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电子工业出版社《数控加工编程》电子教案数控加工实训第1章数控技术概述及各种数控机床功能简介一.概述二.数控机床的组成三.数控机床的发展趋势四.数控机床的分类第2章数控机床编程方法及手工编程简介一.数控机床编程种类及程序结构二.程序编制中的指令代码及手工编程简介第3章自动编程简介一.Mastercam的工作界面二.Mastercam的常用命令简介三.MASTERCAM的编程介绍第4章数控车床加工实例一.项目一:手工编程二.项目二:数控车床自动编程第5章线切割机床加工实例一.项目三:手工编程二.项目四:线切割机床自动编程第6章数控铣床、加工中心一、数控铣床、加工中心的组成部分及主要参数二、数控铣床、加工中心的主要参数三、数控铣床、加工中心的工作原理、特点及应用四．数控铣床、加工中心各类参考点及坐标的定义五.项目五:数控铣床手工编程练习六.项目六:数控铣床自动编程七.项目七.手机面壳的绘制及加工八.项目八照相机绘图及模型加工目录第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介教学要求：1.了解数控机床的分类。2.能理解数控技术的常用名词、术语及定义。3.了解数控机床的组成.教学重点：1.概述2.数控机床的组成3.数控机床的发展趋势4.数控机床的分类教学难点：数控的概念、数控机床的组成和分类教学内容:数控加工在现代机械加工中发挥着不可替代的作用。随着社会经济的发展，数控加工的作用日益增大，越来越不可或缺,教学建议:教学中应尽量多向学生展示实际的数控设备，帮助学生加深理解，最好通过观看工人操作数控机床帮助学生掌握不同数控机床的加工特性.第一章教学纲要第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介1、什么是数控:数控是数字控制（NumericalControl缩写为NC）的简称，是指用数字指令来控制一台或一台以上机械的动作.2、什么是数控机床:数控机床就是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品3、数控机床的发展:第一代：1952年至1959年，采用电子管元件；第二代：从1959年开始，采用晶体管元件；第三代：从1965年开始，采用集成电路；第四代：从1970年开始，采用大规模集成电路及小型通用计算机；第五代：从1974年开始，采用微处理器或微计算机.一.概述第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介二．数控机床的组成:1、控制介质:2、计算机数控装置:3、伺服系统4、机床床身5、反馈系统6、数控机床的坐标轴及其运动方向（1）数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统采用右手法则，直角笛卡尔坐标系统。（2）数控机床的运动方向无论数控机床的具体运动方式是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，为便于数控编程，规定数控机床的运动是刀具相对与静止的工件坐标系统的运动。第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介二．数控机床的组成:Z轴作为平行于机床主轴的坐标轴，其正方向定义为从工件到刀具夹紧的方向。X轴作为水平轴、平行于工件装夹平面的轴，它平行于主要的切削方向，且此方向为正向。Y轴的运动方向则根据X轴和Z轴按右手法则确定。旋转运动坐标A、B和C相应地在X、Y和Z坐标轴正方向上，按右手螺旋纹前进的方向来确定。第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介1、更高的加工速度和精度2、更高的可靠性三．数控机床的发展趋势第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介四．数控机床的分类目前应用在机械制造行业（主要是模具行业）的数控机床大致上可分为如下五种：1、数控车床简介数控车床是目前应用较为广泛的一种数控机床，它主要由床身、刀架进给洗头、尾座、液压系统、润滑系统、排屑器等部分组成。主要用于旋转体零件的车、钻、铰、镗孔和攻丝等加工。一般能自动完成内外圆柱面、圆锥面、球面、圆柱螺纹、圆锥螺纹、槽及端面等工序的切削加工。