數(shù)控 0緒論 學(xué)習(xí)課件

數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ)專業(yè)：材料成型及控制工程教師：張鵬第1章緒論第1節(jié)模具制造的特點(diǎn)與技術(shù)要求第2節(jié)數(shù)控加工技術(shù)概述第3節(jié)數(shù)控加工在模具業(yè)中的應(yīng)用

第1節(jié)模具制造的特點(diǎn)與技術(shù)要求1、制造方法的基本要求2、模具制造的基本特點(diǎn)3、模具制造的主要加工方法1.對(duì)制造方法的基本要求

為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，除了設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)外，還必須采用先進(jìn)的模具制造技術(shù)制造模具。保證模具質(zhì)量。在制造模具時(shí)，應(yīng)滿足以下幾個(gè)基本要求：

（1）質(zhì)量好（Q）為了保證制品精度，模具的工作部分精度通常要比制品精度高2~4級(jí)，因此模具的零部件必須有足夠高的制造精度。否則，將不可能生產(chǎn)出合格的制品。

（2）制造周期短(T)為了滿足生產(chǎn)的需要，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力，必須在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短模具制造周期。

（3）制造成本低（C)

模具成本與模具結(jié)構(gòu)、模具材料、制造精度要求和加工方法等有關(guān)。模具技術(shù)人員必須根據(jù)制品的要求合理設(shè)計(jì)和制訂其加工工藝。在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作全面考慮，在保證制品質(zhì)量的前提下，選擇合適模具結(jié)構(gòu)和制造方法，使模具的成本降到最低

2、模具制造的基本特點(diǎn)

與一般機(jī)械加工相比，模具制造具有許多特殊性。

（1）模具質(zhì)量高模具制造不僅要求加工精度高，而且還要求加工表面質(zhì)量好。一般來說，模具工作部分的制造公差都應(yīng)控制在±0.01mm以內(nèi)；模具加工后的表面不僅不允許有任何缺陷，而且工作部分的表面粗糙度Ra都要求小于0.8微米。

（2）模具形狀復(fù)雜模具的工作部分一般都是二維或三維復(fù)雜曲面，而一般機(jī)械加工的是簡(jiǎn)單幾何體。

（3）材料硬度高模具材料本身的硬度較高，采用了淬火工具鋼或硬質(zhì)合金等材料。

（4）單件生產(chǎn)

模具制造一般都是單件生產(chǎn)，設(shè)計(jì)和制造周期都比較長(zhǎng)。

(5)加工工序多3、模具制造的主要加工方法

1.機(jī)械加工

機(jī)械加工（即傳統(tǒng)的切削與磨削加工）是模具制造不可缺少的一種重要的加工方法。機(jī)械加工的特點(diǎn)是加工精度高、生產(chǎn)效率高。但加工復(fù)雜的形狀時(shí)，加工速度慢，硬材料也難加工，材料利用率不高。

2.特種加工

特種加工也被稱為電加工，從廣義上說，特種加工是指直接利用電能、化學(xué)能、聲能、光能等來去除工件上多余的材料，以達(dá)到一定形狀、尺寸和表面粗糙度的加工方法，其中包括電火花成形加工、線切割加工、電解加工、電化學(xué)拋光、電鑄、化學(xué)刻蝕、超聲波加工、激光加工等。特種加工與工件的硬度無關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)以柔克剛，并可加工各種復(fù)雜形狀的零件。特種加工在模具制造中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

3.塑性加工

塑性加工主要指冷擠壓制模法，即將淬火過的成形模強(qiáng)力壓入未進(jìn)行硬化處理的模坯中，使成形模的形狀復(fù)印在被壓的模坯上，制成所需要的模具。

這種成形方法不需要型面精加工，制模速度快，可以制成各種復(fù)雜型面的模具。

4.鑄造加工

對(duì)于一些精度和使用壽命要求不高的模具，可以采用簡(jiǎn)單方便的鑄造法快速成形。例如：鋅基合金模具，用低熔點(diǎn)材料鋅基合金鑄造模具，也稱快速制模法，其制模速度快，容易制成形狀復(fù)雜的模具。但模具材質(zhì)較軟，耐熱性差，所以模具壽命短，多用于試制和小批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。

5.焊接加工

焊接法制模是將加工好的模塊焊接在一起，形成所需的模具。這種方法與整體加工相比，加工簡(jiǎn)單、尺寸大小不受限制，但精度難于保證，易殘留熱應(yīng)變及內(nèi)部應(yīng)力，主要用于精度要求不高的大型模具的制造。

6.數(shù)控加工

數(shù)控加工是利用數(shù)控機(jī)床和數(shù)控技術(shù)完成模具零件的加工，根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件編制數(shù)控加工程序，輸入數(shù)控系統(tǒng)，然后控制數(shù)控機(jī)床中刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以完成零件的加工。數(shù)控機(jī)床范圍很廣，在機(jī)械加工中有數(shù)控車加工、數(shù)控銑加工、數(shù)控鉆加工、數(shù)控磨加工、加工中心加工；在塑性加工中有數(shù)控沖床加工、彎管機(jī)加工等；在特種成形中則有數(shù)控電火花加工、數(shù)控線切割加工、數(shù)控激光加工等。

