凹凸模数控加工及编程论文正文.pdfVIP

第一章 前 言 数控加工技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业的使用技能和最基本的装备。马 克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资 料生产”制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进 制造技术和装备的核心技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和 水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上个工业发达国家还将数控 技术及数控装备列为国家的战略物资， 不仅采用重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 虽然我国数控技术的起步相对于工业发达国家比较晚，但是现在已经加大力度发展数控技 术，近年来还取得了很大的成绩。大力发展以数控为核心技术的先进制造技术已成为我国 加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控加工技术（ Numerical Control Machining Technology ） 数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床 加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀 具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实 现高效化和自动化加工的有效途径。 数控机床（ Numerical Control Machining Tools ） 数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床 主要有数控装置、伺服驱动 / 进给装置、测量反馈装置、机床主体、程序的输入输出设备和 可编程控制器等几部分组成。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规 定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理 由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零 件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一 种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机 电一体化产品。 数控机床的特点是加工精度高，具有稳定的加工质量；可进行多坐标的联动，能加工 形状复杂的零件；加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；机 床本身的精度高、 刚性大 , 可选择有利的加工用量， 生产率高 （一般为普通机床的 3~5 倍）； 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术 要求更高。 加工中心（ Machining Center,MC ） 加工中心机通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组 成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心机备有刀库，具有自动换刀 功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心机是高度几点一体化的 机床，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自 动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减 少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较 高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。常用加工中心有以下几大类：立式加工中 心、卧式加工中心、龙门加工中心、镗铣加工中心、车铣复合加工中心。 加工中心与数控机床的最大区别是加工中心都配置刀库和换刀装置 。加工中心配置有 容量为几十把甚至上百把刀具的刀库，刀库中放置有加工过程中使用的刀具和测量工具， 通过可编程序控制器程序控制，在加工中实现刀具的自动更换和加工要素的自动测量。加 工中心的控制器具有控制 2 轴、 3 轴或多轴联动的能力，可以完成复杂型面的三维加工， 其辅助机能可以保证加工中心在加工过程中实现刀具长度补偿、 半径补偿、 螺距误差补偿、 丝杆间隙补偿、并具有过载保护、故障检测等功能。 数控加工程序编制 是根据计算出的运动轨迹坐标值和已确定的加工顺序、加工路线、切削参数和辅助动 作，以及所使用的数控系统的指令、程序段格式，按数控机床规定使用的功能代码及程序 格式，编写加工程序单。 数控加工程序编制方法有两种，即手工编程和利用计算机进行自动编程。由于手工编 程效率低、精度低、周期长，特别是对于较复杂零件的