数控机床技术考试试卷A卷（附答案） 一、填空题（每空1分，共30分） 1、数控机床按伺服系统的控制方式可分为、、。 2、较常见的CNC软件结构形式有软件结构和软件结构。 3、数控技术中常用的插补算法可归纳为插补法和插补法，前者用于数控系统，后者用于数控系统。 4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。 5、数控铣削加工需要增加一个回转坐标或准确分度时，可以使用配备或使用。 6、电火花加工一次放电后，在工件和电极表面各形成一个小凹坑，其过程可分为电离、、热膨胀、和消电离等几个连续阶段。 7、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。 8、影响电火花加工精度的主要因素是、、。 9、电火花成形加工极性的选择主要靠经验和实验确定，当采用短脉冲时，一般应选用极性加工。 10、数控车床X轴方向上的脉冲当量为Z方向上的脉冲当量的。 11、数控机床的日常维护与保养主要包括、、等三个方面容。 12、3B格式的数控系统没有功能，确定切割路线时，必须先根据工件轮廓划出电极丝中心线轨迹，再按编程。 13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电方式的不同，可分为工作方式和工作方式。 二、判断题（每题1分，共10分，正确打√错误打×） 1、更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。否则存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。（） 2、数控机床几何精度的检测验收必须在机床精调后一次完成，不允许调整一项检测一项。（） 3、数控铣削螺纹加工，要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。（） 4、电火花成形加工在粗加工时一般选择煤油加机油作为工作液。（） 5、当脉冲放电能量相同时，热导率愈小的金属，电蚀量会降低。（） 6、开环数控机床，进给速度受到很大限制，其主要原因是步进电机的转速慢。（）
浙江省2012年１月高等教育自学考试 模具数控加工试题 课程代码:0１628 一、填空题（本大题共8小题,每空1分,共１5分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.机床的运动是指刀具和工件之间的相对运动，在编程时一律假定＿_＿＿＿_是静止的， _＿_＿__相对于其运动。 2．所谓编程,就是把零件的_＿__＿_、___＿__、机床的运动及刀具的位移量等信号,用数控语言记录在程序单上的全过程。 3.数控车床的切削用量包括主轴转速、______和______等。 4．铣削编程时,取消孔固定加工方式用__＿__＿指令，另外____＿_等指令也能起撤销作用。 5.数控铣床操作面板由＿_＿___和__＿＿__构成。 6.坐标系平移变换称为＿__＿_＿，数控铣削编程时采用______指令来设定。 ７.普通加工中心的分辨率为______，最大快速移动速度可达１５-2５m/min。 ８.电火花线切割加工英文简称为_____＿,快走丝线切割目前能达到的加工精度为___＿＿＿mm。 二、单项选择题(本大题共1５小题，每小题2分，共3０分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 １.数控机床的标准坐标系是以＿_____来确定的。（) A．右手直角笛卡尔坐标系Ｂ. 绝对坐标系 C. 相对坐标系?Ｄ.极坐标系 2.数控机床的旋转轴之一的B轴是绕__＿＿__直线轴旋转的轴。( ) A.X轴B．Y轴 Ｃ.Z轴 D.Ｗ轴 3.程序中指定了______时,刀具半径补偿被撤消。( ) Ａ. G40 B. Ｇ41 C. G42 ? D.G49 4．G00的指令最大移动速度值是由( )
如何在数控车床上加工抛物线曲面摘要：数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补，遇到回转轮廓是抛物线等非圆曲线的零件时，数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。解决的方法主要有宏指令编程及软件自动编程，针对GSK980T系统采用宏指令编程较难实现，本文则通过利用CAXA 数控车自动编程软件及相关通讯软件实现了抛物线曲面在GSK980T系统数控车床上的车削加工，保证了工件的加工精度和生产效率。 关键词：自动编程抛物线曲面车削加工 前言：生活中许多零件应用到抛物线曲面，如手电筒聚光电杯、汽车车灯中等。前不久中山市某电筒有限公司委托我校用数控车加工一新款手电筒电杯的试件，电杯内轮廓曲线为24 /2x y 。