数控机床编程与操作基础

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,*,第一讲 数控机床编程与操作基础,数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，在数控加工中占据了重要地位。世界上首台数控机床就是一部三坐标铣床，这主要因于铣床具有,X、Y、Z,三轴向可移动的特性，更加灵活，且可完成较多的加工工序。现在数控铣床已全面向多轴化发展。目前迅速发展的加工中心和柔性制造单元也是在数控铣床和数控镗床的基础上产生的。,一、数控铣床的分类,1,数控铣床按其主轴位置的不同分三类,（图,21,）,（,1,）数控立式铣床,其主轴垂直于水平面。,小型,数控铣床一般都采用工作台移动、升降及主轴不动方式，与普通立式升降台铣床结构相似；,中型,数控铣床一般采用纵向和横向工作台移动方式，且主轴沿垂直溜板上下运动；,大型,数控铣床因要考虑到扩大行程，缩小占地面积及刚性等技术问题，往往采用龙门架移动方式，其主轴可以在龙门架的纵向与垂直溜板上运动，而龙门架则沿床身作纵向移动，这类结构又称之为,龙门数控铣床,。,（,2,）卧式数控铣床,其主轴平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现,4,至,5,坐标，进行“四面加工”。,（,3,）立、卧两用数控铣床,它的主轴方向可以更换（有手动与自动两种），既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，其使用范围更广，功能更全。当采用数控万能主轴头时，其主轴头可以任意转换方向，可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。当增加数控转盘后，就可以实现对工件的“五面加工”。,2,从机床数控系统控制的坐标轴数量分类,有,2.5,坐标联动数控铣床,（只能进行,X,、,Y,、,Z,三个坐标中的任意,2,个坐标轴联动加工）、,3,坐标联动数控铣床,、,4,坐标联动数控铣床,、,5,坐标联动数控铣床,。,图,2-1,各类数控铣床示意图,a),卧式升降台铣床,b),立式升降台铣床,c),龙门式轮廓铣床,d),卧式镗铣床,return,立式数控铣床,常见数控铣床,立式加工中心,卧式加工中心,五轴联动加工中心,龙门式加工中心,二、数控铣床的传动系统与主轴部件,XK5040A,型数控铣床的布局图,1-,底座,2-,强电柜,3-,变压器箱,4-,垂直升降进给伺服电动机,5-,主轴变速手柄和按钮板,6-,床身,7-,数控柜,8-,保护开关,9-,挡铁,10-,操纵台,11-,保护开关,12-,横向溜板,13-,纵向进给伺服电动机,14-,横向进给伺服电动机,15-,升降台,16-,纵向工作台,三,、,、,数,数,控,控,铣,铣,床,床,的,的,用,用,途,途,一,般,般,的,的,数,数,控,控,铣,铣,床,床,是,是,指,指,规,规,格,格,较,较,小,小,的,的,升,升,降,降,台,台,式,式,数,数,控,控,铣,铣,床,床,，,，,数,数,控,控,铣,铣,床,床,多,多,为,为,三,三,坐,坐,标,标,、,、,两,两,轴,轴,联,联,动,动,的,的,机,机,床,床,。,。,一,般,般,情,情,况,况,下,下,，,，,在,在,数,数,控,控,铣,铣,床,床,上,上,只,只,能,能,用,用,来,来,加,加,工,工,平,平,面,面,曲,曲,线,线,的,的,轮,轮,廓,廓,。,。,与,普,普,通,通,铣,铣,床,床,相,相,比,比,，,，,数,数,控,控,铣,铣,床,床,的,的,加,加,工,工,精,精,度,度,高,高,，,，,精,精,度,度,稳,稳,定,定,性,性,好,好,，,，,适,适,应,应,性,性,强,强,，,，,操,操,作,作,劳,劳,动,动,强,强,度,度,低,低,，,，,特,特,别,别,适,适,应,应,于,于,板,板,类,类,、,、,盘,盘,类,类,、,、,壳,壳,具,具,类,类,、,、,模,模,具,具,类,类,等,等,复,复,杂,杂,形,形,状,状,的,的,零,零,件,件,或,或,对,对,精,精,度,度,保,保,持,持,性,性,要,要,求,求,较,较,高,高,的,的,中,中,、,、,小,小,批,批,量,量,零,零,件,件,的,的,加,加,工,工,。