数控工艺教程

,数控工艺培训教程,西南科技大学,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,数控工艺培训教程,NC Craftwork Training Tutorial,主讲 马有良,Email:,Tel:13458328979,机电类专业课程,西南科技大学,课程简介,数控工艺培训教程课程，是机械设计制造与自动化专业的一门专业课程，也是学员要取得数控工艺员资格的主干课程，其主要任务是培养机械设计制造及自动化领域内掌握数控技术的应用型高等工程技术人才。要求学习者能运用过去所学知识和本课程基本知识相结合,来分析和处理机械制造自动化加工技术的初步能力，学习现代制造技术中的数控加工方法和工艺特点。,前 言,1,、学习本课程的意义,丛事机器人、航天、车辆、环境等方面工作，尤其数控加工是机械专业学生多半的职业取向，自动化制造系统正是本专业与现代工业技术的有效结合点之一。“世界上各个工业国经济上的竞争，主要是制造技术的竞争”，制造过程正向着自动化、智能化、柔性化、高速化、精密化和宜人化等方向发展。为了提高我国产品的国际竞争力，应把握制造技术的动脉，掌握高新技术并使之尽快应用到生产当中去。,前 言,计算机辅助设计与制造,(CAD/CAM),技术是现代制造业的支柱，而计算机数控,(CNC),技术是,CAD/CAM,技术的重要组成部分。数控技术的应用水平体现了一个机械制造企业的技术水平；数控技术的普及程度体现了一个国家制造业的整体水平。掌握数控技术的基础知识已经成为现代制造业中工程技术人员的必备素质。因此，数控编程基础知识的学习和基本技能的培养在机械设计制造及自动化专业本科教育中具有相当重要的地位。,前 言,前 言,本课程是在阐明现代自动化制造系统基本概念的基础上，结合国内外的最新成果，采取课堂、现场教学、实验、参观和观看录像等形式系统地介绍现代自动化制造系统的设计及运行的基本理论和方法，旨在增强学生对自动化制造系统的了解、认识和熟悉，帮助学生树立发展我国制造业的雄心和信心，培养学生创新设计的思想和能力。,与其它课程的联系,本课程的前序课程为：“机械制造技术基础”、“控制工程基础”、“数控技术”、“机电传动技术,”,等；与之相关的同级课程为“精密加工与特种加工”、“数控机床与加工编程”等。,课程学时安排,本课程总学时为,96,学时，其中包括实践性教学环节为,32,学时。,使用专业：机械制造与自动化专业,成绩评定,:,理论测试：,30%,上机作业：,40%,实验报告：,30%,前 言,2,、学习本课程的方法,课程的基本要求是：了解自动化制造系统的一些基本概念和,CAD/CAM,的原理和组成；掌握数控加工基础知识，数控机床的构成、使用和相关工艺知识；熟悉基本零件数控加工工艺的编制；能熟练应用,CAXA-XP,等,CAM,软件进行零件的造型设计、数控加工、仿真等；能进行机床的实际加工操作。本课程注重知识的学习和工程的实际应用相结合。,前 言,3,、本课程的安排,教学内容,理论,实验,绪论,2,第一章 数控加工概述,6,第二章 加工工艺基础,8,第三章 数控编程,6,第四章,CAD/CAM,编程软件概论,3,第五章 零件的加工造型,12,第六章 零件的加工方法,18,第七章,数控机床的加工操作,9,综合上机实验,32,合计,96,32(,其中,),前 言,4,、课程的基本内容,绪论,(2,学时,),0.1,自动编程系统的概念,0.2,图象编程系统的原理,0.3,图象编程系统的开发,0.4,图象编程系统的应用,0.5,通用后置处理系统 第一章 数控加工概述,(6,学时,),1.1,数控加工概念,1.2,数控机床的组成及分类,1.3,数控机床控制系统简介,前 言,前 言,第二章 加工工艺基础,(8,学时,),2.1,数控加工对象,2.2,加工工艺分析,2.3,加工工艺路线的确定,2.4,加工工艺参数,2.5,典型零件（平面凸轮）的加工工艺分析,第三章 