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模具数控加工技术教案第 21 次课-23次课

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篇1：模具数控加工技术教案第 21 次课-23次课

模具数控加工技术教案第 21 次课-23次课

第二十一次课授课提纲第三节加工中心的程序编制一、加工中心的编程要求加工中心的编程有如下要求：（1）首先应进行合理的工艺分析和工艺设计。（2）根据加工批量等情况，确定采用自动换刀或手动换刀。（3）为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便操作者在运行程序前确定刀具补偿参数。（4）尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中。（5）除换刀程序外，加工中心的编程方法与数控铣床基本相同。二、换刀程序的编制不同的加工中心，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行。换刀完毕启动主轴后，方可执行后面的程序段。选刀可与机床加工重合起来，即利用切削时间进行选刀。多数加工中心都规定了换刀点位置。主轴只有运动到这个位置，机械手或刀库才能执行换刀动作。一般立式加工中心规定的换刀点位置在机床Z轴零点处，卧式加工中心规定在机床Y轴零点处。编制换刀程序一般有两种方法：方法一：… N10 G91 G28 Z0 T02 N11 M06 … 即一把刀具加工结束，主轴返回机床原点后准停，然后刀库旋转，将需要更换的刀具停在换刀位置，接着进行换刀，再开始加工。选刀和换刀先后进行，机床有一定的等待时间。方法二：… N10 G01 X―Y―Z―T02 … N17 G91 G28 Z0 M06 N18 G01 X―Y―Z―T03 … 这种方法的找刀时间和机床的切削时间重合，当主轴返回换刀点后立刻换刀，因此整个换刀过程所用的时间比第一种要短一些。在单机作业时，可以不考虑这两种换刀方法的区别，而在柔性生产线上则有实际的作用。三、固定循环指令的编程方法加工中心的编程方法与数控铣床基本相同，在这里主要介绍加工中心的固定循环指令的编程方法。加工中心配备的固定循环功能主要用于孔的加工，包括钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻丝等，有的加工中心还具有键槽、椭圆、方槽加工等固定循环。 1．固定循环的动作孔加工固定循环通常由以下六个动作组成：如图5-27所示，图中用虚线表示快速进给，用实线表示切削进给。（1）初始平面（2）R点平面（3）孔底平面孔加工循环与平面选择指令（G17、G18、G19）无关，即不管选择了哪个平面，孔加工都是在XY平面上定位并Z在轴方向上钻孔。 2．固定循环的代码及格式（1）数据形式，如图图5-28所示。（2）返回点平面G98、G99 （3）固定循环指令的G代码这里介绍FANUC 0M-C数控系统的固定循环功能，如表5-1所示。（4）固定循环的格式 G73～G89 X Y Z R Q P F K 取消孔加工固定循环用G80。对于加工一般的孔，可以使用G81代码，刀具动作比较简单。在孔中心上方定位后，快速靠近工件表面，然后以切削进给速度加工孔，到达要求的深度时，主轴不停，快速退刀，停留的位置由G98、G99指定，如图图5-29所示。当使用不同的刀具，就可以进行钻孔、扩孔、铰孔、锪孔等加工。 G81的指令格式为：G81 X Y Z R F 3．固定循环编程实例【例题5-1】如图5-30所示零件。对该零件编制加工程序的步骤如下：（1）为方便加工时对刀，设置编程坐标系如图中所示，取零件上表面为Z向零点。（2）计算孔中心坐标。（3）设计加工路线。按1→2→…→9的顺序依次钻孔，快进R点距离零件上表面5mm，考虑钻头钻尖的影响，为保证能将孔完整地加工出来，钻孔深度为35mm。（4）编写程序单。根据加工路线和坐标数据，选择G81钻孔固定循环指令逐条编写加工程序，如表5-2所示。第四节加工中心加工实例【例题5-2】如图5-31所示，为座盒零件图，图5-32为其立体图。零件材料为LY12CZ。 1．工艺分析 2．工艺路线设计如图5-33所示。该零件的主要加工内容可安排在一台或两台加工中心上进行。可采取以下加工方案：（1）下料；（2）铣上下平面，保证厚度尺寸25；（3）打2-8工艺孔；（4）铣反面矩形槽，锐边倒圆；（5）铣正面矩形槽、外形，锐边倒圆，钻、铰 8、10孔；（6）钳工去工艺凸台、毛刺；（7）检验。 3．加工中心加工的工序设计在加工中心上加工内容为上述2中（4）和（5），即铣正反面矩形槽、外形，锐边倒圆及钻孔。为控制零件的加工变形，外形和矩形槽同时在厚度方向进行分层铣削，最后钻、铰孔。（1）以正面和 8工艺孔定位装夹，铣反面外形、矩形槽、锐边倒圆，如图5-34所示。（2）以反面和 8工艺孔定位装夹，铣正面外形、四处矩形槽，锐边倒圆，如图5-35所示。（3）钻、铰 10和 8的孔，如图5-36所示。（4）钳工去掉工艺凸台，并修锉毛刺，完成该零件的全部加工。 4．程序编制（1）程序编制方法为提高效率、保证程序的准确性，采用自动编程方法更恰当。（2）编程坐标系和对刀点考虑零件在机床工作台上的安装位置，取长度方向为X坐标，宽度方向为Y坐标，厚度方向为Z坐标。由于采用工艺凸台和工艺孔定位装夹，为方便对刀操作，编程坐标系原点和对刀点设在同一点，即工件左侧工艺孔的中心，Z向零点设在夹具定位面上。第五章小结加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的，在单机作业时，其工艺设计与程序编制和数控铣床基本相同。当加工的内容和使用的刀具比较多时，需充分利用加工中心的自动换刀功能，尽量将工序集中，从而提高其加工效率。加工中心的加工工艺范围比较宽，随着其加工对象的`复杂行和多样性，所用的刀具、夹具、量具及辅具等也比较多，在编制工艺规程和数控程序时应全面考虑，注意在工艺文件中表达详细和准确。对于稍微复杂零件的程序编制，应尽量采用数控自动编程方法（将在第七中介绍），以提高编程的效率和准确性。第二十二次课授课提纲现场教学 1、现场讲解华中Ⅰ型数控铣削系统的用户界面、功能、编程、程序输入和程序校验，数控加工中心Siemens 810D系统等内容； 2、现场演示华中Ⅰ型数控铣削系统和数控加工中心Siemens 810D系统下的程序调试和加工零件的过程； 3、学生实际操作数控铣床ZJK7532、仿形铣ZJK7532A和加工中心XH714加工零件； 4、了解数控铣削和加工中心加工的工艺与工装。第二十三次课授课提纲第六章数控特种加工技术第一节数控电火花成形加工技术电火花加工又称放电加工或电蚀加工。它是利用在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用对工件进行加工的一种工艺方法。一、数控电火花成形加工简介（一）数控电火花成形加工原理如图6-1所示，电火花成形加工的原理是基于工件与工具电极（简称电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到零件的加工要求。电火花成形加工须具备以下条件：（1）自动进给调节系统保证工件与电极之间经常保持一定距离以形成放电间隙。（2）加工中工件和电极浸泡在液体介质中，这种液体介质称为工作液。（3）脉冲电源输出单向脉冲电压加在工件和电极上。当电压升高到间隙中工作液的击穿电压时，会使介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电，如图6-2（a）所示，瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料形成小的凹坑，如图6-2（b）。脉冲电源提供的脉冲电流波形如图6-3所示。（二）数控电火花成形机床的主要组成电火花成形加工机床按数控程度分为普通（非数控）电火花成形加工机床和数控电火花成形加工机床。见图6-1，数控电火花成形加工机床主要由主机、脉冲电源和机床电气系统、数控系统和工作液循环过滤系统等部分组成。 1．主机及附件机床主机由床身、立柱、主轴头、工作台等组成。附件包括用以实现工件和电极的装夹、固定和调整其相对位置的机械装置，电极自动交换装置（ATC或AEC）等。可调节工具电极角度的夹头属机床附件。平动头也属机床附件，如图6-4所示。 2．脉冲电源脉冲电源的作用是将工频交流电转变成一定频率的定向脉冲电流，提供电火花成形加工所需能量。 3．数控系统（1）自动进给调节系统它的任务是通过改变、调节主轴头（电极）进给速度，使进给速度接近并等于蚀除速度，以维持一定的“平均”放电间隙，保证电火花加工正常而稳定进行，以获得较好的加工效果。常用自动进给调节系统有电液自动控制系统和电―机械式自动进给调节系统，数控电火花机床普遍采用电―机械式自动进给调节系统。（2）电火花成形加工单轴数控系统（3）电火花成形加工多轴数控系统图6-5为采用X、Z、C多轴联动加工型孔。图（a）为横向X轴伺服进给水平加工圆孔；图（b）为横向X轴和垂直方向Z轴联动加工；图（c）为Z向伺服进给，每加工一个长方孔后，C轴分度转过300（12等分），加工圆周均布的多个长方形孔。图 6-6为电火花三轴数控摇动加工（指工作台在数控系统控制下向外逐步扩弧运动）型腔。 4．工作液循环过滤系统工作液在电火化成形加工中的作用是形成火花击穿放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态；对放电通道起压缩作用，使放电能量集中；在强迫流动过程中，将电蚀产物从放电间隙中带出来，并对电极和工件表面起到冷却作用。工作液循环过滤系统由工作液箱、液压泵、电机、过滤器、工作液分配器、阀门、油杯等组成，它的作用是强迫一定压力的工作液流经放电间隙将电蚀产物排出，并且对使用过的工作液进行过滤和净化。工作液循环过滤系统的工作方式有冲油式、抽油式两种，如图6-7所示。（三）数控电火花成形加工的特点及应用数控电火花成形加工的特点与应用有如下方面：（1）适合于难切削材料的加工（2）可加工特殊及复杂形状的零件（3）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程自动控制。（4）主要加工金属等导电材料，但在一定条件下也可加工半导体和非导体材料。（5）加工效率一般较低，电极存在损耗，加工的最小角部半径受限制。由于电火花加工有其独特的优点，加上电火花加工工艺技术水平的不断提高，数控电火花成形加工机床的普及，其应用领域日益扩大，已在模具制

