第一篇：數(shù)控加工工藝教學(xué)計(jì)劃

1 §1-1 2 1 §1-3 3 1 §1-4 4 2 項(xiàng)目一 5 2 項(xiàng)目一 6 2 項(xiàng)目一 7 3 項(xiàng)目二 8 3 項(xiàng)目二

緒論、數(shù)控加工基礎(chǔ)

數(shù)控機(jī)床的主要參數(shù)指標(biāo)、刀具角度

切削用量、加工冷卻方法 典型數(shù)控車削零件一加工工藝分析

典型數(shù)控車削零件一加工工藝卡片編寫

典型數(shù)控車削零件一加工工藝卡片互評

典型數(shù)控車削零件二加工工藝分析

典型數(shù)控車削零件二加工工藝卡片編寫 2 2 2 2 2 2 2 2

預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h習(xí)題4、5 0.5 h ` 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 3 4 4 4 5 5 5 6

項(xiàng)目二 典型數(shù)控車削零件二加工工藝卡片互評

項(xiàng)目三 典型數(shù)控車削零件三加工工藝分析

項(xiàng)目三 典型數(shù)控車削零件三加工工藝卡片編寫

項(xiàng)目三 典型數(shù)控車削零件三加工工藝卡片互評

項(xiàng)目四 典型數(shù)控銑削零件一加工工藝分析

項(xiàng)目四 典型數(shù)控銑削零件一加工工藝卡片編寫

項(xiàng)目四 典型數(shù)控銑削零件一加工工藝卡片互評

項(xiàng)目五 典型數(shù)控銑削零件二加工工藝分析

2 2 2 2 2 2 2 2

預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 4、5 0.5 h ` 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h

習(xí)題10 11 12 13 14 15 16 6 18 6 19 7 20 7 21 7 22 8 23 8 24 8 項(xiàng)目五

項(xiàng)目五 項(xiàng)目六 項(xiàng)目六 項(xiàng)目六 電火花加工 電火花加工 CAPP技術(shù)

典型數(shù)控銑削零件二加工工藝卡片編寫

典型數(shù)控銑削零件二加工工藝卡片互評

典型數(shù)控銑削零件三加工工藝分析

典型數(shù)控銑削零件三加工工藝卡片編寫

典型數(shù)控銑削零件三加工工藝卡片互評

電火花加工基礎(chǔ)知識(shí)

電火花加工原理

CAPP技術(shù)與先進(jìn)制造生產(chǎn)模式簡介 2 2 2 2 2 2 2 2

預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 1、6共1 h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 1、6共1 h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h

習(xí)題習(xí)題9 26 9 27 9 28 10

項(xiàng)目七

項(xiàng)目七 項(xiàng)目七 復(fù)習(xí)總結(jié)

典型電火花零件一加工工藝分析

典型電火花零件一加工工藝卡片編寫

典型電火花零件一加工工藝卡片互評 復(fù)習(xí)總結(jié)

機(jī)動(dòng) 共計(jì) 2

機(jī)動(dòng)4

預(yù)習(xí)下一堂課0.5h

習(xí)題1、6共1 h

第二篇：數(shù)控加工工藝作業(yè)

演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案

數(shù)控加工工藝作業(yè)

數(shù)控加工工藝作業(yè)（3）第4章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

一、單項(xiàng)選擇題：

1.D2.A3.C 4.B 5.D 6.B 7.D8.C9.D10.D

二、判斷題

1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.√ 9.×10.√

三、簡答題

1、什么叫工序和工步？劃分工序的原則是什么？

答：①.機(jī)械加工工藝過程中，一個(gè)或一組工人在一個(gè)工作地點(diǎn)，對一個(gè)或一組工件連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地是否發(fā)生變化和工作是否連續(xù)。

在不改變加工表面、切削刀具和切削用量的條件下所完成的那部分工位的內(nèi)容稱為工步。劃分工步的依據(jù)是加工表面和工具是否變化。工序劃分的原則

①工序集中原則：每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，不適合于大批量生產(chǎn)。

②工序分散原則：將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容很少。適合于大批量生產(chǎn)。

2、數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按什么原則劃分工序？如何劃分？ 答：在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，劃分

精心收集

精心編輯

精致閱讀

如需請下載！

演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案

方法：

①按所用刀具劃分：以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。

②按安裝次數(shù)劃分：以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序。

③按粗、精加工劃分：粗加工為一道工序，精加工為一道工序。

④按加工部位劃分：以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。

3、劃分加工階段目的在于是什么？ 1）、保證加工質(zhì)量 2）、合理使用設(shè)備 3）、便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 4）、便于安排熱處理工序

4、什么是對刀點(diǎn)？對刀點(diǎn)位置確定的原則有哪些？

答：對刀點(diǎn)是數(shù)控加工時(shí)刀具相對零件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，又稱“起刀點(diǎn)”，也就是程序運(yùn)行的起點(diǎn)。

對刀點(diǎn)確定的原則：主要是考慮對刀點(diǎn)在機(jī)床上對刀方便，便于觀察和檢測，編程時(shí)便于數(shù)學(xué)處理和有利于簡化編程。對刀點(diǎn)可選在零件或夾具上。為提高零件的加工精度，減少對刀誤差，對刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。

5、切削加工順序安排的原則是什么？ 答：

精心收集

精心編輯

精致閱讀

如需請下載！

演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案

1）、基面先行原則 2）、先粗后精原則 3）、先主后次原則 4）、先面后孔原則

6、確定加工余量應(yīng)注意哪些問題？ 答：確定加工余量應(yīng)注意的問題： 1）采用最小加工余量原則。

2）余量要充分，防止因余量不足而造成廢品。3）余量中應(yīng)包含熱處理引起的變形。4）大零件大余量。

5）總加工余量（毛坯余量）和工序余量要分別確定。

7、何謂加工精度？包括哪三個(gè)方面？

答：加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想幾何參數(shù)相符合的程度，包括三個(gè)方面： ①尺寸精度； ②幾何形狀精度； ③相互位置精度。

8、何謂表面質(zhì)量？包括哪些方面？

答：表面質(zhì)量是指零件加工后的表層狀態(tài)，它是衡量機(jī)械加工質(zhì)量的一個(gè)重要方面。表面質(zhì)量包括以下幾個(gè)方面： 1）表面粗糙度。指零件表面幾何形狀誤差。2）表面波紋度。指零件表面周期性的幾何形狀誤差。

精心收集

精心編輯

精致閱讀

如需請下載！

演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案

3）冷作硬化。表層金屬因加工中塑性變形而引起的硬度提高現(xiàn)象。4）殘余應(yīng)力。表層金屬因加工中塑性變形和金相組織的可能變化而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

5）表層金相組織變化。表層金屬因切削熱而引起的金相組織變化。

9、從工藝因素考慮，產(chǎn)生加工誤差的原因有哪些？ 答：產(chǎn)生加工誤差的原因可分為以下幾種： 1）加工原理誤差。2）工藝系統(tǒng)的幾何誤差。3）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差。4）工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差。5）工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差。5）測量誤差

10、影響表面粗糙度的工藝因素有哪些？

答：影響表面粗糙度的因素主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)及切削液等。

四、計(jì)算題

1、圖1所示為軸類零件圖，其內(nèi)孔和外圓和各端面均已加工好，試分別計(jì)算圖示三種定位方案加工時(shí)的工序尺寸及其偏差。

圖1

答：方案一：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，則A1工序尺寸及其偏差為

精心收集

精心編輯

精致閱讀

如需請下載！

演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案

12±0.1 方案二：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，要確定A2，則設(shè)計(jì)尺寸12±0.1是間接得到的，即為封閉環(huán)。A2基本尺寸：LA2＝8＋12＝20 0.1＝ESA2－（－0.05）得ESA2＝＋0.05mm －0.1＝EIA2－0得

EIA2＝－0.1mm

故20 mm

方案三：同上，設(shè)計(jì)尺寸12±0.1是間接得到的，即為封閉環(huán)。

A3基本尺寸：LA3＝40－8－12＝20mm ＋0.1＝0－EIA3－（－0.05）得EIA3＝－0.05mm －0.1＝－0.1－ESA3－0得

ESA3＝0mm 故A3的基本尺寸及偏差：20 mm

2、圖2所示零件，。因A3不便測量，試重新標(biāo)出測量尺寸A4及其公差。

圖2 答：根據(jù)題意可知，A3是封閉環(huán)，A2和A4是增環(huán)，A1是減環(huán)，則列出尺寸鏈圖。

A4的基本尺寸

LA3＝LA4＋LA2－LA1得LA4＝LA3＋LA1－LA2

精心收集

精心編輯

精致閱讀

如需請下載！

演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案

＝20＋70－60 ＝30mm ESA3＝ESA2＋ESA4－EIA1得ESA4＝ESA3－ESA2＋EIA1

＝0.19－0＋（－0.07）

＝＋0.12mm EIA3＝EIA2＋EIA4－ESA1得EIA4＝EIA3－EIA2＋ESA1

＝0－（－0.04）＋（－0.02）

＝＋0.02mm 故A4的公差為TA4＝ESA4－EIA4＝0.12－0.02

＝0.10mm

3、圖3所示零件，鏜孔前A、B、C面已經(jīng)加工好。鏜孔時(shí)，為便于裝夾，選擇A面為定位基準(zhǔn)，并按工序尺寸L4進(jìn)行加工。已知。試計(jì)算L4的尺寸及其偏差。

答：下圖為尺寸鏈圖。

經(jīng)分析，列尺寸鏈如上圖，由于設(shè)計(jì)尺寸L3是本工序加工中間接得到的，即為封閉環(huán)。用箭頭表示L2、L4為增環(huán)，L1為減環(huán)。則尺寸L4的計(jì)算如下：

