车、铣、镗机床加工工艺：
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电火花成型机 数控折弯机 数控冲床
成形加工 数控机床
数控弯管机
二、按控制功能分类:
点位 控制 从一点准确、快速 移动下一个点 以给定的速度按 直线进行切削 按工件的轮廓轨 迹进行切削
直线控 制
轮廓控 制
三、按进给伺服系统的类型分类：
开环数 控系统
采用步进电机，无位置检测器、无反馈控 制信号、对执行机构不检测、成本低，调 试方便 。 采用伺服电机，有位置检测器和位置比较 电路。系统控制精度高 ，设备的成本高。
的计算机集成制造系统
1.高速、高精度化: 高速是指数控机床高速的切削速度和快速进给
量，大大的提高了加工精度，改善了表面粗糙度。 同时，提高了生产效率。 高精度是机床能够达到高的分辨率、定位精度和
重复定位精度等。
精加工精度已提高到0.1μm ，加工精度进入了
微米级。
2.智能化：
21世纪的CNC系统，是一个高智能化的系统， 可在局部或全局实现加工过程的自适应、自诊断 和自调节；智能编程、智能监控；专家系统可降 低对操作者的要求。
成制造系统的要求，实现数控机床之间的数据通
信和直接对多台数控机床进行控制。
计算机集成制造系统的发展可以实现整个机械制
造厂的全盘自动化 。
1.3、
数控加工的概念：
一、数控加工的定义 数控加工，是指在数控机床上进行自动加工零 件的一种工艺方法。
第1章 数控技术概述与数控机床 二、数控加工的认识：
数控车削加工
开环控制系统 指令 驱动 程序 步进 电机 工作台
闭环控制系统 指令 位置 比较 反馈 速度 控制 伺服 电机 速度 检测 工作台
位置 检测
半闭环控制系统
工作台 指令 位置 比较 反馈 位置 检测 速度 控制 伺服 电机 速度 检测
二、数控装置：
数控装置是数控机床的核心。 数控系统的操作面板
夹 具 方 案
装 夹 工 件
3）、数控加工的对象（加工平面类零件）：
3）、数控加工的对象（斜角类零件）：
3）、数控加工的对象（精密、复杂类零件）：
3）、数控加工的对象（模具类零件）：
3）、数控加工的对象（结构复杂、异形类零件）：
3）、数控加工的对象（叶片的精加工 类零件）：
被加工的水轮机叶片
加工过程自适应控制技术
加工参数的智能优化与选择
故障自诊断功能
智能化交流伺服驱动装置
3.复合化：
在一台机床上，工件一次装夹便可完成多工种、 多工序的加工，实现一机多能，提高生产效率和 加工精度。
4.网络化：
现代数控机床的远程故障诊断、远程状态监控、 远程加工信息共享、远程操作 。
5.计算机集成制造系统： 满足柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集
闭环数 控系统
半闭环数
控系统
位置检测器用于测量伺服电机或丝杠端 的转角，推算出位移。
二、数控机床的使用特点：
对技术人员 要求较高 对夹具和刀具 的要求较高 投资大，使用 费用高 加工准备工 作复杂 维修困难 劳动条件好
数控技术人员除了有一定的工艺 基础外，还应对数控机床的结构、 特点、工作原理以及编程有一定 的技术和操作水平，才能正确编 程序。才能对加工过程中出现的 各种问题做出正确的判断和处理。
集成的整体电机主轴 X轴的移动由工作台移动实现 集成在箱型立柱内的刀库， 通过一个滑动门与 加工区隔开 坚固、紧凑的箱型立柱由 人造大理石整体铸造
紧凑的两轴移动单元
板金件加工中心（德国产）
数控激光切割机：
加工中心加工产品采用机器人上下料：
卧式加工中心加工：
立式加工中心（四轴联动）
立式加工中心（五轴联动）
d）、有工件自动交换系统以及液压加紧放松机构.
e）、有工件自动交换系统以及液压加紧放松机构.