篇2：模具数控加工技术教案第 20 次课- 21 次课

模具数控加工技术教案第 20 次课- 21 次课

第二十次课授课提纲三、加工中心的工步设计设计加工中心机床的加工工艺实际就是设计各表面的加工工步。在设计加工中心工步时，主要从精度和效率两方面考虑。主要有以下方面。（1）同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工次序完成，或全部加工表面按先粗加工，然后半精加工、精加工分开进行。（2）对于既要铣面又要镗孔的零件，如各种发动机箱体，可以先铣面后镗孔。（3）相同工位集中加工，应尽量按就近位置加工，以缩短刀具移动距离，减少空运行时间。（4）按所用刀具划分工步。（5）当加工工件批量较大而工序又不太长时，可在工作台上一次装夹多个工件同时加工，以减少换刀次数。（6）考虑到加工中存在着重复定位误差，对于同轴度要求很高的孔系，就不能采取原则（4），应该在一次定位后，通过顺序连续换刀，顺序连续加工完该同轴孔系的全部孔后，再加工其它坐标位置孔，以提高孔系同轴度。（7）在一次定位装夹中，尽可能完成所有能够加工的表面。四、工件的定位与装夹（一）加工中心定位基准的选择加工中心定位基准的选择，主要有以下方面：（1）尽量选择零件上的设计基准作为定位基准。（2）一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。（3）当在加工中心上既加工基准又完成各工位的加工时，其定位基准的选择需考虑完成尽可能多的加工内容。（4）当零件的定位基准与设计基准难以重合时，应认真分析装配图纸，确定该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的公差范围，确保加工精度。（二）加工中心夹具的选择和使用加工中心夹具的选择和使用，主要有以下方面：（1）根据加工中心机床特点和加工需要，目前常用的夹具类型有专用夹具、组合夹具、可调夹具、成组夹具以及工件统一基准定位装夹系统。（2）加工中心的高柔性要求其夹具比普通机床结构更紧凑、简单，夹紧动作更迅速、准确，尽量减少辅助时间，操作更方便、省力、安全，而且要保证足够的刚性，能灵活多变。因此常采用气动、液压夹紧装置。（3）为保持工件在本次定位装夹中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要尽量开敞，夹紧元件的空间位置能低则低，必须给刀具运动轨迹留有空间。（4）考虑机床主轴与工作台面之间的最小距离和刀具的装夹长度，夹具在机床工作台上的安装位置应确保在主轴的行程范围内能使工件的加工内容全部完成。（5）自动换刀和交换工作台时不能与夹具或工件发生干涉。（6）有些时候，夹具上的定位块是安装工件时使用的，在加工过程中，为满足前后左右各个工位的加工，防止干涉，工件夹紧后即可拆去。对此，要考虑拆除定位元件后，工件定位精度的保持问题。（7）尽量不要在加工中途更换夹紧点。（三）确定零件在机床工作台上的最佳位置五、加工中心刀具的选用加工中心使用的.刀具由刃具和刀柄两部分组成。 1．对刀具的要求 2．刀具的种类加工中心加工内容的多样性决定了所使用刀具的种类很多，除铣刀以外，加工中心使用比较多的是孔加工刀具，如图5-10所示。 3．刀柄刀柄可分为整体式与模块式两类。下面介绍常用的几种。（1）ER弹簧夹头刀柄（2）强力夹头刀柄（3）莫氏锥度刀柄（4）侧固式刀柄（5）面铣刀刀柄（6）钻夹头刀柄（7）丝锥夹头刀柄（8）镗刀刀柄（9）增速刀柄（10）中心冷却刀柄（11）转角刀柄（12）多轴刀柄 4．刀具预调刀具预调是加工中心使用中一项重要的工艺准备工作，其目的是在工艺设计后根据加工要求，确定各工序所使用的刀具在刀柄上装夹好后的轴向尺寸和径向尺寸，并填写在工艺文件中，供加工时使用。如用于孔精加工的可调镗刀，在加工前必须先准确调整刀刃相对于主轴轴线的径向位置和轴向位置，即快速简单地预调到一个固定的几何尺寸。刀具预调一般使用机外对刀仪。总之，配备完善的、先进的刀具系统，是用好加工中心的重要一环。六、换刀点由于加工中心采用自动换刀，换刀点应根据机床的加工空间大小，工件的大小及在工作台上的装夹位置、被更换的刀具尺寸以及换刀动作的最大空间范围等进行合理选择。原则上是避免相关部件在换刀时产生干涉，同时使刀具在换刀前后运动的空行程最小。第二十一次课授课提纲第三节加工中心的程序编制一、加工中心的编程要求加工中心的编程有如下要求：（1）首先应进行合理的工艺分析和工艺设计。（2）根据加工批量等情况，确定采用自动换刀或手动换刀。（3）为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便操作者在运行程序前确定刀具补偿参数。（4）尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中。（5）除换刀程序外，加工中心的编程方法与数控铣床基本相同。二、换刀程序的编制不同的加工中心，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行。换刀完毕启动主轴后，方可执行后面的程序段。选刀可与机床加工重合起来，即利用切削时间进行选刀。多数加工中心都规定了换刀点位置。主轴只有运动到这个位置，机械手或刀库才能执行换刀动作。一般立式加工中心规定的换刀点位置在机床Z轴零点处，卧式加工中心规定在机床Y轴零点处。编制换刀程序一般有两种方法：方法一：… N10 G91 G28 Z0 T02 N11 M06 … 即一把刀具加工结束，主轴返回机床原点后准停，然后刀库旋转，将需要更换的刀具停在换刀位置，接着进行换刀，再开始加工。选刀和换刀先后进行，机床有一定的等待时间。方法二：… N10 G01 X―Y―Z―T02 … N17 G91 G28 Z0 M06 N18 G01 X―Y―Z―T03 … 这种方法的找刀时间和机床的切削时间重合，当主轴返回换刀点后立刻换刀，因此整个换刀过程所用的时间比第一种要短一些。在单机作业时，可以不考虑这两种换刀方法的区别，而在柔性生产线上则有实际的作用。三、固定循环指令的编程方法加工中心的编程方法与数控铣床基本相同，在这里主要介绍加工中心的固定循环指令的编程方法。加工中心配备的固定循环功能主要用于孔的加工，包括钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻丝等，有的加工中心还具有键槽、椭圆、方槽加工等固定循环。 1．固定循环的动作孔加工固定循环通常由以下六个动作组成：如图5-27所示，图中用虚线表示快速进给，用实线表示切削进给。（1）初始平面（2）R点平面（3）孔底平面孔加工循环与平面选择指令（G17、G18、G19）无关，即不管选择了哪个平面，孔加工都是在XY平面上定位并Z在轴方向上钻孔。 2．固定循环的代码及格式（1）数据形式，如图图5-28所示。（2）返回点平面G98、G99 （3）固定循环指令的G代码这里介绍FANUC 0M-C数控系统的固定循环功能，如表5-1所示。（4）固定循环的格式 G73～G89 X Y Z R Q P F K 取消孔加工固定循环用G80。对于加工一般的孔，可以使用G81代码，刀具动作比较简单。在孔中心上方定位后，快速靠近工件表面，然后以切削进给速度加工孔，到达要求的深度时，主轴不停，快速退刀，停留的位置由G98、G99指定，如图图5-29所示。当使用不同的刀具，就可以进行钻孔、扩孔、铰孔、锪孔等加工。 G81的指令格式为：G81 X Y Z R F 3．固定循环编程实例【例题5-1】如图5-30所示零件。对该零件编制加工程序的步骤如下：（1）为方便加工时对刀，设置编程坐标系如图中所示，取零件上表面为Z向零点。（2）计算孔中心坐标。（3）设计加工路线。按1→2→…→9的顺序依次钻孔，快进R点距离零件上表面5mm，考虑钻头钻尖的影响，为保证能将孔完整地加工出来，钻孔深度为35mm。（4）编写程序单。根据加工路线和坐标数据，选择G81钻孔固定循环指令逐条编写加工程序，如表5-2所示。第四节加工中心加工实例【例题5-2】如图5-31所示，为座盒零件图，图5-32为其立体图。零件材料为LY12CZ。 1．工艺分析 2．工艺路线设计如图5-33所示。该零件的主要加工内容可安排在一台或两台加工中心上进行。可采取以下加工方案：（1）下料；（2）铣上下平面，保证厚度尺寸25；（3）打2-8工艺孔；（4）铣反面矩形槽，锐边倒圆；（5）铣正面矩形槽、外形，锐边倒圆，钻、铰 8、10孔；（6）钳工去工艺凸台、毛刺；（7）检验。 3．加工中心加工的工序设计在加工中心上加工内容为上述2中（4）和（5），即铣正反面矩形槽、外形，锐边倒圆及钻孔。为控制零件的加工变形，外形和矩形槽同时在厚度方向进行分层铣削，最后钻、铰孔。（1）以正面和 8工艺孔定位装夹，铣反面外形、矩形槽、锐边倒圆，如图5-34所示。（2）以反面和 8工艺孔定位装夹，铣正面外形、四处矩形槽，锐边倒圆，如图5-35所示。（3）钻、铰 10和 8的孔，如图5-36所示。（4）钳工去掉工艺凸台，并修锉毛刺，完成该零件的全部加工。 4．程序编制（1）程序编制方法为提高效率、保证程序的准确性，采用自动编程方法更恰当。（2）编程坐标系和对刀点考虑零件在机床工作台上的安装位置，取长度方向为X坐标，宽度方向为Y坐标，厚度方向为Z坐标。由于采用工艺凸台和工艺孔定位装夹，为方便对刀操作，编程坐标系原点和对刀点设在同一点，即工件左侧工艺孔的中心，Z向零点设在夹具定位面上。第五章小结加工中心是在数控铣床的基础上发展起来的，在单机作业时，其工艺设计与程序编制和数控铣床基本相同。当加工的内容和使用的刀具比较多时，需充分利用加工中心的自动换刀功能，尽量将工序集中，从而提高其加工效率。加工中心的加工工艺范围比较宽，随着其加工对象的复杂行和多样性，所用的刀具、夹具、量具及辅具等也比较多，在编制工艺规程和数控程序时应全面考虑，注意在工艺文件中表达详细和准确。对于稍微复杂零件的程序编制，应尽量采用数控自动编程方法（将在第七中介绍），以提高编程的效率和准确性。第二十二次课授课提纲现场教学 1

