第一章 數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識

數(shù)控加工基礎(chǔ)（第五版）第一章數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識第一章數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識§1-1數(shù)控機(jī)床概述§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系第一章數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識§1-1數(shù)控機(jī)床概述§1-1數(shù)控機(jī)床概述（1）掌握數(shù)控技術(shù)的基本概念。（2）掌握數(shù)控機(jī)床的組成。（3）理解數(shù)控機(jī)床的工作過程。（4）了解數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。知識目標(biāo)技能目標(biāo)能夠識別數(shù)控機(jī)床的各組成部分及各部分的作用?！?-1數(shù)控機(jī)床概述（1）數(shù)控技術(shù)基本概念。（2）數(shù)控機(jī)床的組成及各部分的作用。（3）數(shù)控機(jī)床的工作過程。（4）數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)（1）數(shù)控機(jī)床的組成。（2）數(shù)控機(jī)床的工作過程?！?-1數(shù)控機(jī)床概述教學(xué)流程§1-1數(shù)控機(jī)床概述課前準(zhǔn)備參觀數(shù)控車間，了解數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及其加工過程。新課導(dǎo)入應(yīng)用普通車床和普通銑床能否加工出右圖所示手柄和端蓋？加工的困難在何處？能否有更好的加工方法？手柄端蓋§1-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知觀看手柄的數(shù)控車床加工過程視頻和端蓋數(shù)控銑床加工過程視頻。手柄的數(shù)控車床加工過程端蓋的數(shù)控銑床加工過程1．?dāng)?shù)控機(jī)床產(chǎn)生的背景2．?dāng)?shù)控裝置發(fā)展的六個階段§1-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知一、數(shù)控技術(shù)的基本概念1．?dāng)?shù)字控制：是一種借助數(shù)字、字符或其他符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進(jìn)行可編程控制的自動化方法。2．?dāng)?shù)控技術(shù)：是指用數(shù)字量和字符發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動控制的技術(shù)。3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)：是指采用數(shù)字控制技術(shù)的控制系統(tǒng)。4．計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)：是指以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)?！?-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知5．?dāng)?shù)控機(jī)床：是按加工要求預(yù)先編制的程序，由控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信息指令對工件進(jìn)行加工的機(jī)床§1-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知二、數(shù)控機(jī)床的組成1．控制介質(zhì)：控制介質(zhì)是指將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置中的程序載體?！?-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知2．?dāng)?shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控裝置由輸入裝置（如鍵盤）、控制運(yùn)算器和輸出裝置（如顯示器）等構(gòu)成。作用：它接收控制介質(zhì)中的數(shù)字化信息或輸入裝置輸入的數(shù)字化信息，經(jīng)過控制軟件或邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制機(jī)床的移動部件，使其進(jìn)行規(guī)定、有序的運(yùn)動?！?-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知3．伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)由驅(qū)動裝置和執(zhí)行部件組成，它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。作用：伺服系統(tǒng)的作用是把來自CNC的指令信號轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動部件的運(yùn)動，使工作臺（或滑板）精確定位或按規(guī)定的軌跡做嚴(yán)格的相對運(yùn)動，最后加工出符合圖樣要求的零件?！?-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知4．測量反饋裝置測量反饋裝置的作用是通過測量元件將機(jī)床移動的實(shí)際位置、速度參數(shù)檢測出來，轉(zhuǎn)換成電信號，并反饋到CNC裝置中，使CNC能隨時判斷機(jī)床的實(shí)際位置、速度是否與指令一致，并發(fā)出相應(yīng)指令，糾正所產(chǎn)生的誤差。5．機(jī)床主體機(jī)床主體是數(shù)控機(jī)床的本體，主要包括床身、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，還有冷卻、潤滑、換刀、夾緊等輔助裝置。§1-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知三、數(shù)控機(jī)床的工作過程§1-1數(shù)控機(jī)床概述探究新知四、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1．加工零件適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好2．加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定3．綜合功能強(qiáng)，生產(chǎn)效率高4．自動化程度高，減輕工人勞動強(qiáng)度5．生產(chǎn)成本降低，經(jīng)濟(jì)效益好6．?dāng)?shù)字化生產(chǎn)，管理水平提高§1-1數(shù)控機(jī)床概述學(xué)習(xí)評價1．什么是數(shù)控機(jī)床？2．?dāng)?shù)控機(jī)床主要由哪幾部分組成？3．?dāng)?shù)控裝置有何作用？4．伺服系統(tǒng)有何作用？5．測量反饋裝置有何作用？6．簡述數(shù)控機(jī)床的加工過程。7．與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有何特點(diǎn)？§1-1數(shù)控機(jī)床概述知識總結(jié)與提升1．?dāng)?shù)控技術(shù)的基本概念。（重點(diǎn)）2．?dāng)?shù)控機(jī)床的組成（重點(diǎn)，難點(diǎn)）控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體、檢測反饋裝置）及各部分的作用。3．?dāng)?shù)控機(jī)床的加工過程。（重點(diǎn)，難點(diǎn)）4．?dāng)?shù)控機(jī)床的特點(diǎn)（了解）適應(yīng)性強(qiáng)、加工精度高、生成效率高、勞動強(qiáng)度低、經(jīng)濟(jì)效益好、管理水平高。第一章數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介（1）了解數(shù)控機(jī)床的分類方式。