数控加工工艺系统PPT课件
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❖ 数控加工工艺系统的组成： ❖ 由数控机床、夹具、刀具和工件等
组成的 如图1-20 ：
3
图1-20 工艺系统的组成
4
各组成的概念
❖ （１）数控机床： ❖ 采用数控技术，或者说装备了数控系统的机床，
称为数控机床 。 ❖ （２）夹具： ❖ 在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）
的装置统称为夹具。 ❖ （３）刀具： ❖ 金属切削刀具是现代机械加工中的重要工具。 ❖ （４）工件： ❖ 工件是数控加工的对象。
❖ ①类型： ❖ 高级型 ❖ 普及型 ❖ 经济型 ❖ ②参考评价指标包括 ： ❖ CPU性能、 ❖ 分辨率、 ❖ 进给速度、 ❖ 联动轴数、 ❖ 伺服水平、 ❖ 通信功能、 ❖ 人机对话界面等。
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1.2.3 数控刀具的主要种类
❖ 1．数控加工刀具的种类： 常规刀具和模块化刀具两大类 ❖ 模块化刀具的主要优点 ： ❖ 减少换刀停机时间，提高生产加工时间； ❖ 加快换刀及安装时间，提高小批量生产的经济性；
（90°V型块定位）
7
1.2.2 数控机床的主要类型
❖ 1．按加工方式和工艺用途分：
❖ 按切削方式不同，可分为数控车床、数控铣 床、数控钻床、数控镗床、数控磨床等。以 及镗铣加工中心（简称加工中心）。还有数 控电火花线切割、数控电火花成型、数控激 光加工、等离子弧切割、火焰切割、数控板 材成型、数控冲床、数控剪床、数控液压机 等各种功能和不同种类的数控加工机床。
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❖ 4．按数控装置的类型分类
❖ （1）硬件数控 （NC） ❖ 主要由固化的数字逻辑电路处理数字信息 ❖ （2）计算机数控 （CNC） ❖ 用计算机处理数字信息的计算机数控（CNC）
系统
❖ 5．按伺服系统有无检测装置分类
❖ ①开环控制数控机床 ❖ ②闭环控制数控机床
全闭环 半闭环
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❖ 6．按数控系统的功能水平分类
提高刀具的标准化和合理化的程度； ❖ 提高刀具的管理及柔性加工的水平； ❖ 扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能； ❖ 有效地消除刀具测量工作的中断现象，可采用线外
预调。 ❖ 数控刀具三大系统：即车削刀具系统、钻削刀具系
统和镗铣刀具系统。
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数控车刀
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22
数控可转位刀片
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24
数控刀片
5
定位误差的计算
误差计算公式： △D=△？±△？ 当工件以平面定位时: △D=△？，（△？=0） 当工件以内孔定位时: △Y=1/2（？+？） 当工件以外圆柱面定位时: △Y=0.707？
（90°V型块定位）
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定位误差的计算
误差计算公式： △D=△B±△Y 当工件以平面定位时: △D=△B，（△Y=0） 当工件以内孔定位时: △Y=1/2（D+d） 当工件以外圆柱面定位时: △Y=0.707D
（a）卧式车床
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（2）三坐标联动 数控机床能同时控制三个坐标轴联动图（b）
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（3）两轴半坐标联动图（c） 数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但 控制装置只能同时控制两个坐标，而第三个坐标只 能作等距周期移动
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（4）多坐标联动图（d） 数控机床能同时控制四个以上坐标轴联动，多 坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序 编制复杂
数
控
（２）从制造所采用的材料上
加
工
刀
（３）从切削工艺上
具
（４）特殊型刀具
33
（１）从结构上
①整体式 ②镶嵌式
焊接式
可转位 不转位
机夹式
③减振式
④内冷式
⑤特殊型式
复合刀具、 可逆攻螺纹刀具
34
（２）从制造所采用的材料上
①②③ ④⑤
高硬陶 立金
速质瓷 方刚
钢合刀 氮石
刀金具 化刀
具刀
硼具
具
刀
具
35
外圆、内孔、外螺纹、
25
PVD涂层高速钢齿轮滚刀、铣刀、钻头
26
数控刀具材料
❖
PCVD涂层刀片
27
❖
MT-CVD
28
常见的刀具库ห้องสมุดไป่ตู้
可装20把刀的无臂式ATC刀具库
29
常见的刀具库
可装24把刀的有臂式ATC刀具库
30
常见的刀具库
可装32把刀的有臂式刀具库
31
常见的刀具库
可装60把刀的刀具库
32
（１）从结构上
（
①车削刀具
内螺纹，切槽、切端面、 切端面环槽、切断
３
） 从
②钻削刀具
小孔、短孔、深孔、 攻螺纹、铰孔
切
整体式镗刀柄、
削
从结构上
工 ③镗削刀具
模块式镗刀柄、 镗头
艺 上
从加工工艺要求上
粗镗刀、 精镗刀
④铣削刀具
面铣、立铣、模具铣、 三面刃铣 、键槽铣刀 、 鼓形铣刀 、成形铣刀
36
带柄自紧夹头、 强力弹簧夹头刀柄、 （4）特殊型刀具 可逆式(自动反向)攻螺纹夹头刀柄、 增速夹头刀柄、 复合刀具和接杆类
控制。