1.4
数控机床的分类：
数控车床
一、按数控机床加工原理分类：
普通数控 机床 特种加工 数控机床
用刀具对零件 进行切削加工
数控铣床
加工中心
车削中心
采用电火花原 理进行加工 通过物理方法 改变工作形状
电火花线切割机
本课程学习要求：
通过本课程的学习，希望大家能初步了解：数 控机床的基本概念和基本理论，了解数控机床的 结构和原理，理解典型零件的加工工艺。 然后，理论结合实践，熟练撑握手工编程和自 动编程的方法和技巧，掌握FANUC系统机床的具体
操作。
1.1、
概念：
数控机床的产生：
a)、数字控制简称数控
(NC)，是用数字信息实现 自动控制技术。 b)、数字控制机床，是 用数字信息实现自动控制 运转的机床。 加工中心
职 工 培 训： 第 一 章：
数控机床与数控技术基本知识
第1章、数控机床与数控技术基本知识概述:
内容： 1.1、 数控机床的产生
1.2 、 数控机床的发展趋势
1.3、 1.4、 1.5、 1.6、 数控机床的组成 数控机床的分类 数控加工的概念 典型的数控机床
1.7、
数控机床认识实习
第1章
数控机床与数控技术概述：
特征：
数控机床，它综合运用了计算机、自动控制、
精密测量和机械设计的机电一体化的精加工设备。 它把数字化的刀具，通过移动轨迹信息输入到 数控装置，实现自动控制，加工出所需要的零件。
发展：
自1952年美国研制出第一台数控铣床起，数控
系统经历了数控(NC)阶段(1952—1970年)和计算
机数控(CNC)阶段(1970—现在)。（经历了60多年）
1.适应性强，适合加工单件或中小批量复杂工件 2.加工精度高，产品质量稳定 3.自动化程度高，劳动强度低 4.生产效率高
5.良好的经济效益
6.有利于生产管理的现代化
六、数控加工的对象：
平面类零件 变斜角类零件 精密、复杂零件
模
具
结构复杂的零件
叶片的精加工件
1.4、
数控机床的组成：
数控机床主要由液压系统、数控装置、伺服系统 （电气系统）和机床本体四大主要部分组成。 数 控 系 统 伺服系统 辅助装置 位置检测 速度检测 机 床 本 体
1960年末，出现了直接数控系统，由一台计算 机直接管理和控制一群数控机床。
1967年，英国出现了由多台数控机床连接而成的 柔性加工系统，即现在的柔性制造系统的前身。
20世纪80年代初，出现了以加工中心或车削中 心为主体，配备工件自动装卸和监控检验装置的 柔性制造单元 。
20世纪末，出现了以数控机床为基本加工单元
1.5 典型的数控机床（品种）
经济型数控车床
后置刀架数控车床 立式数控车床 车削中心
数控铣床
龙门铣床
立式加工中心 卧式加工中心 5轴加工中心
第1章 数控技术概述与数控机床
慢走丝线切割机床 快走丝线切割机床
数字化仿形加工
双主轴、五轴联动机床
电火花成型机床
激光打孔机床 小型零件的超精密加工
1.5、数控机床加工的零部件：（成品）
液压系统
反馈装置
一、控制介质：
控制介质是记录零件加工程序的媒介。
输入/输出设备：纸带阅读机、软盘驱动器及键
盘等。 还有RS232串行通讯接口：输出设备主要有CRT 显示器或点阵式液晶显示器。
数控机床的组成 交流同步伺服电
力矩伺服电机
交流同步伺服直线电机
电主轴
位置检测装置：
瑞士米克朗VCP600/800高性能加工中心
典型的数控机床：（经济型数控车床）
典型的数控机床：（后置刀架数控车床）
3）、数控机床加工流程：（高精度加工）
提高设备的 制造精度和 装配精度 提高数控系统的分辨率 以微小程序段实现连续进给 使CNC控制单位精细化
减小数控系统 的控制误差
提高位置检测精度
位置伺服系统采用前 馈控制与非线性控制
齿隙补偿
热变形 误差补偿
刀具误 差补偿
采用补 偿技术
丝杆螺距 误差补偿 空间误差 综合补偿
FANUC系统
SIEMENS系统
华中HNC系统
三、伺服系统：
伺服系统主要由伺服电动机、驱动控制系统和 位置检测与反馈装置等组成。 伺服电机
电主轴
位置检测装置
四、机床本体：
数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之 处是数控机床结构简单、刚性好，传动系统采用 滚珠丝杠代替。 主运动部件：主轴、进给机构等完成切削加工； 进给运动部件：工作台、刀架；
支撑部件：床身、立柱；
辅助装置：冷却、润滑、转位、夹紧、换刀机械 手等
而普通机床的丝杠和齿条传动，主轴变速系统
简化了齿轮箱，普遍采用变频调速和伺服控制。
数控机床的结构特点：（有以下5点）
a）、主轴功率大，床身刚度高、抗震性好、热变 形小. b）、采用高效传动件。传动灵活，传动精度高.
c）、有刀具自动交换系统和管理系统.
