數(shù)控工藝培訓(xùn)教程課件

1、數(shù)控工藝培訓(xùn)教程 課程簡(jiǎn)介 數(shù)控工藝培訓(xùn)教程課程，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)課程，也是學(xué)員要取得數(shù)控工藝員資格的主干課程，其主要任務(wù)是培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)掌握數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用型高等工程技術(shù)人才。要求學(xué)習(xí)者能運(yùn)用過去所學(xué)知識(shí)和本課程基本知識(shí)相結(jié)合,來分析和處理機(jī)械制造自動(dòng)化加工技術(shù)的初步能力，學(xué)習(xí)現(xiàn)代制造技術(shù)中的數(shù)控加工方法和工藝特點(diǎn)。前 言1、學(xué)習(xí)本課程的意義 叢事機(jī)器人、航天、車輛、環(huán)境等方面工作，尤其數(shù)控加工是機(jī)械專業(yè)學(xué)生多半的職業(yè)取向，自動(dòng)化制造系統(tǒng)正是本專業(yè)與現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的有效結(jié)合點(diǎn)之一?！笆澜缟细鱾€(gè)工業(yè)國(guó)經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)，主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)”，制造過程正向著自動(dòng)化、智

2、能化、柔性化、高速化、精密化和宜人化等方向發(fā)展。為了提高我國(guó)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)把握制造技術(shù)的動(dòng)脈，掌握高新技術(shù)并使之盡快應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中去。前 言 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的支柱，而計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)技術(shù)是CAD/CAM技術(shù)的重要組成部分。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用水平體現(xiàn)了一個(gè)機(jī)械制造企業(yè)的技術(shù)水平；數(shù)控技術(shù)的普及程度體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的整體水平。掌握數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)中工程技術(shù)人員的必備素質(zhì)。因此，數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和基本技能的培養(yǎng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)本科教育中具有相當(dāng)重要的地位。前 言前 言 本課程是在闡明現(xiàn)代自動(dòng)化制造系統(tǒng)基本概念的基礎(chǔ)

3、上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的最新成果，采取課堂、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、參觀和觀看錄像等形式系統(tǒng)地介紹現(xiàn)代自動(dòng)化制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行的基本理論和方法，旨在增強(qiáng)學(xué)生對(duì)自動(dòng)化制造系統(tǒng)的了解、認(rèn)識(shí)和熟悉，幫助學(xué)生樹立發(fā)展我國(guó)制造業(yè)的雄心和信心，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思想和能力。與其它課程的聯(lián)系 本課程的前序課程為：“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”、 “控制工程基礎(chǔ)”、“數(shù)控技術(shù)”、“機(jī)電傳動(dòng)技術(shù)”等；與之相關(guān)的同級(jí)課程為“精密加工與特種加工”、“數(shù)控機(jī)床與加工編程”等。 課程學(xué)時(shí)安排 本課程總學(xué)時(shí)為96學(xué)時(shí)，其中包括實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)為32學(xué)時(shí)。 使用專業(yè)：機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè) 成績(jī)?cè)u(píng)定: 理論測(cè)試：30% 上機(jī)作業(yè)：40% 實(shí)驗(yàn)報(bào)告：3

4、0% 前 言2、學(xué)習(xí)本課程的方法 課程的基本要求是：了解自動(dòng)化制造系統(tǒng)的一些基本概念和CAD/CAM的原理和組成；掌握數(shù)控加工基礎(chǔ)知識(shí)，數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成、使用和相關(guān)工藝知識(shí)；熟悉基本零件數(shù)控加工工藝的編制；能熟練應(yīng)用CAXA-XP 等CAM軟件進(jìn)行零件的造型設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、仿真等；能進(jìn)行機(jī)床的實(shí)際加工操作。本課程注重知識(shí)的學(xué)習(xí)和工程的實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。前 言3、本課程的安排教學(xué)內(nèi)容理論實(shí)驗(yàn)緒論2第一章 數(shù)控加工概述 6第二章 加工工藝基礎(chǔ)8第三章 數(shù)控編程6第四章 CAD/CAM編程軟件概論3第五章 零件的加工造型12第六章 零件的加工方法18第七章 數(shù)控機(jī)床的加工操作9 綜合上機(jī)實(shí)驗(yàn) 32 合計(jì)