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各自的适用范围
❖ （1）点位控制： ❖ 多应用于数控钻床、数控冲床、数控坐标镗
床和数控点焊机等。 ❖ （2）直线控制： ❖ 用于简易数控车床、数控铣床、数控磨床。 ❖ （3）轮廓控制 ： ❖ 这类控制方式的数控机床有数控车床、数控
铣床、数控磨床、加工中心等。
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❖ 3．按可控制联动的坐标轴分类
❖ 概念： ❖ 数控机床可控制联动的坐标轴，是指数控装
置控制几个伺服电动机，同时驱动机床移动 部件运动的坐标轴数目。 ❖ 分类： ❖ （1）两坐标联动 ❖ （2 ）三坐标联动 ❖ （3）两轴半坐标联动 ❖ （4）多坐标联动
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（1）两坐标联动 数控机床能同时控制两个坐标轴联动即数控装 置同时控制X和Z方向运动。图（a）
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❖ 2．按加工路线分类：
❖ 可以分为点位控制、直线控制和轮廓控制。 ❖ 概念 ❖ （1）点位控制
❖ 点位控制方式就是刀具 与工件相对运动时，只 控制从一点运动到另一 点的准确性，而不考虑 两点之间的运动路径和 方向。
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❖ （2）直线控制 ❖ 直线控制方式就是刀具与工
件相对运动时，除控制从起 点到终点的准确定位外，还 要保证平行坐标轴的直线切 削运动。 ❖ （3）轮廓控制 ❖ 轮廓控制就是刀具与工作相 对运动时，能对两个或两个 以上坐标轴的运动同时进行
1.2 数控加工工艺系统
1.2.1 数控加工工艺系统的基本组成
❖ 1、数控机床加工工件的基本过程
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总体概述
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2. 数控加工工艺系统的组成
❖ 工艺系统的概念：
❖ 机械加工中，由机床、夹具、刀具 和工件等组成的统一体，称为工艺 系统。
组成的 如图1-20 ：
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图1-20 工艺系统的组成
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各组成的概念
❖ （１）数控机床： ❖ 采用数控技术，或者说装备了数控系统的机床，
称为数控机床 。 ❖ （２）夹具： ❖ 在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）
的装置统称为夹具。 ❖ （３）刀具： ❖ 金属切削刀具是现代机械加工中的重要工具。 ❖ （４）工件： ❖ 工件是数控加工的对象。
❖ ①类型： ❖ 高级型 ❖ 普及型 ❖ 经济型 ❖ ②参考评价指标包括 ： ❖ CPU性能、 ❖ 分辨率、 ❖ 进给速度、 ❖ 联动轴数、 ❖ 伺服水平、 ❖ 通信功能、 ❖ 人机对话界面等。
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1.2.3 数控刀具的主要种类
❖ 1．数控加工刀具的种类： 常规刀具和模块化刀具两大类 ❖ 模块化刀具的主要优点 ： ❖ 减少换刀停机时间，提高生产加工时间； ❖ 加快换刀及安装时间，提高小批量生产的经济性；
（90°V型块定位）
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1.2.2 数控机床的主要类型
❖ 1．按加工方式和工艺用途分：
❖ 按切削方式不同，可分为数控车床、数控铣 床、数控钻床、数控镗床、数控磨床等。以 及镗铣加工中心（简称加工中心）。还有数 控电火花线切割、数控电火花成型、数控激 光加工、等离子弧切割、火焰切割、数控板 材成型、数控冲床、数控剪床、数控液压机 等各种功能和不同种类的数控加工机床。
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❖ 4．按数控装置的类型分类
❖ （1）硬件数控 （NC） ❖ 主要由固化的数字逻辑电路处理数字信息 ❖ （2）计算机数控 （CNC） ❖ 用计算机处理数字信息的计算机数控（CNC）
系统
❖ 5．按伺服系统有无检测装置分类
❖ ①开环控制数控机床 ❖ ②闭环控制数控机床
全闭环 半闭环
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❖ 6．按数控系统的功能水平分类
提高刀具的标准化和合理化的程度； ❖ 提高刀具的管理及柔性加工的水平； ❖ 扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能； ❖ 有效地消除刀具测量工作的中断现象，可采用线外
预调。 ❖ 数控刀具三大系统：即车削刀具系统、钻削刀具系
统和镗铣刀具系统。
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数控车刀
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数控可转位刀片
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数控刀片
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定位误差的计算
误差计算公式： △D=△？±△？ 当工件以平面定位时: △D=△？，（△？=0） 当工件以内孔定位时: △Y=1/2（？+？） 当工件以外圆柱面定位时: △Y=0.707？
（90°V型块定位）
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定位误差的计算