数控车床都具备两轴的联动功能。图1-4各类数控车床的示意图第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介四．数控机床的分类(a)经济型数控车床第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介数控车削中心四．数控机床的分类第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介四．数控机床的分类2、线切割机床简介线切割机床是在模具加工中应用较为广泛的一种数控机床，主要分为慢走丝线切割机床和快走丝线切割机床两种。主要用于圆孔、异型孔等的加工。它是用电极放电腐蚀的原理来切割工件的。常用的电极一般为钼丝（快走丝线切割机床）和铜丝（慢走丝线切割机床）。线切割机床都具备两轴的联动功能，有些还具有四轴联动的功能。图1-5为线切割机床的示意图。第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介图1-5线切割机床示意图四．数控机床的分类第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介3、数控铣床简介数控铣床在模具制造行业中的应用非常广泛，各种平面轮廓和立体曲面的零件（如模具的凸凹模型腔等）都采用数控铣床进行加工。数控铣床还可以进行钻、扩、铰、镗孔和攻丝等加工。数控铣床分为立式数控铣床和卧式数控铣床两种，如图1-4所示为各类数控铣床的示意图，其上的坐标系符合ISO标准的规定，及符合右手定则。数控铣床有两轴联动、三轴联动、四轴联动和五轴联动等不同档次，其中两轴联动数控铣床较少使用，现在应用最广泛的是三轴联动的数控铣床，四轴联动和五轴联动数控铣床一般大都应用在军工企业、汽车和航天工业。四．数控机床的分类第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介(a)卧式升降台数控铣床(b)立式升降台数控铣床四．数控机床的分类第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介(c)龙门式数控铣床(d)卧式数控铣床四．数控机床的分类第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介(a)立式加工中心（b）卧式加工中心四．数控机床的分类第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介5、电火花机床简介电火花机床是在模具加工中应用较为广泛的一种数控机床，主要用于模具型腔的放电加工。它是用电极和工件之间脉冲放电的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。常用的电极一般为紫铜和石墨。图1-8为电火花机床的示意图。四．数控机床的分类第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介四．数控机床的分类图1-8电火花机床的示意图第一章数控技术概述及各种数控机床功能简介6、其它数控机床除了以上在模具行业较常用的数控机床以外，还有一些其它类型的数控机床，如专门用来镗孔的数控镗床、专门用来钻孔攻丝的数控钻床、专门用来磨平面的数控磨床等。在此就不作详细的介绍了。四．数控机床的分类第二章第二章教学纲要教学要求：1.明确数控机床编程方法。2.学会数控机床的手工编程方法。3.了解数控机床的自动编程。4.掌握加工程序的结构。。5.了解程序段格式。6.熟练使用常用准备功能G指令。7.熟练使用常用辅助功能M指令。8.了解子程序概念。教学重点：1.加工程序的结构。2.常用准备功能G指令。3.常用辅助功能M指令。4.了解子程序概念。教学难点：常用准备功能G指令的使用;常用辅助功能M指令的使用;子程序的使用。本章教学内容：1．主要阐述了数控机床编程方法,包括数控机床的自动编程方法和手工编程方法、加工程序的结构、程序段格式、子程序概念。2．常用准备功能G指令及常用辅助功能M指令。本章教学建议：本章的主要内容实践性较强、因而在教学过程中应紧密结合生产实际进行讲解。在讲解数控机床的手工编程方法时最好能结合实物进行编程和课堂在数控机床上验证。完成一个课题,应当培养学生能分析加工的工艺过程，使学生有能力编制中等复杂程度的加工零件。在零件的编程计算中建议使用计算机进行计算。数控机床编程方法及手工编程简介第二章一．