第2節(jié)數(shù)控加工技術(shù)概述數(shù)控加工NCMachining：采用數(shù)字信息對(duì)零件加工過程進(jìn)行定義，并控制機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行的一種自動(dòng)化方法。普通加工MV4VACYCLE

STARTFEED

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DIRECTIONOFFONMEMORY

PROTECT2、數(shù)控加工全過程介紹如下圖所示，在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要預(yù)先根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)和走刀運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，然后編制加工程序，傳輸給數(shù)控系統(tǒng)，在事先存入數(shù)控裝置內(nèi)部的控制軟件支持下，經(jīng)處理與計(jì)算，發(fā)出相應(yīng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)指令信號(hào)，通過伺服系統(tǒng)使機(jī)床按預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行零件的加工。

圖紙粗加工切除毛坯大部分余量，接近成品的形狀和尺寸半精加工主要表面留下精加工余量并達(dá)到一定的精度，完成一些次要表面的加工光整加工保證主要表面精度和表面粗糙度精加工獲得很高的尺寸精度、降低表面粗糙度或使其表面得到強(qiáng)化數(shù)控加工工藝分析1342數(shù)控加工工藝過程分析工藝分析，確定數(shù)控加工內(nèi)容確定加工工序和工步?選擇機(jī)床選擇夾具

確定走刀路線和切削參數(shù)切削條件：vc:200m/min

(5,300min-1)vf:1,060mm/min數(shù)控工序卡片刀具卡片編制工藝文件零件號(hào)101零件名稱編制日期2006/10/1程序號(hào)O1011編制XXX工步號(hào)程序段號(hào)工步內(nèi)容刀具切削用量S功能F功能切深/mm1N11粗銑頂面端面銑刀（φ125）v=90m/minf=0.2mm/齒2.5S240F3002N12鉆φ32，φ12孔中心孔中心鉆（φ2）2.5S1000F1003N13鉆φ32，φ12孔至φ11.5麻花鉆（φ11.5）v=20m/minf=0.2mm/revS550F1104N14擴(kuò)φ32孔至φ30麻花鉆（φ30）v=25m/minf=0.3mm/revS280F855N15鉆3-φ6孔至尺寸麻花鉆（φ6）v=20m/minf=0.2mm/revS1100F2206N16粗銑φ60沉孔及溝槽立銑刀（φ18，2刃）v=20m/minf=0.15mm/齒5S370F110O0001

N005G54S400M03T02

N010G00X4.Y3.5

N015G43H01Z.1

N020M08

N025G01Z-.25F3.5

N030G00Z.1

.

.程序編制輸入程序到數(shù)控機(jī)床程序檢驗(yàn)修改后程序保存數(shù)控加工加工模具示意圖粗加工

半精加工

精加工

數(shù)控車與銑削動(dòng)畫2數(shù)控技術(shù)的基本概念

(1)數(shù)控（NumericalControl）與數(shù)控加工數(shù)字控制技術(shù)是一種自動(dòng)控制技術(shù)，是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)及其工作過程進(jìn)行控制的一種方法。

數(shù)控加工NCMachining：采用數(shù)字信息對(duì)零件加工過程進(jìn)行定義，并控制機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行的一種自動(dòng)化方法。(2)數(shù)控機(jī)床（NCMachine）數(shù)控機(jī)床就是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。(3)數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）數(shù)控系統(tǒng)是一種程序控制系統(tǒng)，它能邏輯地處理輸入到系統(tǒng)中具有特定代碼的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床運(yùn)動(dòng)并加工零件。這里主要指由硬件搭成的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（ComputerizedNumericalControlSystem—CNC）計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)由裝有數(shù)控系統(tǒng)程序的專用計(jì)算機(jī)、輸入輸出設(shè)備、可編程序控制器（PLC）、存儲(chǔ)器、主軸驅(qū)動(dòng)及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成。(4)．?dāng)?shù)控程序（NCProgram）輸入數(shù)控系統(tǒng)中的、使數(shù)控機(jī)床執(zhí)行一個(gè)確定的加工任務(wù)的、具有特定代碼和其它符號(hào)編碼的一系列指令。例：有這樣一段程序，可以完成下面的加工功能N1G90G17G41G00X18Y24M03H06※絕對(duì)值編程，XY平面刀具半徑左補(bǔ)償，快速定位點(diǎn)（18，24），刀具補(bǔ)償?shù)刂稨06（其中補(bǔ)償量為10），刀具中心到達(dá)B點(diǎn)，主軸正轉(zhuǎn)N2G02X74Y32R40F180※圓弧插補(bǔ)，加工R40圓弧N3G40G00X84Y0※取消刀具半徑補(bǔ)償值N4G00X0M02※返回起始點(diǎn)

(5)數(shù)控編程(NCProgramming)生成用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工的數(shù)控程序的過程

