數(shù)控 0緒論 學習課件

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

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

為了保證產(chǎn)品的質量，除了設計合理的模具結構外，還必須采用先進的模具制造技術制造模具。保證模具質量。在制造模具時，應滿足以下幾個基本要求：

（1）質量好（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，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)品的競爭能力，必須在保證質量的前提下，盡量縮短模具制造周期。

（3）制造成本低（C)

模具成本與模具結構、模具材料、制造精度要求和加工方法等有關。模具技術人員必須根據(jù)制品的要求合理設計和制訂其加工工藝。在設計和制造模具時，應根據(jù)實際情況作全面考慮，在保證制品質量的前提下，選擇合適模具結構和制造方法，使模具的成本降到最低

2、模具制造的基本特點

與一般機械加工相比，模具制造具有許多特殊性。

（1）模具質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量好。一般來說，模具工作部分的制造公差都應控制在±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）模具形狀復雜模具的工作部分一般都是二維或三維復雜曲面，而一般機械加工的是簡單幾何體。

（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)，設計和制造周期都比較長。

(5)加工工序多3、模具制造的主要加工方法

1.機械加工

機械加工（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。機械加工的特點是加工精度高、生產(chǎn)效率高。但加工復雜的形狀時，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、化學能、聲能、光能等來去除工件上多余的材料，以達到一定形狀、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、電化學拋光、電鑄、化學刻蝕、超聲波加工、激光加工等。特種加工與工件的硬度無關，可以實現(xiàn)以柔克剛，并可加工各種復雜形狀的零件。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力壓入未進行硬化處理的模坯中，使成形模的形狀復印在被壓的模坯上，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，可以制成各種復雜型面的模具。

4.鑄造加工

對于一些精度和使用壽命要求不高的模具，可以采用簡單方便的鑄造法快速成形。例如：鋅基合金模具，用低熔點材料鋅基合金鑄造模具，也稱快速制模法，其制模速度快，容易制成形狀復雜的模具。但模具材質較軟，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，加工簡單、尺寸大小不受限制，但精度難于保證，易殘留熱應變及內(nèi)部應力，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)控機床和數(shù)控技術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)控機床中刀具與工件的相對運動，以完成零件的加工。數(shù)控機床范圍很廣，在機械加工中有數(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)控加工技術概述數(shù)控加工NCMachining：采用數(shù)字信息對零件加工過程進行定義，并控制機床進行自動運行的一種自動化方法。普通加工MV4VACYCLE

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PROTECT2、數(shù)控加工全過程介紹如下圖所示，在數(shù)控機床上加工零件時，要預先根據(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)和走刀運動數(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)處理與計算，發(fā)出相應的進給運動指令信號，通過伺服系統(tǒng)使機床按預定的軌跡運動，進行零件的加工。

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101零件名稱編制日期2006/10/1程序號O1011編制XXX工步號程序段號工步內(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)控機床程序檢驗修改后程序保存數(shù)控加工加工模具示意圖粗加工

半精加工

精加工

數(shù)控車與銑削動畫2數(shù)控技術的基本概念

(1)數(shù)控（NumericalControl）與數(shù)控加工數(shù)字控制技術是一種自動控制技術，是用數(shù)字化信號對設備的運動及其工作過程進行控制的一種方法。

