數(shù)控的基本概念

數(shù)控的基本概念數(shù)控機床是機電一體化的主導產(chǎn)品，集高精度、高效率、通用靈活于一體，目前不僅在航空航天、造船、軍工等領(lǐng)域普遍使用，而且在汽車、機床、儀器等民用機械制造行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。數(shù)控編程與加工技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中必將發(fā)揮十分重要的作用。數(shù)字控制（NumericalControl,縮寫NC）,簡稱數(shù)控，指用數(shù)字化信息實現(xiàn)加工自動化的一種控制技術(shù)。計算機數(shù)控縮寫成CNC。數(shù)控機床：1.數(shù)控機床是數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，采用數(shù)字化代碼對機床運動及其加工過程進行控制的機床。2.定義數(shù)控機床是一種裝有程序控制的機床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼或其它符號編程指令規(guī)定的程序。數(shù)控機床的組成：1.數(shù)控介質(zhì)2.數(shù)控裝置3.伺服系統(tǒng)、4.機床本體。數(shù)控加工主要包括：1.選擇并確定需要進行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容。2.進行數(shù)控加工工藝設(shè)計。3.對零件圖形必要的數(shù)學處理。4.編寫加工程序（自動編程時為源程序，由計算機自動生成目標即加工程序。）5.按程序單制作控制介質(zhì)。6.對程序進行校驗與修改。7.首件加工與現(xiàn)場問題處理。8.數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的編程與歸檔。數(shù)控機床適合加工的零件：1.多品種、小批量生產(chǎn)的零件2.幾何形狀復雜的零件3.需要頻率繁改型的零件。4在加工過程中必須進行多種加工的零件。5.價值昂貴，不允許報廢的關(guān)鍵零件。6.需要最短周期的零件。7.批量較大，精度要求高的零件.數(shù)控編程的概念數(shù)控機床是按照事先編制好的零件數(shù)控加工程序自動地對工件進行加工的，因此程序編制是否合理，將直接影響加工質(zhì)量和加工效率。我們把輸入數(shù)控系統(tǒng)中，使數(shù)控機床執(zhí)行一個確定加工任務(wù)并由特定代碼和其他符號編碼組成的一系列指令稱為數(shù)控程序。生成數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控程序的過程稱為數(shù)控編程。數(shù)控編程主要內(nèi)容包括：分析零件圖、工藝處理、數(shù)據(jù)處理、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序檢驗。數(shù)控編程的步驟：1、分析零件圖和工藝處理2、數(shù)值處理3、編寫零件加工程序單4、制備控制介質(zhì)5、程序檢驗。數(shù)控銑床的概念數(shù)控銑床廣泛應(yīng)用于：1.各平面輪廓和立體輪廓的零件。2.凸輪，模具、葉片、螺旋架等。3.鉆、擴、锪、鉸和鏜。數(shù)控銑床加工對象：1.平面類零件2.變斜角零件3.曲面類零件。數(shù)控銑床的特點有：1銑削的一般功能。2.銑削的特殊功能。銑削的一般功能包括：1點位控制功能2.連續(xù)輪廓控制加工功能3.刀具半徑自動補償功能。4.鏡像加工功能。5.固定循環(huán)功能。銑削的特殊功能：1刀具長度補償功能2.靠模加工功能。3.自動變換工作臺功能。4.自適應(yīng)功能。5.數(shù)據(jù)采集功能。數(shù)控車床概念數(shù)控車床的組成：1.車床主機2.數(shù)控系統(tǒng)3.伺服系統(tǒng)。4.輔助裝置。5.機外編程器。車床的加工特點：1.輪廓形狀特別復雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件。2.精度要求高的零件。3.