根據(jù)被加工零件的圖紙和技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制成加工程序文件，這個(gè)過程稱為零件數(shù)控加工程序編制，簡(jiǎn)稱數(shù)控編程。(6)數(shù)控加工過程根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件編制零件數(shù)控加工程序，輸入數(shù)控系統(tǒng)，控制數(shù)控機(jī)床中刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而完成零件的加工。3、數(shù)控加工的特點(diǎn)（1）

加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定（高質(zhì)量）數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)都有較高的精度、剛度和熱穩(wěn)定性，零件的加工精度和質(zhì)量由機(jī)床保證，完全消除了操作者的人為誤差，所以數(shù)控機(jī)床的加工精度高，加工誤差一般能控制在0.005~0.1mm以內(nèi)，而且同一批零件加工尺寸的一致性好，加工質(zhì)量穩(wěn)定。（2）對(duì)零件加工適應(yīng)性強(qiáng)（高柔性）因數(shù)控機(jī)床能實(shí)現(xiàn)幾個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，加工程序可對(duì)加工零件的要求而變換，所以它的適應(yīng)性和靈活性很強(qiáng)，可以加工普通機(jī)床無法加工的形狀復(fù)雜的零件。

（3）加工生產(chǎn)效率高（高效率）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好、功率大、能自動(dòng)進(jìn)行切削加工，所以能選擇較大的、合理的切削質(zhì)量，并能自動(dòng)完成整個(gè)切削加工過程，大大縮短機(jī)動(dòng)加工時(shí)間。數(shù)控機(jī)床定位精度高，可省去加工過程中的中間檢測(cè)，提高生產(chǎn)效率。

（4）具有復(fù)雜形狀加工能力

數(shù)控加工運(yùn)動(dòng)的任意可控性使能完成普通加工方法難以完成或無法完成的復(fù)雜型面加工。

（5）有利于生產(chǎn)管理

數(shù)控機(jī)床加工，能準(zhǔn)確地計(jì)算出零件的加工工時(shí)，并有效地簡(jiǎn)化刀具、夾具、量具和半成品的管理工作。加工程序是用數(shù)字信息的標(biāo)準(zhǔn)代碼輸入，有利于與計(jì)算機(jī)連接，由計(jì)算機(jī)來控制和管理生產(chǎn)。

4.數(shù)控加工的適用范圍數(shù)控加工的零件一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定，加工精度高。但是，數(shù)控加工設(shè)備昂貴，加工準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。因此，數(shù)控加工有其適用范圍：

（1）

最適合零件：形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用機(jī)床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；復(fù)雜曲線輪廓或復(fù)雜曲面的零件；難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的具有內(nèi)腔的殼體或盒形零件；銑、鏜、锪、鉸或攻絲多工序零件：必須在一次裝卡中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多道工序的零件。

多品種小批量零件價(jià)值高的零件公差帶小、互換性高、要求準(zhǔn)確復(fù)制的零件（2）

較合適類零件

在通用機(jī)床上加工時(shí)極易受人為因素干擾、材料又昂貴的零件；在通用機(jī)床上必須有復(fù)雜專用工裝的零件；需要多次更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件。

（3）

不適合類零件

裝卡困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件；加工余量很不穩(wěn)定的零件。

航空業(yè)汽車工業(yè)模具制造零件制造數(shù)控加工的應(yīng)用數(shù)控加工主要應(yīng)用（1）常規(guī)零件加工，如車削、箱體類零件鏜銑等。目的是：提高效率、避免人為誤差、保證產(chǎn)品質(zhì)量；以柔性加工取代高成本的工裝設(shè)備，縮短生產(chǎn)周期。（2）復(fù)雜形狀零件加工，如模具型面、渦輪葉片等。目的是這些零件非常主要，常規(guī)方法無法實(shí)現(xiàn)。數(shù)控加工技術(shù)起源

1、數(shù)控加工技術(shù)是20世紀(jì)40年代后期為適應(yīng)加工復(fù)雜外形零件而發(fā)展的一種自動(dòng)化加工技術(shù)。1947年，帕森斯(Parsons)公司為了滿足美國空軍精確制作直升機(jī)機(jī)翼、槳片和飛機(jī)框架要求，提出了用數(shù)字信息來控制機(jī)床自動(dòng)加工外形復(fù)雜零件的設(shè)想。1949年美國空軍為了在短時(shí)間制造出可以經(jīng)常變更設(shè)計(jì)的火箭零件,與Parsons公司、麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室（ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）合作，于1952年試制成功世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床試驗(yàn)性樣機(jī)三坐標(biāo)立式銑床。解開了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。1956年，德國、日本、蘇聯(lián)、1958年中國分別研制出本國的第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)、也是發(fā)展軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略技術(shù)。80年代東芝事件（蘇聯(lián)潛艇）、99年考克斯報(bào)告（購買二手?jǐn)?shù)控設(shè)備應(yīng)用軍事工業(yè)、去年的華中數(shù)控事件（出口