（2）掌握點(diǎn)位、直線、輪廓數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及區(qū)別。（3）掌握開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及區(qū)別。（4）熟悉常見數(shù)控機(jī)床的用途。知識目標(biāo)技能目標(biāo)能夠區(qū)分常見數(shù)控機(jī)床的類別。§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介（1）點(diǎn)位、直線、輪廓數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及區(qū)別。（2）開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及區(qū)別。（3）常見數(shù)控機(jī)床簡介。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)（1）點(diǎn)位、直線、輪廓數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及區(qū)別。（2）開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及區(qū)別。§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介教學(xué)流程§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介復(fù)習(xí)提問1．什么是數(shù)控？2．什么是數(shù)控機(jī)床？3．?dāng)?shù)控機(jī)床主要由哪幾部分組成？4．?dāng)?shù)控裝置有何作用？5．伺服系統(tǒng)有何作用？6．簡述數(shù)控機(jī)床的工作過程。7．?dāng)?shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比具有哪些優(yōu)點(diǎn)？§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知新課引入普通機(jī)床按加工性質(zhì)和所用刀具可分為車床、銑床、鉆床、磨床等。每種機(jī)床又有很多種類，如銑床按主軸布置方式不同可分為立式銑床和臥式銑床，按用途不同可分為普通銑床和萬能銑床等。那么數(shù)控機(jī)床又是如何分類的呢？§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知一、數(shù)控機(jī)床的分類1．按加工路線分類（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床刀具相對于工件移動過程中不進(jìn)行切削加工，它對運(yùn)動軌跡沒有嚴(yán)格要求，只要實(shí)現(xiàn)從一點(diǎn)坐標(biāo)到另一點(diǎn)坐標(biāo)位置的準(zhǔn)確移動，而不考慮兩點(diǎn)之間的運(yùn)動路徑和方向§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知（2）直線控制數(shù)控機(jī)床刀具與工件相對運(yùn)動時，除控制從起點(diǎn)到終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外，還要保證平行于坐標(biāo)軸方向的直線切削運(yùn)動（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床刀具與工件相對運(yùn)動時，能對兩個或兩個以上坐標(biāo)軸的運(yùn)動同時進(jìn)行控制。它不僅能夠控制機(jī)床移動部件的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能按需要嚴(yán)格控制刀具移動軌跡，以加工出任意斜率的直線、圓弧、拋物線及其他函數(shù)關(guān)系的曲線和曲面§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知2．按控制方式分類（1）開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床沒有檢測反饋裝置，信息流向是單方向的§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知（2）全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床檢測反饋裝置安裝在工作臺上，有位置反饋環(huán)節(jié)§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床檢測反饋裝置為角度檢測反饋裝置，安裝在電動機(jī)軸上§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知3．按加工方式分類（1）金屬切削類數(shù)控機(jī)床：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床等。（2）金屬成形類數(shù)控機(jī)床：數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)等。（3）數(shù)控特種加工機(jī)床：數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成形機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)等。（4）其他類型的數(shù)控機(jī)床：火焰切割機(jī)、數(shù)控三坐標(biāo)測量機(jī)等?！?-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知二、常見數(shù)控機(jī)床簡介數(shù)控車床：用于完成車削加工的數(shù)控機(jī)床，主要用于旋轉(zhuǎn)體工件的加工§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知數(shù)控銑床：一種用于完成銑削加工或鏜削加工的數(shù)控機(jī)床§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知加工中心：帶有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知數(shù)控磨床：是利用磨具對工件表面進(jìn)行磨削加工的數(shù)控機(jī)床§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知數(shù)控鉆床：主要用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋等加工，是一種采用點(diǎn)位控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知數(shù)控電火花成形機(jī)床：屬于特種加工機(jī)床。其工作原理是利用兩個不同極性的電極在絕緣液體中產(chǎn)生的放電現(xiàn)象去除材料，從而完成加工。它適用于形狀復(fù)雜的模具及難加工材料的加工§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介探究新知數(shù)控線切割機(jī)床：其工作原理與數(shù)控電火花成形機(jī)床一樣，其電極是電極絲，加工液一般采用去離子水§1-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介學(xué)習(xí)評價1．點(diǎn)位、直線、輪廓數(shù)控機(jī)床各有何特點(diǎn)？2．開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床各有何特點(diǎn)及區(qū)別？3．列舉常見的數(shù)控機(jī)床，并說明它們的作用。4．指出下列機(jī)床的種類?！?-2數(shù)控機(jī)床的分類及常見數(shù)控機(jī)床簡介知識總結(jié)與提升1．?dāng)?shù)控機(jī)床的分類（1）按加工路線分類可以分為點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制數(shù)控機(jī)床。（2）按控制方式分類可分為開環(huán)、半閉環(huán)和全閉環(huán)數(shù)控機(jī)床。（3）按加工方式分類可分為切削類、成型類、特種加工和其他數(shù)控機(jī)床2．