篇3：模具数控加工技术教案第16次课-17次课

模具数控加工技术教案第16次课-17次课

第十六次课授课提纲第四章数控铣削加工技术第一节数控铣床简介一、分类与结构特点（一）按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类数控铣床可分为数控立式铣床、数控卧式铣床和数控龙门铣床等。 1．数控立式铣床如图4-1所示。 2．数控卧式铣床如图4-2所示。 3．数控龙门铣床对于大尺寸的数控铣床，一般采用对称的双立柱结构，保证机床的整体刚性和强度，即数控龙门铣床，有工作台移动和龙门架移动两种形式。它适用于加工飞机整体结构件零件、大型箱体零件和大型模具等，如图4-3所示。（二）按数控系统的功能分类数控铣床可为经济型数控铣床、全功能数控铣床和高速铣削数控铣床等。 1．经济型数控铣床 2．全功能数控铣床采用半闭环控制或闭环控制，数控系统功能丰富，一般可以实现4坐标以上联动，加工适应性强，应用最广泛。 3．高速铣削数控铣床高速铣削是数控加工的一个发展方向，技术已经比较成熟，已逐渐得到广泛的应用。二、数控铣床的主要功能不同档次的数控铣床的功能有较大的差别，但都应具备以下主要功能。 1．铣削加工数控铣床一般应具有三坐标以上联动功能，能够进行直线插补和圆弧插补，自动控制旋转的铣刀相对于工件运动进行铣削加工，如图4-4所示。坐标联动轴数越多，对工件的装夹要求就越低，加工工艺范围越大。 2．孔及螺纹加工可以采用定尺寸孔加工刀具进行钻、扩、铰、锪、镗削等加工，也可以采用铣刀铣削不同尺寸的孔，如图4-5所示。 3．刀具补偿功能一般包括刀具半径补偿功能和刀具长度补偿功能。 4．公制、英制单位转换可以根据图纸的标注选择公制单位（mm）和英制单位（inch）进行程序编制，以适应不同企业的具体情况。 5．绝对坐标和增量坐标编程程序中的坐标数据可以采用绝对坐标或增量坐标，使数据计算或程序的编写更方便。 6．进给速度、主轴转速调整数控铣床控制面板上一般设有进给速度、主轴转速的倍率开关，用来在程序执行中根据加工状态和程序设定值随时调整实际进给速度和主轴实际转速，以达到最佳的切削效果。一般进给速度调整范围在0%~150%之间，主轴转速调整范围在50%~120%之间。 7．固定循环固定循环是固化为G指令的子程序，并通过各种参数适应不同的加工要求，主要用于实现一些具有典型性的需要多次重复的加工动作，如各种孔、内外螺纹、沟槽等的加工。使用固定循环可以有效地简化程序的编制。但不同的数控系统对固定循环的定义有较大的差异，在使用的时候应注意区别。 8．工件坐标系设定 9．数据输入输出及DNC功能 10．子程序 11．数据采集功能 12．自诊断功能三、主要加工对象数控铣床主要用于加工各种材料如黑色金属、有色金属及非金属的平面轮廓零件、空间曲面零件和孔加工。 1．平面轮廓零件 2．空间曲面零件 3．孔 4．螺纹内、外螺纹，圆柱螺纹，圆锥螺纹等都可以在数控铣床上加工。第二节数控铣削的加工工艺与工装一、选择并确定数控铣削的加工部位及内容一般情况下，某个零件并不是所有的表面都需要采用数控加工，应根据零件的加工要求和企业的生产条件进行具体的分析，确定具体的加工部位和内容及要求。具体而言，以下方面适宜采用数控铣削加工：（1）由直线、圆弧、非圆曲线及列表曲线构成的内外轮廓；（2）空间曲线或曲面；（3）形状虽然简单，但尺寸繁多，检测困难的部位；（4）用普通机床加工时难以观察、控制及检测的内腔、箱体内部等；（5）有严格位置尺寸要求的孔或平面；（6）能够在一次装夹中顺带加工出来的简单表面或形状；（7）采用数控铣削加工能有效提高生产率，减轻劳动强度的一般加工内容。二、加工信息的读取及工艺性分析目前数控加工技术在制造业得到日益广泛的应用，CAD/CAM技术也在快速的发展，同时由于数控加工对象的复杂性，特别是空间曲面，加工信息一般采用计算机建立的数学模型来描述和传递，并作为数控加工的唯一依据，而传统的二维工程图则作为加工时的参考。对于简单的'平面零件，只要能够完全的表达清楚，仍然可以采用二维工程图作为加工依据。因此，加工信息的读取对象有两类，即二维工程图和数学模型。 1．二维工程图（1）首先检查图纸各视图表达的正确性，尺寸、形位公差、表面粗糙度等标注和技术要求及零件材料填写的完整性。按照其他国家标准绘制的二维工程图，在必要时应进行转换，使其符合我国的国家标准。（2）对零件进行工艺性分析，有以下方面： ①根据二维工程图和数学模型分析零件的形状、结构及尺寸的特点，确定零件上是否有妨碍刀具运动的部位，是否有会产生加工干涉或加工不到的区域，零件的最大形状尺寸是否超过机床的最大行程，零件的刚性随着加工的进行是否有太大的变化等。 ②检查零件的加工要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保证，是否还有更经济的加工方法或方案。 ③在零件上是否存在对刀具形状及尺寸有限制的部位和尺寸要求，如过渡圆角、倒角、槽宽等，这些尺寸是否过于凌乱，是否可以统一。尽量使用最少的刀具进行加工，减少刀具规格、换刀及对刀次数和时间，以缩短总的加工时间。 ④对于零件加工中使用的工艺基准应当着重考虑，它不仅决定了各个加工工序的前后顺序，还将对各个工序加工后各个加工表面之间的位置精度产生直接的影响。 ⑤分析零件材料的种类、牌号及热处理要求，了解零件材料的切削加工性能，才能合理选择刀具材料和切削参数。同时要考虑热处理对零件的影响，如热处理变形，并在工艺路线中安排相应的工序消除这种影响。而零件的最终热处理状态也将影响工序的前后顺序。 ⑥当零件上的一部分内容已经加工完成，这时应充分了解零件的已加工状态，数控铣削加工的内容与已加工内容之间的关系，尤其是位置尺寸关系，这些内容之间在加工时如何协调，采用什么方式或基准保证加工要求，如对其他企业的外协零件的加工。 2．数学模型 ①图形标准在数学模型传递时，尽量使用相同的CAD/CAM软件，以保证数据的正确。 ②数学模型的检查、修改及确认。三、毛坯的选择 1．确定毛坯形状及尺寸 2．确定毛坯的定位装夹方法四、加工表面的加工方案数控铣削的四类加工对象的主要加工表面一般可以采用如表4-1所示的加工方案。第十七次课授课提纲五、制订工艺路线 1．在中低档数控铣床上加工 2．在高档数控铣床上加工六、数控铣削工序设计 1．数控铣削工序内容在数控铣削加工工艺分析中所确定的加工内容基础上，根据加工部位的性质、刀具使用情况以及现有的加工条件，将这些加工内容安排在一个或几个数控铣削工序中。（1）当加工中使用的刀具较多时，为了减少换刀次数，缩短辅助时间，可以将一把刀具所加工的内容安排在一个工序（或工步）中。（2）按照工件加工表面的性质和要求，将粗加工、精加工分为依次进行的不同工序（或工步）。先进行所有表面的粗加工，然后再进行所有表面的精加工。（3）按照从简单到复杂的原则，先加工平面、沟槽、孔，再加工外形、内腔，最后加工曲面；先加工精度要求低的表面，再加工精度要求高的部位等。 2．工序加工顺序（工步） 3．工序单（卡片）数控加工工序单（卡片）是数控加工工艺规程的主要组成部分，其内容主要包括以下三个部分：（1）零件有关信息如零件图号、零件名称、零件材料牌号、装配图号等。（2）工序加工内容及工步顺序（3）加工程序及使用说明七、对刀点和换刀点的选择对刀点和换刀点的选择主要根据加工操作的实际情况，考虑如何在保证加工精度的同时，使操作简便。 1．对刀点的选择对刀点可以设置在工件上，也可以设置在夹具上，但都必须在编程坐标系中有确定的位置，如图4-9中的X1和Y1。对刀点既可以与编程原点重合，也可以不重合，这主要取决于加工精度和对刀的方便性。当对刀点与编程原点重合时，X1=0，Y1=0。 2．换刀点的选择由于数控铣床采用手动换刀，换刀时操作人员的主动性较高，换刀点只要设置在零件外面，不发生换刀阻碍即可。八、数控刀具系统 1．刀柄及其标准 2．铣刀种类铣刀在加工中的重要性显而易见，数控加工中对刀具的要求远远比普通铣削加工高，不仅要有更高的刚性、更高的耐用度、更好的抗震性、更好的断屑排屑性能、更合理的几何角度参数，还应有更高的制造精度。在数控加工中主要是要解决如何正确选择和使用刀具，包括选择刀具的种类、结构、材料、尺寸、几何角度以及确定合理而高效的切削参数等。如图4-13所示，刀具种类和尺寸一般根据加工表面的形状特点和尺寸选择，具体说明详如表4-2所示。 3．常用铣刀的刀具运动方式在数控铣削加工中，常用立铣刀和球头铣刀两类。具体说明详见表4-3。 4．切削参数切削参数的选择是工艺设计和程序编制时一个重要的内容，其合理性会直接影响工艺方案的实施和加工效果。数控铣削时切削参数主要根据工件材料、加工要求、刀具材料和刀具尺寸确定，同时还应考虑机床的性能，如机床刚性、主轴功率等。一般按照以下步骤进行：（1）根据工件材料和刀具材料查表确定切削速度，再由刀具直径可得到主轴转速；（2）根据机床功率确定切削深度；（3）根据切削深度查表确定每齿进给量；（4）根据主轴转速及每齿进给量可得切削进给速度。 5．刀具管理九、夹具在数控加工中使用的夹具有通用夹具、专用夹具、组合夹具以及较先进的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零件的特点和经济性选择使用。 1．通用夹具通用夹具由于具有较大的灵活性和经济性，在数控铣削中应用广泛。 2．夹具与程序编制的关系 3．工件统一基准定位装夹系统十、回转工作台和数控分度头为了扩大数控铣床的工艺范围，可以为三坐标数控铣床配备回转工作台，增加一个或二个回转运动坐标，实现四、五坐标联动，以加工更复杂的零件。十一、量具数控铣削加工零件的检验，一般常规尺寸仍可使用普通的量具进行测量，如游标卡尺、内径百分表等，也可以采用投影仪测量，如图4-19所示。而高精度尺寸、空间位

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模具数控加工技术教案第 18次课-19

第十八次课授课提纲第三节数控铣削的程序编制一、数控铣削编程的基本原理由图4-21可知，数控铣床编程就是按照数控系统的格式要求，根据事先设计的刀具运动路线，将刀具中心运动轨迹上或零件轮廓上各点的坐标编写成数控加工程序。二、加工程序代码标准数控加工所编制的程序，要符合具体的数控系统的格式要求。如表4-5所示。本节的程序编制按JB3208-83代码标准，见表1-2和表1-3所示。三、编程坐标系的选择编程坐标系也称工件坐标系，是设置在工件上用来计算刀具位置坐标数据的基准，其各个坐标轴及其方向应同机床坐标系一致。四、刀具补偿的建立、执行与撤消利用数控系统的刀具补偿功能，编程时不需要考虑刀具的实际尺寸，包括刀具半径及长度，而按照零件的轮廓计算坐标数据，有效简化了数控加工程序的编制。（一）刀具半径补偿的建立、执行与撤消铣削加工的刀具半径补偿分为刀具半径左补偿（G41）和刀具半径右补偿（G42），一般使用非零的D代码确定刀具半径补偿值寄存器号，用G40取消刀具半径补偿。有关G41、G42的规定，与车削编程时相同。 1．刀具半径补偿的建立如图4-22所示，刀具半径补偿的运动指令使用G00或G01与G41或G42的组合，并指定刀具半径补偿值寄存器号。程序如下： N1 G00 G90 X-20 Y-20 （刀具运动到开始点S） N2 G17 G01 G41 X0 Y0 D01 F200 （在A点切入工件，建立刀具左补偿，刀具半径补偿值存储在01号寄存器中）或 N2 G17 G01 G42 X0 Y0 D01 F200 （在E点建立刀具右补偿） 2．刀具半径补偿的执行除非用G40取消，一旦刀具半径补偿建立后就一直有效，刀具始终保持正确的刀具中心运动轨迹。程序如下： 3．刀具半径补偿的撤消（二）刀具长度补偿的建立、执行与撤消使用刀具长度补偿功能，在编程时可以不考虑刀具在机床主轴上装夹的实际长度，而只需在程序中给出刀具端刃的Z坐标，具体的刀具长度由Z向对刀来协调。刀具长度补偿分为刀具长度正补偿（G43）和刀具长度负补偿（G44），使用非零的H代码确定刀具长度补偿值寄存器号。取消刀具长度补偿用G49。刀具长度补偿也有刀具长度补偿的.建立、执行和撤消等三个过程，与刀具半径补偿的相类似。（三）刀具补偿的运用当数控加工程序编制好后，可以灵活地利用刀具补偿值来适应加工中出现的各种情况，如图4-23所示。五、编程实例【例题4-1】如图4-24所示零件外形加工，假设已经粗加工，采用手工编程方法编制其外形精加工程序。 1．零件图分析 2．设计刀具运动路线 3．选择编程坐标系选择编程坐标系如图4-24所示。 4．计算各点坐标 5．编写数控加工程序根据以上坐标数据和刀具运动路线，逐条编写加工程序如表4-6所示。第四节数控铣削加工实例【例题4-2】：如图4-25所示的模具零件。 1．工艺分析 2．工艺路线这里考虑在中档数控铣床上加工，完成型腔和导柱孔的加工，并将热处理安排在精加工之后进行，其它内容由普通机床加工。该零件的加工工艺路线安排如下：（1）下料；（2）粗铣、精铣六面，留上下面磨削余量；（3）磨上下面；（4）数控铣削两处型腔，钻、扩、镗四个导柱孔；（5）热处理；（6）表面抛光；（7）检验。 3．数控铣削工序由于零件是单件加工，考虑刀具使用的方便，在一次装夹中尽量把数控加工的内容全部完成。在数控铣削工序中，先对两处型腔进行粗铣、精铣，然后再加工导柱孔。（1）数控铣削两处型腔，如图4-26所示。当然，如果有四、五坐标联动的机床，就可以采用立铣刀直接铣削侧壁，效果更佳。需要注意的是，无论采用哪种方法，都要为最后铣削R2圆角留出足够的余量。（2）钻、扩、镗四个 20导柱孔如图4-27所示，在型腔加工后进行导柱孔的加工。由于是通孔，在零件安装时应在4个孔的位置留出足够的让刀空间，如在零件下加一块大小合适的垫块。 4．程序编制为提高效率，保证质量，最好采用自动编程方法。此零件的数控加工程序，这里略去。第四章小结数控铣床在数控加工中应用广泛，其加工对象也是最复杂的，无论工艺设计还是程序编制都需要根据具体生产条件认真分析，考虑周全。工艺设计中的关键问题是如何在保证加工要求的同时，提高加工效率，充分发挥数控机床的优势，协调好数控铣削工序与其它工序之间的关系，并为数控加工程序编制创造良好条件。手工编程能了解程序编制的基本原理和过程，应首先熟练掌握，然后才能在实际生产中采用自动编程方法解决数控加工复杂程序的编制问题。第十九次课授课提纲第五章加工中心加工加工技术第一节加工中心简介加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。一、加工中心的分类与结构特点 1．按机床形态分类（1）立式加工中心，如图5-1所示。立式加工中心装夹工件方便，便于操作，易于观察加工情况，调试程序容易，应用广泛。但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高的零件；在加工型腔或下凹的型面时切屑不易排除，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响加工的顺利进行；立式加工中心的结构简单，占地面积小，价格相对较低。故它最适宜加工高度方向尺寸相对较小的工件。加工中心的换刀方式一般有两种：通过机械手换刀和通过刀库换刀。如图5-2、3所示。（2）卧式加工中心其主轴中心线为水平状态设置，如图5-4所示。卧式加工中心在调试程序及试切时不宜观察，加工时不便监视，零件装夹和测量不方便；与立式加工中心相比较，卧式加工中心的结构复杂，占地面积大，价格也较高；但加工时排屑容易，对加工有利。（3）龙门加工中心，如图5-5所示。（4）五面加工中心，如图5-6所示。 2、按运动坐标数和同时控制的坐标数分类加工中心可分为三轴二联动，三轴三联动，四轴三联动，五轴四联动，六轴五联动等。 3、按工作台数量和功能分类加工中心可分为单工作台加工中心、双工作台加工中心和多工作台加工中心。综上所述，加工中心主要有以下特点：二、加工中心的主要功能加工中心是一种功能比较齐全的数控机床，具有多种工艺手段。加工中心的刀库存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序控制自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。三、加工中心的主要加工对象加工中心适用于复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的零件。其主要加工对象有以下四类： 1．箱体类零件。 2．复杂曲面 3．异形件。 4．盘、套、板类零件第二节加工中心的加工工艺与工装加工中心是在数控铣床的机床上发展起来的，因此其加工工艺仍然是以数控铣削加工为基础，但又不同于数控铣床。一、加工中心的工艺特点加工中心加工有如下工艺特点：（1）可减少工件的装夹次数，消除因多次装夹带来的定位误差，提高加工精度。（2）可减少机床数量，并相应减少操作工人，节省占用的车间面积。（3）可减少周转次数和运输工作量，缩短生产周期。（4）在制品数量少，简化生产调度和管理。（5）使用各种刀具进行多工序集中加工，在进行工艺设计时要处理好刀具在换刀及加工时与工件、夹具甚至机床相关部位的干涉问题。（6）若在加工中心上连续进行粗加工和精加工，夹具既要能适应粗加工时切削力大、高刚度、夹紧力大的要求，又须适应精加工时定位精度高，零件夹紧变形尽可能小的要求。（7）由于采用自动换刀和自动回转工作台进行多工位加工，决定了卧式加工中心只能进行悬臂加工。（8）多工序的集中加工，要及时处理切屑。（9）在将毛坯加工为成品的过程中，零件不能进行时效，内应力难以消除。（10）技术复杂，对使用、维修、管理要求较高。（11）加工中心一次性投资大，还需配置其他辅助装置，如刀具预调设备、数控工具系统或三坐标测量机等，机床的加工工时费用高，如果零件选择不当，会增加加工成本。二、加工中心的工艺路线设计设计加工中心加工零件的工艺路线时，本着经济合理的原则，安排加工中心的加工顺序，以期最大程度的发挥加工中心的作用。在目前国内很多企业中，由于多种原因，加工中心仅被当作数控铣床使用，且多为单机作业，远远没有发挥出加工中心的优势。单台加工中心或多台加工中心构成的FMC或FMS，在工艺设计上有较大的差别。 1．单台加工中心其工艺设计与数控铣床的相类似，主要注意以下方面：（1）安排加工顺序时，要根据工件的毛坯种类，现有加工中心机床的种类、构成和应用习惯，确定零件是否要进行加工中心工序前的预加工以及后续加工。（2）要照顾各个方向的尺寸，留给加工中心的余量要充分且均匀。（3）最好在加工中心上一次定位装夹中完成预加工面在内的所有内容。（4）加工质量要求较高的零件，应尽量将粗、精加工分开进行。（5）在具有良好冷却系统的加工中心上，可在加工中心上一次或两次装夹完成全部粗、精加工工序。一般情况下，箱体零件加工可参考的加工方案为：铣大平面→粗镗孔→半精镗孔→立铣刀加工→打中心孔→钻孔、铰孔→攻螺纹→精镗、精铣等。 2．多台加工中心构成的FMC或FMS 当加工中心处在FMC或FMS中时，其工艺设计应着重考虑每台加工设备的加工负荷，生产节拍，加工要求的保证以及工件的流动路线等问题，并协调好刀具的使用，充分利用固定循环、宏指令和子程序等简化程序的编制。对于各加工中心的工艺安排，一般通过FMC或FMS中的工艺决策模块（工艺调度）来完成。