基本尺寸：L3＝L2＋L4－L1 得L4＝L3＋L1－L2＝100＋280－80＝

精心收集

精心編輯

精致閱讀

如需請下載！

演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案

300mm 上偏差ESL3＝ESL4＋ESL2－EIL1 得ESL4＝ESL3－ESL2＋EIL1

＝0.15－0＋0＝＋0.15mm 下偏差ESI3＝EIL4＋EIL2－ESL1 得EIL4＝EIL3－EIL2＋ESL1

＝－0.15－（－0.06）＋0.1 ＝＋0.01mm 則工序尺寸L4＝300 mm 4.如圖4所示套筒，以端面A加工缺口時(shí)，計(jì)算尺寸A3及其公差。

圖4 答：因封閉環(huán)A0為12+0.15，在極值法中，封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和，而組成環(huán)A1、A2的公差之和為0.20，已經(jīng)大于A0的公差0.15，所以本題求解A3及其公差應(yīng)為無解。

精心收集

精心編輯

精致閱讀

如需請下載！

第三篇：數(shù)控加工工藝教學(xué)大綱

數(shù)控技術(shù)專業(yè)（?？疲?/p>

《數(shù)控加工工藝》教學(xué)大綱

（審定稿）2007年08月24日

第一部分 大 綱 說 明

一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)

數(shù)控加工工藝是中央廣播電視大學(xué)數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的專業(yè)必修課，其基礎(chǔ)性內(nèi)容以傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝為基礎(chǔ)，密切結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)，是連接設(shè)計(jì)與制造的橋梁。其主要目的和任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生三種基本能力，即合理選擇刀具、夾具和量具的基本能力；合理選擇切削參數(shù)的基本能力；合理制定數(shù)控加工工藝規(guī)程的基本能力。

通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生達(dá)到既具有工程基礎(chǔ)又有較高的工程文化素質(zhì)，既有豐富的工藝基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論，又有較強(qiáng)的分析思維能力，能夠合理地制定中等復(fù)雜機(jī)械零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程。

二、與相關(guān)課程的銜接、配合、分工

本課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修課。本課程的先修課為機(jī)械制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、金工實(shí)習(xí)等。

三、課程基本要求

l、理論知識(shí)要求

（1）掌握金屬切削加工的基本理論、方法和應(yīng)用；了解數(shù)控加工原理方面的基本知識(shí)，掌握選擇切削參數(shù)、安排加工順序和刀具選擇的基本原則和方法。

（2）掌握六點(diǎn)定位的原理和定位誤差的分析計(jì)算方法，會(huì)查閱切削用量手冊和有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，養(yǎng)成嚴(yán)格遵守和執(zhí)行有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)定的良好習(xí)慣。

（3）掌握粗、精加工定位基準(zhǔn)的選擇原則和切削加工順序安排的基本原則。

2、技能要求

（1）能夠較正確地根據(jù)零件圖選擇刀具、夾具和量具。

（2）能夠根據(jù)零件加工精度要求選擇切削參數(shù)。

(3）能夠制定不太復(fù)雜零件的數(shù)控加工刀具卡片和工序卡片。

四、課程教學(xué)要求的層次

本課程教學(xué)按以下3個(gè)層次進(jìn)行要求：

1.了解：要求對有關(guān)教學(xué)內(nèi)容有一般的認(rèn)知。

2.理解：要求領(lǐng)會(huì)有關(guān)教學(xué)內(nèi)容的基本概念、基本理論、基本原則。

3.掌握：要求能夠應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和方法解決工程中的實(shí)際問題。

第二部分 媒體使用與教學(xué)過程建議

一、課程教學(xué)總時(shí)數(shù)、學(xué)分?jǐn)?shù)

本課程為4學(xué)分，課內(nèi)學(xué)時(shí)為72學(xué)時(shí)。開設(shè)一學(xué)期。

二、教學(xué)媒體及其相互關(guān)系

本課程的教學(xué)媒體由文字教材、錄像課（IP課）和CAI課件組成。

1、文字教材

文字教材是主要的教學(xué)媒體，在全方位的體現(xiàn)基本教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，要便于學(xué)習(xí)開展自學(xué)。為此，文字教材各章增加“學(xué)習(xí)目標(biāo)”、“內(nèi)容提要”、“小結(jié)”等導(dǎo)學(xué)內(nèi)容。

2、錄像課（IP課）

根據(jù)教學(xué)的總體要求以及各章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，講授重點(diǎn)、難點(diǎn)。對于綜合性的典型習(xí)題給予詳細(xì)的解析。講解過程中要注意知識(shí)的銜接并突出技能訓(xùn)練的重要地位。

3、結(jié)合本課程的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段形象、直觀、生動(dòng)地表述教學(xué)內(nèi)容，包括重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容多角度分析與細(xì)化的講解、實(shí)驗(yàn)與操作的模擬演示以及自我檢測等。其目的是配合文字教材的閱讀，為學(xué)生開展個(gè)體化，交互式學(xué)習(xí)提供幫助。

三、考核說明

考試是對教與學(xué)的重要驗(yàn)收方式之一。學(xué)生必須完成必做作用和實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)后，才能參加考試?？荚嚪辖虒W(xué)大綱要求、形式多樣、突出重點(diǎn)、難易適中。期末考試由中央電大統(tǒng)一命題，并執(zhí)行統(tǒng)一的評分標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)考核由各省級電大根據(jù)中央電大制定的考核要求安排。具體考核要求見網(wǎng)上公布的考核說明。

四、學(xué)時(shí)分配 序號(hào)

理論教學(xué)

課程內(nèi)容

課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)

課時(shí)教學(xué)方式

教學(xué)方式手段 課時(shí)數(shù) 數(shù) 手段 8 6 6 10 8 8 6 6 2

多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 2 2 2 2 2

習(xí)題課

習(xí)題課習(xí)題課 實(shí)例分析 實(shí)例分析 實(shí)例分析 實(shí)例分析

課時(shí)

小計(jì) 10 6 8 12 10 10 8 6 2 72

備注 數(shù)控加工的切削基礎(chǔ) 2 數(shù)控機(jī)床刀具的選擇 3 數(shù)控加工中工件的定位與裝夾

數(shù)控加工工藝基礎(chǔ) 5 數(shù)控車削加工工藝 6 數(shù)控銑削加工工藝 7 加工中心的加工工藝 8 數(shù)控線切割加工工藝 9 機(jī)動(dòng) 總計(jì)

第三部分 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求

一、數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)（10學(xué)時(shí)）

（一）目的與要求

通過學(xué)習(xí)金屬切削過程的基本理論與規(guī)律，使學(xué)生能夠正確標(biāo)注刀具幾何角度及選擇刀具幾何參數(shù)。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是金屬切削過程的基本理論、規(guī)律及應(yīng)用；難點(diǎn)是刀具幾何角度的定義及標(biāo)注方法，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間想象能力。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．?dāng)?shù)控加工工藝系統(tǒng)概述

2．刀具幾何角度及切削要素

3．金屬切削過程的基本理論及規(guī)律

4．金屬切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用

切屑的種類及其控制、金屬材料的切削加工性、切削用量與切削液的合理選擇。

5．刀具幾何參數(shù)的合理選擇

（四）教學(xué)要求

1．了解數(shù)控加工過程及數(shù)控加工工藝系統(tǒng)主要內(nèi)容

2．了解切削運(yùn)動(dòng)的種類及其特點(diǎn)

3．掌握切削用量三要素的內(nèi)容及其計(jì)算方法

4．掌握正交平面參考系中刀具角度的標(biāo)注方法

5．理解刀具工作角度的影響因素及變化規(guī)律

6．了解切削層參數(shù)的度量方法

7．了解切削過程三個(gè)變形區(qū)的變形特點(diǎn)

8．理解積屑瘤的形成條件及其抑制措施

9．理解影響切削變形的因素及變化規(guī)律

10．了解切削力的來源與計(jì)算方法，理解影響切削力的因素及影響規(guī)律

11．了解切削熱的來源，理解影響切削溫度的因素及影響規(guī)律

12．了解刀具磨損的形式，理解影響刀具耐用度的因素及影響規(guī)律

13．理解切屑的種類、特點(diǎn)及產(chǎn)生條件

14．理解影響斷屑的因素及規(guī)律

15．掌握粗、精加工時(shí)切削用量的選擇原則和方法

16．了解切削液的種類及適用場合

二、數(shù)控機(jī)床刀具的選擇（6學(xué)時(shí)）

（一）目的與要求

通過學(xué)習(xí)刀具材料的種類、基本性能、可轉(zhuǎn)位刀片、代碼標(biāo)記方法，能夠合理選擇數(shù)控刀具。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是刀具材料的種類及其選用，難點(diǎn)是數(shù)控工具系統(tǒng)。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．刀具材料及其選用

2．?dāng)?shù)控機(jī)床刀具的種類及其特點(diǎn)

3．可轉(zhuǎn)位刀片及其代碼

4．?dāng)?shù)控刀具的選擇

（四）教學(xué)要求

1．掌握常用刀具材料的種類、特點(diǎn)及適用場合 2．了解可轉(zhuǎn)位刀片的代碼標(biāo)記方法

3．了解鏜、銑類數(shù)控工具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型與特點(diǎn)

4．掌握數(shù)控刀具選擇的方法

三、數(shù)控加工中工件的定位與裝夾（8學(xué)時(shí)）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用六點(diǎn)定位原理和定位基準(zhǔn)選擇原則，為零件加工時(shí)裝夾方案選擇奠定基礎(chǔ)；通過學(xué)習(xí)定位誤差的種類、計(jì)算方法，學(xué)會(huì)計(jì)算典型定位方式定位誤差的方法。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是六點(diǎn)定位原理及應(yīng)用、定位基準(zhǔn)的選擇原則；難點(diǎn)是定位誤差的計(jì)算，特別是工序基準(zhǔn)在定位面上時(shí)的誤差計(jì)算。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．機(jī)床夾具概述

2．工件的定位

3．定位基準(zhǔn)的選擇原則

4．常見定位方式與定位元件

5．定位誤差

6．工件的夾緊

7．?dāng)?shù)控機(jī)床典型夾具介紹

（四）教學(xué)要求

1．了解機(jī)床夾具的功能、種類及特點(diǎn)

2．掌握六點(diǎn)定位的基本原理，會(huì)使用六點(diǎn)定位原理分析零件加工應(yīng)限制的自由度數(shù)