特殊的螺旋零件。4.淬硬工件的加工。數(shù)控系統(tǒng)機外編程器數(shù)控系統(tǒng)加工中心的概念加工中心：指帶有刀庫和自動換刀裝置的，能自動根據(jù)刀具對工件完成多工序加工的數(shù)控機床。加工機床中心與普通數(shù)控機床的區(qū)別：加工中心具有刀庫和自動換刀機能，刀庫中存放著不同的刀具或檢具，從而在工件一次裝夾后，能自動連續(xù)完成對工件表面的（銑、（車）鉆、擴、鉸、鏜螺紋等多種工序的加工、工序高度集中。加工中心的分類：1立式加工中心2臥式加工中心3復合加工中心。加工中心對刀的基本要求：1加工中心對刀基本要求2較高的形位精度和尺寸精度。3.刀具、刀片的品種規(guī)格多。數(shù)控車床的概念數(shù)控車床是隨著現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的需求在普通車床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其所用刀具、加工工藝等與普通車床同出一源。但不同的是普通機床的加工是由操作著操控機床一步一步實現(xiàn)的，而數(shù)控車床的加工是按預先編制好的程序，在計算機的控制下自動執(zhí)行的，其加工工藝預先在所編制的程序中體現(xiàn)，由機床自動實現(xiàn)。數(shù)控車床與普通車床相比，加工效率和加工精度更高，可加工的零件形狀更復雜，加工工件的一致性更好，可以勝任普通車床無法加工的、具有復雜曲面的高精度零件。數(shù)控車床的組成：1.車床主機2.數(shù)控系統(tǒng)3.伺服系統(tǒng)。4.輔助裝置。5.機外編程器。車床的加工特點：1.輪廓形狀特別復雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件。2.精度要求高的零件。3.特殊的螺旋零件。4.淬硬工件的加工。數(shù)控車床加工的主要對象：1.高精度回轉(zhuǎn)體零件2.小表面粗糙度回轉(zhuǎn)體零件3.輪廓形狀復雜或難于控制尺寸回轉(zhuǎn)體零件4.帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件。數(shù)控車床加工工藝的主要內(nèi)容:1.選擇適合在數(shù)控車床上的加工的零件,確定工序內(nèi)容。2.分析被加工零件的圖紙,明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。3.確定零件的加工方案,制定數(shù)控加工工藝路線。4.加工工序的設(shè)計。5.數(shù)控加工程序的調(diào)整。零件圖的分析：1.尺寸標注方法分析2.輪廓幾何要素分析3.精度及技術(shù)分析。加工階段主要劃分為:1.粗加工階段2.半精加工階段3.精加工階段4光整加工階段。劃分階段的目的:1.保證加工質(zhì)量2.合理使用設(shè)備3.便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷4.便于安排熱處理工序。加工實例的主要內(nèi)容包括:零件的工藝分析,加工方案的確定,工序與工步的劃分,切削用量的選擇,刀具路線的確定與加工順序的安排，工裝、刀具的選擇、對刀方法與換刀點的確定等。零件圖的分析：首先應(yīng)熟悉零件在產(chǎn)品中的作用，位置裝配關(guān)系和工件條件，搞清楚各項技術(shù)要求對零件裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出主要的和關(guān)鍵的技術(shù)要求。尺寸標注分析：對零件圖紙的尺寸的分析，主要看它的技術(shù)要求，尺寸公差帶，工作的主要基準，和他的同心度要求，這對后續(xù)加工和工裝有很關(guān)鍵的作用。數(shù)控機床加工的原則：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5先進后遠原則數(shù)控車床編程一、數(shù)控車床編程的基礎(chǔ)知識1?控制軸數(shù)：一般數(shù)控車床可控軸數(shù)與聯(lián)動軸數(shù)都為2,—個是X軸，另一個是Z軸，用增量編程時分別用U、W來表示。2?坐標系統(tǒng):可分為①機床坐標系②工件坐標系③編程坐標系二、 F、M、S、T功能簡介1?