1 数控Numerical Control, NCbr数控是数字控制的简称，采用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。br2 数控系统Numerical Control Systembr它是一种程序控制系统，即采用数字控制的系统。能逻辑地处理输入到系统中具有特定代码的程序，并将其译码，从而使机床运动并加工零件。br3 数控机床Numerical Controlled Machine Toolbr装备

　　1数控加工技术中国林业出版社王彪张兰主编第1章绪论1.2数控机床的概念及组成1.2.1数控机床的基本概念1.数控(NumericalControl,NC)数控是数字控制的简称，采用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。2.数控系统(NumericalControlSystem)它是一种程序控制系统，即采用数字控制的系统。能逻辑地处理输入到系统中具有特定代码的程序，并将其译码，从而使机床运动并加工零件。3.数控机床(NumericalControlledMachineTool)装备了计算机数控系统的机床，简称CNC机床。机床的所有运动（主运动、仅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。4.数控技术(NumericalControlTechnology)用数字化的信息对某一对象进行控制的技术，控制对象可以是位移、角度及速度等机械量，也可以是温度、压力流量等物理量。5.数控加工(NumericalControlManufacturing)采用数字化信息对零件加工过程进行定义，并控制机床自动运行的一种自动化加工方法。1.2.2数控机床加工零件的过程⑴根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据；⑵用规定的程序代码和格式编写零件加工程序（手工编写或CAM软件生成）；⑶将加工程序输入数控机床的数控单元（通过机床的操作面板或计算机的串行通信接口）⑷对加工程序进行刀具路径模拟、试运行；⑸运行程序，完成零件加工。1.2.3数控机床的组成数控机床由输入输出装置、计算机数控装置、伺服系统和机床本体等组成。1.输入输出装置功能：将加工程序输送给机床的数控系统；2常用的输入输出装置有软盘驱动器、RS-232C串行通信接口、MDI方式等。2.计算机数控（CNC）装置功能：它是数控机床的核心，接受输入装置送来的数字信息，经过控制软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，是设备按照规定的动作执行。3.伺服系统功能：它是CNC装置和机床本体的联系环节，把来自CNC装置的微弱指令信号解调、转换、放大后驱动伺服电机，通过执行部件驱动机床移动部分的运动，使工作台精确定位或使刀具和工件及主轴按规定的轨迹运动，最后加工出符合图样要求的零件。常用执行机构有：步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机。对伺服系统的要求（随着技术的进步，这些数据会变化）：⑴精度高一般10m、稍高1m，最高0.1m（目前达到0.01m）；⑵快速响应一般200ms，短的几十毫秒；⑶调速范围宽在脉冲当量1m/脉冲情况时，有的系统达到0~240/minm连续可调；⑷低速大转矩4.检测元件用于闭环和半闭环数控机床中5.机床本体主要包括主运动部件、进给运动部件（如工作台、刀架）、支承部件（如机身、立柱等）、冷却、润滑部件、对刀及测量等配套装置。与传统机床比较，数控机床本体的变化有1.3数控机床的种类划分表1-6数控机床的分类分类机床类型按加工方式金属切削类金属成型类数控特种加工类按运动控制方式点位控制直线控制轮廓控制按伺服控制方式开环控制半闭环控制闭环控制按系统功能水平经济型中档型高档型按联动方式二轴三轴多轴按数控装置类别硬件（NC）软件（CNC）31.3.1按加工方式分类1.金属切削类数控机床指采用车、铣、镗、铰、钻、磨及刨等各种切削工艺的数控机床，主要包括数控车床、数控钻床、数控铣床、数控磨床、数控镗床以及加工中心。