高档数控编程

CAM技术ComputerAidedManufacturing1高档数控编程CAM技术ComputerAidedManufacturing2教学安排时间内容学时地点第1周课堂教学2工程训练中心214第2周课堂教学2工程训练中心214第3周上机2工程训练中心214第4周上机2工程训练中心214第5周上机2工程训练中心214第6周上机2工程训练中心214第7周上机2工程训练中心214第8周上机2工程训练中心214第9周机床操作4工程训练中心一楼第10周CAM技术ComputerAidedManufacturing3CAM技术ComputerAidedManufacturing4CAM技术ComputerAidedManufacturing5CAM技术ComputerAidedManufacturing6CAM技术ComputerAidedManufacturing7立式加工中心CAM技术ComputerAidedManufacturing8卧式加工中心CAM技术ComputerAidedManufacturing9数控车削中心CAM技术ComputerAidedManufacturing10CAM技术ComputerAidedManufacturing11CAM技术ComputerAidedManufacturing12CAM技术ComputerAidedManufacturing131.绪论发展历史数控机床的工作原理和组成数控机床分类数控机床特点与适用范围CAM技术ComputerAidedManufacturing14发展历史20世纪40年代初，JohnT.Parsons采用数字技术进行机械加工1952年，麻省理工学院伺服机构研究所，试制成功第一台由计算机控制的三坐标立式铣床。CAM技术ComputerAidedManufacturing15发展历史1954年，美国本迪克斯公司正式生产出来第一台工业用的数控机床。1959年，美国克耐·杜列克公司开发出来加工中心。1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了利用小型计算机取代专用数控计算机，数控的许多功能由软件程序实现的计算机数控（CNC：ComputerNumericalControl）系统，称为第四代系统。CAM技术ComputerAidedManufacturing16发展历史1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，1975年，日本研制出实用化FMS1974年，美国学者哈灵顿博士首先提出了计算机集成制造系统（CIMS）的概念。20世纪80年代中期以来，以CIMS为标志的综合生产自动化日渐成为制造业的热点，它把制造业推到了一个新的发展阶段。CAM技术ComputerAidedManufacturing17数控机床的工作原理和组成数控机床的工作原理P0P1P1P0a0a1a2a3a4a5a0a1a2a3a4数控系统将刀具运动轨迹在工作坐标系中分割成一些最小位移量（脉冲当量）。数控系统经过信息处理、分配，控制各坐标轴移动若干个最小位移量，把要求的轨迹用以“最小位移量”为单位的等效折线进行拟合。插补原理CAM技术ComputerAidedManufacturing18数控机床的工作原理和组成数控机床的组成程序载体输入装置数控装置辅助控制装置位置反馈系统机床本体伺服驱动系统CAM技术ComputerAidedManufacturing19数控机床分类按工艺用途分类金属切削类数控机床金属成型类数控机床数控特种加工机床CAM技术ComputerAidedManufacturing20金属切削类数控机床数控车床加工中心数控磨床数控铣镗床CAM技术ComputerAidedManufacturing21金属成型类数控机床数控折弯机数控弯管机CAM技术ComputerAidedManufacturing22数控特种加工机床数控电火花线切割机数控激光切割机床数控火焰切割机床CAM技术ComputerAidedManufacturing23数控机床分类按运动方式分类点位控制数控机床直线控制数控机床点位控制的钻削加工直线控制的车削加工CAM技术ComputerAidedManufacturing24数控机床分类按运动方式分类轮廓控制数控机床2轴联动2.5轴联动3轴联动CAM技术ComputerAidedManufacturing25数控机床分类按伺服系统控制方式分类开环控制数控机床数控装置步进电动机驱动器进给脉冲步进电动机工作台丝杠齿轮箱CAM技术ComputerAidedManufacturing26数控机床分类按伺服系统控制方式分类闭环控制数控机床数控装置伺服电动机驱动器进给脉冲伺服电动机工作台丝杠齿轮箱直线光栅位置反馈CAM技术ComputerAidedManufacturing27数控机床分类按伺服系统控制方式分类半闭环控制数控机床数控装置伺服电动机驱动器进给脉冲伺服电动机工作台丝杠齿轮箱编码器位置反馈编码器CAM技术ComputerAidedManufacturing28数控机床分类数控机床的种类控制系统类别执行机构类别加工对象类别数控车床点位、直线控制开环、半闭环没锥度、圆弧的轴轮廓控制开环、半闭环、闭环有锥度、圆弧的轴特殊用途的轮廓控制开环、半闭环、闭环飞机零件的轮廓加工数控铣床点位、直线控制开环、半闭环箱体轮廓控制开环、半闭环、闭环平面轮廓的凸轮、样板、冲模、压模、铸模数控钻床点位控制开环、半闭环PCB板、多孔零件数控镗床点位、直线控制开环、半闭环箱体闭环精密箱体数控磨床轮廓控制半闭环、闭环凸轮、轧辊、冲模数控电加工机床轮廓控制开环、半闭环模具数控金属成型机床点位、直线轮廓控制开环、半闭环冲压、板材、弯管等CAM技术ComputerAidedManufacturing29数控机床特点与适用范围数控机床的特点适应性强加工精度高，加工质量稳定生产效率高减轻劳动强度，改善劳动条件有利于生产管理现代化CAM技术ComputerAidedManufacturing30数控机床特点与适用范围数控机床的适用范围产品件数生产成本050100工件复杂度产品件数普通机床数控机床专用机床CAM技术ComputerAidedManufacturing31数控编程基础CAM技术ComputerAidedManufacturing32数控加工工艺分析数控机床坐标系刀具和切削用量的选择零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定工序的划分及走刀路线的确定工艺文件的编制方法CAM技术ComputerAidedManufacturing33数控机床坐标系坐标和运动方向的命名原则刀具相对静止工件而运动的原则在确定坐标系时，一律看作工件静止，刀具相对运动。