数控机床编程种类及程序结构数控机床编程方法及手工编程简介对数控机床进行数控加工程序编制的方法有两种：既手工编程和计算机自动编程.1、手工编程顾名思义，手工编程就是数控加工程序编制的全过程由人工完成。这种方法主要用与二维简单零件的编程.2、自动编程自动编程就是使用计算机进行辅助编程，随着计算机辅助设计及计算机辅助制造（CAD/CAM）技术的迅速发展，赋予了自动编程于不同的含义。目前所说的自动编程是指把运用计算机辅助设计（CAD）技术产生的模型（曲线、曲面、实体等），运用计算机辅助制造（CAM）技术,输入刀具参数、刀具加工路径、加工精度等参数,计算机会自动产生加工程序，并可在计算机上对所产生的加工程序进行模拟现场的加工分析，经过后置处理产数控机床使用的加工程序。第二章一．数控机床编程种类及程序结构3、加工程序结构一个完整的加工程序中间总是由若干程序段组成。程序段是一个完整的机床控制信息，表示机床的一种操作。程序段由一个或若干个字组成。例如，某一加工程序：%O110N001G00X10Y20Z50N002G01X100Y100Z0F1000S1500T1M03N003X100Y100：N188G00X10Y20Z50M30（M02）该加工程序由188条程序段按操作顺序排列而成。整个程序由符号“%”开始，以M30（或M02）结束。数控机床编程方法及手工编程简介第二章一．数控机床编程种类及程序结构数控机床编程方法及手工编程简介4、程序段格式（1）、字地址程序段格式字地址程序段格式是国内外目前广泛采用的一种格式。见下例：N0002G01X100Y100Z0F1000其中N002表示程序段序号，用四位数字表示；G01功能字代表直线插补，用三位数字表示；X100字表示X轴正向移动到机床X=100mm的坐标位置,用四位数字表示；Y100字表示Y轴正向移动到机床Y=100mm的坐标位置,用四位数字表示；Z0字表示轴正向移动到机床Z=0mm的坐标位置,用二位数字表示；ZF1000字表示进给量为1000mm/分，用五位数字表示；S1500字表示主轴转速为1500转/分，用五位数字表示；第二章一．数控机床编程种类及程序结构（2）、分隔符固定顺序格式这种程序段格式的特定是：要预先规定输入时所有可能出现的字的顺序，但所有字的地址均用分隔符“HT”表示，对不需要或与上一程序段相同的续效字都可以省略不写，但要写上分隔符“HT”。下面的例子是字地址程序段格式程序与分隔符固定顺序格式程序的对比：字地址程序段格式程序：N002G01X100Y100Z0F1000S1500T1M03LFN003X200Y150分隔符固定顺序格式程序：HT002HT01HT100HT100HT0HT1000HT1500HT1HT03LFHT003HTHT200HT150HTHTHTHTHTLF这种程序段格式的缺点是程序不直观，容易出错,目前使用的比较少.数控机床编程方法及手工编程简介第二章二．程序编制中的指令代码及手工编程简介数控机床编程方法及手工编程简介目前，世界各国普遍使用的孔代码、准备功能代码和辅助功能代码基本是统一的通用标准，及ISO（国际标准化组织）标准，我国基本沿用ISO标准，也制订了一些相应的数控标准。但因目前国内外各式各样的数控机床所使用的标准并未完全统一，有关指令代码及其含义也有少许区别，因此，具体到为某个数控机床编程时应严格按这个机床使用说明书的规定进行。1、常用的程序编制指令在数控加工的程序中，控制数控机床的各种运动方式，主轴的启、停、正反转，冷却液的开、关等所有指令称为工艺指令。工艺指令包括准备功能指令（G指令）和辅助功能指令（M指令）两大类。我国根据ISO标准制订了JB3208—83《数控机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码》标准，它与ISO1056—1975E等效。第二章二．程序编制中的指令代码及手工编程简介数控机床编程方法及手工编程简介2、常用准备功能G指令通常习惯上简称G指令，它是由字母G及其后的二位数字组成，从G00到G99共100种。G指令的主要功能是控制数控机床的运动方式。表2.1为我国JB3208—83标准规定的G代码定义。表2.1序号（2）中的a、c…I各字母所对应的G代码称为模态代码，既续效代码。模态代码一经被应用（如a组中的G02）。一直会延续到出现同组（a组）其它任一G代码（如a组的G03）时才失效。其它的各组（c、d、e、f）同理。注意：在同一程序段中，出现非同组的几个模态代码是，不影响原先已指定的G代码的续效。第二章二．程序