進給功能（F功能）：①快速進給②切削進給。2?輔助功能（M功能）：①M02、M03程序結(jié)束。②M00程序停止③M01任先選停止④M98子程序調(diào)出⑤M99子程序結(jié)束⑥M03主軸正轉(zhuǎn)⑦M04主軸反轉(zhuǎn)⑧M05主軸停止⑨M08切削液開⑩M09切削液關(guān)。主軸功能（S功能）：①恒線速度控制（G96）②主軸轉(zhuǎn)速控制（G97）③主軸最高速度限定（G50）。4?刀具功能（T功能）三、 補償功能刀具位置偏置補償2.刀具半徑R補償3.刀具半徑的左右補償：①G41刀具左補償②G42刀具右補償③G40取消刀具左、右補償。刀具半徑補償?shù)木幊桃?guī)則：①G40、G41、G42只能用GOO、G01結(jié)合編程。不允許與G02、G03等其他指令結(jié)合編程，否則報警。②在編入G40、G41、G42的G00與G01前后的兩個程序段中，X、Z值至少有一個值變化。否則產(chǎn)生報警。③在調(diào)用新的刀具前，必須取消刀具補償，否則產(chǎn)生報警。四、 常用準備功能的編程方法：1、快速點定位：（G00）。2、直線插補（G01）。3、圓弧插補：（G02順時針圓弧插補、G03逆時針圓弧插補）。4、暫停：（G04）5、參考點功能：（G27返回參考點檢測。G28自動返回參考點）6、單一形狀固定循環(huán)指令：（G90外徑、內(nèi)徑車削循環(huán)。G94端面車削循環(huán)）7、復合形狀固定循環(huán)指令（G71外徑粗車循環(huán)、G72端面粗加工循環(huán)。G71、G72完成粗加工后，可以用G70進行精加工。G73仿形粗車循環(huán)）五、 螺紋加工：1、 螺紋加工指令：①G32單行程螺紋切削②G92螺紋切削循環(huán)③G76螺紋切削復合循環(huán)。2、 螺紋切削加工過程中有關(guān)尺寸的確定：①螺紋牙型高度（螺紋總切深）②螺紋起點與螺紋終點徑向尺寸的確定③螺紋起點與螺紋終點軸向尺寸的確定⑷分層切削深度

數(shù)控銑床編程指令（G功能代碼表）G代碼功能G代碼功能G00快速點定位G50比例功能撤消G01直線插補功能G51比例功能G02圓弧/螺旋線插補（順圓）G50.1可編程鏡像G03圓弧/螺旋線插補（逆圓）G51.1可編程鏡像G04暫停G52局部坐標系設(shè)定G09準確停止G53選擇機床坐標G15/16極坐標G54選擇第一工件坐標系G17選擇XY平面G55選擇第二工件坐標系G18選擇ZX平面G56選擇第三工件坐標系G19選擇YZ平面G57選擇第四工件坐標系G20用英制尺寸輸入G58選擇第五工件坐標系G21用米制尺寸輸入G59選擇第六工件坐標系G27返冋參考點檢測G68坐標旋轉(zhuǎn)指令G28返回參考點G69坐標旋轉(zhuǎn)撤消G29從參考點返回到起始點G73深孔鉆削循環(huán)G30返回第二參考點G74攻螺紋循環(huán)G31跳步功能G80撤消固定循環(huán)G33螺紋切削G81定點鉆孔循環(huán)G40刀具半徑補償撤消G85鏜孔循環(huán)G41刀具半徑左偏補償G86鏜孔循環(huán)G42刀具半徑右偏補償G90絕對方式編程G43刀具長度正補償G91增量方式編程G44刀具長度負補償G92設(shè)定工件坐標系G45刀具偏置增加G94每分鐘進給G46刀具偏置減小G95每轉(zhuǎn)進給G47刀具偏置擴大兩倍G98Z軸返回起始點G48刀具偏置縮小兩倍G99Z軸返回R平面G49刀具長度補償撤消數(shù)控銑床的概念數(shù)控銑床應(yīng)用廣泛，各種平面輪廓和立體輪廓的零件，如凸輪、模具、葉片、螺旋槳等都可采用數(shù)控銑床加工。數(shù)控銑床還可以進行鉆、擴、锪、鉸和鏜等加工。數(shù)控銑床有兩軸聯(lián)動、三軸聯(lián)動、四軸聯(lián)動和五軸聯(lián)動等不同檔次，以滿足不同復雜程度零件的銑銷加工要求。數(shù)控銑床加工對象：1.平面類零件2.變斜角零件3.曲面類零件。數(shù)控銑床的特點有：1.銑削的一般功能。2.銑削的特殊功能。銑削的一般功能包括：1點位控制功能2.連續(xù)輪廓控制加工功能3.刀具半徑自動補償功能。鏡像加工功能。5.固定循環(huán)功能。銑削的特殊功能：1刀具長度補償功能2.靠模加工功能。3.