工可以根据不同的工艺要求进行灵活的加工处理，包括钻孔、铣削、切割、车削、磨削等，同时还能进行多轴联动的复杂立体加工。
4、降低人工误差：由于数控加工过程中机床的操作完全由计算机控制，因此可以大大减少由人员误差引起的加工偏差，保证产品质量的稳定性。
5、成本控制：数控加工生产装备投入成本较高，但由于提高了生产效率、降低了人工成本和产品损耗率，可以有效控制生产成本，适应批量生产的需求。
三、数控加工的应用范围数控加工技术被广泛应用于制造业、航空航天、汽车、船舶、电子、模具、医疗等领域中，对于生产效率和产品质量具有重要意义。
复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究内容
复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究内容齿轮作为机械传动中不可或缺的元件，其精密加工对于提高机械传动效率和可靠性至关重要。
而复杂修形齿轮则是一种具有特殊形状的齿轮，其加工难度更大，对于加工技术和装备的要求也更高。
本文将探讨复杂修形齿轮精密数控加工的关键技术与装备研究内容。
一、数控加工技术在复杂修形齿轮加工中的应用数控加工技术是现代制造业中的重要技术手段，其在复杂修形齿轮加工中的应用可以大大提高加工精度和效率。
数控加工技术通过计算机控制加工设备的运动轨迹和加工参数，实现对复杂修形齿轮的精密加工。
其中，数控车床和数控磨齿机是常用的数控加工设备。
二、复杂修形齿轮加工的关键技术1. 齿轮加工仿真技术齿轮加工仿真技术可以通过计算机模拟齿轮加工过程，预测加工误差和变形情况，从而优化加工方案和减少加工试验。
在复杂修形齿轮加工中，齿轮加工仿真技术可以帮助确定合适的刀具路径和切削参数，提高加工精度和效率。
2. 刀具磨制技术复杂修形齿轮的加工需要使用特殊形状的刀具，而刀具的磨制对于加工质量和效率有着重要影响。
刀具磨制技术需要考虑刀具的形状、刃磨角度和刃磨精度等因素，以确保刀具能够准确地复制齿轮的形状。
3. 加工参数优化技术复杂修形齿轮的加工参数优化是提高加工精度和效率的关键。
通过对加工参数进行优化，可以减少加工误差和变形，提高齿轮的精度和表面质量。
加工参数优化技术需要考虑切削速度、进给速度、切削深度等因素，并结合数控加工设备的特点进行调整。
三、复杂修形齿轮精密数控加工装备的研究内容1. 数控车床数控车床是复杂修形齿轮加工中常用的加工设备之一。
其研究内容包括数控系统的开发和优化、刀具刃磨装置的设计和改进、加工参数的优化等。
数控车床的研究旨在提高加工精度和效率，满足复杂修形齿轮的加工需求。
2. 数控磨齿机数控磨齿机是复杂修形齿轮加工中另一种常用的加工设备。
其研究内容包括磨齿机床结构的改进和优化、磨削工艺的研究和改进、磨削刀具的设计和制造等。
数控车床和数控铣床的区别
数控车床和数控铣床的区别
数控车床和数控铣床是制造业中常见的数控加工设备，它们在工件
加工上有着各自独特的特点和作用。
本文将从工作原理、加工对象、
加工技术等方面详细介绍数控车床和数控铣床的区别。
一、工作原理
数控车床主要通过旋转刀具将工件上的材料去除，从而达到加工的
目的。
数控车床的工作台可以沿着不同方向移动，可以实现对工件的
各种切削加工。
而数控铣床则是通过旋转铣刀将工件表面的一层材料
切除，达到加工的目的。
数控铣床的工作台可以沿着X、Y、Z三个轴
向移动，可以实现对工件的平面和曲面加工。
二、加工对象
数控车床主要用于对轴对称零件和轴对称孔进行加工，例如轴类零件、齿轮等。
数控车床的加工范围比较大，可以适应各种形状的工件
加工。
而数控铣床主要用于对平面和曲面进行加工，例如切削、开槽、钻孔等。
数控铣床适用性也比较广泛，但对于某些复杂的轴对称零件
加工能力稍显不足。
三、加工技术
数控车床和数控铣床的加工技术也有所不同。
