第1章 数控加工基础

《第1章 数控加工基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、19第1章数控加工基础第1章数控加工基础本章提要本章主要介绍数控加工的基础知识，内容包括数控编程简述、数控机床、数控加工工艺概述、高度与安全高度以及走刀路线的选择等。1.1数控加工概论数控技术即数字控制技术（numericalcontroltechnology），指用计算机以数字指令方式控制机床动作的技术。数控加工具有产品精度高、自动化程度高、生产效率高以及生产成本低等特点，在制造业及航天加工业，数控加工是所有生产技术中相当重要的一环。尤其是汽车和航天产业的零部件，其几何外形复杂且精度要求较高，更突出了数控加工制造技术的优点。数控加工技术集传统的机械制造、计

2、算机、信息处理、现代控制、传感检测等光机电技术于一体，是现代机械制造技术的基础。它的广泛应用给机械制造业的生产方式及产品结构带来了深刻的变化。近年来，由于计算机技术的迅速发展，数控技术的发展相当迅速。数控技术的水平和普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。1.2数控编程简述数控编程一般可以分为手工编程和自动编程。手工编程是指从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序到程序校核等各步骤的数控编程工作，均由人工完成的全过程。该方法适用于零件形状不太复杂、加工程序较短的情况，而对于复杂形状的零件，如具有非圆曲线、列表曲面或组合曲面的零件

3、，或者零件形状虽不复杂，但是程序很长，则比较适合于自动编程。自动数控编程是从零件的设计模型（即参考模型）获得数控加工程序的全部过程。其主要任务是计算加工走刀过程中的刀位点（CutterLocationPoint，简称CL点），从而生成19第1章数控加工基础刀位数据文件。采用自动编程技术可以帮助人们解决复杂零件的数控加工编程问题，其大部分工作由计算机来完成，编程效率大大提高，还能解决手工编程无法解决的许多复杂形状零件的加工编程问题。CATIAV5数控模块提供了多种加工类型用于各种复杂零件的粗精加工，用户可以根据零件结构、加工表面形状和加工精度要求选择合适的加工

4、类型。数控编程的主要内容有分析零件图样、工艺处理、数值处理、编写加工程序、输入数控系统、程序检验及试切。（1）分析零件图样及工艺处理。在确定加工工艺过程时，编程人员首先应根据零件图样对工件的形状、尺寸和技术要求等进行分析，然后选择合适的加工方案，确定加工顺序和路线、装夹方式、刀具以及切削参数，为了充分发挥机床的功用，还应该考虑所用机床的指令功能，选择最短的加工路线，选择合适的对刀点和换刀点，以减少换刀次数。（2）数值处理。根据图样的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算工件粗、精加工的运动轨迹，得到刀位数据。零件图样坐标系与编程坐标系不一致时，需要对坐

5、标进行换算。形状比较简单的零件的轮廓加工，需要计算出几何元素的起点、终点及圆弧的圆心，两几何元素的交点或切点的坐标值，有的还需要计算刀具中心运动轨迹的坐标值。对于形状比较复杂的零件，需要用直线段或圆弧段逼近，根据要求的精度计算出各个节点的坐标值。（3）编写加工程序。确定加工路线、工艺参数及刀位数据后，编程人员可以根据数控系统规定的指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序。此外，还应填写有关的工艺文件，如数控刀具卡片、数控刀具明细表和数控加工工序卡片等，随着数控编程技术的发展，现在大部分的机床已经直接采用自动编程。（4）输入数控系统。即把编制好的加工程序，通过某

6、种介质传输到数控系统。过去我国数控机床的程序输入一般使用穿孔纸带，穿孔纸带的程序代码通过纸带阅读器输入到数控系统。随着计算机技术的发展，现代数控机床主要利用键盘将程序输入到计算机中。随着网络技术进入工业领域，通过CAM生成的数控加工程序可以直接通过数据接口传输到数控系统中。19第1章数控加工基础（5）程序检验及试切。程序必须经过检验和试切才能正式使用。检验的方法是直接将加工程序输入到数控系统中，让机床空运转，即以笔代刀，以坐标纸代替工件，画出加工路线，以检查机床的运动轨迹是否正确。若数控机床有图形显示功能，可以采用模拟刀具切削过程的方法进行检验。但这些过程只

7、能检验出运动是否正确，不能检查被加工零件的精度，因此必须进行零件的首件试切。首件试切时，应该以单程序段的运行方式进行加工，监视加工状况，调整切削参数和状态。从以上内容看来，作为一名数控编程人员，不但要熟悉数控机床的结构、功能及标准，而且必须熟悉零件的加工工艺、装夹方法、刀具以及切削参数的选择等方面的知识。1.3数控机床1.3.1数控机床的组成数控机床的种类很多，但是任何一种数控机床都主要由数控系统、伺服系统和机床主体三大部分以及辅助控制系统等组成。1．数控系统数控系统是数控机床的核心，是数控机床的“指挥系统”，其主要作用是对输入的零件加工程序进行数字运算和逻

8、辑运算，然后向伺服系统发出控制信号。现代数控系统通常