数控编程,(6,学时,)3.1,数控加工对象,3.2,数控加工工艺基础知识,3.3,数控加工的工艺分析,3.4,数控加工的工艺参数,3.5,数控编程的基本概念,3.6,数控编程的方法,3.7,数控手工编程实例,前 言,第四章,CAD/CAM,编程软件概论,(3,学时,),4.1 CAM,软件发展过程,4.2 CAD/CAM,集成数控编程系统简介,第五章,零件的加工造型,(12,学时,),5.1,设计造型与加工造型的区别,5.2,线框造型,5.3,曲面造型,5.4,实体造型,前 言,第六章,零件的加工方法,(18,学时,),6.1,刀具轨迹的生成,6.2,知识库加工,6.3,后置处理与加工代码,6.4,加工轨迹编辑,6.5,线架加工实例,6.6,曲面造型的加工,6.7,实体,/,曲面混合造型的加工,综合上机实验,(32,学时,),前 言,5,、教材,基本教材,1,杨伟群，宋放之主编,.,数控工艺员培训教程（数控铣）,.,清华大学出版社,2003,年,8,月,2,宋放之，杨伟群主编,.,数控工艺员培训教程（数控车）,.,清华大学出版社,2003,年,8,月,参考教材,3,赵东福主编,.,自动化制造系统,.,机械工业出版社,2004,年,7,月,前 言,什么是自动编程系统？其具有哪些基本性质？,自动编程系统研究对象是什么？内容是什么？研究方法是什么？,图象编程系统的应用情况如何？,0.1,自动编程系统的概念,0.2,图象编程系统的原理,0.3,图象编程系统的开发,0.4,图象编程系统的应用,0.5,通用后置处理系统,绪论,本章要点,掌握：自动编程系统的组成和原理。掌握图像自动编程系统的应用。,理解：自动编程与手工编程有何异同,了解：了解自动编程的概念和方法，明确自动编程系统的意义。,重点难点,自动编程系统的原理。,绪论,为什么要进行自动编程？,绪论,0.1,自动编程的概念,1,、,APT,语言编程,从零件图纸到获得数控加工程序的全过程，称为数控编程。自动编程是用计算机完成数控编程的大部分工作。按操作方式不同，自动编程的方法分为,APT,语言编程和图象编程。,APT,语言是一种对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动进行定义时用的一种接近于英语的,符号语言,，把用此语言编写的零件程序输入计算机，进行,APT,处理程序经过编译和运算，输出刀具加工轨迹，然后再经过后置处理，转化为数控机床所需的指令格式。这种编程方法具有程序简练，走刀控制灵活等特点，相当于使数控加工编程由,“,汇编语言,”,级上升到,“,高级语言,”,。,Automatically Programmed Tool,绪论,2,、图象编程,是一种菜单交互式图象数控编程系统。,图象编程,的主要特点是以图形要素为输入方式，不需要数控语言，从编程数据的来源，零件及刀具几何形状的输入、显示、修改，刀具相对于工件的运动方式的定义，走刀轨迹的生成，加工过程的动态仿真显示，刀位验证直到数控加工程序的产生等，都是采用屏幕菜单和驱动命令在图形交互方式下得到的。它具有形象、直观、效率高等优点。,绪论,零件图纸,工艺要求,数控语言,零件源程序,输入翻译,数学处理,后置处理,(CRT),显示图形,(,打印机,),打印程序单,(,穿孔机,),穿孔纸带,(,绘图机,),绘图,通讯接口,修改,自动编程的过程,绪论,自动编程主要分为两个阶段：,第一阶段是编程员对零件纸进行工艺分析，使用数控语言人工编写出零件的源程序单，这一阶段是编写零件源程序的阶段；,第二阶段是借助计算机和,“,编译程序,”,，对源程序进行翻译，数值计算，后置处理，编写出零件加工程序单，自动地穿出数控穿孔纸带，或将加工指令通过通讯接口直接送入数控机床。,编程的组成,自动编程系统的组成由硬件和软件两大部分组成。,绪论,(1),、自动编程系统硬件 自动编程系统硬件由计算机、打印机、绘图机、磁带及磁泡盒等外部设备组成。计算机是自动编程系统的主要设备,。,(2),、自动编程系统软件,自动编程系统软件包括数控语言及系统程序（编译程序），数控语言是由字母、数字及一套规定好的基本符号，按一定的词法及语法规则组成的语言，用来描述加工零件的几何形状，尺寸大小，几何元素间的相互关系及走刀路线、工艺参数等、系统程序由前置处理程序和后置处理程序组成。）