数控车床主要采用车削、镗孔、攻丝等切削加工技术，能够实现高精度的加工。
而数控铣
床则主要采用铣削、钻孔、镗孔等切削加工技术，能够实现工件表面
的各种形状加工。
综上所述，数控车床和数控铣床在工作原理、加工对象、加工技术等方面有着明显的区别。
在选择使用时，需要根据具体的加工要求来选择合适的设备，以提高加工效率和加工质量。
希望本文对读者对数控车床和数控铣床有所帮助。
数控机床加工技术及其应用
数控机床加工技术及其应用随着科技的不断进步，数控机床的应用越来越广泛，成为现代工业生产的重要组成部分。
为了更好地了解数控机床加工技术及其应用，本文将从以下几个方面进行探讨。
一、数控机床的基本概念数控机床是一种由计算机控制的机床，由输入程序控制加工零件。
数控机床主要包括控制系统、执行系统、传感器和驱动器等四个部分，通过计算机编程，可控制加工物体的运动轨迹、速度和加工深度等参数，从而实现高精度、高效率的加工过程。
二、数控机床加工技术数控机床加工技术是指利用数控机床对工件进行高精度、高效率的加工过程。
它具有如下特点：1. 高精度。
数控机床可实现微米级的精度控制，满足高精度加工的要求。
2. 高效率。
数控机床可实现自动化控制，工作效率大大提高，节省了人力成本。
3. 高灵活性。
数控机床可根据加工需要进行编程，生产不同类型、不同形状的零件，具有很强的适应性。
4. 可编程性。
数控机床可根据不同的加工任务进行编程，具有较强的自适应性。
三、数控机床应用领域数控机床应用领域广泛，主要包括：1. 汽车制造。
数控机床在汽车制造中起到重要的作用，可用于生产发动机、传动系统、底盘等部位的零件。
2. 航空制造。
飞机制造过程中需要大量的高精度零件，数控机床的快速、精准的加工方式可满足需求。
3. 铁路制造。
数控机床的高效、高精度特点可应用于铁路制造领域，生产高速列车、地铁等铁路部件。
4. 电子设备制造。
电子设备需要高精度、高质量的零件，数控机床可应用于电子设备的制造过程中。
四、数控机床发展趋势数控机床在制造业中发挥着越来越重要的作用，未来也有广阔的发展前景。
未来数控机床的发展趋势包括：1. 机械、电气、计算机三方面相结合。
数控技术与机械、电气、计算机等领域的融合，促进了数控机床的不断进步。
2. 智能化。
数控机床将会越来越智能化，可以变成一种拥有高度自主决策能力、自我维护及自我诊断能力的“智能机床”，在制造领域中发挥更大作用。
3. 多功能化。
数控加工工艺
切削用量的优化
01
切削深度与宽度
切削深度与宽度是影响切削用 量的重要因素。在保证加工质 量和刀具寿命的前提下，合理 增大切削深度与宽度可以提高 加工效率。
02
切削路径规划
合理的切削路径规划可以减少 空行程时间和提高材料去除率 ，进而优化切削用量。常用的 切削路径规划方法包括往复式 切削、螺旋式切削等。
03
冷却与润滑
04
切削过程中的冷却与润滑对切削 用量也有影响。合适的冷却润滑 方式可以减小切削力、降低刀具 磨损，并提高加工表面的质量。
工艺系统刚性
工艺系统的刚性对切削用量有较 大影响。在切削过程中，如果工 艺系统刚性不足，可能会导致振 动、过切等问题，影响加工质量 。因此，在选择切削用量时，需 充分考虑工艺系统的刚性。
数控加工的重要性
提高加工精度和效率
促进制造业转型升级
数控加工可以实现高精度和高效率的 加工，提高生产效率和产品质量。
数控加工技术的应用可以推动传统制 造业的转型升级，提高制造业的技术 水平和市场竞争力。
适应个性化生产需求
数控加工可以快速调整工艺参数和加 工过程，适应个性化生产需求，缩短 产品研发周期。
螺纹车削
切槽加工
用于加工各种螺纹，通过调整刀具的角度 和切削参数，实现高质量螺纹车削。
用于在轴类零件上加工各种槽形，通过选 择合适的刀具和切削参数，实现高效切槽 加工。
线切割加工工艺