常見的數(shù)控機(jī)床數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控電火花成形機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床第一章數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)知識§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系（1）理解數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則。（2）掌握數(shù)控車床、數(shù)控銑床各坐標(biāo)軸的確定方法。（3）理解工件坐標(biāo)系的概念及用途。（4）掌握數(shù)控機(jī)床上有關(guān)點(diǎn)的定義。知識目標(biāo)技能目標(biāo)能夠繪制數(shù)控車床、數(shù)控銑床/加工中心的機(jī)床坐標(biāo)系?！?-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系（1）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則。（2）數(shù)控車床坐標(biāo)軸的確定。（3）數(shù)控銑床坐標(biāo)軸的確定。（4）工件坐標(biāo)系。（5）數(shù)控機(jī)床有關(guān)點(diǎn)的概念及作用。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)（1）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則。（2）數(shù)控車床坐標(biāo)軸的確定。（3）數(shù)控銑床坐標(biāo)軸的確定?！?-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系教學(xué)流程§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系1．點(diǎn)位、直線、輪廓數(shù)控機(jī)床各有何特點(diǎn)？2．開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床各有何特點(diǎn)及區(qū)別？3．指出下列數(shù)控機(jī)床的類型。復(fù)習(xí)提問§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系采用普通車床加工工件時，通常將床鞍帶動車刀沿床身導(dǎo)軌的運(yùn)動稱為縱向進(jìn)給，將中滑板帶動車刀沿床鞍導(dǎo)軌的運(yùn)動稱為橫向進(jìn)給，以此來描述車刀和工件的相對運(yùn)動，如圖所示。在數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)該如何描述機(jī)床的運(yùn)動呢？新課引入§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系一、坐標(biāo)系確定原則探究新知1．刀具相對于靜止工件而運(yùn)動的原則2．標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)（機(jī)床坐標(biāo)）系的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床坐標(biāo)系是一個右手笛卡兒直角坐標(biāo)系§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系3．運(yùn)動方向的規(guī)定探究新知對于各坐標(biāo)軸的運(yùn)動方向，均將增大刀具與工件距離的方向確定為各坐標(biāo)軸的正方向。二、坐標(biāo)軸的確定1．?dāng)?shù)控車床坐標(biāo)系的確定Z坐標(biāo)軸X坐標(biāo)軸Y坐標(biāo)軸§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系探究新知前置刀架式后置刀架式§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系探究新知2．?dāng)?shù)控銑床坐標(biāo)系的確定Z坐標(biāo)軸X坐標(biāo)軸Y坐標(biāo)軸§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系思考與練習(xí)繪制如圖所示機(jī)床的機(jī)床坐標(biāo)系?！?-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系探究新知三、工件坐標(biāo)系編程原點(diǎn)ZXO§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系探究新知四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)數(shù)控車床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)

機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床制造廠家設(shè)置在機(jī)床上的一個基準(zhǔn)位置，它不僅是在機(jī)床上建立機(jī)床坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)，而且還是機(jī)床調(diào)試和加工時的基準(zhǔn)點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)是用于對機(jī)床運(yùn)動進(jìn)行檢測和控制的固定位置點(diǎn)。開機(jī)回參考點(diǎn)的目的就是建立機(jī)床坐標(biāo)系§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系探究新知四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)數(shù)控銑床坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系探究新知四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)刀位點(diǎn)所謂刀位點(diǎn)，是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。不同的刀具刀位點(diǎn)不同?！?-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系探究新知四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)對刀點(diǎn)是數(shù)控加工中刀具相對于工件運(yùn)動的起點(diǎn)，也可以叫作程序起點(diǎn)或起刀點(diǎn)。編程原點(diǎn)對刀點(diǎn)§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系探究新知四、數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)換刀點(diǎn)是為數(shù)控車床、加工中心等多刀加工的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中需要自動更換刀具，其設(shè)定的位置要根據(jù)工序內(nèi)容而定。編程原點(diǎn)換刀點(diǎn)§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系學(xué)習(xí)評價1．?dāng)?shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定的原則有哪些？2．如何確定數(shù)控車床的坐標(biāo)軸？3．如何確定數(shù)控銑床的坐標(biāo)軸？4．機(jī)床原點(diǎn)與工件原點(diǎn)有何區(qū)別？5．機(jī)床回零操作的目的是什么？§1-3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系知識總結(jié)與提升1．?dāng)?shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則（重點(diǎn)、難點(diǎn)）（1）刀具相對于靜止工件而運(yùn)動的原