加工中心：带有刀库和自动换刀装置的数控机床。2.金属成型类数控机床指采用挤压、冲压和拉延等成型工艺的数控机床，包括数控折弯机、数控冲床、数控弯管机及数控压力机。3.成型特种加工机床数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机床、数控激光切割机床、数控激光热处理机床等。4.其它类型的数控机床数控三坐标测量机、数控装配机、数控对刀仪及数控绘图仪等。1.3.2按机床运动的控制轨迹分类1.点位控制数控机床要求：数控机床的移动部件从一个位置准确地移动到另一个位置，而两个位置之间的运动轨迹不作严格要求。点位控制数控机床有：数控钻床、数控冲床、数控镗床及数控点焊机等。2.直线控制数控机床要求：除了具有控制点与点之间的准确定位以外，还要保证两点之间按直线运动进行切削加工。直线控制数控机床有：简易的数控车床、数控铣床及数控磨床等。直线控制数控机床目前已不多见。3.轮廓控制数控机床要求：对两个或两个以上的运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，可进行曲线和曲面加工。轮廓控制数控机床有：数控车床、数控铣床、数控电火花线切割机床和加工中心等。1.3.3按伺服控制方式分类1.开环控制数控机床4特点：控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。机床传动部分的误差不能得到补偿，精度低，结构简单，成本低。2.闭环控制数控机床特点：机床移动部件上安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动。闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维护较困难，系统复杂，成本高。3.半闭环控制数控机床特点：在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置，通过检测到的角位移间接地测量移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。半闭环控制数控系统调试比较方便，机床结构更加紧凑。4.混合控制数控机床⑴开环补偿型5基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，恒峰娱乐app另外附加一个校正电路。⑵半闭环补偿型半闭环控制方式，再用安装在工作台上的直线位移元件实现全闭环修正。1.3.5按联动轴数分类坐标联动：数控系统控制几个坐标轴按需要的函数关系同时协调运动。一般为X、Y、Z、A、B、C六轴1.两轴联动同时控制两个坐标轴联动。适应于数控车床加工旋转曲面或数控铣床铣削平面轮廓。2. 两轴半联动 在两轴联动的基础上增加了Z 轴的移动，当X 和Y 轴固定时，Z 轴可以移动。可实现分层加工。 3. 三轴联动 同时控制三个坐标轴联动。用于一般曲面的加工。 4. 多坐标（轴）联动 同时控制四个以上坐标轴联动。用于复杂曲面的加工。 6 1.4 数控机床加工的特点及应用 1.4.1 数控机床加工的特点 1. 可以加工具有复杂形面的零件 五轴联动数控机床可以加工整体叶轮的复杂空间曲面。 2. 加工精度高，质量稳定 一般数控机床的定位精度 0 . 0 1m m  ，重复定位精度 0 . 0 0 5 m m  ，加工是靠程序控制，质量稳定。 3. 生产率高 有效地减少零件的加工时间和辅助时间。 4. 改善劳动条件 数控加工的主要任务是程序编辑、程序输入、装卸毛坯、刀具准备、加工状态的观测和检验等。 5. 有利于生产管理现代化 数控机床加工零件可估算出零件的加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。 1.4.2 数控加工的应用范围 1. 形状复杂、加工精度要求高的零件 2. 多品种、小批量生产的零件 3. 需要频繁改型的零件 4. 价格昂贵、不允许报废的零件 5. 需要最短周期的急需零件 6. 批量较大、精度要求高的零件 第2 章 数控加工工艺设计 2.1 数控加工的工艺特点与内容 数控加工的零件一般比较复杂，所有加工工艺参数编入数控加工程序中。