快走丝线切割
采用快速往复运动的电极丝进行切割，适用于加 工厚度较大的工件。
大锥度线切割
适用于加工大锥度或非圆形工件，能够实现复杂 形状的切割。
质量控制
建立严格的质量控制体系，对加工过 程进行实时监测和记录，确保产品质 量的稳定性和可靠性。
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数控加工技术及设备1 、CAM（计算机辅助制造）技术的历史与发展计算几何理论的不断完善和数控技术的不断更新是CAM技术持续发展的物质基础，工业界对数控加工技术不断提出需求是CAM技术发展的原动力，CAM软件厂商之间的激烈竞争是CAM技术发展的催化剂。
CAM技术从诞生到现在，可以划分为三个阶段：1.1、加工质量稳定、加工精度高。
最早出现的CAM软件是50年代开发的平面编程系统，60年代发展到具有曲面编程能力的系统，80年代出现了具有图形交互的雕塑曲面编程能力的系统。
在数控机床和数控技术出现以前，同一套图纸，在不同的加工车间，产品表面质量差异大，即使是同一个工人，加工相同的零件，其质量也不尽相同。
当加工曲线、曲面以及精密孔时，对加工精度的要求就更加迫切了。
有了数控机床，加工同一种零件，使用同一段数控代码，加工质量稳定。
后来，发展了曲面造型技术，人们设计产品，不再仅仅满足产品的功能需求，开始追求产品的外观和更好的性能，大量使用复杂曲面进行产品设计。
因此，产品的加工精度被提到首要地位。
1.2、加工效率高、产品更新换代快。
产品生产的趋势是多品种、小批量，制造业的目标是降低成本、提高质量、缩短制造周期。
对制造业，尤其是对模具加工业来说，就是要在保证模具加工精度的前提下，充分利用数控机床的性能，提高加工效率，缩短加工时间，保证产品及时上市。
为满足高效率的需求，出现了三轴、四轴、五轴甚至更多联动轴的机床。
CAM技术也随之发展。
各软件厂商纷纷推出多轴数控加工系统。
近年来，绝大多数关于NC的文章都是围绕多轴刀具轨迹生成和干涉检查与修正展开讨论的。
这是CAM技术发展的第二个阶段。
1.3、加工的信息化、集成化和智能化。
在现代社会生产领域中，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助分析（CAE）、计算机辅助质量管理（CAQ）以及将他们有机集成起来的计算机集成制造（CIM）已经成为企业科技进步和实现现代化的标志]。
制造业的信息化是大势所趋。
加工的智能化越来越被人们所重视。
加工的智能化表现在CAM系统自动生成产品的所有加工阶段的加工代码且自动判断曲面自身的过切和装卡具及机床的碰撞；自动生成所有加工阶段的工序单和工艺单。
当生产管理以并行工程的模式组织时，产品设计的修改是随时可能发生的。
智能加工系统要实时跟踪产品的设计变化，从而产生相应的刀具轨迹及工艺工序报表。
智能加工时当前研究的热点。
制造是产品生产的基本环节，制造业的发展水平影响了产品制造的品质和效率。
制造设备的数控化是现代制造业的基本标志。
如何发挥数控设备特别是数控铣加工设备的效率是摆在制造业面前的一个重要课题。
2、当前制造技术领域动向2.1、先进制造技术2.1.1、新的企业生产管理方式经济与科技的发展使制造全球化、信息化，从而改变了制造业的传统观念和生产组织方式。
出现了精益生产、敏捷制造、智能制造、虚拟制造、虚拟企业等先进的管理方式和生产方式。
新的生产方式的特点：以技术为中心向以人为中心转移。
从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变。
从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变。
从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织转变。