CAM技术ComputerAidedManufacturing34数控机床坐标系坐标和运动方向的命名原则机床坐标的规定基本坐标轴X、Y、Z关系及其正方向用右手直角笛卡儿定则。围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴A，B，C的方向用右手螺旋法则确定。CAM技术ComputerAidedManufacturing35数控机床坐标系坐标和运动方向的命名原则运动方向的规定增大刀具与工件之间距离的方向为坐标正方向+Z+ZCAM技术ComputerAidedManufacturing36数控机床坐标系数控机床的坐标轴Z轴表示传递切削动力的主轴，X轴平行于工件的装夹平面，一般取水平位置，根据右手直角坐标系的规定，确定Y轴的方向。+Z+X+CCAM技术ComputerAidedManufacturing37数控机床坐标系数控机床的坐标轴+Z+X+Y+Z+X+YCAM技术ComputerAidedManufacturing38数控机床坐标系机床坐标系与工件坐标系机床坐标系+X+Y+ZM+XM+ZCAM技术ComputerAidedManufacturing39数控机床坐标系机床坐标系与工件坐标系工件坐标系CAM技术ComputerAidedManufacturing40刀具和切削用量的选择车削加工刀具通常有尖形车刀（以直线形切削刃为特征），如各种外圆偏刀、端面车刀、切槽刀等；圆弧形车刀（由圆弧构成主切削刃），主要用于车削各种光滑连接的成型面；还有成形车刀（刀刃的形状与被加工零件的轮廓形状相同），如螺纹车刀。CAM技术ComputerAidedManufacturing41刀具和切削用量的选择铣削加工刀具在铣削平面时，应选用镶不重磨多面硬质合金刀片的端铣刀和立铣刀。粗铣平面时，因被加工表面质量不均匀，选择铣刀时直径要小一些。精铣时，铣刀直径要大一些，最好能包容加工面的宽度；平面零件周边轮廓的加工常采用立铣刀；铣削凸台和凹槽时，选择高速钢立铣刀；铣削毛坯表面或进行孔的粗加工时，可选用镶硬质合金的玉米铣刀进行强力切削。CAM技术ComputerAidedManufacturing42刀具和切削用量的选择选择立铣刀加工时，刀具的有关参数计算刀具半径r应小于零件内轮廓面的最小曲率半径ρ，一般取r＝(0.8～0.9)ρ。零件的加工高度H≤（1/4～1/6）r，以保证刀具有足够的刚度。对不通孔（深槽），选取l＝H＋5～10mm（l为刀具切削部分长度，H为零件高度）。加工外形及通槽时，选取l＝H＋re＋5～10mm（re为刀尖角半径）。加工肋时，刀具直径为D＝（5～10）b（b为肋的厚度）CAM技术ComputerAidedManufacturing43刀具和切削用量的选择切削用量的选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量（旧称切削深度）、进给速度（进给量）CAM技术ComputerAidedManufacturing44刀具和切削用量的选择切削用量的选择主轴转速S（r/min）主轴转速S根据最佳的切削速度v（m/min）来选取S＝1000v／πDD——零件或刀具的直径（mm）；v——切削速度（m/min），由刀具寿命和加工对象特性决定，切削速度常选为（100～200）m/min；S——主轴转速（r/min），根据计算所得的值，查找机床说明书确定标准值。CAM技术ComputerAidedManufacturing45刀具和切削用量的选择切削用量的选择背吃刀量（mm）在机床、夹具、刀具和零件等的刚度允许条件下，尽可能选较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量。一般取0.2～0.5mm。CAM技术ComputerAidedManufacturing46刀具和切削用量的选择切削用量的选择进给速度（进给量）F（mm/min或mm/r）主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料性质来选择。当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给速度（进给量）数值应选小些，通常在（20～50）mm/min范围内选取。最大进给速度则受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。CAM技术ComputerAidedManufacturing47零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定零件的安装尽量采用可调式、组合式等标准化、通用化和自动化夹具，当工件批量较大、工件精度要求较高时，才设计、使用专用夹具。便于迅速装卸零件，以减少数控机床停机时间。零件的定位基准应与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。减少装夹次数，尽量做到一次装夹便能完成全部表面的加工。夹紧力应尽量靠近主要支承点和切削部位，以防止夹紧力引起零件变形对加工产生不良影响。CAM技术ComputerAidedManufacturing48零件装夹方法及对刀点、换刀点的确定对刀点与换刀点的确定对刀点对刀点应便于数学处理和程序编制；对刀点在机床上容易校准；在加工过程中便于检查；引起的加工误差小。换刀点CAM技术ComputerAidedManufacturing49工序的划分及走刀路线