因此，数控加工工艺与传统 加工工艺既有相同的地方，又有不同的地方。 2.1.1 数控加工的工艺特点 1．数控加工工艺内容十分具体 许多具体的工艺问题，如工步的划分、对刀点、换刀点、走刀路线、主轴的转速、进给速度、切 削深度、铣削步距以及刀具的进刀位置。 2．数控加工工艺处理相当严密 数控机床虽然自动化程度较高，但自适应性差。譬如，快速进刀或退刀，必须防止刀具碰撞零件 7 和夹具。 3．数控加工工艺要注意加工的适应性 正确地选择加工方法和加工对象。 2.1.3 数控加工的对象 根据数控加工的优缺点，按零件数控加的适应度分为： 1．最适应类 ⑴ 形状复杂，加工精度要求高； ⑵ 用数学模型描述复杂曲线或取面轮廓的零件； ⑶ 具有难测量、难控制尺寸的零件； ⑷ 必须在一次装夹中完成铣、镗、和鍃、铰或攻螺纹等多工序的零件。 2．较适应类 ⑴ 容易受人为因素干扰，零件价值高的零件； ⑵ 在通用机床上加工时，必须制造复杂的专用工装的零件； ⑶ 需要多次更改设计后才能定型的零件； ⑷ 用通用机床上加工需要做长时间调整的零件。 ⑸ 用通用机床上加工生产效率低或劳动强度大的零件， 3．不适应类 ⑴ 生产批量大的零件； ⑵ 装夹困难或完全靠找正才能保证加工精度的零件； ⑶ 加工余量很不稳定，且数控机床上无法在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件； ⑷ 必须用特定的工艺装备协调加工的零件。 2.2 数控加工的工艺分析方法 数控加工工艺分析包括零件的材料、形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛坯形状、热处理等。 工艺分析主要包括零件图样分析和结构工艺性分析。 2.2.1 数控加工零件图样分析 1．尺寸标注方法分析 同一基准标注尺寸或直接给出尺寸，如图2.5a。这样便于编程，有利于设计基准、工艺基准、测 量基准和编程原点的统一。 由于数控机床加工精度和重复定位精度高，可将局部的分散标注法改为同一基准标注。 8 2．零件图样的完整性与正确性 由于零件数控加工编程需要节点的坐标值和曲线的类型（主要是直线和圆弧）。零件图样的如果不 完整，则无法找出节点。 基点——各几何元素间的联结点，如直线与圆弧的交点或切点，圆弧与二次曲线的交点和切点 节点——用直线或圆弧曲线逼近非圆弧曲线，逼近段的交点或切点（拟合点） 3．零件技术要求分析 零件技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。 4．零件材料分析 在满足零件功能的前提下，应选择廉价、切削性能好的材料。 2.2.2 零件的结构工艺分析 1．零件的内腔和外形尽量采用统一圆角半径 减少刀具的数量。 2．内槽圆角半径不应过小 改为凹形圆角半径不应过小，因为，它决定刀具的直径。 3．零件底部是平面时，零件的槽底圆角半径r 不要过大 因为过大的槽底圆角半径r ，影响铣削底平面的效率。 4．应尽量采用统一基准 设计基准、工艺基准、测量基准应尽量一致。保证加工精度和二次装夹而造成加工后两个面上的 轮廓位置及尺寸不协调。 5．为提高零件的加工工艺性，对零件进行适当修改 2.3 数控加工的工艺路线设计 数控加工工艺路线的主要内容包括：选择各加工表面的加工方法、划分加工阶段、划分工序以及安排 工序的先后顺序。 2.3.1 选择加工方法 1．外圆表面加工方法的选择 ⑴ 最终工序为车削的加工方案，适用于除淬火钢以外的各种金属 淬火钢硬度高，但有数控机床和刀具可车削淬火钢 ⑵ 最终工序为磨削的加工方案，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，不适用于有色金属。 9 ⑶ 最终工序为精细车或金刚车的加工方案，适用于要求较高的有色金属的精加工。 ⑷ 最终工序为光整加工，如研磨、超精磨及超静加工等，为了提高生产效率和加工质量，一般 在光整加工前进行精磨。 ⑸ 对表面粗糙度要求高，而尺寸精度要求不高的外圆，可采用滚压或抛光。 2．内孔表面加工方法的选择 ⑴ 内孔表面加工方法的选择原则 ⑵ 立体曲面加工主要用球头铣刀铣削 加工曲率半径较小的内平面轮廓，宜采用线切割加工；