3．掌握粗、精基準(zhǔn)的選擇原則

4．掌握常見定位方式、定位元件及所限制的自由度數(shù)

5．了解定位誤差的計(jì)算方法

6．理解夾緊裝置應(yīng)具備的基本要求和夾緊力方向、作用點(diǎn)的選擇原則

四、數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（12學(xué)時(shí)）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)控加工工藝分析、工藝路線設(shè)計(jì)和工序設(shè)計(jì)的基本原則與方法，為后續(xù)各章內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是定位與夾緊方案的確定、加工方法選擇、刀具與切削參數(shù)選擇、工序劃分；難點(diǎn)是加工余量、工序尺寸及其偏差的確定。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．基本概念

2．?dāng)?shù)控加工工藝分析

3．?dāng)?shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)

4．?dāng)?shù)控加工工序設(shè)計(jì)

5．對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的選擇

6．機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量

（四）教學(xué)要求

1．理解工序劃分的原則及其特點(diǎn)

2．掌握數(shù)控加工工序劃分的一般方法

3．了解常用加工方法的種類及其所能達(dá)到的加工精度、表面粗糙度

4．掌握典型工序設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及方法

五、數(shù)控車削加工工藝（10學(xué)時(shí)）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)控車削加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)方法，制訂數(shù)控車削加工工序卡片。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是數(shù)控車削加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)；難點(diǎn)是車削加工中的裝刀與對刀技術(shù)。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．?dāng)?shù)控車削加工的主要對象、工藝特點(diǎn)

2．?dāng)?shù)控車削加工零件的工藝性分析

3．?dāng)?shù)控車削加工工藝路線擬定

4．?dāng)?shù)控車削加工工序設(shè)計(jì)

5．?dāng)?shù)控車削加工中的裝刀與對刀技術(shù)

6．典型零件的車削加工工藝分析

（四）教學(xué)要求

1．了解數(shù)控車削加工的主要對象、數(shù)控車削加工工藝的特點(diǎn)及主要內(nèi)容

2．掌握數(shù)控車削加工零件工藝性分析的主要內(nèi)容與方法

3．掌握數(shù)控車削加工工藝路線擬定的內(nèi)容及方法

4．掌握中等復(fù)雜零件的數(shù)控車削加工工序設(shè)計(jì)方法

六、數(shù)控銑削加工工藝（10學(xué)時(shí)）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)控銑削加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)方法，制訂數(shù)控銑削加工工序卡片。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是數(shù)控銑削加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)；難點(diǎn)是銑削加工中的裝刀與對刀技術(shù)。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．?dāng)?shù)控銑削加工的主要對象、工藝特點(diǎn)

2．?dāng)?shù)控銑削加工零件的工藝性分析

3．?dāng)?shù)控銑削加工工藝路線擬定

4．?dāng)?shù)控銑削加工工序設(shè)計(jì)

5．?dāng)?shù)控銑削加工中的裝刀與對刀技術(shù)

6．典型零件的銑削加工工藝分析

（四）教學(xué)要求

1．了解數(shù)控銑削加工的主要對象、數(shù)控銑削加工工藝的特點(diǎn)及主要內(nèi)容

2．掌握數(shù)控銑削加工零件工藝性分析的主要內(nèi)容與方法

3．掌握數(shù)控銑削加工工藝路線擬定的內(nèi)容及方法

4．掌握中等復(fù)雜零件的數(shù)控銑削加工工序設(shè)計(jì)

七、加工中心加工工藝(8學(xué)時(shí)）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用加工中心加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)方法，制訂加工中心加工工序卡片。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是加工中心加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)；難點(diǎn)是刀具預(yù)調(diào)與換刀點(diǎn)選擇。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．加工中心的主要加工對象、工藝特點(diǎn)

2．加工中心加工零件的工藝性分析

3．加工中心加工工藝路線擬定

4．加工中心加工工序設(shè)計(jì)

5．刀具預(yù)調(diào)與換刀點(diǎn)

6．典型零件的加工中心加工工藝分析

（四）教學(xué)要求

1．了解加工中心的主要加工對象、加工中心加工工藝的特點(diǎn)

2．掌握加工中心加工零件工藝性分析的主要內(nèi)容與方法

3．掌握加工中心加工工藝路線擬定的內(nèi)容及方法

4．掌握中等復(fù)雜零件的加工中心加工工序設(shè)計(jì)

八、數(shù)控線切割加工工藝(6學(xué)時(shí)）

（一）目的與要求

通過學(xué)習(xí)數(shù)控線切割加工的原理，能夠制訂數(shù)控線切割加工工藝。

（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)是數(shù)控線切割加工的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用及主要工藝指標(biāo)；難點(diǎn)是數(shù)控線切割加工的工藝分析。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．?dāng)?shù)控線切割加工的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用

2．?dāng)?shù)控線切割加工的主要工藝指標(biāo)

3．?dāng)?shù)控線切割加工工藝分析

4．典型零件的加工工藝分析

（四）教學(xué)要求

1．理解數(shù)控線切割加工的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域

2．掌握數(shù)控線切割加工的主要工藝指標(biāo)及影響因素

3．了解數(shù)控線切割加工工藝分析的內(nèi)容及方法

第四篇：數(shù)控加工工藝一人總結(jié)

為期一周的課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了。在這七天的學(xué)習(xí)中，我學(xué)到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。

我們這次所做的課程設(shè)計(jì)是由六個(gè)可選的大題目中選出的一個(gè)，該零件屬于軸類零件，由圓柱面、順逆圓弧面和螺紋等幾部分組成，是數(shù)控加工可選擇的內(nèi)容。在數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書對加工內(nèi)容的選擇做了要求，其中適宜內(nèi)容為：普通機(jī)床無法加工的內(nèi)容宜作為優(yōu)選內(nèi)容；普通機(jī)床難加工、質(zhì)量難以保證的內(nèi)容作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容；普通機(jī)床加工效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，在數(shù)控機(jī)床還有加工能力充裕時(shí)進(jìn)行選擇。我們小組針對適宜內(nèi)容中所說的一二兩條，再根據(jù)自身的情況選擇了第一個(gè)零件圖來進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。

因?yàn)槲覀冃〗M所選擇的第一個(gè)圖形未做特殊的表面粗糙度要求，而一般零件取表面精度為七級精度，所以我們決定使用中等精度數(shù)控CAK6140機(jī)床即可保證零件的加工要求。毛壞的選擇也很重要，零件村料的工藝特性和力學(xué)性能大致決定了毛坯的種類。零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸也是重要因素。大型且結(jié)構(gòu)簡單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；軸類零件的毛坯，若臺(tái)階直徑相差不大，可用棒料；若各臺(tái)階尺寸相差較大，則宜選擇鍛件。但是根據(jù)我們現(xiàn)在的實(shí)際情況是做課程設(shè)計(jì)及現(xiàn)在的我們自身所具備的條件（因

為能否上數(shù)控機(jī)車實(shí)驗(yàn)尚未可知），且為符合加工要求，毛坯熱扎45#鋼是最好的選擇。數(shù)控加工前先在普床上完成外圓的準(zhǔn)備加工：先使之獲得的外圓。接下來就是確定基準(zhǔn)與夾具了。因?yàn)閿?shù)控加工對所選用的夾具有兩個(gè)基本要求：一是保證其主要定位方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要便于協(xié)調(diào)零件與坐標(biāo)系的尺寸對應(yīng)關(guān)系。工件的裝卸也要快速、方便、可靠，這幾點(diǎn)跟普通車床也是基本一樣的，不過數(shù)控車床是為了減少停機(jī)時(shí)間。所以我們加工這個(gè)輪盤類外輪廓時(shí)，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需設(shè)一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。

由于數(shù)控機(jī)床具有孔加工固定循環(huán)功能，使得孔加工動(dòng)作比較容易實(shí)現(xiàn)。因此，確定孔加工路線時(shí)重點(diǎn)要考慮孔定位的問題。確定進(jìn)給路線的原則是，應(yīng)能保證零件的加工精主和表面粗糙度要求，應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，還應(yīng)充分考慮所確定的工步順序，安排進(jìn)給路線。零件加工路線原則是由粗到精,由內(nèi)到外，基面先行的加工原則。在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征，可先加工內(nèi)孔各表面，然后加工外輪廓。而CAK6140車床具有粗車循環(huán)及螺紋循環(huán)的自動(dòng)加工功能，加工時(shí)能按程序去自動(dòng)完成循環(huán)。

在編寫程序中一些基本的指令代碼是不可或缺的。數(shù)控程序所用的代碼，主要有準(zhǔn)備功能G代碼、輔助功能代碼、進(jìn)給功能F代碼、主軸速度功能S代碼和刀具功能T代碼。因?yàn)楸敬芜x來做課程設(shè)計(jì)的這個(gè)零件在數(shù)控機(jī)床上加工是分兩次裝夾的，所以程序的編寫在兩端時(shí)也是不一樣的，不是用單純的循環(huán)指令。

在本次設(shè)計(jì)中，個(gè)人認(rèn)為在數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的過程中，對工藝措施的選擇與加工路線制定還是比較成功的，但還存在的未解決的問題:，如設(shè)計(jì)進(jìn)度與質(zhì)量不能達(dá)到較好的水平、設(shè)計(jì)方法不是很如人意、沒有一個(gè)學(xué)習(xí)這門課很系統(tǒng)的人來指導(dǎo)。

這次課程設(shè)計(jì)讓我們對以往學(xué)習(xí)過的知識(shí)進(jìn)行了再學(xué)習(xí)和鞏固。其中涉及到多門專業(yè)課。如《機(jī)械制造》、《數(shù)控工藝》、《數(shù)控編程》等。通過這次課程設(shè)計(jì)我們真正學(xué)會(huì)了自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立完成作業(yè)，如何學(xué)會(huì)與自己的團(tuán)隊(duì)做好協(xié)調(diào)。因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)具有實(shí)踐性、綜合性、探索性、應(yīng)用性等特點(diǎn)。本次選題的目的是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重要組成部分，是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床實(shí)際操 作的一次綜合練習(xí)。隨著課程設(shè)計(jì)的逐漸完成，使我對《數(shù)控加工工藝與裝備》這門課程以及對數(shù)控加工技術(shù)都有了更深入的理解和掌握。在這段時(shí)間里，我們這個(gè)小組，就是新