的甚至达到了90%，比如：汽车制造企业，数控
机床利用率很高。大部份零部件靠数控设备来完
成，零部件的组装也是靠机械手来完成。
但与先进国家相比还有较大的差距。
1.2、数控机床的发展趋势
a)、数控机床的发展
1952年3月，世界上第一台三坐标数控铣床可作
直线插补，由美国的巴森兹公司和麻省理工学院 合作研发。 1959年，由美国的克耐·杜列克首次研制开发 了具有自动换刀装置和回转工作台的加工中心。
1）、数控车床加工的零件2）、数控机Fra bibliotek加工工艺流程：
刀 具 方 案 刀辅具 选取 确 定刀具 刀具 调整 卡 刀 对
零 件 图 纸
工 艺 分 析
工 艺 设 计
手 工 编 程
程 序 输 入
自 动 编 程
通 讯 传 输 组 合夹具 可 调夹具 通 用夹具
模 拟 调 试 程 序
操 作 机 床 试 切
成
品
数控加工的地位：
是现代制造业的主流设备，对发展国家经济有
决定性的作用。。
现代制造业，工艺水平的高低、设备精度的高
低、材料性能的好坏，直接衡量一个产品、一个 民族、一个国家技术先进的重要标志。是关系国 计民生、国防尖端建设的重要战略物资。
我国数控机床现状：
目前，我国数控机床制造已比较成熟，各制造
企业、各行业，机床数控率达到了60%—70%。有
加工中心加工
三、数控加工的工作原理：
数控加工就是根据零件图及工艺要求等，编制 加工程序，并输入到数控机床的数控系统。 以控制刀具与工件作相对运动，从而自动完 成零件的加工。
四、数控加工的流程：
分 析 零 件
工 艺 分 析
制 定 工 艺
数 控 编 程 程 序 校 验
程 序 传 输
五、数控加工的特点：
成形加工 数控机床
数控弯管机
二、按控制功能分类:
点位 控制 从一点准确、快速 移动下一个点 以给定的速度按 直线进行切削 按工件的轮廓轨 迹进行切削
直线控 制
轮廓控 制
三、按进给伺服系统的类型分类：
开环数 控系统
采用步进电机，无位置检测器、无反馈控 制信号、对执行机构不检测、成本低，调 试方便 。 采用伺服电机，有位置检测器和位置比较 电路。系统控制精度高 ，设备的成本高。
的计算机集成制造系统
1.高速、高精度化: 高速是指数控机床高速的切削速度和快速进给
量，大大的提高了加工精度，改善了表面粗糙度。 同时，提高了生产效率。 高精度是机床能够达到高的分辨率、定位精度和
重复定位精度等。
精加工精度已提高到0.1μm ，加工精度进入了
微米级。
2.智能化：
21世纪的CNC系统，是一个高智能化的系统， 可在局部或全局实现加工过程的自适应、自诊断 和自调节；智能编程、智能监控；专家系统可降 低对操作者的要求。
成制造系统的要求，实现数控机床之间的数据通
信和直接对多台数控机床进行控制。
计算机集成制造系统的发展可以实现整个机械制
造厂的全盘自动化 。
1.3、
数控加工的概念：
一、数控加工的定义 数控加工，是指在数控机床上进行自动加工零 件的一种工艺方法。
第1章 数控技术概述与数控机床 二、数控加工的认识：
数控车削加工
开环控制系统 指令 驱动 程序 步进 电机 工作台
闭环控制系统 指令 位置 比较 反馈 速度 控制 伺服 电机 速度 检测 工作台
位置 检测
半闭环控制系统
工作台 指令 位置 比较 反馈 位置 检测 速度 控制 伺服 电机 速度 检测
二、数控装置：
数控装置是数控机床的核心。 数控系统的操作面板
夹 具 方 案
装 夹 工 件
3）、数控加工的对象（加工平面类零件）：
3）、数控加工的对象（斜角类零件）：
3）、数控加工的对象（精密、复杂类零件）：
3）、数控加工的对象（模具类零件）：
3）、数控加工的对象（结构复杂、异形类零件）：
3）、数控加工的对象（叶片的精加工 类零件）：
被加工的水轮机叶片
加工过程自适应控制技术
加工参数的智能优化与选择
故障自诊断功能
智能化交流伺服驱动装置