篇5：模具数控加工技术教案第10次课--13次课

模具数控加工技术教案第10次课--13次课

第十次课授课提纲第四节可编程序控制器（PLC）一、可编程序控制器工作原理 1．可编程序控制器的组成 PLC是一种计算机控制系统。它不同于通用计算机的是：它是为工业现场开发，具有更多、功能强大的I/O接口和面向电气工程技术人员的编程语言。如图2-33所示，是一个小型PLC的内部结构示意图。 2．可编程序控制器的特点（1）可靠性高（2）编程简单（3）灵活性好（4）直接驱动负载能力强（5）便于实现机电一体化另外，利用其通信网络功能还可以实现计算机网络控制。 3．可编程序控制器的工作过程 PLC内部工作方式一般是采用循环扫描工作方式，在一些大、中型的PLC中增加了中断工作方式。当用户将用户程序调试完成后，通过编程器将其程序写入PLC存储器中，同时将现场的输入信号和被控制的执行元件相应的连接在输入模块的输入端和输出模块的输出端，接着将PLC工作方式选择为运行工作方式，后面的工作就由PLC根据用户程序去完成，图2-34是PLC执行过程框图。PLC在工作过程中，主要完成六个模块的处理。二、可编程序控制器的应用在机械制造业中，PLC得到了非常广泛的应用，特别是数控机床都或多或少的使用了PLC作为开关量的控制。除了数控机床，其它的加工设备目前也在越来越多的采用PLC进行控制，例如组合机床、各种自动化生产线等都使用了PLC控制。（一）数控机床使用PLC的类型数控机床使用的PLC可分为两类：一类是为“内装型”PLC；另一类是“独立型”PLC。 1．内装型PLC 如图2-36所示为内装型PLC的CNC系统框图。 2．独立型PLC 所谓独立型PLC实际上就是一个通用型PLC，它完全独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件，独立完成CNC系统所要求的控制任务。如图2-37所示是独立型PLC与CNC和机床的连接框图。从图中可以看到，独立型PLC，不但要与机床侧的I/O连接，还要进行与CNC装置侧的I/O连接。所以，独立型CPU造价较高，性能价格比不如内装型PLC。（二）PLC与CNC及机床之间的信息交换在信息交换中，分为PLC与CNC之间的信息交换和PLC与机床之间的信息交换。 PLC与CNC之间的信息交换分两个方向进行：一个方向是CNC向PLC发送信息，主要信息有各种功能代码M、S、T的信息，手动/自动方式信息，各种使能信息等；另一个方向是PLC向CNC发送信息，主要信息有M、S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信息等。 PLC与机床之间的信息交换也分为两个方向进行：一个方向是PLC向机床发送的信息，主要信息有控制机床的`执行元件，如电磁铁、接触器、继电器以及各种状态指示和故障报警等；另一个方向是机床向PLC发送信息，主要信息有机床操作面板输入信息和其上各种开关、按钮等信息，如机床起动/停止、主轴正转/反转/停止、冷却液开/关、倍率选择、各坐标轴点动以及刀架卡盘夹紧/松开等信息，还有各运动部件的限位开关，主轴状态监视信号和伺服系统运行准备信号等。第二章小结本章介绍的CNC系统由硬件和软件组成。CNC系统的硬件从电路板结构来分，有大板结构和模块化结构两种，从使用的微机结构来分，有单微机结构和多微机结构。为了完成控制机床的任务，CNC系统都有一套专用软件，即系统软件，它一般包括输入数据处理、插补计算、位置控制、速度控制、管理和诊断等软件。输入数据处理软件包括程序段的输入、存储、译码及预计算（如刀补计算）等内容。插补计算是CNC系统的一项重要任务，CNC系统的插补算法有逐点比较法、数字积分法、数据采样法等。CNC系统常见的软件结构有前后台型和中断型两种。数控机床的进给伺服系统有开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统和CNC伺服系统。数控机床的进给系统的机械结构与普通机床有很大的区别，体现在采用了精密的滚珠丝杠副、消除间隙机构、精密的导轨（如直线导轨、液体静压导轨、贴塑导轨等）。位置检测装置是保证闭环和半闭环伺服系统精度的关键，常用的位置检测装置有旋转变压器、感应同步器、光栅、磁栅等。数控机床的主轴驱动方式有变速齿轮传动、带传动、用两个电动机分别驱动主轴、内装主轴电动机等。主轴调速有电动机调速和机械齿轮变速。为满足数控机床低速强力切削的需要，常采用分段无级变速的方法。 PLC在数控机床中得到了非常广泛的应用，如采用PLC作为开关量控制的控制器。本章介绍了PLC的特点、工作原理及应用。第十一次课授课提纲第三章数控车削加工技术第一节数控车床简介一、概述（一）数控车床的用途数控车床能对轴类或盘类等回转体零件自动地完成内、外圆柱面，圆锥面，圆弧面和直、锥螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩和铰等工作。它是目前国内使用极为广泛的一种数控机床，约占数控机床总数的25％。（二）数控车床的组成及布局 1．数控车床的组成及特点图3-1为一种全功能型数控车床，一般由以下几个部分组成：（1）主机（2）数控装置（3）伺服驱动系统（4）辅助装置与普通车床相比较，数控车床的结构有许多特点： 2．数控车床的布局数控车床的布局形式与普通车床基本一致，但数控车床的刀架和导轨的布局形式有很大变化，直接影响着数控车床的使用性能及机床的结构和外观。此外，数控车床上都设有封闭的防护装置。（1）床身和导轨的布局 ①如图3-2（a）所示为平床身的布局 ②如图3-2（b）所示为斜床身的布局 ③如图3-2（c）所示为平床身斜滑板的布局（2）刀架的布局分为排式刀架和回转式刀架两大类。目前两坐标联动数控车床多采用回转刀架，它在机床上的布局有两种形式。一种是用于加工盘类零件的回转刀架，其回转轴垂直于主轴；另一种是用于加工轴类和盘类零件的回转刀架，其回转轴平行于主轴。四坐标轴控制的数控车床，床身上安装有两个独立的滑板和回转刀架，也称为双刀架四坐标数控车床。其上每个刀架的切削进给量是分别控制的，因此两刀架可以同时切削同一工件的不同部位，既扩大了加工范围，又提高了加工效率，适合于加工曲轴、飞机零件等形状复杂、批量较大的零件。（三）数控车床的分类随着数控车床制造技术的不断发展，形成了产品繁多、规格不一的局面，因而也出现了几种不同的分类方法。 1．按数控系统的功能分类（1）经济型数控车床（2）全功能型数控车床如图3-1所示，它一般采用闭环或半闭环控制系统，具有高刚度、高精度和高效率等特点。（3）车削中心（4）FMC车床 2．按加工零件的基本类型分类（1）卡盘式数控车床（2）顶尖式数控车床 3．按主轴的配置形式分类（1）卧式数控车床（2）立式数控车床具有两根主轴的车床，称为双轴卧式数控车床或双轴立式数控车床。 4．其他分类按数控系统的不同控制方式等指标，数控车床可分为直线控制数控车床、轮廓控制数控车床等；按特殊或专门的工艺性能可分为螺纹数控车床、活塞数控车床、曲轴数控车床等；按刀架数量可分为单刀架数控车床和双刀架数控车床；另外也有把车削中心列为数控车床一类的。二、数控车床的典型结构下面主要介绍全功能型数控车床的典型结构。 1．主传动系统数控车床主运动要求速度在一定范围内可调，有足够的驱动功率，主轴回转轴心线的位置准确稳定，并有足够的刚性与抗振性。图3-3为济南第一机床厂生产的MJ-50型数控车床的传动系统图。 2．进给传动系统数控车床进给传动系统是用数字控制X、Z坐标轴的直接对象，工件最后的尺寸精度和轮廓精度都直接受进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的影响。为此，数控车床的进给传动系统应充分注意减少摩擦力，提高传动精度和刚度，消除传动间隙以及减少运动件的惯量等。为使全功能型数控车床进给传动系统要求高精度、快速响应、低速大转矩，一般采用交、直流伺服进给驱动装置，通过滚珠丝杠螺母副带动刀架移动。刀架的快速移动和进给移动为同一条传动路线。如图3-3所示，MJ-50数控车床的进给传动系统分为X轴进给传动和Z轴进给传动。 3．自动回转刀架数控车床的刀架是机床的重要组成部分，其结构直接影响机床的切削性能和工作效率。回转式刀架上回转头各刀座用于安装或支持各种不同用途的刀具，通过回转头的旋转p分度和定位，实现机床的自动换刀。回转刀架分度准确，定位可靠，重复定位精度高，转位速度快，夹紧性好，可以保证数控车床的高精度和高效率。按照回转刀架的回转轴相对于机床主轴的位置，可分为立式和卧式回转刀架。（1）立式回转刀架（2）卧式回转刀架 4．机床尾座如图3-4所示为MJ-50数控车床出厂时配置的标准尾座结构简图。第二节数控车削的加工工艺与工装一、数控车削加工的工艺分析理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。除必须熟练掌握其性能、特点和使用操作方法外，还必须在编程之前正确地确定加工工艺。由于生产规模的差异，对于同一零件的车削加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的车削工艺方案。（一）加工工序划分在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种： 1．保持精度原则 2．提高生产效率的原则实际生产中，数控加工工序的划分要根据具体零件的结构特、技术要求等情况综合考虑。（二）加工路线的确定下面举例分析数控车床加工零件时常用的加工路线。 1．车圆锥的加工路线分析在车床上车外圆锥时可以分为车正锥和车倒锥两种情况，而每一种情况又有两种加工路线。如图3-5所示为车正锥的两种加工路线。按图（a）车正锥时，需要计算终刀距S。假设圆锥大径为D，小径为d，锥长为L，背吃刀量为ap，则由相似三角形可得： (D-d)/2L=ap/S 则：S=2Lap/(D-d)，按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。当按图（b）的走刀路线车正锥时，则不需要计算终刀距S，只要确定了背吃刀量ap，即可车出圆锥轮廓，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变形的，且刀切削运动的路线较长。图3-6为车倒