建的團(tuán)隊(duì)，每個(gè)人都是一樣，盡著自己最大的努力學(xué)習(xí)，來學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。為了解決技術(shù)上的問題，我也不斷地去翻閱所學(xué)的專業(yè)書籍和各種相關(guān)的資料。這使我真正體會(huì)到了很多，也感受到了很多，當(dāng)然更重要的是學(xué)習(xí)到了以前書本上沒學(xué)到的知識(shí)。

通過這次課程設(shè)計(jì),我覺得自己要對刀具的切削用量等方面的計(jì)算多下功夫?qū)W習(xí),這些方面的知識(shí)對我們以前從事的專業(yè)工作都有很大用處。這次課程設(shè)計(jì)讓我們在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程和編寫加工程序的時(shí)候大腦中形成了一種可以快速反應(yīng)的模式，我想這也是一種收獲，是在對我們一周在課設(shè)上所花時(shí)間的回報(bào)。因?yàn)檫@種模式將讓我更好地學(xué)習(xí)以后的課程，將其他專業(yè)課程系統(tǒng)的組合在一起。

在這次課程設(shè)計(jì)中，對加工程序的編寫是最讓人感到棘手的，因?yàn)閷?shù)控加工程序指令不是很熟悉，在編寫上也費(fèi)了不少的功夫，雖然編寫程序這一塊占用了整個(gè)時(shí)間的相當(dāng)一部分，但我依然感到欣慰，因?yàn)楝F(xiàn)在的我已經(jīng)基本上掌握了基本程序的編寫，而且對一些特殊指令也可以應(yīng)用到實(shí)例中了。我想如要加快編程速度，除了對各編程指令的熟練掌握之外，還需要我們掌握零件工藝方面的知識(shí)。對于夾具的選擇、切削參數(shù)的設(shè)定我們必須要十分清楚。在以后的上機(jī)操作時(shí)，我們只有不斷地練習(xí)各個(gè)功能指令的作用，才能在編程時(shí)得心應(yīng)手。

這次數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)書是由我們的工藝?yán)蠋煟怯晌覀償?shù)控原理劉老師執(zhí)筆的，無疑指導(dǎo)書在我們這次設(shè)計(jì)中起了很大的作用，它指導(dǎo)我們按什么的步驟去完成這個(gè)設(shè)計(jì)。其實(shí)在對指導(dǎo)書的閱讀過程中也是一種學(xué)習(xí)，一些關(guān)于加工工藝上的問題和所要注意的事項(xiàng)，使我們大家在做課程設(shè)計(jì)時(shí)思路更加清晰，不會(huì)走太多彎路。

通過這次課程設(shè)計(jì)，我的第一感受就是團(tuán)隊(duì)精神的重要性。當(dāng)?shù)谝惶扉_始課程設(shè)計(jì)要分組的時(shí)候，老師就給我們大家心里埋下了一股高昂的基調(diào)。在這讓人覺得枯燥又充實(shí)的幾天中，我們大家都按照自己所分工所要做的事性在埋頭苦干，給人的感覺好像將面臨考試時(shí)候，讓人心潮澎湃，激情更加高漲。

寫完這篇總結(jié)后，我知道了在制造工件時(shí)我們需要注意的東西非常多，制作一個(gè)工件要到圖紙上的要求時(shí)，我們必須在從拿到圖紙時(shí)就注意制作工件時(shí)的各個(gè)部分，例如圖紙的分析，毛坯的選擇，程序的編制，切削速度的設(shè)定，切削量的給定……而且我知道了要注意一個(gè)工件的工藝必須有清晰的思路，必須從頭到尾都考慮到。以往做一件事情的時(shí)候，個(gè)人可能都會(huì)有精神分散的情況，而當(dāng)一個(gè)人真正面對一件難做而又不得不做的事情時(shí)，覺得拿下它就是一種勝利，這是對自己的一種最起碼的要求，精神集中也是對你在做的一件事情負(fù)責(zé)，對自己負(fù)責(zé)。這是我們在以后的工作中，應(yīng)該具備的一種本質(zhì)，現(xiàn)在學(xué)會(huì)或者說是養(yǎng)成是非常有必要的。不管怎么說，這次課設(shè)是帶給了我很大的收獲的，在即將臨近畢業(yè)的時(shí)候，我想我會(huì)繼續(xù)以高昴的心態(tài)去面對將要走上的社會(huì)中的工作崗位帶給我的無限挑戰(zhàn)。

第五篇：《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

備

注

第一章

數(shù)控加工工藝及設(shè)備基礎(chǔ)

第一節(jié)

機(jī)床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述

一、機(jī)床中有關(guān)數(shù)控的基本概念

1．?dāng)?shù)字控制（數(shù)控）及數(shù)控技術(shù)

一般意義的數(shù)字控制是指用數(shù)字化信息對過程進(jìn)行的控制，是相對模擬控制而言的。機(jī)床中的數(shù)字控制是專指用數(shù)字化信號(hào)對機(jī)床的工作過程進(jìn)行的可編程自動(dòng)控制，簡稱為數(shù)控（NC）。這種用數(shù)字化信息進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù)就叫數(shù)控技術(shù)。

2．?dāng)?shù)控系統(tǒng)

是實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)相關(guān)功能的軟硬件模塊的有機(jī)集成系統(tǒng)，是數(shù)控技術(shù)的載體，它能自動(dòng)閱讀輸入載體上事先給定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床運(yùn)動(dòng)并加工零件。

在其發(fā)展過程中有硬件數(shù)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)兩類。

早期的數(shù)控系統(tǒng)主要由數(shù)控裝置、主軸驅(qū)動(dòng)及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成，數(shù)字信息由數(shù)字邏輯電路來處理，數(shù)控系統(tǒng)的所有功能都由硬件實(shí)現(xiàn)，故又稱為硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）。

3．計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

是以計(jì)算機(jī)為核心的數(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、可編程邏輯控制器（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，習(xí)慣上又稱為CNC系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)已基本取代硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）。

4．開放式CNC系統(tǒng)

國際電子與電氣工程師協(xié)會(huì)提出的開放式CNC系統(tǒng)的定義是：一個(gè)開放式CNC系統(tǒng)應(yīng)保證使開發(fā)的應(yīng)用軟件能在不同廠商提供的不同的軟硬件平臺(tái)上運(yùn)行，且能與其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。

根據(jù)這一定義，開放式CNC系統(tǒng)至少包括以下五個(gè)特征：

（1）對使用者是開放的：應(yīng)可以采用先進(jìn)的圖形交互方式支持下的簡易編程方法，使得數(shù)控機(jī)床的操作更加容易；

（2）對機(jī)床制造商是開放的：應(yīng)允許機(jī)床制造商在開放式CNC系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)專用的功能模塊及用戶操作界面；

（3）對硬件的選擇是開放的：即一個(gè)開放式CNC系統(tǒng)應(yīng)能在不同的硬件平臺(tái)上運(yùn)行；

（4）對主軸及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是開放的：即能控制不同廠商提供的主軸及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

（5）對數(shù)據(jù)傳輸及交換等是開放的。

開放式CNC系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)未來發(fā)展的方向。5．?dāng)?shù)控機(jī)床

是指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對其加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的機(jī)床。國際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會(huì)對數(shù)控機(jī)床作了如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼或其它符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。

備

注

二、數(shù)控機(jī)床的組成

1．計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（CNC裝置）

計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的核心。其主要作用是根據(jù)輸入的零件加工程序或操作命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件（伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和PLC等），完成零件加工程序或操作者所要求的工作。它主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板、通訊接口板、擴(kuò)展功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件等模塊組成。

2．伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和測量裝置

伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置包括主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置及主軸電機(jī)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置及進(jìn)給電機(jī)。測量裝置是指位置和速度測量裝置，它是實(shí)現(xiàn)主軸、進(jìn)給速度閉環(huán)控制和進(jìn)給位置閉環(huán)控制的必要裝置。主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的成形運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度和位置，特點(diǎn)是能靈敏、準(zhǔn)確地跟蹤C(jī)NC裝置的位置和速度指令。

3．控制面板

控制面板又稱操作面板，是操作人員與數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行信息交互的工具。操作人員可以通過它對數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行操作、編程、調(diào)試或?qū)C(jī)床參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，也可以通過它了解或查詢數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）的運(yùn)行狀態(tài)。它是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)輸入輸出部件，主要由按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計(jì)算機(jī)鍵盤一樣）和顯示器等部分組成。

4．控制介質(zhì)與程序輸入輸出設(shè)備

控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介，是人與機(jī)床建立聯(lián)系的介質(zhì)。程序輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)，或?qū)⒁颜{(diào)試好的零件加工程序通過輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的介質(zhì)上。目前數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)和程序輸入輸出設(shè)備是磁盤和磁盤驅(qū)動(dòng)器等。

此外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般可利用通訊方式進(jìn)行信息交換。這種方式是實(shí)現(xiàn)CAD／CAM的集成、FMS（柔性制造系統(tǒng)）和CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的基本技術(shù)。目前在數(shù)控機(jī)床上常用的通訊方式有：

（1）串行通訊；（2）自動(dòng)控制專用接口；（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

5．PLC、機(jī)床I/O電路和裝置

PLC是用于進(jìn)行與邏輯運(yùn)算、順序動(dòng)作有關(guān)的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機(jī)床I/O電路和裝置是用于實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件，是由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路。它們共同完成以下任務(wù)：

（1）接受CNC的M、S、T指令，對其進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號(hào)，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作；

（2）接受操作面板和機(jī)床側(cè)的I/O信號(hào)，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機(jī)床的動(dòng)作。

6．機(jī)床本體

機(jī)床本體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對象，是實(shí)現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件。它主要由主運(yùn)動(dòng)部件（主軸、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置、自動(dòng)工件交換（APC）系統(tǒng)、自動(dòng)刀具交換（ATC）系統(tǒng)和輔助裝置（如冷卻、潤滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）組成。