5、9632(其中)前 言4、課程的基本內(nèi)容 緒論 (2學(xué)時(shí)) 0.1 自動(dòng)編程系統(tǒng)的概念 0.2 圖象編程系統(tǒng)的原理 0.3 圖象編程系統(tǒng)的開發(fā) 0.4 圖象編程系統(tǒng)的應(yīng)用 0.5 通用后置處理系統(tǒng) 第一章 數(shù)控加工概述 (6學(xué)時(shí)) 1.1 數(shù)控加工概念1.2 數(shù)控機(jī)床的組成及分類 1.3 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 前 言前 言第二章 加工工藝基礎(chǔ) (8學(xué)時(shí)) 2.1 數(shù)控加工對(duì)象2.2 加工工藝分析2.3 加工工藝路線的確定2.4 加工工藝參數(shù)2.5 典型零件（平面凸輪）的加工工藝分析第三章 數(shù)控編程 (6學(xué)時(shí))3.1 數(shù)控加工對(duì)象 3.2 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)知識(shí) 3.3 數(shù)控加工的工藝分析 3.4

6、 數(shù)控加工的工藝參數(shù) 3.5 數(shù)控編程的基本概念 3.6 數(shù)控編程的方法 3.7 數(shù)控手工編程實(shí)例 前 言第四章 CAD/CAM編程軟件概論 (3學(xué)時(shí)) 4.1 CAM軟件發(fā)展過程 4.2 CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)簡(jiǎn)介 第五章 零件的加工造型 (12學(xué)時(shí)) 5.1 設(shè)計(jì)造型與加工造型的區(qū)別 5.2 線框造型5.3 曲面造型 5.4 實(shí)體造型 前 言第六章 零件的加工方法 (18學(xué)時(shí)) 6.1 刀具軌跡的生成 6.2 知識(shí)庫加工6.3 后置處理與加工代碼6.4 加工軌跡編輯6.5 線架加工實(shí)例 6.6 曲面造型的加工6.7 實(shí)體/曲面混合造型的加工 綜合上機(jī)實(shí)驗(yàn) (32學(xué)時(shí)) 前 言5、教

7、材基本教材 1 楊偉群，宋放之主編.數(shù)控工藝員培訓(xùn)教程（數(shù)控銑）.清華大學(xué)出版社 2003年8月 2 宋放之，楊偉群主編.數(shù)控工藝員培訓(xùn)教程（數(shù)控車）.清華大學(xué)出版社 2003年8月 參考教材 3 趙東福主編.自動(dòng)化制造系統(tǒng) . 機(jī)械工業(yè)出版社 2004年7月 前 言 什么是自動(dòng)編程系統(tǒng)？其具有哪些基本性質(zhì)？ 自動(dòng)編程系統(tǒng)研究對(duì)象是什么？?jī)?nèi)容是什么？研究方法是什么？ 圖象編程系統(tǒng)的應(yīng)用情況如何？0.1 自動(dòng)編程系統(tǒng)的概念0.2 圖象編程系統(tǒng)的原理0.3 圖象編程系統(tǒng)的開發(fā)0.4 圖象編程系統(tǒng)的應(yīng)用 0.5 通用后置處理系統(tǒng) 緒論 本章要點(diǎn)掌握：自動(dòng)編程系統(tǒng)的組成和原理。掌握?qǐng)D像自動(dòng)編程系統(tǒng)的應(yīng)

8、用。理解：自動(dòng)編程與手工編程有何異同了解：了解自動(dòng)編程的概念和方法，明確自動(dòng)編程系統(tǒng)的意義。 重點(diǎn)難點(diǎn) 自動(dòng)編程系統(tǒng)的原理。緒論 為什么要進(jìn)行自動(dòng)編程？緒論 0.1 自動(dòng)編程的概念 1、APT語言編程 從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程，稱為數(shù)控編程。自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)完成數(shù)控編程的大部分工作。按操作方式不同，自動(dòng)編程的方法分為APT語言編程和圖象編程。 APT語言是一種對(duì)工件、刀具的幾何形狀及刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定義時(shí)用的一種接近于英語的符號(hào)語言，把用此語言編寫的零件程序輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行APT處理程序經(jīng)過編譯和運(yùn)算，輸出刀具加工軌跡，然后再經(jīng)過后置處理，轉(zhuǎn)化為數(shù)控機(jī)床所需的指令格式。這

