CNC基礎(chǔ)知識課件

CNC基礎(chǔ)知識課件目錄contentsCNC概述與基本原理CNC機(jī)床類型及其特點(diǎn)數(shù)控編程技術(shù)與方法切削參數(shù)選擇與優(yōu)化策略夾具設(shè)計(jì)原理及實(shí)踐應(yīng)用數(shù)控加工精度保障措施總結(jié)與展望01CNC概述與基本原理CNC定義及發(fā)展歷程CNC定義CNC是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（ComputerNumericalControl）的簡稱，是一種用計(jì)算機(jī)控制機(jī)床進(jìn)行加工的技術(shù)。發(fā)展歷程CNC技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代的美國，經(jīng)歷了從硬件數(shù)控到計(jì)算機(jī)數(shù)控的發(fā)展過程，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，CNC技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。工作原理與組成部分CNC機(jī)床通過讀取預(yù)先編制好的加工程序，將程序中的指令轉(zhuǎn)換為機(jī)床各軸的運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)對工件的加工。工作原理CNC機(jī)床主要由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體、輔助裝置等部分組成。其中，數(shù)控系統(tǒng)是CNC機(jī)床的核心，負(fù)責(zé)接收、處理和輸出指令；伺服系統(tǒng)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令驅(qū)動機(jī)床各軸運(yùn)動；機(jī)床本體包括床身、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)等部分，是實(shí)現(xiàn)加工的主體；輔助裝置包括刀具、夾具、冷卻液等部分，用于輔助加工過程。組成部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)是CNC機(jī)床的核心部分，主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分包括控制器、輸入輸出接口、電源等部分；軟件部分包括操作系統(tǒng)、編程語言、加工程序等部分。數(shù)控系統(tǒng)的性能直接影響到CNC機(jī)床的加工精度和效率。數(shù)控系統(tǒng)CNC機(jī)床的編程語言是用于編寫加工程序的專用語言，主要有G代碼和M代碼兩種。G代碼用于描述工件的幾何形狀和加工路徑，M代碼用于控制機(jī)床的輔助功能（如冷卻液開關(guān)、主軸啟停等）。不同的CNC系統(tǒng)可能使用不同的編程語言，但大多數(shù)系統(tǒng)都支持G代碼和M代碼。編程語言數(shù)控系統(tǒng)與編程語言02CNC機(jī)床類型及其特點(diǎn)010204數(shù)控車床適用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件可實(shí)現(xiàn)直線、圓弧、螺紋等復(fù)雜形狀的加工具有高精度、高效率、高自動化程度等特點(diǎn)常見類型包括立式數(shù)控車床和臥式數(shù)控車床03適用于加工平面、曲面、溝槽等復(fù)雜形狀零件可實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動，進(jìn)行三維空間加工具有高精度、高效率、高靈活性等特點(diǎn)常見類型包括立式數(shù)控銑床和臥式數(shù)控銑床01020304數(shù)控銑床適用于加工箱體類、板類、模具等復(fù)雜零件具有高精度、高效率、高集成度等特點(diǎn)加工中心可實(shí)現(xiàn)銑削、鉆孔、攻絲等多種加工操作常見類型包括立式加工中心和臥式加工中心02030401電火花線切割機(jī)床適用于加工導(dǎo)電材料，如模具鋼、硬質(zhì)合金等利用電火花放電原理，通過電極絲對工件進(jìn)行切割具有高精度、高效率、低成本等特點(diǎn)常見類型包括快走絲線切割機(jī)床和慢走絲線切割機(jī)床03數(shù)控編程技術(shù)與方法123分析零件圖樣、確定加工工藝過程、計(jì)算刀具軌跡的坐標(biāo)值、編寫加工程序、程序輸入數(shù)控系統(tǒng)、程序校驗(yàn)及首件試切。編程步驟簡單易學(xué)，但繁瑣、易出錯(cuò)、無法勝任復(fù)雜形狀零件的編程。編程特點(diǎn)點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件。