備

注

三、數(shù)控機(jī)床的分類

1．按控制功能分類（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

這類數(shù)控機(jī)床僅能控制兩個(gè)坐標(biāo)軸帶動(dòng)刀具或工作臺(tái)，從一個(gè)點(diǎn)（坐標(biāo)位置）準(zhǔn)確地快速移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)（坐標(biāo)位置），然后控制第三個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)行鉆、鏜等切削加工。它具有較高的位置定位精度，在移動(dòng)過程中不進(jìn)行切削加工，因此對運(yùn)動(dòng)軌跡沒有要求。點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床主要用于加工平面內(nèi)的孔系，主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、三坐標(biāo)測量機(jī)等。

（2）直線控制數(shù)控機(jī)床

這類數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，從一個(gè)點(diǎn)以一條直線準(zhǔn)確地移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)，移動(dòng)過程中能進(jìn)行切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭帶著多軸箱軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆、鏜等切削加工，它可以算作一種直線控制的數(shù)控機(jī)床。

（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床

這類數(shù)控機(jī)床具有控制幾個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，即多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)的能力，使刀具相對于工件按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，能在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行連續(xù)切削加工。這類數(shù)控機(jī)床有用于加工曲線和曲面形狀零件的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是這種類型。若根據(jù)其聯(lián)動(dòng)軸數(shù)還可細(xì)分為2軸（X、Z軸聯(lián)動(dòng)或X、Y軸聯(lián)動(dòng)）、2.5軸（任意2軸聯(lián)動(dòng)，第3軸周期進(jìn)給）、3軸（X、Y、Z3軸聯(lián)動(dòng)）、4軸（X、Y、Z和A或B4軸聯(lián)動(dòng)）、5軸（X、Y、Z和A、C或X、Y、Z和B、C或X、Y、Z和A、B5軸聯(lián)動(dòng)）聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)越多，則加工程序的編制越難，通常3軸聯(lián)動(dòng)以上的零件加工程序只能采用自動(dòng)編程系統(tǒng)編制。

2．按進(jìn)給伺服系統(tǒng)類型分類

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無位置測量反饋裝置可分為開環(huán)數(shù)控機(jī)床和閉環(huán)數(shù)控機(jī)床，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。

（1）開環(huán)數(shù)控機(jī)床

開環(huán)數(shù)控機(jī)床采用開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)。開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)沒有位置測量反饋裝置，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。但由于無位置反饋，精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。該系統(tǒng)一般以步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動(dòng)力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。

（2）半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測點(diǎn)是從驅(qū)動(dòng)電機(jī)（常用交、直流伺服電機(jī)）或絲杠端引出，通過檢測電機(jī)和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測工作臺(tái)的位移量，而不是直接檢測工作臺(tái)的實(shí)際位置。由于在半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，可獲得較穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。另外，在位置環(huán)內(nèi)各組成環(huán)節(jié)的誤差可得到某種程度的糾正，位置環(huán)外不能直接消除的如絲杠螺距誤差、齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差等，可通過軟件補(bǔ)償這類誤差來提高運(yùn)動(dòng)精度，因此在現(xiàn)代CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。

（3）閉環(huán)數(shù)控機(jī)床

閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置檢測點(diǎn)是工作臺(tái)，它直接對工作臺(tái)的實(shí)際位置進(jìn)行檢測。理論上講，可以消除整個(gè)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)量，具有很高的位置控制精度。但由于位置環(huán)內(nèi)的許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，很容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試都有相當(dāng)?shù)碾y度，對其組成環(huán)節(jié)的精度、剛性和動(dòng)態(tài)特性等都有較高的要求，價(jià)格昂貴。這類系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機(jī)床等。

3．按工藝用途（機(jī)床類型）分類

（1）切削加工類

即具有切削加工功能的數(shù)控機(jī)床。在金屬切削機(jī)床常用的車床、銑床、刨床、磨床、鉆床、鏜床、插床、拉床、切斷機(jī)床、齒輪加工機(jī)床等中，國內(nèi)外都開發(fā)了數(shù)控機(jī)床，而且品種越來越細(xì)。比如，在數(shù)控磨床中不僅有數(shù)控外圓磨床，數(shù)控內(nèi)圓磨床，集可磨外圓、內(nèi)圓于一機(jī)的數(shù)控萬能磨床，數(shù)控平面磨床，數(shù)控坐標(biāo)磨床，數(shù)控工具磨床，數(shù)控?zé)o心磨床，數(shù)控齒輪磨床，還有專用或?qū)ｉT化的數(shù)控軸承磨床，數(shù)控外螺紋磨床，數(shù)控內(nèi)螺紋磨床，數(shù)控雙端面磨床，數(shù)控凸輪軸磨床，數(shù)控曲軸磨床，能自動(dòng)換砂輪的數(shù)控導(dǎo)軌磨床（又稱導(dǎo)軌磨削中心）等等，還有工藝范圍更寬的車削中心、加工中心、柔性制造單元（FMC）等。

（2）成型加工類

是具有通過物理方法改變工件形狀功能的數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控沖床、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等。

備

注

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

（3）特種加工類

是具有特種加工功能的數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控電火花線切割機(jī)床，數(shù)控電火花成型機(jī)床，帶有自動(dòng)換電極功能的“電加工中心”，數(shù)控激光切割機(jī)床，數(shù)控激光熱處理機(jī)床，數(shù)控激光板料成型機(jī)床，數(shù)控等離子切割機(jī)等。

（4）其它類型

一些廣義上的數(shù)控設(shè)備。如數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、機(jī)器人等。

備

注

四、數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)特征和主要輔助裝置

1．?dāng)?shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)特征

（1）機(jī)床剛性提高，抗振性能大為改善；（2）機(jī)床熱變形降低；（3）機(jī)床中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)減少；

（4）機(jī)床各個(gè)運(yùn)動(dòng)副間的摩擦系數(shù)較??；（5）機(jī)床功能部件增多。2．?dāng)?shù)控機(jī)床的主要輔助裝置

數(shù)控機(jī)床的輔助裝置是一個(gè)完整的機(jī)器或裝置，其作用是完成配合機(jī)床對零件加工的輔助工作。諸如切削液或油液處理系統(tǒng)中的冷卻過濾裝置，油液分離裝置，吸塵吸霧裝置，潤滑裝置及輔助主機(jī)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和控制的氣、液動(dòng)裝置等，雖然這些裝置在某些自動(dòng)化或精密型非數(shù)控機(jī)床上已配備使用，但是，數(shù)控機(jī)床要求配備的裝置的質(zhì)量、性能更為精化。

除上述通用輔助裝置外，還有對刀儀、自動(dòng)排屑器、物料儲(chǔ)運(yùn)及上下料裝置等。

五、數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能和可靠性指標(biāo)

1．規(guī)格指標(biāo)

規(guī)格指標(biāo)是指數(shù)控機(jī)床的基本能力指標(biāo)，主要有以下幾方面：

（1）行程范圍和擺角范圍

行程范圍是指坐標(biāo)軸可控的運(yùn)動(dòng)區(qū)間，它反映該機(jī)床允許的加工空間，一般情況下工件輪廓尺寸應(yīng)在加工空間的范圍之內(nèi)。擺角范圍是指擺角坐標(biāo)軸可控的擺角區(qū)間，也反映該機(jī)床的加工空間。

（2）工作臺(tái)面尺寸

它反映該機(jī)床安裝工件的最大范圍，通常應(yīng)選擇比最大加工工件稍大一點(diǎn)的面積，這是因?yàn)橐A(yù)留夾具所需的空間。

（3）承載能力

它反映該機(jī)床能加工零件的最大重量。

（4）主軸功率和進(jìn)給軸扭矩

它反映該機(jī)床的加工能力，同時(shí)也可間接反映機(jī)床的剛度和強(qiáng)度。

（5）控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)

數(shù)控機(jī)床的控制軸數(shù)通常是指機(jī)床數(shù)控裝置能夠控制的進(jìn)給軸數(shù)。數(shù)控機(jī)床控制軸數(shù)與數(shù)控裝置的運(yùn)算處理能力、運(yùn)算速度及內(nèi)存容量等有關(guān)。聯(lián)動(dòng)軸數(shù)是指數(shù)控機(jī)床同時(shí)控制多個(gè)進(jìn)給軸，使它們按規(guī)定的路線和進(jìn)給速度所確定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給軸數(shù)目。它反映數(shù)控機(jī)床的曲面加工能力。

（6）刀庫容量

是指刀庫能存放加工所需刀具的數(shù)量，它反映該機(jī)床能加工工序內(nèi)容的多少。目前常見的中小型加工中心多為16~60把，大型加工中心達(dá)

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

100把以上。

2．性能指標(biāo)

（1）分辨率與脈沖當(dāng)量

分辨率是指兩個(gè)相鄰的分散細(xì)節(jié)之間可以分辨的最小間隔。對測量系統(tǒng)而言，分辨率是可以測量的最小增量；對控制系統(tǒng)而言，分辨率是可以控制的最小位移增量。數(shù)控裝置每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，反映到機(jī)床移動(dòng)部件上的移動(dòng)量，通常稱為脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量是設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的原始數(shù)據(jù)之一，其數(shù)值的大小決定數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量。脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和加工表面質(zhì)量越高。

（2）最高主軸轉(zhuǎn)速和最大加速度

最高主軸轉(zhuǎn)速是指主軸所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速，它是影響零件表面加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀具壽命的主要因素之一。最大加速度是反映主軸速度提速能力的性能指標(biāo)，也是加工效率的重要指標(biāo)。

（3）最高快移速度和最高進(jìn)給速度

最高快移速度是指進(jìn)給軸在非加工狀態(tài)下的最高移動(dòng)速度，最高進(jìn)給速度是指進(jìn)給軸在加工狀態(tài)下的最高移動(dòng)速度，它們也是影響零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀具壽命的主要因素。

另外，還有換刀速度和工作臺(tái)交換速度，它們也是影響生產(chǎn)效率的性能指標(biāo)。3．可靠性指標(biāo)