9、種編程方法具有程序簡(jiǎn)練，走刀控制靈活等特點(diǎn)，相當(dāng)于使數(shù)控加工編程由“匯編語言”級(jí)上升到“高級(jí)語言”。 Automatically Programmed Tool 緒論 2、圖象編程 是一種菜單交互式圖象數(shù)控編程系統(tǒng)。圖象編程的主要特點(diǎn)是以圖形要素為輸入方式，不需要數(shù)控語言，從編程數(shù)據(jù)的來源，零件及刀具幾何形狀的輸入、顯示、修改，刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)方式的定義，走刀軌跡的生成，加工過程的動(dòng)態(tài)仿真顯示，刀位驗(yàn)證直到數(shù)控加工程序的產(chǎn)生等，都是采用屏幕菜單和驅(qū)動(dòng)命令在圖形交互方式下得到的。它具有形象、直觀、效率高等優(yōu)點(diǎn)。緒論 零件圖紙工藝要求數(shù)控語言零件源程序輸入翻譯數(shù)學(xué)處理后置處理(CRT)顯示圖形

10、(打印機(jī))打印程序單(穿孔機(jī))穿孔紙帶(繪圖機(jī))繪圖通訊接口修改自動(dòng)編程的過程緒論 自動(dòng)編程主要分為兩個(gè)階段： 第一階段是編程員對(duì)零件紙進(jìn)行工藝分析，使用數(shù)控語言人工編寫出零件的源程序單，這一階段是編寫零件源程序的階段； 第二階段是借助計(jì)算機(jī)和“編譯程序”，對(duì)源程序進(jìn)行翻譯，數(shù)值計(jì)算，后置處理，編寫出零件加工程序單，自動(dòng)地穿出數(shù)控穿孔紙帶，或?qū)⒓庸ぶ噶钔ㄟ^通訊接口直接送入數(shù)控機(jī)床。編程的組成 自動(dòng)編程系統(tǒng)的組成由硬件和軟件兩大部分組成。緒論 (1)、自動(dòng)編程系統(tǒng)硬件 自動(dòng)編程系統(tǒng)硬件由計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)、磁帶及磁泡盒等外部設(shè)備組成。計(jì)算機(jī)是自動(dòng)編程系統(tǒng)的主要設(shè)備。 (2)、自動(dòng)編程系統(tǒng)軟件

11、 自動(dòng)編程系統(tǒng)軟件包括數(shù)控語言及系統(tǒng)程序（編譯程序），數(shù)控語言是由字母、數(shù)字及一套規(guī)定好的基本符號(hào)，按一定的詞法及語法規(guī)則組成的語言，用來描述加工零件的幾何形狀，尺寸大小，幾何元素間的相互關(guān)系及走刀路線、工藝參數(shù)等、系統(tǒng)程序由前置處理程序和后置處理程序組成。 ）前置處理程序 ）后置處理程序緒論 3、APT語言編程的不足與缺點(diǎn) 1）、零件的設(shè)計(jì)與加工之間用圖紙傳送數(shù)據(jù)，阻礙了設(shè)計(jì)與制造的一體化。 2）、圖紙的解釋、工藝過程規(guī)劃要由工藝人員完成，對(duì)用戶技術(shù)水平要求較高，既困難又容易出錯(cuò)。 3）、用APT語言描述零件模型一方面受語言描述能力的限制，另一方面也使APT系統(tǒng)的幾何定義過于龐大。 4）、A

12、PT語言缺少對(duì)零件形狀、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗(yàn)證手段。 而發(fā)展圖象編程則很好的解決這些問題。也推動(dòng)了CAD/CAM一體化方向發(fā)展。緒論 是一個(gè)典型的CAD/CAM系統(tǒng) 0.2 圖象編程系統(tǒng)的原理緒論 編程人員在CAD/CAM一體化系統(tǒng)的圖形終端上進(jìn)行編程。編程系統(tǒng)所需的幾何圖形定義方式和數(shù)據(jù)不必專門設(shè)計(jì)，可以從CAD生成的幾何圖形信息中直接讀取，有關(guān)刀具的信息也可以從CAD /CAM系統(tǒng)中直接讀取。 有了零件的幾何信息和刀具信息，用圖形交互方式生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的動(dòng)態(tài)顯示，可對(duì)加工過程刀具與被加工面，刀具與夾具、工件、機(jī)床的干涉進(jìn)行校驗(yàn)。經(jīng)校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)直接由通訊口送入機(jī)床進(jìn)行加