篇6：模具数控加工技术教案第 13 次课--16次课

模具数控加工技术教案第 13 次课--16次课

第十三次课授课提纲（三）数控车削常用的各种指令不同的数控车床，其编程功能指令基本相同，但也有个别功能指令的定义有所不同，这里以FANUCD0T系统为例介绍数控车床的基本编程功能指令。 1．快速点定位指令（G00）该指令使刀架以机床厂设定的最快速度按点位控制方式从刀架当前点快速移动至目标点。该指令没有运动轨迹的要求，也不需规定进给速度。指令格式：G00 X____Z____，或G00 U____W____ 【例题3-1】快速进刀（G00）编程，如图3-13所示。 2．直线插补指令（G01）该指令用于使刀架以给定的进给速度从当前点直线或斜线移动至目标点，即可使刀架沿X轴方向或Z轴方向作直线运动，也可以两轴联动方式在X、Z轴内作任意斜率的直线运动。指令格式：G01 X___Z___F___，或G01 U___ W___F___ 如进给速度F值已在前段程序中给定且不需改变，本段程序也可不写出；若某一轴没有进给，则指令中可省略该轴指令。【例题3-2】外圆柱切削编程，如图3-14所示。 3．圆弧插补指令（G02、G03）该指令用于刀架作圆弧运动以切出圆弧轮廓。G02为刀架沿顺时针方向作圆弧插补，而G03则为沿逆时针方向的圆弧插补。指令格式：G02 X___Z___I___K___F___，或G02 X___Z___R___F___ G03 X___Z___I___K___F___，或G03 X___Z___R___F___ 【例题3-3 】顺时针圆弧插补，如图3-15所示。 4．螺纹切削指令（G32）该指令用于切削圆柱螺纹，圆锥螺纹和端面螺纹。指令格式：G32 X___Z___F___ 其中F值为螺纹的螺距。【例题3-4】圆柱螺纹切削，如图3-16所示。 5．暂停指令(G04) 该指令可使刀具作短时间（n秒钟）的停顿，以进行进给光整加工。主要用于车削环槽、不通孔和自动加工螺纹等场合，如图3-17所示。指令格式：G04 P___ 指令中P后的数值表示暂停时间。 6．自动回原点指令（G28）该指令使刀具由当前位置自动返回机床原点或经某一中间位置再返回到机床原点，如图3-18所示。指令格式：G28 X(U)____Z(W)____T00 指令中的坐标为中间点坐标，其中X坐标必须按直径给定。直接返回机床原点时，只需将当前位置设定为中间点即可。刀具复位指令 T00必须写在G28指令的同一程序段或该程序段之前。刀具以快速方式返回机床原点。 7．工件坐标系设定指令（G50）该指令用以设定刀具出发点（刀尖点）相对于工件原点的位置，即设定一个工件坐标系，有的数控系统用G92指令。该指令是一个非运动指令，只起预置寄存作用，一般作为第一条指令放在整个程序的前面。指令格式：G50 X___Z___ 指令中的坐标即为刀具出发点在工件坐标系下的坐标值。【例题3-5】工件坐标系设定，如图3-19所示。（四）刀具半径补偿目前数控车床都具备有刀具半径自动补偿功能。编程时只需按工件的实际轮廓尺寸编程即可，不必考虑刀具的刀尖圆弧半径的大小；加工时由数控系统将刀尖圆弧半径加以补偿，便可加工出所要求的工件。 1．刀尖圆弧半径的概念任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，它的半径值是个难于准确测量的值，如图3-20所示。编程时，若以假想刀尖位置为切削点，则编程很简单。但任何刀具都存在刀尖圆弧，当车削圆柱面的外径、内径或端面时，刀尖圆弧的大小并不起作用；但当车倒角、锥面、圆弧或曲面时，就将影响加工精度。图3-21表示了以假想刀尖位置编程时过切削及欠切削现象。 2．刀具半径补偿的实施（1）G40－解除刀具半径指令（2）G41－刀具半径左补偿指令（3）G42－刀具半径右补偿指令图3-22表示了根据刀具与工件的相对位置及刀具的运动方向如何选用G41或G42指令。（五）固定循环功能在数控车床上对外圆柱、内圆柱、端面、螺纹等表面进行粗加工时，刀具往往要多次反复地执行相同的动作，直至将工件切削到所要求的尺寸。于是在一个程序中可能会出现很多基本相同的程序段，造成程序冗长。为了简化编程工件，数控系统可以用一个程序段来设置刀具作反复切削，这就是循环功能。固定循环功能包括单一固定循环和复合固定循环功能。 1．单一固定循环指令常用有以下几种指令：（1）外径、内径切削循环指令G90可完成外径、内径及锥面粗加工的固定循环。 ① 切削圆柱面指令格式为： G90 X(U)__Z(W)__(F__) 如图3-23所示。【例题3-6】用G90指令编程，工件和加工过程如图3-24所示，程序如下： ②切削锥面指令格式： G90 X(U)__Z(W)__I__(F__) 如图3-25所示，X(U)、Z(W)的意义同前。I值为锥面大、小径的半径差，其符号的确定方法是：锥面起点坐标大于终点坐标时为正，反之为负。 2．复合固定循环指令它应用在切除非一次加工即能加工到规定尺寸的场合，主要在粗车和多次切螺纹的情况下使用，它主要有以下几种：（1）外径、内径粗车循环指令G71 该指令将工件切削到精加工之前的尺寸，精加工前工件形状及粗加工的刀具路径由系统根据精加工尺寸自动设定。指令格式：G71 Pns Qnf UΔu WΔw DΔd(F__S _T__) 如图3-26所示为G71粗车外径的加工路线。图中C粗车循环的起点，A是毛坯外径与端面轮廓的交点。当此指令用于工件内径轮廓时，G71就自动成为内径粗车循环，此时径向精车余量Δu应指定为负值。（2）端面粗车循环指令G72 它适用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，其功能与G71基本相同，不同之处是G72只完成端面方向粗车，刀具路径按径向方向循环，其刀具循环路径如图3-27所示，指令格式和其地址含义与G71的相同。（3）闭合车削循环指令G73 它适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近时的粗车。例如，一些锻件、铸件的粗车，此时采用G73指令进行粗加工将大大节省工时，提高切削效率。其功能与G71、G72基本相同，所不同的是刀具路径按工件精加工轮廓进行循环，其走刀路线如图3-28所示。指令格式：G73 Pns Qnf IΔi KΔk UΔu WΔw DΔd(F__S__T__) （4）精加工循环指令G70 用于执行G71、G72、G73粗加工循环指令后的精加工循环。指令格式：G70 Pns Qnf 指令中的ns、nf与前几个指令的含义相同。在G70状态下，ns至nf程序中指定的F、S、T有效；当ns至nf程序中不指定F、S、T时，则粗车循环中指定的F、S、T有效。【例题3-7】用G70、G71指令编程，如图3-29所示。第十四次课授课提纲第四节数控车削加工实例一、数控车床的操作尽管不同的数控系统和数控车床的功能有些差异，数控车床的操作面板也有一些变化，但其基本功能和操作面板的基本形式大同小异。下面介绍HCNC―1T车削数控系统配简易型数控车床CJK6032的操作面板，如图3-30所示。操作面板上各按键的功能如下：（1）电源开关；（2）急停按钮；（3）超程解除按钮；（4）工作方式选择波段开关；（5）自动方式；（6）单段方式；（7）手动/点动方式；（8）步进方式；（9）回零方式；（10）进给倍率；（11）刀位选择；（12）循环启动；（13）进给保持；（14）机床锁住；（15）冷却液开/关；（16）主轴正转/主轴停止/主轴反转/主轴点动；二、数控车削实例【例题3-8】已知毛坯为 30mm的棒料，材料为45钢，试数控车削成如图3-31所示的正锥。 1．根据零件图样要求和毛坯情况，确定工艺方案及加工路线对短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘一次装夹完成粗精加工。其工步顺序如下：（1）粗车端面及外圆锥面，留1mm精车余量。（2）精车外圆锥面到尺寸。（3）按第一种车锥路线进行加工，终刀距S1=8mm，S2=16mm。 2．选择机床设备根据零件图样要求，可选用MJ-50型数控卧式车床。 3．选择刀具根据加工要求，选用两把刀具，T01为90°粗车刀，T02为90°精车刀。同时把这两把刀安装在自动换刀刀架上，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。 4．确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能，相关的手册并结合实际经验确定。设定分三次走刀，前两次背吃刀量ap=2mm，最后一次背吃刀量为ap=1mm 。 5．确定工件坐标系确定以工件右端面在与轴心线的.交点O为工件原点，建立X0Z工件坐标系，如图3-31所示。 6．编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：【例题3-9】在CK7815型数控车床上对图3-32（a）所示的零件进行精加工，图中的 85mm外圆柱面不加工。试编制其精车程序。 1．根据零件图纸要求，按先主后次的加工原则，确定加工工艺方案 2．选择刀具并绘制刀具布置图根据加工要求需选用三把刀具，其刀具布置如图3-32（b）所示。T01号刀车外圆，T02刀切槽，T03号刀车螺纹。对刀时，用对刀显微镜以T01号刀为基准刀，测量其它两把刀相对于基准刀的偏差值，并把它们的刀偏值输入相应刀具的刀偏单元中。 3．选择切削用量其切削用量如表3-4所示。 4．编制数控精车程序该机床可以采用绝对值和增量值混合编程，绝对值用X、Z地址，增量值用U、W地址，采用小数点编程，其加工程序如下。第三章小结本章介绍了数控车床的用途、组成及布局、分类和典型结构，重点分析了数控车削的加工工艺与工装，详细介绍了数控车削编程所遇到的常用指令用法，最后通过数控车削实例对其工艺和编程进行了综合应用。数控车削的加工工艺设计与工装的选用非常重要，直接影响编程，所以对于大部分的简单回转类零件，常常结合工艺设计采用手工编程。而对于复杂的回转类零件，可以先确定其车削工艺，再借助CAD/CAM软件进行自动编程。数控车削的加工仍以二维坐标联动加工为主，常用编程指令的用法比较简单，但固定循环指令的参数较多，运用时较为复杂，应结合大多数车削数控系统所具有的模拟功能和实际加工加以理解第十五次课授课提纲现场教学 1、现场讲解华中Ⅰ型数控车数控系统的用户界面、功能、编程、程序输入和程序校验等内容； 2、现场演示华中Ⅰ型数控车系统下的程序调试和加工零件的过程； 3、学生实际操