,。,1,、,数,数,控,控,铣,铣,削,削,的,的,主,主,要,要,加,加,工,工,对,对,象,象,：,：,1,）,平,平,面,面,类,类,零,零,件,件,加,工,工,面,面,平,平,行,行,或,或,垂,垂,直,直,于,于,水,水,平,平,面,面,，,，,或,或,加,加,工,工,面,面,与,与,水,水,平,平,面,面,的,的,夹,夹,角,角,为,为,定,定,角,角,的,的,零,零,件,件,为,为,平,面,面,类,类,零,零,件,件,(,见,图,图,1),。,其,其,特,特,点,点,是,是,各,各,个,个,加,加,工,工,面,面,是,是,平,平,面,面,，,，,或,或,可,可,以,以,展,展,开,开,成,成,平,平,面,面,。,。,2,）,变,变,斜,斜,角,角,类,类,零,零,件,件,加,工,工,面,面,与,与,水,水,平,平,面,面,的,的,夹,夹,角,角,呈,呈,连,连,续,续,变,变,化,化,的,的,零,零,件,件,称,称,为,为,变,斜,斜,角,角,类,类,零,零,件,件,（,图,图,2,）。,变,变,斜,斜,角,角,类,类,零,零,件,件,的,的,变,变,斜,斜,角,角,加,加,工,工,面,面,不,不,能,能,展,展,开,开,为,为,平,平,面,面,，,，,但,但,在,在,加,加,工,工,中,中,，,，,加,加,工,工,面,面,与,与,铣,铣,刀,刀,圆,圆,周,周,接,接,触,触,的,的,瞬,瞬,间,间,为,为,一,一,条,条,线,线,。,。,最,最,好,好,采,采,用,用,四,四,坐,坐,标,标,或,或,五,五,坐,坐,标,标,数,数,控,控,铣,铣,床,床,摆,摆,角,角,加,加,工,工,。,。,3,）,曲,曲,面,面,类,类,零,零,件,件,加,工,工,面,面,为,为,空,空,间,间,曲,曲,面,面,的,的,零,零,件,件,称,称,为,为,曲,面,面,类,类,零,零,件,件,(,如,图,图,3),。,曲,曲,面,面,类,类,零,零,件,件,的,的,加,加,工,工,面,面,不,不,能,能,展,展,开,开,为,为,平,平,面,面,，,，,加,加,工,工,时,时,，,，,加,加,工,工,面,面,与,与,铣,铣,刀,刀,始,始,终,终,为,为,点,点,接,接,触,触,。,。,一,一,般,般,采,采,用,用,三,三,轴,轴,联,联,动,动,数,数,控,控,铣,铣,床,床,加,加,工,工,；,；,当,当,曲,曲,面,面,较,较,复,复,杂,杂,、,、,通,通,道,道,较,较,狭,狭,窄,窄,、,、,会,会,伤,伤,及,及,毗,毗,邻,邻,表,表,面,面,及,及,需,需,刀,刀,具,具,摆,摆,动,动,时,时,，,，,要,要,采,采,用,用,四,四,轴,轴,甚,甚,至,至,五,五,轴,轴,联,联,动,动,数,数,控,控,铣,铣,床,床,加,加,工,工,。,。,a),带,平,平,面,面,轮,轮,廓,廓,的,的,平,平,面,面,零,零,件,件,b),带,斜,斜,平,平,面,面,的,的,平,平,面,面,零,零,件,件,c),带,正,正,圆,圆,台,台,和,和,斜,斜,筋,筋,的,的,平,平,面,面,零,零,件,件,图,1,平,面,面,类,类,零,零,件,件,图,2,变,斜,斜,角,角,零,零,件,件,图,3,叶,轮,轮,return,2,、,数,数,控,控,机,机,床,床,铣,铣,削,削,加,工,工,内,内,容,容,的,的,选,选,择,择,1,）,采,采,用,用,数,数,控,控,铣,铣,削,削,加,加,工,工,内,内,容,容,(1),工,件,件,上,上,的,的,曲,曲,线,线,轮,轮,廓,廓,内,内,、,、,外,外,形,形,，,，,特,特,别,别,是,是,由,由,数,数,学,学,表,表,达,达,式,式,给,给,出,出,的,的,非,非,圆,圆,曲,曲,线,线,与,与,列,列,表,表,曲,曲,线,线,等,等,曲,曲,线,线,轮,轮,廓,廓,。