13、工。緒論 系統(tǒng)包括軟件模塊和系統(tǒng)配置。軟件模塊包括以下內(nèi)容： ）數(shù)據(jù)庫管理模塊 ）幾何造型模塊 ）多軸刀具軌跡生成模塊 ）刀具軌跡編輯模塊 ）刀位驗(yàn)證模塊 ）圖形顯示模塊 ）用戶界面模塊 ）運(yùn)行控制模塊 ）后置處理模塊 系統(tǒng)配置 ）主從型系統(tǒng) ）微機(jī)型系統(tǒng)）工作站型系統(tǒng)緒論 圖象編程系統(tǒng)的開發(fā)，首先要確定系統(tǒng)的功能，再確定系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境及系統(tǒng)開發(fā)工具的開發(fā)，最后進(jìn)行系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 0.3 圖象編程系統(tǒng)的開發(fā)0.4 圖象編程系統(tǒng)的應(yīng)用 1）、熟悉圖象編程系統(tǒng)的功能與使用方法。緒論 a）、了解系統(tǒng)的編程能力。 b）、熟悉系統(tǒng)的用戶界面及輸入方式。 c）、了解系統(tǒng)的文件管理方式。2）、分析加工

14、零件 a)、分析待加工表面 b)、確定加工方法 c)、確定編程原點(diǎn)與編程坐標(biāo)系。緒論 0.5 通用后置處理系統(tǒng) 根據(jù)所選用的數(shù)控系統(tǒng)，調(diào)用其數(shù)控系統(tǒng)特性文件，運(yùn)行數(shù)控編程系統(tǒng)提供的后置處理系統(tǒng)，將刀位文件轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序。 3）、對(duì)加工表面及約束面進(jìn)行幾何造型 4)、選擇合適的刀具 5)、刀具軌跡生成及刀具軌跡編輯 6)、刀位校驗(yàn)緒論 第一章 數(shù)控加工概述本章要求: 重點(diǎn)學(xué)習(xí)數(shù)控設(shè)備的組成與工作原理，掌握數(shù)控設(shè)備的分類，數(shù)控設(shè)備的使用和加工特點(diǎn)。1.1 數(shù)控加工概念 1 數(shù)控與數(shù)控機(jī)床 數(shù)控是指以數(shù)字的形式實(shí)現(xiàn)控制的一門技術(shù)，簡(jiǎn)稱 NC（Numerical control）。 數(shù)控機(jī)床是指應(yīng)

15、用數(shù)控技術(shù)對(duì)加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床。第一章 數(shù)控加工概述2、數(shù)控機(jī)床的基本工作原理一般數(shù)控機(jī)床加工過程是： 根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序；所編寫的加工程序輸入到機(jī)床數(shù)控裝置；數(shù)控裝置將程序（代碼）進(jìn)行譯碼、運(yùn)算之后，向機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的伺服機(jī)構(gòu)和輔助裝置發(fā)出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件，并控制所需要的輔助動(dòng)作(如主軸)，最后加工出合格的零件。 第一章 數(shù)控加工概述3、數(shù)控加工的定義 所謂數(shù)控加工就是用數(shù)控機(jī)床加工零件的方法。4 、數(shù)控加工的內(nèi)容 確定零件上需要數(shù)控加工的表面。 對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析和工藝設(shè)計(jì) 編制加工程序 對(duì)加工程序進(jìn)行校驗(yàn)和修改 運(yùn)

16、行加工程序?qū)α慵M(jìn)行加工第一章 數(shù)控加工概述5、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)加工精度高、同一批零件尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定；對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng) ；自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低 ；生產(chǎn)效率高 ；良好的經(jīng)濟(jì)效益；有利于現(xiàn)代化管理。有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造。第一章 數(shù)控加工概述 1.復(fù)雜零件加工 2.高精度 3.加工穩(wěn)定可靠 4.高柔性 5.高生產(chǎn)率 6.勞動(dòng)條件好 7.有利于管理現(xiàn)代化 8.投資大，使用費(fèi)用高 9.生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜 10.維修困難數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別第一章 數(shù)控加工概述1.2 數(shù)控機(jī)床的組成及分類 1、數(shù)控設(shè)備的組成 數(shù)控機(jī)床一般由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體等三個(gè)部分組成。 2、數(shù)控機(jī)床的分類及應(yīng)用范圍1.批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件 2.幾何形狀復(fù)雜的零件3.貴重零件加工4.需要全部檢驗(yàn)的零件 5.試制件數(shù)控機(jī)床的適用范圍 第一章 數(shù)控加工概述數(shù)控車床車削加工第一章 數(shù)控加工概述數(shù)控銑床銑削加工第一章 數(shù)控加工概述數(shù)控加工中心多軸加工第一章 數(shù)控加工概述數(shù)控車削中心第一章 數(shù)控加工概述五面加工中心第一章 數(shù)控加工概述1.3 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)硬件的組成及功能 1).組成 微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CN