自動變換工作臺功能。4.自適應(yīng)功能。5.數(shù)據(jù)采集功能。一、數(shù)控銑床主要加工的對象：1、平面類零件：加工面平行或垂直于水平面，或加工面與水平面的夾角為定角的零件為平面類零件。其特點是加工面是平面或可以展開成平面。2、變斜角類零件：加工面與水平面的夾角呈連續(xù)變化的零件稱為變斜角零件。變斜角零件的變斜角加工面不能展開為平面。3、曲面類零件：加工面為空間曲面的零件稱為曲面類零件，如模具、葉片螺旋槳等。曲面類零件不能展開為平面。⑴、數(shù)控銑床加工工藝的主要內(nèi)容：①明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求②制定數(shù)控加工工藝路線。如劃分工序，安排加工順序等加③工工藝的設(shè)計，如定位基準、夾具方案、工步劃分、刀具選擇和切削用量等。數(shù)④控加工程序的調(diào)整，如選取對刀點和確定刀具補償及確定加工路線等（2）、數(shù)控銑床加工工藝分析包括的主要內(nèi)容：1、數(shù)控銑床加工零件的工藝性分析包括①零件圖分析：（a尺寸標注方法分析b零件圖的完整性與正確性分析c零件技術(shù)要求分析d零件材料分析）。②零件毛坯的工藝性分析：a毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量b分析毛坯的裝夾適應(yīng)性c分析毛坯的余量大小及均勻性。二、數(shù)控銑床加工工藝路線的擬訂：1、 加工方法的選擇：①內(nèi)孔表面加工方法的選擇②平面加工方法的選擇③平面輪廓加工方法的選擇④固定斜角平面加工方法的選擇⑤變斜角平面加工方法的選擇⑥曲面輪廓加工方法的選擇：立體曲面的加工應(yīng)根據(jù)曲面形狀、刀具形狀以及精度要求采用不同的銑削加工方法。2、 加工階段的劃分：①粗加工階段②半精加工階段③精加工階段④光整加工階段為什么要保證加工階段的劃分：因為①保證加工質(zhì)量②合理使用設(shè)備③便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷④便于安排熱處理工序。3、 工序的劃分：①工序劃分的原則②工序集中原則：是指每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少，優(yōu)點是：提高生產(chǎn)效率、減少工序數(shù)目、縮短工藝路線、減少機床數(shù)量、減少工件裝夾次數(shù)、減少夾具數(shù)量③工序分散原則：就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每道工序的加工內(nèi)容很少，優(yōu)點是：加工設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整和維修方便、操作簡單、轉(zhuǎn)產(chǎn)容易、有利于選擇合理的切削用量。4、 工序劃分的安排：①按所用刀具劃分②按安裝次數(shù)劃分③按粗、精加工劃分④按加工部位劃分。5、 加工順序的安排：（1）切削加工工序的安排：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。（2）熱處理工序的安排：①預備熱處理：目的是改善材料的切削性能，消除毛坯制造時的殘余應(yīng)力，改善組織其工序位置多在機械加工之前，常用的有退火、正火等②消除殘余熱處理：對精度要求不高的零件，一般將人工時效和退火安排在毛坯精加工之前。對精度要求較高的復雜鑄件，在精加工過程中通常安排兩次時效處理，對高精度零件，如精密絲杠等，應(yīng)安排多次③最終熱處理：目的是提高零件的強度，表面硬度和耐磨性，常安排在精加工工序磨削加工之前，常用的有淬火、滲碳、滲氮和碳氮共滲等。6、 輔助工序的安排。7、 數(shù)控加工工序與普通工序的銜接。三、工件在數(shù)控銑床上的定位與裝夾：（一） 、工件定位的基本原理：1、六點定位原理2、六點定位原理的應(yīng)用：a、完全定位b、不完全定位c、欠定位定位d、過定位定位3、定位與夾具的關(guān)系。（二） 、定位基準的選擇原則：1、粗基準的選擇原則：a、相互位置要求原則b、加工余量合理分配原則c、重要表面原則d、不重合使用原則E、便于裝夾原則。