適用范圍手工編程方法編程步驟：將被加工零件的幾何圖形及有關(guān)工藝過程用計(jì)算機(jī)能夠識別的形式輸入計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)控編程軟件對輸入信息進(jìn)行翻譯，形成機(jī)內(nèi)零件的幾何數(shù)據(jù)與拓?fù)鋽?shù)據(jù)；然后進(jìn)行工藝處理，確定加工方法、加工路線和工藝參數(shù)；通過數(shù)學(xué)處理計(jì)算刀具中心運(yùn)動軌跡，從而獲得刀位數(shù)據(jù)；根據(jù)編程格式要求，將刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指定數(shù)控系統(tǒng)能識別的零件加工程序。自動編程方法編程效率高，可解決復(fù)雜形狀零件的編程問題。復(fù)雜形狀零件或切削加工參數(shù)需要優(yōu)化的場合。自動編程方法適用范圍編程特點(diǎn)宏程序概念宏程序是一種高級編程語言，它允許用戶創(chuàng)建自定義的函數(shù)和過程，以便在數(shù)控程序中重復(fù)使用。這些自定義的函數(shù)和過程稱為“宏”，它們可以像子程序一樣被調(diào)用和執(zhí)行。宏程序應(yīng)用在數(shù)控編程中，宏程序可用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算、邏輯判斷和循環(huán)控制等功能。通過使用宏程序，可以簡化編程過程，提高編程效率，減少出錯(cuò)的可能性。宏程序編寫編寫宏程序需要掌握一定的編程技巧和知識，包括變量定義、條件判斷、循環(huán)控制、數(shù)學(xué)函數(shù)等方面的內(nèi)容。同時(shí)，還需要了解數(shù)控系統(tǒng)的語法規(guī)則和指令集，以確保編寫的宏程序能夠在數(shù)控系統(tǒng)上正確運(yùn)行。宏程序在數(shù)控編程中應(yīng)用04切削參數(shù)選擇與優(yōu)化策略03降低生產(chǎn)成本切削用量的選擇應(yīng)綜合考慮設(shè)備、刀具、夾具等成本因素，以及切削液、電力等消耗，力求降低生產(chǎn)成本。01保證加工質(zhì)量切削用量應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料和加工要求合理選擇，以保證加工表面的質(zhì)量，如粗糙度、尺寸精度等。02提高生產(chǎn)效率在保證加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量提高切削速度、進(jìn)給量和切削深度，以縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。切削用量選擇原則010203刀具材料不同材料的刀具具有不同的硬度、韌性和耐磨性，對切削性能有重要影響。例如，高速鋼刀具具有良好的韌性和可加工性，適用于低速切削；硬質(zhì)合金刀具硬度高、耐磨性好，適用于高速切削。刀具角度刀具的前角、后角、主偏角等角度對切削力、切削熱和刀具耐用度等有直接影響。合理選擇刀具角度可以提高切削效率和加工質(zhì)量。刀具磨損刀具在切削過程中會逐漸磨損，導(dǎo)致切削力增大、切削溫度升高、加工質(zhì)量下降。因此，應(yīng)及時(shí)檢查并更換磨損嚴(yán)重的刀具。刀具材料、角度及磨損對切削性能影響選用高性能切削刀具采用新型刀具材料和涂層技術(shù)，提高刀具的硬度、耐磨性和耐熱性，從而提高切削效率。采用先進(jìn)切削技術(shù)如高速切削、干式切削、硬態(tài)切削等，這些技術(shù)可以顯著提高切削效率和加工質(zhì)量。優(yōu)化切削參數(shù)通過試驗(yàn)或仿真分析，確定最佳切削速度、進(jìn)給量和切削深度等參數(shù)組合，以實(shí)現(xiàn)高效切削。加強(qiáng)冷卻與潤滑采用高效的冷卻和潤滑方式，如高壓冷卻、微量潤滑等，以降低切削溫度和減少刀具磨損，提高切削效率。提高切削效率途徑和方法05夾具設(shè)計(jì)原理及實(shí)踐應(yīng)用定位原理確保工件在夾具中具有確定的位置，通過合理的定位方式消除工件的自由度，實(shí)現(xiàn)工件的準(zhǔn)確定位。定位誤差分析分析定位過程中可能出現(xiàn)的誤差來源，如定位基準(zhǔn)誤差、定位元件誤差、工件形狀誤差等，并采取相應(yīng)的措施減小誤差，提高定位精度。定位原理和定位誤差分析根據(jù)工件的加工要求、材料性質(zhì)、切削力等因素，合理確定夾緊力的大小和方向，確保工件在加工過程中保持穩(wěn)定的夾緊狀態(tài)。夾緊力確定設(shè)計(jì)合理的夾緊機(jī)構(gòu)，如手動夾緊、氣動夾緊、液壓夾緊等，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地夾緊工件，提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)夾緊力確定和夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通用夾具具有較強(qiáng)的通用性，適用于多種不同形狀和尺寸的工件。