（1）平均無故障時(shí)間MTBF（Mean time between failures）

它是指一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在使用中平均兩次故障間隔的時(shí)間，即數(shù)控機(jī)床在壽命范圍內(nèi)總工作時(shí)間和總故障次數(shù)之比，即

MTBF?總工作時(shí)間

總故障次數(shù)備

注

很顯然，這段時(shí)間越長越好。

（2）平均修復(fù)時(shí)間MTTR（Mean time to restore。）

它是指一臺(tái)數(shù)控機(jī)床從開始出現(xiàn)故障直到能正常工作所用的平均修復(fù)時(shí)間，即

MTTR?總故障停機(jī)時(shí)間

總故障次數(shù)考慮到實(shí)際系統(tǒng)出現(xiàn)故障總是難免的，故對于可維修的系統(tǒng)，總希望一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)的時(shí)間越短越好，即希望MTTR越短越好。

（3）平均有效度A 如果把MTBF看作設(shè)備正常工作的時(shí)間，把MTTR看作設(shè)備不能工作的時(shí)間，那么正常工作時(shí)間與總時(shí)間之比稱為設(shè)備的平均有效度A，即

A?平均無故障時(shí)間MTBF ?平均無故障時(shí)間?故障平均修復(fù)時(shí)間MTBF?MTTR平均有效度反映了設(shè)備提供正確使用的能力，是衡量設(shè)備可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)。

六、數(shù)控機(jī)床的精度項(xiàng)目及檢驗(yàn)

數(shù)控機(jī)床的精度項(xiàng)目主要包括幾何精度、定位精度和切削精度。1．主要幾何精度項(xiàng)目及檢驗(yàn)

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

數(shù)控機(jī)床的幾何精度

是綜合反映機(jī)床的關(guān)鍵零部件及其組裝后的幾何形位誤差的指標(biāo)。該指標(biāo)可分為兩類：一類是對機(jī)床的基礎(chǔ)件和運(yùn)動(dòng)大件（如床身、立柱、工作臺(tái)、主軸箱等）的直線度、平面度、垂直度等的要求，如工作臺(tái)面的平面度，各坐標(biāo)方向移動(dòng)的直線度和相互垂直度，X、Y（立式）或X、Z（臥式）坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面的平行度，X坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面T形槽側(cè)面的平行度等；另一類是對機(jī)床主軸的要求，如主軸的軸向竄動(dòng)，主軸孔的徑向跳動(dòng)，主軸箱移動(dòng)時(shí)主軸軸線的平行度，主軸軸線與工作臺(tái)面的垂直度（立式）或平行度（臥式）等。

以臥式加工中心為例，主要有以下各項(xiàng)：（1）X、Y、Z坐標(biāo)的相互垂直度；（2）工作臺(tái)面的平面度；

（3）X軸和Z軸移動(dòng)工作臺(tái)面的平行度；（4）主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺(tái)面的平行度；（5）主軸在X、Y、Z各軸方向移動(dòng)的直線度；（6）X軸移動(dòng)工作臺(tái)邊界定位基準(zhǔn)面的平行度；

（7）工作臺(tái)中心線到邊界定位器基準(zhǔn)面之間的距離精度；（8）主軸軸向跳動(dòng)；（9）主軸孔徑向跳動(dòng)。

幾何精度常用檢測工具有精密水平儀、精密方箱、直角尺、平尺、千分表、測微儀、高精度主軸心棒等。

2．定位精度的項(xiàng)目及檢驗(yàn)

數(shù)控機(jī)床定位精度是指機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件在數(shù)控裝置的控制下空載運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的位置準(zhǔn)確程度。根據(jù)各軸能達(dá)到的位置精度就能判斷出加工時(shí)零件所能達(dá)到的精度。

（l）直線運(yùn)動(dòng)定位精度

是指數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件沿某一坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)際值與給定值的接近程度，其誤差稱為直線運(yùn)動(dòng)定位誤差。

Xij??Pij??Pj

（1-1）

Xij??Pij??Pj

（1-2）i=1，2，3??n

代表向每一目標(biāo)趨近的次數(shù)；

j=1，2，3??m

代表目標(biāo)位置。

備

注

n次單向趨近目標(biāo)位置Pj時(shí)，可得到單向平均位置偏差Xj?和Xj?的值。Xj??n Xj??n?Xi?1nnij?

（1-3）

?Xi?1ij?

（1-4）

這樣可得到從正、負(fù)方向趨近目標(biāo)位置Pj時(shí)的反向差值Bj。

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

Bj?Xj??Xj?

（1-5）n次單向趨近目標(biāo)位置Pj時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sj?和Sj?為

備

注

Sj??1n?11n?1??Xi?1nnij??Xj???

2（1-6）

Sj????Xi?1ij??Xj?2

（1-7）

定位精度A可分為單向定位精度Au和雙向定位精度Ab二種。單向定位精度Au是取正、負(fù)方向趨近目標(biāo)位置時(shí)定位誤差中的最大值。正、負(fù)方向趨近目標(biāo)位置時(shí)的定位精度如下：

?

A??3S??3S??

（1-9）雙向定位精度A為?X??3S??、?X??3S??中的最大值與?X??3S??、?X??3S??中的最小值之差值，即

A??X?3S???X?3S?

（1-10）

Au??Xj??3Sj?max?Xj??3Sj?min

（1-8）

ujjmaxjjminb????X??????Xjjjjjjjjbjjmaxjjmin正常情況下，實(shí)際加工的某一坐標(biāo)軸任意兩點(diǎn)間的距離誤差大約為該軸雙向定位精度的2倍。

（2）直線運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度

是指在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同程序、相同代碼加工一批零件，所得到結(jié)果的一致程度。一般情況下，重復(fù)定位精度是正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是反映軸運(yùn)動(dòng)精度穩(wěn)定性的最基本指標(biāo)。

重復(fù)定位精度R為標(biāo)準(zhǔn)偏差Sj?和Sj?中最大值的6倍，即

R?6?Sj?max

（1-11）（3）直線運(yùn)動(dòng)的反向誤差B

直線運(yùn)動(dòng)的反向誤差也叫失動(dòng)量，是該坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動(dòng)鏈上驅(qū)動(dòng)部件（如伺服電動(dòng)機(jī)、伺服液壓馬達(dá)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等）的反向死區(qū)及各機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)副的反向間隙和彈性變形等誤差的綜合反映。誤差越大，則定位精度和重復(fù)定位精度也越差。

B?Bjmax

（1-12）

（4）直線運(yùn)動(dòng)的原點(diǎn)返回精度（回零精度）

是指數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸達(dá)到規(guī)定零點(diǎn)的準(zhǔn)確程度，其誤差稱為回零誤差。實(shí)質(zhì)上是該坐標(biāo)軸上一個(gè)特殊點(diǎn)的重復(fù)定位精度。

（5）分度精度A

是指分度工作臺(tái)在分度時(shí)指令要求回轉(zhuǎn)的角度值與實(shí)際回轉(zhuǎn)的角度值的差值。

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

A?Qj?3Sj備

注

??max?Qj?3Sj??min

（1-13）

3．切削精度的項(xiàng)目及檢驗(yàn)

機(jī)床的切削精度是一項(xiàng)綜合精度指標(biāo)，它不僅反映了機(jī)床的幾何精度和定位精度，同時(shí)還反映了試件的材料、環(huán)境溫度、刀具性能以及切削條件等各種因素造成的誤差。

（1）鏜孔精度檢查

（2）端銑刀銑削平面精度檢查

（3）直線銑削精度檢查

（4）斜線銑削精度檢查（5）圓弧銑削精度檢查

七、數(shù)控機(jī)床的主要功能

1．多軸控制功能

是指CNC系統(tǒng)能控制和能聯(lián)動(dòng)控制數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的功能。CNC系統(tǒng)的控制進(jìn)給軸有：移動(dòng)軸和回轉(zhuǎn)軸，基本軸和附加軸。

2．準(zhǔn)備功能

即G功能——指令機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式的功能。3．多種函數(shù)插補(bǔ)功能和固定循環(huán)功能

插補(bǔ)功能是指數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行零件表面（平面或空間曲面）加工軌跡插補(bǔ)運(yùn)算的功能。一般CNC系統(tǒng)僅具有直線和圓弧插補(bǔ)，較為高檔的數(shù)控系統(tǒng)還具有拋物線、橢圓、極坐標(biāo)、正弦線、螺旋線以及樣條曲線等插補(bǔ)功能。

在數(shù)控加工中，有些加工內(nèi)容如鉆孔、鏜孔、攻螺紋等，所做的動(dòng)作需要循環(huán)且十分典型，數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先將這些循環(huán)動(dòng)作用G代碼進(jìn)行定義，在加工時(shí)使用這類G代碼，可大大簡化編程工作量，此即固定循環(huán)功能。

4．補(bǔ)償功能

（1）刀具半徑和長度補(bǔ)償功能

該功能能實(shí)現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心的軌跡，以及在刀具半徑和長度發(fā)生變化（如刀具更換、刀具磨損）時(shí)，可對刀具半徑或長度作相應(yīng)的補(bǔ)償。該功能由G指令或T指令實(shí)現(xiàn)。

（2）傳動(dòng)鏈誤差、反向間隙誤差補(bǔ)償功能

螺距誤差補(bǔ)償可預(yù)先測量出螺距誤差和反向間隙，然后按要求輸入CNC裝置相應(yīng)的儲(chǔ)存單元內(nèi)，在加工過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

（3）智能補(bǔ)償功能

外界干擾產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，可采用人工智能、專家系統(tǒng)等方法建立模型，實(shí)施智能補(bǔ)償。如熱變形引起的誤差，裝置將會(huì)在相應(yīng)地方自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。

5．主軸功能

是指數(shù)控系統(tǒng)對切削速度的控制功能。主要有以下五種控制功能：（1）主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）——實(shí)現(xiàn)刀具切削點(diǎn)切削速度的控制功能，單位為r／min（m／min）。