,。,(2),已,给,给,出,出,数,数,学,学,模,模,型,型,的,的,空,空,间,间,曲,曲,线,线,。,。,(3),形,状,状,复,复,杂,杂,，,，,尺,尺,寸,寸,繁,繁,多,多,，,，,划,划,线,线,与,与,检,检,测,测,困,困,难,难,的,的,部,部,位,位,。,。,(4),用,通,通,用,用,铣,铣,床,床,加,加,工,工,时,时,难,难,以,以,观,观,察,察,、,、,测,测,量,量,和,和,控,控,制,制,进,进,给,给,的,的,内,内,、,、,外,外,凹,凹,槽,槽,。,。,(5),以,尺,尺,寸,寸,协,协,调,调,的,的,高,高,精,精,度,度,孔,孔,或,或,面,面,。,。,(6),能,在,在,一,一,次,次,安,安,装,装,中,中,顺,顺,带,带,铣,铣,出,出,来,来,的,的,简,简,单,单,表,表,面,面,或,或,形,形,状,状,。,。,(7),采,用,用,数,数,控,控,铣,铣,削,削,能,能,成,成,倍,倍,提,提,高,高,生,生,产,产,率,率,，,，,大,大,大,大,减,减,轻,轻,体,体,力,力,劳,劳,动,动,的,的,一,一,般,般,加,加,工,工,内,内,容,容,。,。,(1),需,要,要,进,进,行,行,长,长,时,时,间,间,占,占,机,机,和,和,进,进,行,行,人,人,工,工,调,调,整,整,的,的,粗,粗,加,加,工,工,内,内,容,容,，,，,如,如,以,以,毛,毛,坯,坯,粗,粗,基,基,准,准,定,定,位,位,划,划,线,线,找,找,正,正,的,的,加,加,工,工,。,。,(2),必,须,须,按,按,专,专,用,用,工,工,装,装,协,协,调,调,的,的,加,加,工,工,内,内,容,容,(,如,标,标,准,准,样,样,件,件,、,、,协,协,调,调,平,平,板,板,、,、,模,模,胎,胎,等,等,),。,(3),毛,坯,坯,上,上,的,的,加,加,工,工,余,余,量,量,不,不,太,太,充,充,分,分,或,或,不,不,太,太,稳,稳,定,定,的,的,部,部,位,位,。,。,(4),简,单,单,的,的,粗,粗,加,加,工,工,面,面,。,。,(5),必,须,须,用,用,细,细,长,长,铣,铣,刀,刀,加,加,工,工,的,的,部,部,位,位,，,，,一,一,般,般,指,指,狭,狭,长,长,深,深,槽,槽,或,或,高,高,筋,筋,板,板,小,小,转,转,接,接,圆,圆,弧,弧,部,部,位,位,。,。,2,）,不,不,宜,宜,采,采,用,用,数,数,控,控,铣,铣,削,削,加,加,工,工,内,内,容,容,四,、,、,认,认,识,识,FANUC,数,控,控,系,系,统,统,数,数,控,控,铣,铣,床,床,操,操,作,作,面,面,板,板,显示器,机床控制面板,手摇脉冲发生器（手轮）,NC,键盘,急停按钮,1,、,机,机,床,床,坐,坐,标,标,系,系,（,（,机,机,床,床,上,上,固,固,有,有,的,的,坐,坐,标,标,系,系,）,）,1,）,机,机,床,床,坐,坐,标,标,系,系,的,的,确,确,定,定,（,1,）,机,机,床,床,相,相,对,对,运,运,动,动,的,的,规,规,定,定,编,程,程,时,时,，,，,假,假,定,定,工,工,件,件,静,静,止,止,，,，,刀,刀,具,具,运,运,动,动,，,，,实,实,际,际,恰,恰,相,相,反,反,；,；,五,、,、,数,数,控,控,机,机,床,床,的,的,坐,坐,标,标,系,系,（,2,）,机,机,床,床,坐,坐,标,标,系,系,的,的,规,规,定,定,在,数,数,控,控,机,机,床,床,上,上,，,，,机,机,床,床,的,的,动,动,作,作,是,是,由,由,数,数,控,控,装,装,置,置,来,来,控,控,制,制,的,的,，,，,为,为,了,了,确,确,定,定,数,数,控,控,机,机,