篇7：模具数控加工技术教案第8次课-9次课

模具数控加工技术教案第8次课-9次课

第八次课授课提纲五、数控机床的位置检测装置（一）对位置检测装置的要求闭环伺服系统和半闭环伺服系统均装有位置检测装置，常用的有旋转变压器、光栅、感应同步器、编码盘等。位置检测装置的主要作用是检测位移量，并将检测的反馈信号和数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件，使其向着消除偏差的方向运动，直到偏差为零。为提高数控机床的加工精度，必须提高测量元件和测量系统的精度。不同的数控机床对测量元件和测量系统的精度要求、允许的最高移动速度各不相同。一般要求测量元件的分辨率（测量元件能测量的最小位移量）在0.0001～ 0.01mm之内，测量精度为0.001～ 0.02mm，运动速度为0～24 m / min。数控机床对位置检测装置的要求如下：（1）工作可靠，抗干扰性强（2）满足精度和速度的要求（3）便于安装和维护（4）成本低、寿命长。（二）常用的位置检测装置 1．旋转变压器（1）旋转变压器的结构和工作原理旋转变压器一般有两极绕组和四极绕组两种结构形式。两极绕组旋转变压器的定子和转子各有一对磁极，四极绕组则各有两对磁极，主要用于高精度的检测系统。除此之外，还有多极式旋转变压器，用于高精度绝对式检测系统。在实际应用中，考虑到使用的方便性和检测精度等因素，常采用四极绕组式旋转变压器。这种结构形式的旋转变压器可分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式。 a. 鉴相工作方式如图2-20所示为四极旋转变压器，给定子的两个绕组分别通以同幅、同频但相位相差π/2的交流励磁电压，即: u1 s＝UmSinωt u1 c＝UmCosωt （2―1）在转子绕组的其中一个绕组接一高阻抗，它不作为旋转变压器的测量输出，主要起平衡磁场的.作用，目的是为了提高测量精度。这两个励磁电压在转子的另一绕组中都产生了感应电压，并叠加在一起，因而转子中的感应电压应为这两个电压的代数和，即： u2＝ku1 s Sinθ＋ku1 c Cosθ ＝kUmSinωt Sinθ＋kUmCosωt Cosθ ＝kUmCos(ωt -θ) （2―2）同理，假如转子逆向转动，可得： u2＝kUmCos(ωt ＋θ) （2―3）由式（2―1）和（2―2）可见，旋转变压器转子绕组中的感应电势u2与定子绕组中的励磁电压同频率，但相位不同，其差值为θ。而θ角正是被测位移，故通过比较感应电势u2 与定子励磁电压输出电压u1 c的相位，便可求出θ。 b.鉴幅工作方式给定子的两个绕组分别通以同频率、同相位但幅值不同的交变励磁电压，即： u1 s ＝Us m Sinωt u1c ＝Uc m Sinωt （2―4）其中，幅值分别为正弦、余弦函数，即： Us m ＝ UmSinα Uc m ＝ UmCosα 式中α角可改变，称为旋转变压器的电气角。则在转子上的叠加感应电压为： u2＝ku1 s Sinθ＋ku1 c Cosθ ＝kUmSinαSinωt Sinθ＋kUmCosαSinωt Cosθ ＝kUmCos(α-θ) Sinωt (2―5) 如果转子逆向转动，可得： u2＝kUmCos(α+θ) Sinωt (2―6) 由上式（2－5）和（2－6）可得，转子感应电压的幅值随转子的偏转角θ而变化，测量出幅值即可求得转角θ。在实际应用中，应根据转子误差电压的大小，不断修改励磁信号中的α角（即励磁幅值），使其跟踪θ的变化。（2）旋转变压器的应用由于旋转变压器具有结构简单、动作灵敏、工作可靠、对环境条件要求低、输出信号幅度大、抗干扰能力强和测量精度一般等特点，所以在连续控制系统中得到普遍应用，一般用于精度要求不高的数控机床上。 2．感应同步器感应同步器也是一种非接触电磁式测量装置，它可以测量角位移或直线位移。感应同步器的特点是：感应同步器有许多极，其输出电压是许多极感应电压的平均值，因此检测装置本身微小的制造误差由于取平均值而得到补偿，其测量精度较高；测量距离长，感应同步器可以采用拼接的方法，增大测量尺寸；对环境的适应性较强，因其利用电磁感应原理产生信号，所以抗油、水和灰尘的能力较强；结构简单，使用寿命长且维护简单。（1）感应同步器的结构和工作原理感应同步器测量装置分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺两部分组成，如图2-21所示。图2-22表示了定尺绕组感应电压与定尺、滑尺之间相对位置的关系。（2）感应同步器的工作方式同旋转变压器工作方式相似，根据滑尺励磁绕组供电方式的不同，感应同步器的工作状态可分为相位工作方式和幅值工作方式两种情况。 ①相位工作方式（鉴相工作法）给滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通以同频、同幅但相位相差的交流励磁电压，即: 由于定尺绕组的感应电压滞后滑尺绕组的励磁电压90，当滑尺移动时，定尺绕组中产生的感应电压为: 式中, 为耦合系数；为滑尺绕组相对于定尺绕组的空间相位角，，其中为滑尺相对定尺的位移量，为节距。应用叠加原理，定尺绕组上的感应电压为 - = 由上述分析可知，在相位工作方式中，感应输出电压是一个幅值不变的交流电压。由于耦合系数、励磁电压幅值以及频率均为常数，所以定尺感应电压只随空间相位角的变化而变化,即定尺感应电压与滑尺的位移值有严格的对应关系。通过鉴别定尺感应电压相位，即可测得滑尺和定尺的相对位移量。 ②幅值工作方式（鉴幅工作方式）给滑尺的正弦绕组和余弦绕组分别通以同频率、同相位但幅值不同的交流励磁电压，即: 其中，，，为给定的电气角。则在定尺绕组上产生的感应电压为: = 当滑尺和定尺处于初始位置时，，则 0。在滑尺移动过程中，在一个节距内任一 0的点称为节距零点。当定尺、滑尺之间产生相对位移，即改变滑尺位置时，则，使得 0。令，此时在定尺绕组上产生的感应电压为: = 当很小时，定尺绕组上的感应电压可以近似表示为: 又因为，所以定尺绕组上的感应电压又可表示为：由上式可知，定尺绕组上的感应电压实际上是误差电压，当滑尺位移量很小时，误差电压幅值和呈正比，因此可通过测量的幅值来测定位移量的大小。在幅值工作方式中，每当改变一个位移增量，就有误差电压产生。当超过某一预先整定的门槛电平时，就会产生脉冲信号，并以此来修正励磁信号、，使误差信号重新降到门槛电平以下（相当节距零点），以把位移量转化为数字量，实现了对位移的测量。 3．光栅光栅是用于数控机床的精密检测装置，是一种非接触式测量。它是利用光学原理进行工作，按形状可分为圆光栅和长光栅。圆光栅用于角位移的检测，长光栅用于直线位移的检测。光栅是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件，它主要由光栅尺（包括标尺光栅和指示光栅）和光栅读数头两部分组成。光栅读数头由光源、透镜、指示光栅、光敏元件和驱动线路组成，如图2-23所示。常见光栅的工作原理是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的，这里不再详述。光栅具有如下特点：（1）响应速度快、量程宽、测量精度高。测直线位移，精度可达0.5～3μm（300mm范围内），分辨率可达0.1μm；测角位移，精度可达0.15″，分辨率可达0.1″，甚至更高。（2）可实现动态测量，易于实现测量及数据处理的自动化。（3）具有较强的抗干扰能力。（4）怕振动、怕油污，高精度光栅的制作成本高。 4．磁栅磁栅是一种采用电磁方法记录磁波数目的位置检测装置，其录磁和拾磁原理与普通磁带相似。在检磁过程中，磁头读取磁性标尺上的磁化信号并把它转换成电信号，然后通过检测电路将磁头相对于磁性标尺的位置送入计算机或数显装置。磁栅按磁性标尺基体的形状可分为平面实体型磁栅、带状磁栅、线状磁栅和圆型磁栅，前三种用于直线位移测量，后一种用于角位移测量。如图2-24所示为磁栅结构框图，它由磁性标尺、拾磁磁头和检测电路组成。（1）磁性标尺（2）拾磁磁头由于用于位置检测用的磁栅要求当磁尺与磁头相对运动速度很低或处于静止时亦能测量位移或位置，所以应采用静态磁头。静态磁头又称磁通响应型磁头，它在普通动态磁头上加有带励磁线圈的可饱和铁芯，从而利用了可饱和铁芯的磁性调制的原理。静态磁头可分为单磁头、双磁头和多磁头。磁栅与光栅相比，测量精度略低一些，但它有如下特点：（1）制作简单，安装、调整方便，成本低。磁栅上的磁化信号录制完，若发现不符合要求，可抹去重录。亦可安装在机床上再录磁，避免安装误差。（2）磁尺的长度可任意选择，亦可录制任意节距的磁信号。（3）耐油污、灰尘等，对使用环境要求较低。（4）但反应速度受到限制；因磁头与磁尺有接触的相对运动产生磨损，对磁栅的使用寿命产生影响。第九次课授课提纲第三节数控机床的主轴驱动及其机械结构一、主轴驱动及其控制（一）对主轴驱动的要求数控机床的主轴驱动是指产生主切削运动的传动，它是数控机床的重要组成部分之一。随着数控技术的不断发展，传统的主轴驱动已不能满足要求，现代数控机床对主轴驱动提出了更高的要求。（1）数控机床主传动要有宽的调速范围及尽可能实现无级变速（2）功率大（3）动态响应性要好（4）精度高（5）旋转轴联动功能（6）恒线速切削功能（7）加工中心上，要求主轴具有高精度的准停控制此外，有的数控机床还要求具有角度分度控制功能。为了达到上述有关要求，对主轴调速系统还需加位置控制，比较多的采用光电编码器作为主轴的转角检测。（二）主轴驱动方式数控机床的主轴驱动及其控制方式主要有四种配置方式，如图2-25所示。（1）带有变速齿轮的主传动，如图2-25（a）所示。（2）通过带传动的主传动，如图2-25（b）所示。（3）用两个电动机分别驱动主轴，如图2-25（c）所示。（4）内装电动机主轴传动结构，如图2-25（d）所示。（三）主轴调速方法数控机床的主轴调速是按照控制指令自动执行的，为了能同时满足对主传动的调速和输出扭矩的要求，数控机床常用机电结合的方法，即同时采用电动机和机械齿轮变速两种方法。其中齿轮减速以增大输出扭矩，并利用齿轮换挡来扩大调速范围。 1．电动机调速用于主轴驱动的调速电动机主要有

篇8：《模具数控加工技术》课教学初探

《模具数控加工技术》课教学初探

《模具数控加工技术》是“模具设计与制造”专业的一门主干专业课程，其培养目标是为模具制造业培养高素质的数控加工人员。该课程的具体教学要求是：使学生了解数控加工技术的基本理论知识，具备正确编制数控加工程序的能力和应用数控加工机床加工模具零件的基本技能。通过本课程的学习，在知识方面，使学生基本掌握程序设计的的基本知识；初步掌握数控车床、数控铣床、加工中心、数控线切割机床的用途、组成和工作原理。在能力培养方面，使学生掌握数控车床和数控铣床的编程方法和操作技能；初步掌握加工中心的编程方法；了解自动编程方法。