（2）恒線速度控制——實(shí)現(xiàn)刀具切削點(diǎn)的切削速度為恒速的控制功能。

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

（3）主軸定向控制——實(shí)現(xiàn)主軸周向定位于特定點(diǎn)的控制功能。（4）C軸控制——實(shí)現(xiàn)主軸周向任意位置的控制功能。

（5）切削倍率——實(shí)現(xiàn)人工實(shí)時(shí)修調(diào)切削速度，即通過面板的倍率開關(guān)在0％~200％之間對其進(jìn)行實(shí)時(shí)修調(diào)。

6．進(jìn)給功能

是指數(shù)控系統(tǒng)對進(jìn)給速度的控制功能。主要有以下三種控制功能：（1）進(jìn)給速度——控制刀具或工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度，單位為mm／min；（2）同步進(jìn)給速度——實(shí)現(xiàn)切削速度和進(jìn)給速度的同步，單位為mm／r，用于加工螺紋；

（3）進(jìn)給倍率——實(shí)現(xiàn)人工實(shí)時(shí)修調(diào)進(jìn)給速度，即通過面板的倍率開關(guān)在0％~200％之間對其進(jìn)行實(shí)時(shí)修調(diào)。

7．宏程序功能

通過編輯子程序中的變量來改變刀具路徑和刀具位置的功能。8．輔助功能

即M功能——規(guī)定主軸的起、停、轉(zhuǎn)向，工件的夾緊和松開，冷卻泵的接通和斷開等機(jī)床輔助動(dòng)作的功能。

9．刀具管理功能

是實(shí)現(xiàn)對刀具幾何尺寸和刀具壽命的管理及刀具選擇功能。刀具幾何尺寸是指刀具的半徑和長度，這些參數(shù)供刀具補(bǔ)償功能使用。刀具壽命是指總計(jì)切削時(shí)間，當(dāng)某刀具的時(shí)間壽命到期時(shí)，CNC系統(tǒng)將提示用戶更換刀具。另外，CNC系統(tǒng)都具有T功能即刀具號(hào)管理功能，它用于標(biāo)識(shí)刀庫中的刀具和自動(dòng)選擇加工刀具。

10．人機(jī)對話功能

在CNC裝置中配有單色或彩色陰極射線管，俗稱顯示器（CRT），通過軟件可實(shí)現(xiàn)字符和圖形的顯示，以方便用戶操作和使用。主要功能有：菜單結(jié)構(gòu)的操作界面；數(shù)據(jù)及零件加工程序的輸入及環(huán)境編輯；系統(tǒng)和機(jī)床參數(shù)、狀態(tài)、故障信息的顯示、查詢等。

11．自診斷功能

是指CNC系統(tǒng)防止故障發(fā)生及故障診斷、故障定位和防止故障擴(kuò)大的功能。12．通訊功能

通訊功能是指CNC裝置與外界進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)交換的功能。

備

注

第二節(jié)

數(shù)控加工原理與數(shù)控加工工藝概述

數(shù)控加工

是根據(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（簡稱為數(shù)控程序），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運(yùn)動(dòng)，從而完成零件的加工。

數(shù)控加工技術(shù)

是將普通金屬切削加工、計(jì)算機(jī)數(shù)控、計(jì)算機(jī)輔助制造等技

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

術(shù)綜合的一門先進(jìn)加工技術(shù)。在以上各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步推動(dòng)下，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展下，數(shù)控加工技術(shù)正從深度、廣度上對機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行革命性的變革。

備

注

一、數(shù)控加工原理

1．?dāng)?shù)控加工的過程

首先要將被加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，即將刀具與工件的相對運(yùn)動(dòng)軌跡、加工過程中主軸速度和進(jìn)給速度的變換、冷卻液的開關(guān)、工件和刀具的交換等控制和操作，都按規(guī)定的代碼和格式編成加工程序，然后將該程序送入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求，先進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算、處理，然后發(fā)出控制命令，使各坐標(biāo)軸、主軸以及輔助動(dòng)作相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)完成零件的加工。

2．?dāng)?shù)控加工中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程（1）譯碼

譯碼程序的主要功能是將用文本格式（通常用ASCⅡ碼）表達(dá)的零件加工程序，以程序段為單位轉(zhuǎn)換成刀補(bǔ)處理程序所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（格式），該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來描述一個(gè)程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。它主要包括：X、Y、Z等坐標(biāo)值，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速，G代碼，M代碼，刀具號(hào)，子程序處理和循環(huán)調(diào)用處理等數(shù)據(jù)或標(biāo)志的存放順序和格式。

（2）刀補(bǔ)處理（計(jì)算刀具中心軌跡）

為方便編程，零件加工程序通常是按零件輪廓或按工藝要求設(shè)計(jì)的進(jìn)給路線編制的，而數(shù)控機(jī)床在加工過程中控制的是刀具中心（準(zhǔn)確說是刀位點(diǎn)）軌跡，因此在加工前必須將編程軌跡變換成刀具中心的軌跡。刀補(bǔ)處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的處理程序。

（3）插補(bǔ)計(jì)算

數(shù)控編程提供了刀具運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)、終點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)軌跡，而刀具怎么從起點(diǎn)沿運(yùn)動(dòng)軌跡走向終點(diǎn)則由數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件來控制。該程序以系統(tǒng)規(guī)定的插補(bǔ)周期?T定時(shí)運(yùn)行，它將由各種線形（直線、圓弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進(jìn)給速度F，實(shí)時(shí)計(jì)算出各個(gè)進(jìn)給軸在?T內(nèi)的位移指令（?X1、?Y1、?），并送給進(jìn)給伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成形運(yùn)動(dòng)。

（4）PLC控制

CNC系統(tǒng)對機(jī)床的控制分為對各坐標(biāo)軸的速度和位置的“軌跡控制”和對機(jī)床動(dòng)作的“順序控制” 或稱“邏輯控制”。后者是指在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開關(guān)信號(hào)狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯關(guān)系對諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。PLC控制就是實(shí)現(xiàn)上述功能的功能模塊。

數(shù)控加工原理就是將預(yù)先編好的加工程序以數(shù)據(jù)的形式輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過譯碼、刀補(bǔ)處理、插補(bǔ)計(jì)算等數(shù)據(jù)處理和PLC協(xié)調(diào)控制，最終實(shí)現(xiàn)零件

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容 的自動(dòng)化加工。

備

注

二、數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過程的概念、主要內(nèi)容及特點(diǎn)

（一）數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過程的概念

1．?dāng)?shù)控加工工藝

是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過程。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

2．?dāng)?shù)控加工工藝過程

是利用切削工具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過程。

（二）數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過程的主要內(nèi)容（1）選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容；（2）對零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析；（3）零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定；（4）數(shù)控加工工藝方案的制定；（5）工步、進(jìn)給路線的確定；（6）選擇數(shù)控機(jī)床的類型；

（7）刀具、夾具、量具的選擇和設(shè)計(jì)；（8）切削參數(shù)的確定；

（9）加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改；

（10）首件試加工與現(xiàn)場問題處理；（11）數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔。

（三）數(shù)控加工工藝的特點(diǎn) 1．?dāng)?shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體、詳細(xì) 2．?dāng)?shù)控加工工藝要求更嚴(yán)密、精確

3．制定數(shù)控加工工藝要進(jìn)行零件圖形的數(shù)學(xué)處理和編程尺寸設(shè)定值的計(jì)算 4．制定數(shù)控加工工藝選擇切削用量時(shí)要考慮進(jìn)給速度對加工零件形狀精度的影響

5．制定數(shù)控加工工藝時(shí)要特殊強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性 6．?dāng)?shù)控加工工藝的特殊要求

7．?dāng)?shù)控加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改是數(shù)控加工工藝的一項(xiàng)特殊內(nèi)容

三、數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系

1．?dāng)?shù)控程序

輸入數(shù)控機(jī)床，執(zhí)行一個(gè)確定的加工任務(wù)的一系列指令，稱為數(shù)控程序或零件程序。

2．?dāng)?shù)控編程

即把零件的工藝過程、工藝參數(shù)及其它輔助動(dòng)作，按動(dòng)作順序和數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令、格式，編成加工程序，再記錄于控制介質(zhì)即程序載體（磁盤等），輸入數(shù)控裝置，從而指揮機(jī)床加工并根據(jù)加工結(jié)果加以修正的過程。

3．?dāng)?shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系

數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容 的前提和依據(jù)，沒有符合實(shí)際的、科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序。而數(shù)控編程就是將制定的數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。

備

注

第三節(jié)

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)一、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

1．標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向

標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則?；咀鴺?biāo)軸為X、Y、Z并構(gòu)成直角坐標(biāo)系，相應(yīng)每個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為A、B、C。

基本坐標(biāo)軸X、Y、Z的關(guān)系及其正方向用右手直角定則判定，拇指為X軸，食指為Y軸，中指為Z軸，圍繞X、Y、Z各軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及其正方向?A、?B、?C分別用右手螺旋定則判定，拇指為X、Y、Z的正向，四指彎曲的方向?yàn)閷?yīng)的A、B、C的正向。與?X、?Y、?Z、?A、?B、?C相反的方向相應(yīng)用帶“′”的?X′、?Y′、?Z′、?A′、?B′、?C′表示。注意，?X′、?Y′、?Z′之間不符合右手直角笛卡兒定則。

由于數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸既可以是刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)，也可以是反之，所以ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

（l）不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動(dòng)，或是工件運(yùn)動(dòng)、刀具靜止，在確定坐標(biāo)系時(shí)，一律看作是刀具相對靜止的工件運(yùn)動(dòng)。

（2）機(jī)床的直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。

（3）坐標(biāo)軸名（X、Y、Z、A、B、C）不帶“′”的表示刀具運(yùn)動(dòng)；帶“′”的表示工件運(yùn)動(dòng)，如圖1-16所示。

（4）增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。2．坐標(biāo)軸判定的方法和步驟（1）Z軸