从符合性质量观向满意性质量观转变。
2.1.2、绿色制造技术全球环境日趋恶化，自然资源越来越匮乏。
地球南极上空的臭氧空洞警示人类，绿色制造是人类可持续发展的必然选择。
“生态工厂”和“绿色生产力”等概念和口号以被人们认同。
目前，日本将绿色制造作为重点研究技术，投巨资建立试验工厂。
香港也在积极推行ISO4000国际环保标准、绿色产品标志及绿色奖励计划，培训清洁生产人才。
我国大陆人口众多，资源相对匮乏，环境污染严重，绿色制造技术是我国生产力健康发展的必由之路。
2.1.3、快速制造技术市场的激烈竞争产生了快速制造技术，出现了很多新的概念和研究领域。
最为典型的是并行工程和快速原型制造技术。
并行工程：在产品设计阶段同时进行工艺过程设计，考虑产品整个寿命周期的所有因素，从而大大缩短产品投放市场的时间。
快速原型制造技术：利用三维CAD数据，将一层层的材料堆砌成实物模型，这种技术可大大缩短产品开发周期，给制造也带来根本性变化。
2.1.4、虚拟制造技术[5]虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、加工、装配等工序统一建模，形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品、虚拟的企业。
虚拟制造技术主要包括：（1）虚拟环境技术，（2）虚拟设计技术，（3）加工和装配过程的模拟、仿真技术。
虚拟制造技术实际上是一种软技术，其中，产品建模、数据共享和过程仿真是虚拟制造技术的基础。
2.2、加工过程规律的研究2.2.1、物理规律刀具的切削过程是非常复杂的，影响因素很多。
在铣削加工时，刀具材料性能、刀具类型、刀具几何参数、切削速度、切削深度和进给量等都影响着切削力，从而影响整个工艺系统的变形，最终影响加工精度。
为此，需建立相应的几何模型和力学模型，探索简化的加工精度与工件材料性能、刀具参数、切削用量的关系。
当前，美国在这方面开展的研究工作较多。
在国外，美国和日本在此方面的研究较早，美国的New Hampshire大学的研究较为深入和系统，发表了多篇论文[7][8][9]。
研究主要集中在对三轴到五轴加工受力分析上，最近已将切削力分析的结果用于进给量的自动计算。
在西雅图召开的"1997美国科学基金会设计与制造领域受资助者"会议上，Fussell和Jerarel介绍了他们的研究项目"Feedrate Selection for NC Machining Based on Part Tolerance"，但尚未在商品化CAD/CAM系统中得到应用。
另外，刀具在切削时，会有微量磨损，在刀具还未完全报废的使用过程中，利用传感器，及时向电脑程序传输刀具磨损程度、切削区温度变化，从而适时微量调整刀具轨迹的偏置量和切削速度。
达到在切削过程中稳定的切削质量控制。
对刀具切削过程的物理规律研究，费用高，需要高校、研究所、工厂甚至国家共同参与。
相信在不久的将来，有关刀具切削过程的研究将会取得重大进展。
2.2.2、几何规律2.2.2.1、轨迹生成智能化现代的CAM软件系统，生成轨迹的方式多种多样，名目繁多，各软件系统术语不统一，掌握起来存在困难。
工程师们希望给定毛坯和一系列刀具，给定工件材料和待加工轮廓或曲面，能自动生成粗加工、半精加工、精加工、清根轨迹，改变设计面和加工条件，自动更新刀具所有工序的刀具轨迹，即自动编程技术。
要求轨迹是高效率的，且在任何位置不发生干涉和碰撞。
2.2.2.2、五轴加工五轴加工的轨迹生成是国内外研究的重点。
从切削效果讲，五轴加工有很多优点，一是切削效率高，二是加工后工件表面精度高，三是可以减少手工打磨量。
Vickers 和Quan指出，五轴加工比三轴加工可以提高10-20%的生产率。
五轴加工的难点是干涉判断困难，因为刀轴实时在变化。