數(shù)控加工NCMachining：采用數(shù)字信息對零件加工過程進行定義，并控制機床進行自動運行的一種自動化方法。(2)數(shù)控機床（NCMachine）數(shù)控機床就是采用了數(shù)控技術的機床，或裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。(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，從而使機床運動并加工零件。這里主要指由硬件搭成的系統(tǒng)。計算機數(shù)控系統(tǒng)（ComputerizedNumericalControlSystem—CNC）計算機數(shù)控系統(tǒng)由裝有數(shù)控系統(tǒng)程序的專用計算機、輸入輸出設備、可編程序控制器（PLC）、存儲器、主軸驅動及進給驅動裝置等部分組成。(4)．數(shù)控程序（NCProgram）輸入數(shù)控系統(tǒng)中的、使數(shù)控機床執(zhí)行一個確定的加工任務的、具有特定代碼和其它符號編碼的一系列指令。例：有這樣一段程序，可以完成下面的加工功能N1G90G17G41G00X18Y24M03H06※絕對值編程，XY平面刀具半徑左補償，快速定位點（18，24），刀具補償?shù)刂稨06（其中補償量為10），刀具中心到達B點，主軸正轉N2G02X74Y32R40F180※圓弧插補，加工R40圓弧N3G40G00X84Y0※取消刀具半徑補償值N4G00X0M02※返回起始點

(5)數(shù)控編程(NCProgramming)生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(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，這個過程稱為零件數(shù)控加工程序編制，簡稱數(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)控機床中刀具與工件的相對運動，從而完成零件的加工。3、數(shù)控加工的特點（1）

加工精度高、加工質量穩(wěn)定（高質量）數(shù)控機床的機械傳動系統(tǒng)和結構都有較高的精度、剛度和熱穩(wěn)定性，零件的加工精度和質量由機床保證，完全消除了操作者的人為誤差，所以數(shù)控機床的加工精度高，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，加工質量穩(wěn)定。（2）對零件加工適應性強（高柔性）因數(shù)控機床能實現(xiàn)幾個坐標聯(lián)動，加工程序可對加工零件的要求而變換，所以它的適應性和靈活性很強，可以加工普通機床無法加工的形狀復雜的零件。

（3）加工生產(chǎn)效率高（高效率）數(shù)控機床結構剛性好、功率大、能自動進行切削加工，所以能選擇較大的、合理的切削質量，并能自動完成整個切削加工過程，大大縮短機動加工時間。數(shù)控機床定位精度高，可省去加工過程中的中間檢測，提高生產(chǎn)效率。

（4）具有復雜形狀加工能力

數(shù)控加工運動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雜型面加工。

（5）有利于生產(chǎn)管理

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

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

（1）

最適合零件：形狀復雜，加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質量的零件；復雜曲線輪廓或復雜曲面的零件；難測量、難控制進給、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值高的零件公差帶小、互換性高、要求準確復制的零件（2）

較合適類零件

在通用機床上加工時極易受人為因素干擾、材料又昂貴的零件；在通用機床上必須有復雜專用工裝的零件；需要多次更改設計后才能定型的零件。

（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)控加工的應用數(shù)控加工主要應用（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)品質量；以柔性加工取代高成本的工裝設備，縮短生產(chǎn)周期。（2）復雜形狀零件加工，如模具型面、渦輪葉片等。目的是這些零件非常主要，常規(guī)方法無法實現(xiàn)。數(shù)控加工技術起源

1、數(shù)控加工技術是20世紀40年代后期為適應加工復雜外形零件而發(fā)展的一種自動化加工技術。1947年，帕森斯(Parsons)公司為了滿足美國空軍精確制作直升機機翼、槳片和飛機框架要求，提出了用數(shù)字信息來控制機床自動加工外形復雜零件的設想。1949年美國空軍為了在短時間制造出可以經(jīng)常變更設計的火箭零件,與Parsons公司、麻省理工學院伺服機構實驗室（ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）合作，于1952年試制成功世界上第一臺數(shù)控機床試驗性樣機三坐標立式銑床。解開了數(shù)控加工技術的序幕。1956年，德國、日本、蘇聯(lián)、1958年中國分別研制出本國的第一臺數(shù)控機床數(shù)控技術是機械加工現(xiàn)代化的重要基礎和關鍵技術數(shù)控技術是機械加工現(xiàn)代化的重要基礎和關鍵技術、也是發(fā)展軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略技術。80年代東芝事件（蘇聯(lián)潛艇）、99年考克斯報告（購買二手數(shù)控設備應用軍事工業(yè)、去年的華中數(shù)控事件（出口