3.复合化：
在一台机床上，工件一次装夹便可完成多工种、 多工序的加工，实现一机多能，提高生产效率和 加工精度。
4.网络化：
现代数控机床的远程故障诊断、远程状态监控、 远程加工信息共享、远程操作 。
5.计算机集成制造系统： 满足柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集
闭环数 控系统
半闭环数
控系统
位置检测器用于测量伺服电机或丝杠端 的转角，推算出位移。
二、数控机床的使用特点：
对技术人员 要求较高 对夹具和刀具 的要求较高 投资大，使用 费用高 加工准备工 作复杂 维修困难 劳动条件好
数控技术人员除了有一定的工艺 基础外，还应对数控机床的结构、 特点、工作原理以及编程有一定 的技术和操作水平，才能正确编 程序。才能对加工过程中出现的 各种问题做出正确的判断和处理。
集成的整体电机主轴 X轴的移动由工作台移动实现 集成在箱型立柱内的刀库， 通过一个滑动门与 加工区隔开 坚固、紧凑的箱型立柱由 人造大理石整体铸造
紧凑的两轴移动单元
板金件加工中心（德国产）
数控激光切割机：
加工中心加工产品采用机器人上下料：
卧式加工中心加工：
立式加工中心（四轴联动）
立式加工中心（五轴联动）
d）、有工件自动交换系统以及液压加紧放松机构.
e）、有工件自动交换系统以及液压加紧放松机构.
1.4
数控机床的分类：
数控车床
一、按数控机床加工原理分类：
普通数控 机床 特种加工 数控机床
用刀具对零件 进行切削加工
数控铣床
加工中心
车削中心
采用电火花原 理进行加工 通过物理方法 改变工作形状
电火花线切割机
本课程学习要求：
通过本课程的学习，希望大家能初步了解：数 控机床的基本概念和基本理论，了解数控机床的 结构和原理，理解典型零件的加工工艺。 然后，理论结合实践，熟练撑握手工编程和自 动编程的方法和技巧，掌握FANUC系统机床的具体
操作。
1.1、
概念：
数控机床的产生：
a)、数字控制简称数控
(NC)，是用数字信息实现 自动控制技术。 b)、数字控制机床，是 用数字信息实现自动控制 运转的机床。 加工中心
职 工 培 训： 第 一 章：
数控机床与数控技术基本知识
第1章、数控机床与数控技术基本知识概述:
内容： 1.1、 数控机床的产生
1.2 、 数控机床的发展趋势
1.3、 1.4、 1.5、 1.6、 数控机床的组成 数控机床的分类 数控加工的概念 典型的数控机床
1.7、
数控机床认识实习
第1章
数控机床与数控技术概述：
特征：
数控机床，它综合运用了计算机、自动控制、
精密测量和机械设计的机电一体化的精加工设备。 它把数字化的刀具，通过移动轨迹信息输入到 数控装置，实现自动控制，加工出所需要的零件。
发展：
自1952年美国研制出第一台数控铣床起，数控
系统经历了数控(NC)阶段(1952—1970年)和计算
机数控(CNC)阶段(1970—现在)。（经历了60多年）
1.适应性强，适合加工单件或中小批量复杂工件 2.加工精度高，产品质量稳定 3.自动化程度高，劳动强度低 4.生产效率高
5.良好的经济效益
6.有利于生产管理的现代化
六、数控加工的对象：
平面类零件 变斜角类零件 精密、复杂零件
模
具
结构复杂的零件
叶片的精加工件
1.4、
数控机床的组成：
数控机床主要由液压系统、数控装置、伺服系统 （电气系统）和机床本体四大主要部分组成。 数 控 系 统 伺服系统 辅助装置 位置检测 速度检测 机 床 本 体
1960年末，出现了直接数控系统，由一台计算 机直接管理和控制一群数控机床。
1967年，英国出现了由多台数控机床连接而成的 柔性加工系统，即现在的柔性制造系统的前身。
20世纪80年代初，出现了以加工中心或车削中 心为主体，配备工件自动装卸和监控检验装置的 柔性制造单元 。
20世纪末，出现了以数控机床为基本加工单元