五轴加工分为端铣和侧铣。
侧铣加工是刀具侧刃与工件表面接触的加工方式，在几何形体的精密加工中有广泛的应用。
端铣加工是端刀边缘与工件表面接触的加工方式，加工雕塑曲面一般用端铣加工。
关于五轴加工刀具轨迹生成和刀具干涉等问题，很多学者作了大量研究。
Jensen 和Anderson引入“局部曲率特性”来计算刀轴定位。
Jensen的方法对全局干涉检查作用不大，但可以作为计算刀位点的迭代初始点。
Lee引入“瞬间切削轮廓”的概念，以此计算有效刀具半径，然后根据刀具有效半径和当前刀具就可计算刀轴的偏置角。
Choi计算五轴刀具轨迹的方法[2]简述为：（1）离散曲面成三角片集，（2）利用竖直平面和三角片集求交得计算刀触点，（3）以刀触点为原点，加工方向和刀触点发矢所在平面为刀位点平面，计算刀位点，（4）干涉检查，修正刀轴矢量。
2.2.2.3、高速加工近年来，人们逐渐认识到高速切削是提高加工效率的关键技术。
高速切削指在主轴转速很高、切削速度很快、切削厚度很小条件下进行数控加工，消除毛坯多余材料完成零件成型的过程。
高速加工在航空航天中首先得到广泛应用，因为其多数零件是从原材料中切除80%的多余材料的加工。
如今，汽车工业和模具工业也越来越多采用高速加工。
例如用小直径立铣刀对模具型腔进行高速铣削，因为效率高，精度高，表面光洁，故可省去后续的电加工和手工研磨等工序，大大加快了新产品的开发周期。
通常，高速切削机床主轴旋转速度为10000~40000rpm，刀具切削速度为50m/min，每层切削厚度应介于0.3-0.5mm之间。
这种条件下，刀具切削时对刀具轨迹的平滑性要求很严，以保证刀具移动时的平稳性和安全性，同时提高产品的表面质量。
高速切削刀具轨迹除了满足高精度、高效率和计算稳定之外，还必须满足如下特征：（1）不能碰撞任何工件、装卡具等。
（2）轨迹必须水平。
（3）进给速度随着轨迹的弯曲变化实时调整。
（4）刀具轨迹必须平滑。
（5）加工之前必须仿真。
3、流行的CAM系统介绍Unigraphics是高档CAM软件的代表。
其加工方式完备，计算准确，实用性强，是航空、汽车、造船行业的首选CAM软件。
CIMATRON90是中档CAM软件的代表。
该软件产自以色列。
其实用性强，也是航空、汽车、电子、模具行业的广泛应用的CAM软件。
MasterCAM是低档CAM软件的代表。
主要应用在中小企业的模具行业。
CAXA-ME是国内CAM软件的代表。
主要面向中小企业。
4工业界对CAM软件的新需求4.1 、支持虚拟企业生产组织方式以美国PTC公司的Pro/Engineer为代表的CAD系统，基本上反映了当前CAD技术的现状。
以参数化特征技术为基础的零件设计、变量几何为基础的总体设计的CAD系统逐渐走向成熟和繁荣。
Pro/Engineer，UG，CATIA等高档产品Cimatron，Solidwork，Solidedge等中低档产品竞争异常激烈，国内的多家CAD软件厂商也正处于紧锣密鼓的开发之中，如CAXA、华中、浙大大天、高华、金银花等。
可以说，CAD系统和市场逐渐稳定。
同样，为制造业服务的CAM技术也随之发展和变化。
由于市场的国际化，全球竞争要求产品的制造过程具有高速度和低成本。
产品更新的速度越来越快，市场需求朝着小批量、个性化方向发展。
传统的小而全的企业模式已越来越丧失竞争力，各种形式的合作开发、生产和销售方式应运而生。
因此，异地设计、异地编程、异地加工越来越被众多企业采用。
虚拟制造技术也应运而生。
虚拟技术是应用计算机技术，对产品的设计、加工、装配等工序统一建模，形成虚拟的的生产过程，从而产生了虚拟的产品、虚拟的企业。
虚拟制造技术使得厂家可以在不同的城市甚至不同的国家通过Internet/Intranet进行设计、加工，共享同一产品模型，从而大大提高效率，降低成本。