模具数控加工技术 陈子银 第1章 模具数控加工概述

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1、1.1数控机床概述1.2CNC数控系统1.3程序编制概述思考与练习第1章模具数控加工概述模具是一种技术密集、资金密集、劳动密集的产品，利用模具进行生产具有成本低、能耗少、质量优、效率高的特点，它在汽车、航空、电器等行业得到广泛应用。如下图所示为数控机床加工汽车用模具。§1.1数控机床概述数控技术是一个综合性很强的技术学科，它涉及系统控制、工业设计、机械结构、变频调速、网络通讯和信号分析等范围很广和适用性很强的技术领域。自数控机床出现来，现已逐步形成CAD/NCP/CAM/CAE/CAPP（计算机辅助设计/数控编程/计算机辅助制造/计算机辅助工程/计算机辅助工艺设计）信

2、息集成的重要环节，为向现代柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）方向发展奠定了基础。数控机床加工的模具零件,从种类上来看可分为以下类型:具有特种型面的模具工作零件，如凸、凹模、型芯及球面模柄等套、孔类零件，如导套、定和动模板套、浇口套与压边圈销轴类的定位、卸料零件，如定位销、挡料销、顶销、推杆以及导柱、滚轮、模柄等板块类的支承零件，如上下模板、导向板、导料板、各类支承板、固定板与导块、镶块、滑块等抽芯机构中的斜楔螺纹成形零件，如压塑模中的螺纹成形杆与成形环、螺纹嵌件，注射模中的螺纹型芯环1.1.1数控机床基本概念数字控制，简称数

3、控（NumericalControl）是利用数字指令对机械动作进行控制的方法。数控系统（NumericalControlsystem）是采用数字控制的系统。计算机数控系统（ComputerNumericalControl）是用计算机控制实现数数控技术（NumericalControltechnology）是用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术。目前，计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、敏捷制造（AM）和智能制造（IM）等先进制造技术都建立在数控技术基础上。控功能的系统。数控机床（NumericalCon

4、trolMachineTools）是用数字指令进行控制的机床，机床的所有运动，包括主运动、进给运动与各种辅助运动都是用输入数控装置的数字信号来控制的，其加工过程可用下图所示的框图来描述。数控加工技术是指高效、优质地实现产品零件特别是复杂零件加工的技术，它是自动化、柔性化、敏捷化和数字化制造加工的基础与关键技术。计算机辅助设计和制造简称CAD/CAM，是以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成从产品设计到加工制造整个过程的各项活动。模具CAD/CAM技术的主要特点是设计与制造过程的紧密联系—设计制造一体化，其实质是设计和制造的综合计算机化，主要设计

5、与制造加工的是各类模具零件。目前这类软件较多，典型的CAD/CAM软件主要有MasterCAM、CAXA、I-DIAS、UG、CATIA、CADDS、DOCT等，其中我国应用较多的有MasterCAM、CAXA、Pro/E、UG软件。1.1.2数控机床的组成与工作原理1.数控机床的组成数控机床的组成通常是由程序载体、CNC装置、伺服系统、检测与反馈装置、辅助装置、机床本体。（1）程序载体程序载体是用于存取零件加工程序的装置。可将加工程序以特殊的格式和代码存储在载体上，常用的有磁盘、磁带、硬盘和闪存卡等。由于复杂模具和大型零件的加工程序占用内存空间大与网络DNC技术的发

6、展，目前将加工程序的执行方式按数控机床控制系统的内存空间大小分为两种方式：一种是采用CNC方式，即先将加工程序输入机床，然后调出来执行；另一种是采用DNC方式，即将机床与计算机连接，机床的内存作为存储缓冲区，加工程序由计算机一边传送，机床一边执行。（2）CNC装置（又称计算机数控装置）CNC装置是CNC系统的核心，主要包括微处理器（CPU）、存储器、局部总线、外围逻辑电路和输入/输出控制等。CNC装置接受的是输入装置送来的脉冲信号；信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各部分，使其进行规定的、有序的动作。（3）伺

7、服系统伺服系统的作用是把来自数控装置的运动指令进行放大处理，驱动机床移动部件的运动，使工作台和主轴按规定的轨迹运动，加工出符合要求的产品。它的伺服精度和动态响应是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。伺服系统包括驱动装置和执行装置两大部分，由伺服驱动电路、功率放大电路、伺服电动机和传动机构等组成。常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。（4）检测与反馈装置检测与反馈装置有利于提高数控机床加工精度。它的作用是：将机床导轨和主轴移动的位移量、移动速度等参数检测出来，通过模数转换变成数字信号，并反馈到数控装置中，数控装