2、精基準原則：a、基準重合原則b、基準統(tǒng)一原則c、自為基準原則d、互為基準原則E、便于裝夾原則。（三） 、常見定位方式及定位元件：1、工件以平面定位：a、固定支承b、可調(diào)支承c、浮動支承d、輔助支承。（四） 、定位誤差：1、基準位移誤差：定位基準相對于其理想位置的最大變動量，稱為基準位移誤差2、基準不重合誤差：定位基準和工序基準不重合而造成的加工誤差，稱為基準不重合誤差。（五） 、數(shù)控銑床夾具介紹：1、機床夾具的分類：a、通用夾具b、專用夾具c、組合夾具c、可調(diào)夾具。四、數(shù)控銑床加工工序的設(shè)計：（一）、確定走刀路線和工步順序：1、走刀路線應(yīng)能保證零件加工精度和表面粗糙度要求：a、銃削輪廓時切入切出b、鉆、鏜孔路線注意各孔定位方向一致c、銃削曲面采用行切法d、挖槽先用行切法最后環(huán)切。（二）、確定定位與夾緊方案：1、力求設(shè)計基準、工藝基準與編程原點統(tǒng)一2、設(shè)計減少裝夾次數(shù)，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度3、避免采用占機人工調(diào)整式方案，以免占機時間太多。（三）、夾具的選擇：1、單件小批量生產(chǎn)，優(yōu)先選用組合夾具，可調(diào)夾具和其它通用夾具2、在成批生產(chǎn)時，才考慮采用專用夾具3、零件的裝卸要快速方便、可靠4、夾具要敞開，其定位、夾緊機構(gòu)元件不能影響加工中的走刀5、批量較大的零件可以采用多工位、氣動或液壓夾具。（四）、切削用量的確定：1、切削用量的選擇原則：銑削加工切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、切削速度、進給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。下表一常用輔助功能的M代碼、含義及用途功能含義用 途M00程序停止實際上是一個暫停指令。當執(zhí)行有M00指令的程序段后，主軸的轉(zhuǎn)動、進給、切削液都將停止。它與單程序段停止相同，模態(tài)信息全部被保存，以便進行某一手操作，如換刀，測量工件的尺寸等。重新啟動機床后，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。M01選擇停止與M00的功能基本相似，只有在按下“選擇停止”后，M01才有效，否則機床繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段；按“啟動”鍵，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序。M02程序停止該扌曰令編在程序的最后條，表示執(zhí)仃完程序所有指令后，主軸停止，進給停止、切削液關(guān)閉，機床牌復位狀態(tài)。M03主軸正轉(zhuǎn)用于主軸順時針方向轉(zhuǎn)動M04主軸反轉(zhuǎn)用于主軸逆時針方向轉(zhuǎn)動M05主軸停止轉(zhuǎn)動用于主軸停止轉(zhuǎn)動M06換刀用于更換刀具M07冷卻液關(guān)用于冷卻液開1M08冷卻液開用于卻消液開2M09冷卻液關(guān)用于切削液關(guān)M30程序結(jié)束使用M30時，除表示執(zhí)行M02的內(nèi)容之外，還返回到程序的第一條語句，準備下一個工件的加工M98子程序的調(diào)用用于調(diào)用子程序M99子程序返回用于子程序結(jié)束及返回注意：各種機床的M代碼規(guī)定有差異，編程時必須根據(jù)說明書的規(guī)定進行。加工中心的概念帶有刀庫和自動換刀裝置的，能自動根據(jù)刀具對工件完成多工序加工的數(shù)控機床稱為加工中心加工機床中心與普通數(shù)控機床的區(qū)別：加工中心具有刀庫和自動換刀機能，刀庫中存放著不同的刀具或檢具，從而在工件一次裝夾后，能自動連續(xù)完成對工件表面的（銑、（車）鉆、擴、鉸、鏜螺紋等多種工序的加工、工序高度集中。加工中心的分類：1立式加工中心2臥式加工中心3復合加工中心。加工中心對刀的基本要求：1加工中心對刀基本要求2較高的形位精度和尺寸精度。3.刀具、刀片的品種規(guī)格多。適合于加工中心的零件：1、周期性重復的零件。2、高效、高精度工件。3、具有合適批量的工