前置处理程序）后置处理程序,绪论,3,、,APT,语言编程的不足与缺点,1,）,、零件的设计与加工之间用图纸传送数据，阻碍了设计与制造的一体化。,2,）,、图纸的解释、工艺过程规划要由工艺人员完成，对用户技术水平要求较高，既困难又容易出错。,3,）,、用,APT,语言描述零件模型一方面受语言描述能力的限制，另一方面也使,APT,系统的几何定义过于庞大。,4,）,、,APT,语言缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段。,而发展图象编程则很好的解决这些问题。也推动了,CAD/CAM,一体化方向发展。,绪论,是一个典型的,CAD/CAM,系统,0.2,图象编程系统的原理,绪论,编程人员在,CAD/CAM,一体化系统的图形终端上进行编程。编程系统所需的几何图形定义方式和数据不必专门设计，可以从,CAD,生成的几何图形信息中直接读取，有关刀具的信息也可以从,CAD/CAM,系统中直接读取。有了零件的几何信息和刀具信息，用图形交互方式生成刀具运动轨迹的动态显示，可对加工过程刀具与被加工面，刀具与夹具、工件、机床的干涉进行校验。经校验后的数据直接由通讯口送入机床进行加工。,绪论,系统包括软件模块和系统配置。,软件模块包括以下内容：,）数据库管理模块,）几何造型模块,）多轴刀具轨迹生成模块,）刀具轨迹编辑模块,）刀位验证模块,）图形显示模块,）用户界面模块,）运行控制模块,）后置处理模块,系统配置,）主从型系统）微机型系统）工作站型系统,绪论,图象编程系统的开发，首先要确定系统的功能，再确定系统的运行环境及系统开发工具的开发，最后进行系统总体结构的设计。,0.3,图象编程系统的开发,0.4,图象编程系统的应用,1,）、,熟悉图象编程系统的功能与使用方法。,绪论,a,）、,了解系统的编程能力。,b,）、,熟悉系统的用户界面及输入方式。,c,）、,了解系统的文件管理方式。,2,）、,分析加工零件,a),、,分析待加工表面,b),、,确定加工方法,c),、,确定编程原点与编程坐标系。,绪论,0.5,通用后置处理系统,根据所选用的数控系统，调用其数控系统特性文件，运行数控编程系统提供的后置处理系统，将刀位文件转换成数控加工程序。,3,）、对加工表面及约束面进行几何造型,4),、选择合适的刀具,5),、刀具轨迹生成及刀具轨迹编辑,6),、刀位校验,绪论,第一章 数控加工概述,本章要求,:,重点学习数控设备的组成与工作原理，掌握数控设备的分类，数控设备的使用和加工特点。,1.1,数控加工概念,1,数控与数控机床,数控是指以数字的形式实现控制的一门技术，简称,NC,（,Numerical control,）。,数控机床是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。,第一章 数控加工概述,2,、数控机床的基本工作原理,一般数控机床加工过程是：,根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序；所编写的加工程序输入到机床数控装置；数控装置将程序（代码）进行译码、运算之后，向机床各个坐标的伺服机构和辅助装置发出信号，以驱动机床各运动部件，并控制所需要的辅助动作,(,如主轴,),，最后加工出合格的零件。,第一章 数控加工概述,3,、数控加工的定义,所谓数控加工就是用数控机床加工零件的方法。,4,、数控加工的内容,确定零件上需要数控加工的表面。对零件图纸进行数控加工的工艺分析和工艺设计 编制加工程序 对加工程序进行校验和修改 运行加工程序对零件进行加工,第一章 数控加工概述,5,、数控机床的特点,加工精度高、同一批零件尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定；对加工对象的适应性强；,自动化程度高,，劳动强度低；生产效率高；良好的经济效益；有利于现代化管理。