常見的通用夾具包括三爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗等。針對特定工件的加工要求而設(shè)計(jì)的夾具，具有較高的定位精度和夾緊穩(wěn)定性。專用夾具通常用于大批量生產(chǎn)或高精度加工場合。由一系列標(biāo)準(zhǔn)化元件組合而成的夾具，具有靈活多變、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。組合夾具可根據(jù)不同需求進(jìn)行快速調(diào)整和重新組合，適用于多品種、小批量生產(chǎn)。采用模塊化設(shè)計(jì)思想，將夾具劃分為多個(gè)功能模塊，通過模塊之間的組合實(shí)現(xiàn)不同工件的定位和夾緊。模塊化夾具具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、互換性好等優(yōu)點(diǎn)。專用夾具組合夾具模塊化夾具典型夾具結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)06數(shù)控加工精度保障措施包括機(jī)床主軸誤差、導(dǎo)軌誤差、傳動誤差等。影響加工精度因素分析機(jī)床誤差刀具磨損、刀具角度變化、刀具剛度不足等。刀具誤差夾具定位誤差、夾緊力變形、夾具熱變形等。夾具誤差切削力、夾緊力、傳動力等引起的變形。工藝系統(tǒng)受力變形切削熱、摩擦熱等引起的變形。工藝系統(tǒng)受熱變形鑄造、鍛造、焊接等產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。工件內(nèi)應(yīng)力0102合理選擇切削用量通過優(yōu)化切削速度、進(jìn)給量、切削深度等參數(shù)，降低切削力，減少變形。采用高精度機(jī)床和刀具選用高精度、高剛性的機(jī)床和刀具，提高加工精度?？刂乒に囅到y(tǒng)受力、受熱…通過改進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)、采用熱對稱結(jié)構(gòu)、控制切削用量等措施，減少工藝系統(tǒng)受力、受熱變形。采用先進(jìn)的夾具和裝夾方法選用高精度夾具，采用合理的裝夾方法，提高工件定位精度和夾緊剛度。加強(qiáng)工藝過程控制通過加強(qiáng)工藝紀(jì)律檢查、采用先進(jìn)的測量手段等措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正加工過程中的問題，保障加工精度。030405提高加工精度途徑和方法其他誤差補(bǔ)償技術(shù)如采用激光干涉儀等高精度測量設(shè)備進(jìn)行在線測量和補(bǔ)償?shù)?。切削力誤差補(bǔ)償通過測量和補(bǔ)償切削力引起的誤差，提高加工精度。熱變形誤差補(bǔ)償通過測量和補(bǔ)償機(jī)床熱變形引起的誤差，提高機(jī)床加工精度。反向間隙補(bǔ)償通過測量和補(bǔ)償機(jī)床反向間隙，提高機(jī)床定位精度。螺距誤差補(bǔ)償通過測量和補(bǔ)償機(jī)床螺距誤差，提高機(jī)床傳動精度。誤差補(bǔ)償技術(shù)在數(shù)控加工中應(yīng)用07總結(jié)與展望高速高精度隨著制造業(yè)對加工效率和精度的要求不斷提高，CNC技術(shù)將向更高速度和更高精度的方向發(fā)展。智能化引入人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)CNC機(jī)床的自主學(xué)習(xí)和優(yōu)化，提高加工效率和質(zhì)量。CNC技術(shù)發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)復(fù)合化：將多種加工技術(shù)集成到一臺CNC機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多道工序，提高加工效率。CNC技術(shù)發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)CNC技術(shù)發(fā)展迅速，要求企業(yè)和從業(yè)人員不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，跟上技術(shù)更新的步伐。技術(shù)更新迅速CNC技術(shù)需要高技能人才操作和維護(hù)，需要加強(qiáng)人才培養(yǎng)和引進(jìn)。高技能人才培養(yǎng)隨著制造業(yè)對加工精度和穩(wěn)定性的要求不斷提高，需要不斷改進(jìn)CNC機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造工藝。加工精度和穩(wěn)定性CNC技術(shù)發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)新型驅(qū)動技術(shù)智能控制