误差计算公式： △D=△B±△Y 当工件以平面定位时: △D=△B，（△Y=0） 当工件以内孔定位时: △Y=1/2（D+d） 当工件以外圆柱面定位时: △Y=0.707D
（a）卧式车床
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（2）三坐标联动 数控机床能同时控制三个坐标轴联动图（b）
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（3）两轴半坐标联动图（c） 数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但 控制装置只能同时控制两个坐标，而第三个坐标只 能作等距周期移动
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（4）多坐标联动图（d） 数控机床能同时控制四个以上坐标轴联动，多 坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序 编制复杂
数
控
（２）从制造所采用的材料上
加
工
刀
（３）从切削工艺上
具
（４）特殊型刀具
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（１）从结构上
①整体式 ②镶嵌式
焊接式
可转位 不转位
机夹式
③减振式
④内冷式
⑤特殊型式
复合刀具、 可逆攻螺纹刀具
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（２）从制造所采用的材料上
①②③ ④⑤
高硬陶 立金
速质瓷 方刚
钢合刀 氮石
刀金具 化刀
具刀
硼具
具
刀
具
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外圆、内孔、外螺纹、
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PVD涂层高速钢齿轮滚刀、铣刀、钻头
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数控刀具材料
❖
PCVD涂层刀片
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❖
MT-CVD
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常见的刀具库ห้องสมุดไป่ตู้
可装20把刀的无臂式ATC刀具库
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常见的刀具库
可装24把刀的有臂式ATC刀具库
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常见的刀具库
可装32把刀的有臂式刀具库
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常见的刀具库
可装60把刀的刀具库
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（１）从结构上
（
①车削刀具
内螺纹，切槽、切端面、 切端面环槽、切断
３
） 从
②钻削刀具
小孔、短孔、深孔、 攻螺纹、铰孔
切
整体式镗刀柄、
削
从结构上
工 ③镗削刀具
模块式镗刀柄、 镗头
艺 上
从加工工艺要求上
粗镗刀、 精镗刀
④铣削刀具
面铣、立铣、模具铣、 三面刃铣 、键槽铣刀 、 鼓形铣刀 、成形铣刀
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带柄自紧夹头、 强力弹簧夹头刀柄、 （4）特殊型刀具 可逆式(自动反向)攻螺纹夹头刀柄、 增速夹头刀柄、 复合刀具和接杆类
控制。
10
各自的适用范围
❖ （1）点位控制： ❖ 多应用于数控钻床、数控冲床、数控坐标镗
床和数控点焊机等。 ❖ （2）直线控制： ❖ 用于简易数控车床、数控铣床、数控磨床。 ❖ （3）轮廓控制 ： ❖ 这类控制方式的数控机床有数控车床、数控
铣床、数控磨床、加工中心等。
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❖ 3．按可控制联动的坐标轴分类
❖ 概念： ❖ 数控机床可控制联动的坐标轴，是指数控装
置控制几个伺服电动机，同时驱动机床移动 部件运动的坐标轴数目。 ❖ 分类： ❖ （1）两坐标联动 ❖ （2 ）三坐标联动 ❖ （3）两轴半坐标联动 ❖ （4）多坐标联动
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（1）两坐标联动 数控机床能同时控制两个坐标轴联动即数控装 置同时控制X和Z方向运动。图（a）
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❖ 2．按加工路线分类：
❖ 可以分为点位控制、直线控制和轮廓控制。 ❖ 概念 ❖ （1）点位控制
❖ 点位控制方式就是刀具 与工件相对运动时，只 控制从一点运动到另一 点的准确性，而不考虑 两点之间的运动路径和 方向。
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❖ （2）直线控制 ❖ 直线控制方式就是刀具与工
件相对运动时，除控制从起 点到终点的准确定位外，还 要保证平行坐标轴的直线切 削运动。 ❖ （3）轮廓控制 ❖ 轮廓控制就是刀具与工作相 对运动时，能对两个或两个 以上坐标轴的运动同时进行
1.2 数控加工工艺系统
1.2.1 数控加工工艺系统的基本组成
❖ 1、数控机床加工工件的基本过程
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2. 数控加工工艺系统的组成
❖ 工艺系统的概念：
❖ 机械加工中，由机床、夹具、刀具 和工件等组成的统一体，称为工艺 系统。