規(guī)定平行于機(jī)床主軸軸線的坐標(biāo)軸為Z軸。對于有多個(gè)主軸或沒有主軸的機(jī)床（如刨床），標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定垂直于工件裝夾面的軸為Z軸。對于能擺動(dòng)的主軸，若在擺動(dòng)范圍內(nèi)僅有一個(gè)坐標(biāo)軸平行主軸軸線，則該軸即為Z軸，若在擺動(dòng)范圍內(nèi)有多個(gè)坐標(biāo)軸平行主軸軸線，則規(guī)定其中垂直于工件裝夾面的坐標(biāo)軸為Z軸。

規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正方向（?Z）。（2）X軸

對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，X軸的方向是在工件的徑向上，且平行于橫滑座，刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸正方向；對于刀具旋轉(zhuǎn)的立式機(jī)床，規(guī)定水平方向?yàn)閄軸方向，且當(dāng)從刀具（主軸）向立柱看時(shí)，X正向在右邊；對于刀具旋轉(zhuǎn)的臥式機(jī)床，規(guī)定水平方向仍為X軸方向，且從刀具（主軸）尾端向工件看時(shí)，右手所在方向?yàn)閄軸正方向。

（3）Y軸

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

Y軸垂直于X、Z坐標(biāo)軸。Y軸的正方向根據(jù)X和Z坐標(biāo)軸的正方向按照右

備

注

手直角笛卡兒定則來判斷。

（4）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A、B和C

A、B和C表示其軸線分別平行于X、Y和Z坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。A、B和C的正方向可按右手螺旋定則確定。

（5）附加坐標(biāo)軸的定義

如果在X、Y、Z坐標(biāo)以外，還有平行于它們的坐標(biāo)，可分別指定為U、V、W。若還有第三組運(yùn)動(dòng)，則分別指定為P、Q和R。

（6）主軸正旋轉(zhuǎn)方向與C軸正方向的關(guān)系

主軸正旋轉(zhuǎn)方向

從主軸尾端向前端（裝刀具或工件端）看順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為主軸正旋轉(zhuǎn)方向。對于普通臥式數(shù)控車床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向與C軸正方向相同。對于鉆、鏜、銑、加工中心機(jī)床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橛倚菁y進(jìn)入工件的方向，與C軸正方向相反。所以不能誤認(rèn)為C軸正方向即為主軸正旋轉(zhuǎn)方向。

二、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系

1．機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)

（1）機(jī)床坐標(biāo)系

機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系，是確定刀具（刀架）或工件（工作臺(tái)）位置的參考系，并建立在機(jī)床原點(diǎn)上。機(jī)床坐標(biāo)系各坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)正方向按前述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系規(guī)定設(shè)定。

（2）機(jī)床原點(diǎn)

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都有一個(gè)基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點(diǎn)，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的起始點(diǎn)。

（3）機(jī)床參考點(diǎn)

與機(jī)床原點(diǎn)相對應(yīng)的還有一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)，它也是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，通常不同于機(jī)床原點(diǎn)。一般來說，加工中心的參考點(diǎn)設(shè)在工作臺(tái)位于負(fù)極限位置時(shí)的一基準(zhǔn)點(diǎn)上。

2．工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)（1）工件坐標(biāo)系

編程人員在編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。（2）工件坐標(biāo)系原點(diǎn)

也稱為工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)，一般用G92或G54~G59指令指定。（3）工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的確定

坐標(biāo)原點(diǎn)選定后，接著就是坐標(biāo)軸的確定。工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸確定的原則為：根據(jù)工件在機(jī)床上的安放方向與位置決定Z軸方向，即工件安放在數(shù)控機(jī)床上時(shí)，工件坐標(biāo)系的Z軸與機(jī)床坐標(biāo)系Z軸平行，正方向一致，在工件上通常與工件主要定位支撐面垂直；然后，選擇零件尺寸較長方向或切削時(shí)的主要進(jìn)給方向

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

為X軸方向，在機(jī)床上安放后，其方位與機(jī)床坐標(biāo)系X軸方位平行，正向一致；過原點(diǎn)與X、Z軸垂直為Y軸，根據(jù)右手定則，確定Y軸的正方向。

3．裝夾原點(diǎn)

有的機(jī)床還有一個(gè)重要的原點(diǎn)，即裝夾原點(diǎn)，是工件在機(jī)床上安放時(shí)的一個(gè)重要參考點(diǎn)。

備

注

第四節(jié)

插補(bǔ)原理及與加工精度和加工效率的關(guān)系

一、數(shù)控加工軌跡控制原理——插補(bǔ)原理

插補(bǔ)的任務(wù)就是要根據(jù)進(jìn)給速度的要求，完成在輪廓起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的中間點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算。目前常用的插補(bǔ)方法有兩類：脈沖增量插補(bǔ)法和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法。

（一）脈沖增量插補(bǔ)

脈沖增量插補(bǔ)是模擬硬件插補(bǔ)的原理，把計(jì)算機(jī)每次插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生的指令輸出到伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)給脈沖進(jìn)給，以驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。計(jì)算機(jī)每發(fā)出一個(gè)脈沖，工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)基本長度單位（脈沖當(dāng)量），并且每次插補(bǔ)的結(jié)果僅產(chǎn)生一個(gè)行程增量，每進(jìn)給一步（一個(gè)脈沖當(dāng)量），計(jì)算機(jī)就要進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算，進(jìn)給速度受計(jì)算機(jī)插補(bǔ)速度的限制，因此很難滿足現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床高速度的要求。

（二）數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法

數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)原理是將加工一段直線或圓弧的時(shí)間劃分為若干相等的插補(bǔ)周期，每經(jīng)過一個(gè)插補(bǔ)周期就進(jìn)行一次插補(bǔ)計(jì)算，算出在該插補(bǔ)周期內(nèi)各坐標(biāo)軸的進(jìn)給量，邊計(jì)算邊加工，若干次插補(bǔ)周期后完成一個(gè)曲線段的加工，即從曲線段的起點(diǎn)走到終點(diǎn)。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)是根據(jù)用戶程序的進(jìn)給速度，將給定輪廓曲線分割為每一插補(bǔ)周期的進(jìn)給段，即輪廓步長。每一個(gè)插補(bǔ)周期，執(zhí)行一次插補(bǔ)運(yùn)算，計(jì)算出下一個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)（動(dòng)點(diǎn)）坐標(biāo)，從而計(jì)算出下一周期各個(gè)坐標(biāo)的進(jìn)給量，如?X、?Y等，進(jìn)而得出下一插補(bǔ)點(diǎn)的指令位置。插補(bǔ)周期可以等于采樣周期，也可以是采樣周期的整倍數(shù)。對于直線插補(bǔ)，動(dòng)點(diǎn)在一個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的直線段與給定直線重合。對于圓弧插補(bǔ)，動(dòng)點(diǎn)在一個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的直線段以弦線（或切線、割線）逼近圓弧。

圓弧插補(bǔ)常用弦線逼近的方法。如圖1-25所示，用弦線逼近圓弧，會(huì)產(chǎn)生逼近誤差er。設(shè)?為在一個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)逼近弦所對應(yīng)的圓心角、r為圓弧半徑，則

???

er?r?1?cos?

（1-14）

2?????將上式中的cos??用冪級數(shù)展開，得

?2?

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

???er?r?1?cos?

2??2?????2?4????2???r?1??1??????

2!4!????????備

注

??28r

（1-15）

設(shè)T為插補(bǔ)周期，F(xiàn)為刀具進(jìn)給速度，則進(jìn)給步長（或插補(bǔ)步長）l為 l?TF 用進(jìn)給步長l代替弦長，有

??lr?TFr

將上式代入式（1-15），得

l21?TF? er???

（1-16）

8r8r

式（1-16）反映了逼近誤差er與插補(bǔ)周期T、進(jìn)給速度F和圓弧半徑r的關(guān)系。

根據(jù)式1-16，可以得到一個(gè)關(guān)系式：

l?8er允r

（1-17）式中

er允——輪廓曲線允許的逼近誤差；

r——圓弧半徑；

l——輪廓步長，即單位時(shí)間（插補(bǔ)周期）內(nèi)的進(jìn)給量。

二、插補(bǔ)原理、進(jìn)給速度與加工精度和加工效率的關(guān)系

從式1-16可以看出，逼近誤差與進(jìn)給速度、插補(bǔ)周期的平方成正比，與圓弧半徑成反比。較小的插補(bǔ)周期，可以在小半徑圓弧插補(bǔ)時(shí)允許較大的進(jìn)給速度。從另一角度講，進(jìn)給速度、圓弧半徑一定的條件下，插補(bǔ)周期越短，逼近誤差就越小。對于一個(gè)確定的數(shù)控系統(tǒng)，插補(bǔ)周期一般是固定的，插補(bǔ)周期確定之后，一定的圓弧半徑，應(yīng)有與之對應(yīng)的最大進(jìn)給速度限定，以保證逼近誤差er不超過允許值。對脈沖增量插補(bǔ)，進(jìn)給速度越快，則脈沖當(dāng)量值越大，加工誤差也就越大，插補(bǔ)周期越短，插補(bǔ)精度越高；進(jìn)給速度越快，插補(bǔ)精度越低，但效率越高。當(dāng)加工精度要求很高（如微米級）時(shí)，在數(shù)控系統(tǒng)一定的情況下，進(jìn)給速度的快慢將影響工件的形狀精度，同時(shí)自然影響加工效率。

第五節(jié)

當(dāng)今國際數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢

1．高速切削 2．高精度加工 3．復(fù)合化加工 4．控制智能化

《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

內(nèi)

容

具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（l）加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)（2）加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇（3）故障自診斷功能（4）智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置 5．互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化

6．計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System，縮寫為CIMS）

一般認(rèn)為CIMS應(yīng)由下列六個(gè)子系統(tǒng)組成：（1）計(jì)算機(jī)輔助經(jīng)營和生產(chǎn)管理系統(tǒng)；

（2）計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)／制造等開發(fā)工程系統(tǒng)；（3）自動(dòng)化制造加工系統(tǒng)；（4）計(jì)算機(jī)輔助儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)；（5）全廠質(zhì)量控制系統(tǒng)；（6）數(shù)據(jù)庫與通信系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的發(fā)展可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械制造廠的全盤自動(dòng)化，成為自動(dòng)化工廠或無人化工廠，是自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展方向。

備

注