1.5 典型的数控机床（品种）
经济型数控车床
后置刀架数控车床 立式数控车床 车削中心
数控铣床
龙门铣床
立式加工中心 卧式加工中心 5轴加工中心
第1章 数控技术概述与数控机床
慢走丝线切割机床 快走丝线切割机床
数字化仿形加工
双主轴、五轴联动机床
电火花成型机床
激光打孔机床 小型零件的超精密加工
1.5、数控机床加工的零部件：（成品）
液压系统
反馈装置
一、控制介质：
控制介质是记录零件加工程序的媒介。
输入/输出设备：纸带阅读机、软盘驱动器及键
盘等。 还有RS232串行通讯接口：输出设备主要有CRT 显示器或点阵式液晶显示器。
数控机床的组成 交流同步伺服电
力矩伺服电机
交流同步伺服直线电机
电主轴
位置检测装置：
瑞士米克朗VCP600/800高性能加工中心
典型的数控机床：（经济型数控车床）
典型的数控机床：（后置刀架数控车床）
3）、数控机床加工流程：（高精度加工）
提高设备的 制造精度和 装配精度 提高数控系统的分辨率 以微小程序段实现连续进给 使CNC控制单位精细化
减小数控系统 的控制误差
提高位置检测精度
位置伺服系统采用前 馈控制与非线性控制
齿隙补偿
热变形 误差补偿
刀具误 差补偿
采用补 偿技术
丝杆螺距 误差补偿 空间误差 综合补偿
FANUC系统
SIEMENS系统
华中HNC系统
三、伺服系统：
伺服系统主要由伺服电动机、驱动控制系统和 位置检测与反馈装置等组成。 伺服电机
电主轴
位置检测装置
四、机床本体：
数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之 处是数控机床结构简单、刚性好，传动系统采用 滚珠丝杠代替。 主运动部件：主轴、进给机构等完成切削加工； 进给运动部件：工作台、刀架；
支撑部件：床身、立柱；
辅助装置：冷却、润滑、转位、夹紧、换刀机械 手等
而普通机床的丝杠和齿条传动，主轴变速系统
简化了齿轮箱，普遍采用变频调速和伺服控制。
数控机床的结构特点：（有以下5点）
a）、主轴功率大，床身刚度高、抗震性好、热变 形小. b）、采用高效传动件。传动灵活，传动精度高.
c）、有刀具自动交换系统和管理系统.
的甚至达到了90%，比如：汽车制造企业，数控
机床利用率很高。大部份零部件靠数控设备来完
成，零部件的组装也是靠机械手来完成。
但与先进国家相比还有较大的差距。
1.2、数控机床的发展趋势
a)、数控机床的发展
1952年3月，世界上第一台三坐标数控铣床可作
直线插补，由美国的巴森兹公司和麻省理工学院 合作研发。 1959年，由美国的克耐·杜列克首次研制开发 了具有自动换刀装置和回转工作台的加工中心。
1）、数控车床加工的零件2）、数控机Fra bibliotek加工工艺流程：
刀 具 方 案 刀辅具 选取 确 定刀具 刀具 调整 卡 刀 对
零 件 图 纸
工 艺 分 析
工 艺 设 计
手 工 编 程
程 序 输 入
自 动 编 程
通 讯 传 输 组 合夹具 可 调夹具 通 用夹具
模 拟 调 试 程 序
操 作 机 床 试 切
成
品
数控加工的地位：
是现代制造业的主流设备，对发展国家经济有
决定性的作用。。
现代制造业，工艺水平的高低、设备精度的高
低、材料性能的好坏，直接衡量一个产品、一个 民族、一个国家技术先进的重要标志。是关系国 计民生、国防尖端建设的重要战略物资。
我国数控机床现状：
目前，我国数控机床制造已比较成熟，各制造
企业、各行业，机床数控率达到了60%—70%。有
加工中心加工
三、数控加工的工作原理：
数控加工就是根据零件图及工艺要求等，编制 加工程序，并输入到数控机床的数控系统。 以控制刀具与工件作相对运动，从而自动完 成零件的加工。
四、数控加工的流程：
分 析 零 件
工 艺 分 析
制 定 工 艺
数 控 编 程 程 序 校 验
程 序 传 输
五、数控加工的特点：