一、教学组织与教学过程

模具数控加工技术包含编程方法和操作技能两大内容，所以，要求教师既能讲授教材中的基本理论、基本原理及程序编制的方法，又能指导学生进行数控机床的操作。设备、数控系统及教材的选定必须紧扣“中等职业学校模具设计与制造专业教学指导方案”对该课程的基本要求，其次还要考虑设备、数控系统及教材之间的相互配套，有鉴于此，在以上几个方面我们都是按照HNC数控系统进行配置来组织教学的。该课程总学时60学时，讲授36学时，实验与实训24学时。在教学过程中，我们始终贯穿编程和操作这条主线，整个教学过程也分为两个模块进行。

1、课堂教学

主要介绍基本概念、数控编程基础知识及数控加工基本原理，为学生学好数控加工技术打好理论基础。在课堂教学过程中，既结合教材的课件光盘及HNC－21T和HNC－21M培训软件，同时又自制一些与生产实际紧密相联的教学课件，利用多媒体视频教学手段，采取讲解、演示、讨论等多种方式激发学生学习该课程的兴趣和积极性，化抽象为具体、化枯燥乏味为生动直观，从而达到既给学生详细讲授该课程基本的理论知识，又培养学生根据零件图确定被加工件的加工工艺过程和编制加工程序的能力。如：在学习刀具半径补偿指令G41（G42）时，首先给学生详细讲解刀具半径补偿指令的概念和作用；然后，让他们分别观察在同一个零件轮廓的.程序中，有无刀补指令刀具的运动轨迹，这一知识的教学，既有讲解，又有多媒体课件动画演示，再加上对实际零件的加工。学生自己通过对比后，对刀具半径补偿的概念的理解就更为深刻了。

2、实验与实训操作教学

实训教学的目的是让学生熟悉和掌握实际编程和操作，这也是该课程的重点，因为学生就业后其工作能力如何就体现在实际操作方面。实验和实训授课地点安排在计算机机房和数控实训中心，在讨论不同类型的机床编程和操作时，安排不同的实训操作内容。

数控车床和数控铣床的编程操作是在计算机机房完成的，我们采用的是HNC-21T和HNC-21M数控培训软件。每次上机前，理论教学教师和实训教师共同商讨，确定好相应课题后，给学生指定要加工的零件图，要求学生按照零件图当场完成程序编制和程序校验，使教学内容具体化。在编程过程中，充分发挥学生的主体作用，让学生边做、边学、边问，大部分同学都能按时完成教学内容。完成了程序编制和程序校验，说明所编程序无误，随即保存。数控实训中心控制机床的计算机可以共享该程序，学生在进行车、铣面板操作和加工练习时，可以调用自己编的程序来加工。

数控车和数控铣加工练习在数控实训中心进行，在给学生介绍清楚机床的各种基本操作方法后，数控实训中心为学生准备好被加工零件的毛坯，其加工程序是学生本人通过上述方式在计算机机房编制和校验无误的程序，学生自己按零件图的加工要求进行加工。通过这种理论和实践相结合的教学方法，不仅大大调动了学生的学习热情，而且增强了该课程的应用性和实用性，培养了学生的动手能力和严谨的工作作风，同时也提高了教学效率和教学效果。

加工中心的加工练习是通过数控仿真加工教学系统进行的。该系统可以在计算机上建立起一种虚拟现实技术、具有三维真实感的数控加工环境和多元化的教学环境，学生可以在此环境下学习和掌握从工艺分析、加工准备、毛坯装夹、对刀、编程到加工的全过程的操作技能。

线切割机床的操作我们是在DK7732B-CG数控线切割机床上完成，该机床配置的是YH自动编程系统，所以在给学生介绍编程方法时，除了讨论常用的3B、4B格式和ISO代码编程外，重点介绍的是YH系统。学生在进行线切割机床加工练习时采用的也是YH系统。实际操作是通过加工模具零件完成的。我们通过多方联系，经常在当地一些企业找回一些需要进行线切割加工的模具零件，按图纸要求，在老师的指导下，由学生自己完成编程和加工操作。通过这样的教学方式，学生一方面掌握了线切割机床的编程和操作，另一方面也加深了对模具生产工艺过程的了解，取得了事半功倍的教学效果。

二、教学经验总结与效果分析

在该课程几年的教学实践中，我们不断地摸索和改进教学组织及其教学过程，使该课程的教学获得比较好的效果，同时也积累了一些有益的经验，可供借鉴：

(1) 本课程是一门实践性很强的课程，必须从实际应用出发，结合实例讲述编程的工艺方法，让学生在认真学好理论知识的同时努力实践，并在实践中加深理解，巩固其学习成果，提高学生的实际动手能力。

（2）为使学生掌握各类数控加工机床的加工程序编制及操作方法等重点内容，必须通过习题、实验去体会和验证编程技巧。本课程要求具备足够的实验设备，如：数控车床、模拟编程器、数控铣床、数控线切割机床、微型机及编程软件等，以满足教学的需要。为了加强实践性环节，在教学中应充分利用实验设备，进行现场教学。特别是在设备有限的条件下，可以采用学生分组轮流操作，充分发挥设备的利用率。

(3) 计算机自动编程是数控加工中不可缺少的重要环节。根据国内计算机软件技术的发展现状，可适当购买能满足教学要求的软件，以便在现有的微机室为学生动手操作提供较好的实验条件。

（4）要做到教材内容与设备和数控系统相适应，即教材中的指令代码和编程语句与数控系统及设备要一致，这样，可以做到老师讲的和学生练的、做的相一致，效果较好。

（5）数控技术发展极快，在做到教材内容与已有设备和数控系统相匹配的同时，教师要及时把握实际生产过程中数控技术的发展，结合学生实际情况和就业需求情况，针对性地对数控加工的实用技术进行选择并贯彻到教学过程中，从而做到“用明天的技术培养今天的学生，为未来服务”。

通过以上的教学组织实施过程，学生既掌握了相关的理论基础知识，又学会了实际动手操作。在我校近几届“模具设计与制造”专业的毕业生中，绝大多数同学一到用人单位，只需熟悉企业生产的零件后即可进行数控加工的操作，得到了各模具加工企业的好评。我校“模具设计与制造”专业通过这种有效的教学方式，专业建设不断加强和壮大，同时也被湖北省确定为省级重点专业。

篇9：第21 课科学社会主义的诞生教案之一

第21 课科学社会主义的诞生教案之一

教学目标

1.学生应该掌握的是欧洲三大工人运动；马克思、恩格斯的早期革命活动；《共产党宣言》的发表标志着科学社会主义的诞生。

2.①通过马克思、恩格斯早期革命活动的学习，使学生树立正确的人生观。②通过对《共产党宣言》的学习，使学生认识到科学社会主义吸收了人类优秀文化成果，使指导无产阶级解放斗争的科学理论，对人类历史的发展做出巨大的贡献。

3.通过引导学生思考“科学社会主义为什么诞生在19世纪40年代”，培养学生把握事物内在联系，综合分析问题的能力。

教学建议

本课地位

马克思、恩格斯创立科学社会主义：科学社会主义揭示社会发展规律，是指导无产阶级解放斗争的科学理论，其创立是世界近现代史上国际工人运动和社会主义运动兴起与发展的起点，具有划时代的意义。无论在世界近现代史上还是本课中都具有举足轻重的地位。

重点分析：

马克思、恩格斯创立科学社会主义：科学社会主义揭示社会发展规律，是指导无产阶级解放斗争的科学理论，其创立是世界近现代史上国际工人运动和社会主义运动兴起与发展的起点，具有划时代的意义。无论在世界近现代史上还是本课中都具有举足轻重的地位。因此是重点。

难点分析：

科学社会主义诞生的历史条件。因为讲述科学社会主义涉及空想社会主义、欧洲三大工人运动和马克思、恩格斯的开创性的努力，而这几个方面的内容有的学生从未接触，有的本课中也未讲到，而这几个方面的内容与科学社会主义诞生又有内在联系（即历史条件），所以学生受年龄、认知水平等条件限制，不易理解。

重点突破方案：

1、先请两位学生讲述马克思、恩格斯的事迹，尤其是两位革命导师的远大理想。

2、利用课件、结合前面所讲的历史条件，教师通过提问：A创立科学社会主义的'准备条件成熟了吗？B还缺乏那些条件？C科学社会主义创立的必然性和偶然性及艰巨性分别是什么？

通过难度逐渐加大的问题，层层分析证明科学社会主义的诞生已经水到渠成。

3、最后阐述科学社会主义创立的标志：《共产党宣言》的发表。

难点突破方案：

1、教师提问：谁了解空想社会主义？

请知道的学生讲述空想社会主义。

2、通过课件讲述欧洲三次工人运动，且提问三次工人运动的结果及思考？

3、通过图片展示马克思、恩格斯深入工人，两位革命导师的开创性贡献。

教学设计思路

1、学生讲述马克思、恩格斯的生活学习、理想；以及两位革命导师的伟大友谊及合作精神和贡献。

2、利用图片、课件、材料等达到解决本课重点突破难点。

3、重点进行思想教育。

教学设计示例

篇10：第21课科学社会主义的诞生教案之二

第21课科学社会主义的诞生教案之二

教学设计思路

1．以学生为主体，充分调动学生学习积极性

学生能解答的问题，尽量由学生作答。教师主要引导学生把前后知识串联起来，教师提出问题，让学生阅读、思考、回答问题。问题主要围绕科学社会主义的诞生这条主线展开。

2．以教材为主，充分挖掘书本已有资源

课本上对重大事件提供了重要资料，教师在教学时可结合课本内容，提供学生阅读，加深认识这段历史，提高学生阅读、分析的能力。书中还提供了一些重要图片资料，教师可以在教学中适当运用，从而加强教学的直观性，增强多感官影响效果，使学生更深刻地认识历史。

3．充分利用本课内容，进行思想教育

本课是进行社会主义、共产主义教育的极好素材，组织安排课堂讨论，学习伟大导师的优良品质，树立远大的理想。

4．突出重点和难点

由于本课涉及了不少理论问题，而授课时间又很有限，因此教师应对这些问题按难易程度和轻重程度，做出一个较为周密的安排，做到既照顾一般，又突出重点和难点，深入浅出，扣紧科学社会主义的诞生这条主线，把前后教材有机地联系起来。

教学目的

一、基础知识目标

19世纪30、40年代欧洲三大独立工人运动；马克思、恩格斯的早期革命活动；马克思主义的理论来源；《共产党宣言》的发表及作用。

二、思想教育目标

1．通过讲述科学社会主义的诞生，使学生认识：科学社会主义是时代的产物，是马克思、恩格斯对人类历史发展的伟大贡献：科学社会主义产生于历史需要，又服务于历史需要，从而对学生进行历史唯物主义观点的教育。

2．通过对马克思、恩格斯早期革命活动的学习，对学生进行具体的、生动的革命理想教育。使学生从革命导师身上得到一些做人的启迪。

三、能力培养目标

1．通过分析马克思主义诞生的客观条件和主观条件，培养学生用辩证唯物主义和历史唯物主义观点分析历史问题的能力。

2．通过对马克思、恩格斯终生从事革命活动创立马克思主义及其对人类做出的巨大贡献的讲述，培养学生全面深入认识个人在历史上的作用和分析评价历史人物的能力。

本课重点和难点

重点：欧洲三大独立工人运动；马克思、恩格斯创立科学社会主义。

篇11：第21课科学社会主义的诞生教案之二

一、科学社会主义诞生的历史条件

1．工业革命的.开展

2．欧洲三大工人运动

二、马克思、恩格斯创立科学理论

1．时代的需要

2．马克思、恩格斯的革命活动

三、科学社会主义的诞生

1．《共产党宣言》发表

2．《共产党宣言》发表的意义

教学过程

【导入新课】

（首先张挂马克思、恩格斯人像图并出示《共产党宣言》封面图片）

1848年2月，马克思和恩格斯撰写的《共产党宣言》在伦敦公开发表。从此以后，这部著作和两位作者的名字就深深地镌刻在人类思想史和革命的丰碑上，历久弥新，永不磨灭。

（用谈话法，问：《共产党宣言》自发表至今有多少年？）

马克思、恩格斯的《共产党宣言》问世已经150多年了。150多年来，没有哪一本书传播得如此广泛，如此深入人心，没有哪一本书对世界历史的进程产生了并且继续产生着如此巨大而深刻的影响。《宣言》是科学社会主义的第一部纲领性文献，它的问世为国际共产主义运动树起了一面旗帜，标志着科学社会主义的诞生。它给呻吟在资本主义重压下的无产阶级和劳动人民指明了争取解放的道路，它有如黑夜里的灯火，大旱中的甘霖，立即不胜而走，以不可阻挡之势迅速用多种文字在各国传播开来。可以说，对于这部著作的意义和价值，无论怎样评价都不会过分。

【讲述新课】

篇12：第21课科学社会主义的诞生教案之二

开门见山地指出：

这节课围绕科学社会主义的诞生讲述两方面的内容：第一，科学社会主义诞生的历史条件；第二，马克思、恩格斯创立科学理论的过程。也就是回答本课前言部分的两个问题。

问题：科学社会主义为什么会诞生在19世纪40年代？马克思、恩格斯又是怎样创立科学社会主义的？

（让学生找出前言部分的两个问号，请一学生读出两个问题）

首先解答第一个问题：为什么科学社会主义诞生在19世纪40年代？科学社会主义的诞生不是偶然的，科学社会主义是时代的产物。下面就讲一讲

一、科学社会主义诞生的历史条件（板书）

主要有两个内容：工业革命的开展为它的社会经济前提；欧洲三大工人运动为它的阶级基础。

（指导学生阅读前言部分和第一段）

（1）工业革命的开展――社会经济前提（板书）

（分析）工业革命推动资本主义迅速发展，是马克思主义诞生的社会经济前提。工业革命是从工场手工业向机器大工业的飞跃，它不仅是生产技术上的革命，而且引起了社会关系方面的深刻变化。一方面，工业革命推动生产的迅速发展，并导致了资本主义经济危机的爆发，使资本主义社会的基本矛盾日益明显地暴露出来。工人的处境没有得到改善，反而更加恶化了。无产阶级与资产阶级的矛盾日益尖锐，工人运动随之兴起。引出欧洲三大工人运动。

（2）欧洲三大工人运动――阶级基础（板书）

问：19世纪三、四十年代有哪三大工人运动？有什么意义？（即课文内的问题）

（让学生先看课文，包括插图及其小字部分，后回答）

欧洲三大工人运动：（板书）

法国里昂工人两次武装起义；英国的宪章运动；德意志西里西亚工人起义。共同点：具有鲜明的政治性质。无产阶级把反对资产阶级的斗争推进到一个新阶段，即：有组织、有意识的经济斗争和政治斗争时期。

欧洲三大工人运动的作用：（板书）

思考提问：三大工人运动与科学社会主义的诞生有什么联系？

1．三大工人运动标志着无产阶级已经作为一支独立的政治力量登上了历史舞台。工人阶级所显现出来的巨大革命力量，为科学社会主义的诞生奠定了坚实的阶级基础。2．无产阶级反对资产阶级斗争的深入发展，用科学的理论指导各国工人运动，已成为历史发展的迫切需要。3．独立的工人运动的斗争实践，不仅使无产阶级加深了对资本主义剥削制度的认识，同时也为无产阶级革命科学理论的创立，提供了丰富的实践经验。

小结：关于马克思主义诞生的历史条件，为了让学生有一个整体认识，可按社会经济前提、阶级基础和思想来源三个方面进行归纳，以做到条理化。

二、马克思、恩格斯创立科学理论（板书）

提出前言部分的第二个问题：马克思、恩格斯是怎样创立科学社会主义的？

1．时代的需要（板书）

（分析）无产阶级反对资产阶级斗争的深入发展，迫切需要用科学的理论指导。因为“没有革命的理论，就不会有革命的运动。工人阶级只有在规模理论的指导下，才能走上正确的轨道。马克思、恩格斯就是在这种时代的要求下，担负起创立科学社会主义的历史使命的。

2．马克思、恩格斯的革命活动（板书）

课文是从马克思、思格斯深入工人群众和进行理论研究两个方面进行论述的。因为只有深入工人群众，才能了解工人阶级的现状和加深对资本主义的认识。但仅此还是不够的，还应重视理论的作用，特别是对无产阶级的阶级地位和历史使命进行科学的论证。1844年，马克思、恩格斯在不同的国度里几乎同时完成了世界观的根本转变，成为共产主义者，并密切合作，开始全面创立科学理论的工作。教材在小字中明确指出了马克思主义的三个直接来源：空想社会主义；德意志古典哲学；英国古典政治经济学。马克思、恩格斯把它们吸收、改造，使社会主义理论从空想变成了科学。

（简要介绍马克思主义的组成，可按马克思主义的三个来源和三个组成部分的思路进行讲解，以弄清马克思主义的来龙去脉）

三、科学社会主义的诞生（板书）

1．《共产党宣言》的发表（板书）

2．《共产党宣言》发表的意义（板书）

提出问题：为什么科学社会主义的诞生要以《共产党宣言》为标志？

（指导学生看小字中《共产党宣言》的内容，使学生认识：《共产党宣言》阐述了科学社会主义的基本原理）

《共产党宣言》发表的意义（注意与开头导入相呼应）

这是国际共产主义运动的第一个战斗纲领，自此之后无产阶级有了自己强大的思想武器，国际共产主义运动进入了新阶段，国际共产主义成为不可抗拒的洪流。

《宣言》给予中国革命的伟大影响值得大书而特书，中国共产党是在《宣言》所阐述的马克思主义基本原理的指引下组建起来的。《宣言》哺育了中国的几代革命者，它同其他马列主义经典著作一起，给了中国共产党人以强大的精神武器，指引着中国的革命和建设事业从胜利走向胜利。

【课堂总结】

就已有板书进行总结：

【课堂讨论】读读导师言论，结合本课内容，谈谈自己体会：（打出投影）

材料一：没有革命的理论，就不会有革命的运动。

――列宁

材料二：如果我们选择了最能为人类福利而劳动的职业，我们就不会为它的重负所压倒，因为这是为全人类所作的牺牲，那时我们感到的将不是一点点自私而可怜的欢乐，我们的幸福将属于千万人，我们的事业并不显赫一时，但将永远存在，而面对我们的骨灰，高尚的人们将洒下热泪。

――马克思（这篇文章摘自17岁的马克思中学毕业考试中的德语作文）

材料三：我抛弃了社交活动和宴会……

篇13：第21 课科学社会主义的诞生教案之一

教学手段：讲述法、学生动手制作表格总结欧洲三大工人运动

教学设计

[导入]：工业革命给人类带来怎样的后果？（思考、回答）

工业革命极大促进了资本主义经济的发展。但是，随着工业革命的深入，资本主义的种种弊端，也越来越多的显露在人们面前。社会上出现了一股否定资本主义的社会主义思潮。19世纪40年代，马克思、恩格斯创立了科学社会主义学说。（板书课题）

科学社会主义诞生于19世纪40年代不是偶然的，它是资本主义发展带来的结果。

一、欧洲三大工人运动

1、欧洲三大工人运动

（指导学生阅读教材大、小字内容，注意工人提出口号、斗争形式；指导学生制作“欧洲三大工人运动简表”，按照表格名称、时间、口号或要求、意义四项内容填写。）

欧洲三大工人运动简表

名称

时间

纲领（口号）

意义

法国里昂工人起义

1831年1834年

不能劳动而生，就要战斗而死

标志着无产阶级已经作为独立的政治力量等上历史舞台，把反对资产阶级的斗争推进到一个新阶段

英国宪章运动

1836――1848年

推翻富人政权，争取民主共和国

德意志西里西亚织工起义

1844年

要求取得普选权，工人参与国家管理

思考：这三次工人运动同早期工人斗争相比有何不同？

这三次工人运动标志着无产阶级已经作为一支独立的政治力量登上历史舞台。然而，这三次工人运动都失败了。其失败的共同原因在于，工人们没有认清资产阶级政权的实质，不懂得只有从资产阶级手中夺取政权，才能实现社会的改造。正如列宁所说“没有革命的理论，就不会有革命的行动。”

2、马克思、恩格斯的早期革命活动

（出示“马克思”画像图片，简介其生平）1818年5月5日生于普鲁士莱茵省的特里尔城，从小勤奋好学，善于独立思考，性格坚毅。17岁高中毕业，毕业评语对其给予很高的评价，认为他具有丰富而深刻的思想。请看其毕业作文中的几句话。

[出示材料]

“我们在选择职业时所应遵循的主要方针，是人类的幸福。……”

“如果人只是为了自己而劳动，它也许能成为有名的学者、绝顶的聪明人、出色的诗人，但他绝不可能成为真正的完人和伟人”

“那些为共同的目标劳动因而使自己变得更加高尚的人，历史承认他们是伟人；那些为最大多数人们带来幸福的人，经验赞扬他们为最幸福的人。”

“如果我们选择了最能为人类福利而劳动的职业，我们就不会为他的重负所压倒，因为这是为全人类所作的牺牲；那时我们感到的将不是一点点自私而可怜的欢乐，我们的幸福讲属于千万人，我们的事业并不显赫一时，但将永远存在。……”

――马克思《青年在选择职业时的考虑》

从以上这几句话，能看出青年马克思是个怎样的人？（学生发言）

马克思青年时代树立起要为全人类的幸福而工作的伟大抱负，不为虚荣心和幻想所左右，不为名利和社会地位所诱惑。此后的岁月中，他按照青年时所树立的理想，坚韧不拔、刻苦的学习，尤其醉心于研究哲学和历史。

（出示“恩格斯”画像图片，简介其生平）

从青年马克思、恩格斯身上，我们可以学到什么？（学生发言，教师参与）

1842年，恩格斯路过科隆，与马克思短暂交流。1844年8月，马克思在巴黎的家中接待了恩格斯，十天内两人充分的交换了思想与看法。（出示“伟大友谊的开端”图片）为了实现共同的抱负、两人开始了共同的斗争经历。他们改造并吸收空想社会主义等人类优秀文化成果，并且亲身参加工人运动，将工人运动经验上升为理论。通过理论与实践的革命活动，马、恩完成了世界观的转变，成为共产主义者，创立了科学社会主义的理论。

二、科学社会主义的诞生

1、《共产党宣言》的发表――诞生标志 1848年

1847年底，马克思、恩格斯出席了共产主义者同盟代表大会，接受为同盟起草新纲领的委托。1848年2月，同盟的新纲领发表，这就是《共产党宣言》。（出示《共产党宣言》封面图片）

《共产党宣言》揭示出资本主义必然被社会主义代替是资本主义发展的客观规律，阐明了无产阶级是资本主义的绝牧人，正确指出了改造资本主义的途径。从此社会主义成为科学的理论。

列宁对《共产党宣言》给予高度评价“马克思恩格斯合著的于1848年问世的《共产党宣言》，以对这个学说作了完整的、系统的、至今仍是最好的阐述。” “这部著作以天才的透彻鲜明的笔调叙述了新的世界观”因此，《共产党宣言》的发表，标志着科学社会主义的诞生。

2、历史意义

在科学社会主义理论的指导下，无产阶级有了自己强大的思想武器，在“全世界无产者，联合起来!”的号召下，国际共产主义运动进入了新阶段。

思考：为什么科学社会主义诞生于19世纪40年代？

（概括产生条件：①无产阶级作为独立的政治力量等上历史舞台，为科学社会主义的诞生奠定阶级基础②马、恩吸收空想社会主义等人类优秀文化成果，深入工人运动之中，理论结合实践，社会主义从空想变成科学理论。）

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