我校数控车床的数控系统为GSK980T，与该公司生产用的数控车属同一类型。常用的数控系统中如西门子、华中、发那科等数控系统可用宏指令编程实现，但目前生产用的GSK980T在宏程序功能方面实现不了，而用数学计算取点逼近加工虽说可以，但计算量大、易出错。本人利用CAXA数控车软件进行产品加工刀具轨迹的仿真、代码的生成，并自已动手建立PC机与数控设备间的通讯，实现了试件的加工。下面阐述在试件加工过程的操作及个人的体会。 正文： 一、计算机自动编程的认识 计算机自动编程是当前最先进的数控加工编程方法，它是利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何图形计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程。操作过程形象生动、出错机率低。图1为数控车自动编程、加工的过程。其中工件图形计算机化工作基本上以二维绘图软件功能为限，数控车加工工艺规划主要包括机床选择、刀具参数、切削参数、切削精度、切削次数、走刀方向、编程原点等等。自动编程软件中有代表性的是CAXA数控车和MasterCAM数控车。 二、加工图样分析图1数控车自动编程的过程
CNC加工工艺概述 第一节CNC的主要加工对象 第二节CNC加工工件的安装 第三节CNC加工的对刀与换刀 第四节制定CNC加工工艺 选择并确定CNC加工的内容 CNC加工工艺性分析 加工工序的划分 选择走刀路线 CNC加工工艺参数的确定 第1节CNC的主要加工对象 CNC的主要加工对象 铣削是机械加工中最常用的加工方法之一，主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰和镗孔加工与攻丝等。适于采用CNC的零件有： （1）平面类零件 平面类零件的特点是各个加工表面是平面，或可以展开为平面。目前在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。平面类零件是CNC]加工对象中最简单的一类，一般只须用三轴数控铣床的两轴联动（即两轴半坐标加工）就可以加工。 带平面轮廓的平面类零件带斜平面的平面类零件带正台和斜筋平面类零件 图3.2.1 平面类零件 （2）变斜角类零件 图3.2.2飞机上变斜角梁缘条 加工面与水平面的夹角成连续变化的零件称为变斜角类零件。加工变斜角类零件最好采用四轴或五轴数控铣床进行摆角加工，若没有上述机床，也可在三轴数控铣床上采用两轴半控制的行切法进行近似加工，但精度稍差。 （3）曲面类（立体类）零件
加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。曲面类零件的加工面与铣刀始终为点接触，一般采用三轴联动数控铣床加工，常用的加工方法主要有下列两种： A、采用两轴半联动行切法加工。行切法是在加工时只有两个坐标联动，另一个坐标按一定行距周期行进给。这种方 法常用于不太复杂的空间曲面的加工。 B、采用三轴联动方法加工。所用的铣床必须具有X、Y、Z三轴联动加工功能，可进行空间直线插补。这种方法常 用于发动机及模具等较复杂空间曲面的加工。 第二节CNC加工工件的安装 1、CNC加工选择定位基准应遵循的原则 （1）尽量选择零件上的设计基准作为定位基准 选择设计基准作为定位基准定位，不仅可以避免因基准不重合引起的定位误差，保证加工精度，而且可以简化程序编制。在制定零件的加工方案时，首先要按基准重合原则选择最佳的精基准来安排零件的加工路线。这就要求在最初加工时，就要考虑以哪些面为粗基准把作为精基准的各面加工出来。 （2）当零件的定位基准与设计基准不能重合，且加工面与设计基准又不能在一次安装内同时加工时，应认真分析零件图纸，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。 （3）当在数控铣床上无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时，要考虑用所选基准定位后，一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工。 （4）定位基准的选择要保证完成尽可能多的加工内容。为此，需考虑便于各个表面都能被加工的定位方式。对于非回转类零件，最好采用一面两孔的定位方案，以便刀具对其它表面进行加工。若工件上没有合适的孔，可增加工艺孔进行定位。 （5）批量加工时，零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准（对刀后，工件坐标系原点与定位基准间的尺寸为定值）重合。 批量加工时，工件采用夹具定位安装，刀具一次对刀建立工件坐标系后加工一批工件，建立工件坐标系的对刀基准与零件定位基准重合可直接按定位基准对刀，减少定位误差。 （6）当必须多次安装时，应遵从基准统一原则。 第三节CNC加工的对刀与换刀 对刀点与换刀点的确定 对于数控机床来说，在加工开始时，确定刀具与工件的相对位置是很重要的，它是通过对刀点来实现的。“对刀点”是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。在程序编制时，不管实际上是刀具相对工件移动，还是工件相对刀具移动，都把工件看作静止，而刀具在运动。对刀点往往也是零件的加工原点。 选择对刀点的原则是： （1）方便数学处理和简化程序编制； （2）在机床上容易找正，便于确定零件的加工原点的位置； （3）加工过程中便于检查； （4）引起的加工误差小。 对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有已知的准确关系。当对刀精度要求较高时，
一、填空题（每空1分，共30分） 1、数控机床组成包括CNC数控系统和机床主体两大部分。 2、数控机床的类型按加工功能分为金属切削类、金属成型类、特种加工类和其他等几种类型。 3、所谓数控编程，一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作。 4、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）两部分。 5、选择对刀点的原则：①在机床上容易找正，在加工中容易检查；②编程时便于数值计算；③对刀误差小。 6、数控铣床类型通常分为立式、卧式、立卧两用三种类型。 7、数控铣床开机步骤包括以下过程：①打开机床电源开关；②打开电脑；③进入C:\HCNC\N.bat 8、数控铣床程序模拟运行步骤包括以下过程：①工作方式选择开关在“自动”位置；②按下主菜单“自动加工”；③按下“选择程序”；④在对话框找到相关程序；⑤按下“机床锁住”键，按下“循环启动”键 9、G30 指令的功能是返回第二参考点。 10、电加工是利用电极间隙脉冲放电产生局部瞬间高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。 11、数控电火花线切割机床的类型分为快走丝、慢走丝两种。 二、选择填空（每小题1.5分，共12分） 1、在数控加工程序中，用各种指令描述工艺过程中的各种操作和运动特性。 a) F、S b) G、M c) T、P 2、G91状态下，程序段中的尺寸数字为。 a) 半径值b) 绝对坐标值c) 增量坐标值 3、使刀具以点控制方式，从刀具所在点快速移动到目标点，而移动速度与程序段中的进给速度无关。 a) G00 b) G01 c) G28 4、在华中数控系统中，调用子程序指令是。 a) M08 b) M99 c) M98 5、数控机床的控制核心是。 a) 数控系统b) 专用软件c)CPU 6、FMS是指。 a）直接数控系统；b）自动化工厂； c）柔性制造系统；d）计算机集成制造系统。 7、编排数控加工工序时，为了提高精度，可采用。 a)精密专用夹具； b）一次装夹多工序集中； c)流水线作业法； d）工序分散加法。 8、加工中心与普通数控机床区别在于。 a)有刀库和自动换刀装置； b）转速 c）机床的刚性好；d）进给速度高。 1.(b) 2.(c) 3.(a) 4.(c) 5.(a) 6.(c) 7(b) 8(a) 三、判断题(对的打“√”，错的打“×”；每小题1分，共10分) 1、数控机床能加工传统机械加工方法不能加工的大型复杂零件。 2、数控机床的进给运动是由工作台带动工件运动来实现的。 3、数控加工编程时选择工件上的某一点作为程序原点，此原点为工件坐标系原点。 4、走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹和方向。 5、数控机床是按照事先编制好的零件数控加工程序自动地对工件进行加工的高效自动化设备。 6、模态指令也称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到以后程序段中出现同组另一指令(G指令)或被其它指令取消(M指令)时才失效。 7、数控机床坐标系可以随意改变。 8、借助于电子计算机编制数控加工程序的过程称为计算机辅助编程，习惯上称自动编程。 9、数控铣床执行G92指令时，x、y、z轴方向会移动。 10、G指令是用M和两位数值来表示。 1.(√) 2.( √) 3.( √) 4.( √) 5.( √) 6.( √) 7.(×) 8.( √) 9.( ×)10.( √) 四、请举例简要说明华中数控车床的对刀步骤及刀偏的设置方法。（8分）
Mastercam曲面加工策略及应用经验分享 By ssg 模具数控加工刀具的选择和铣削曲面时要留意的问题 1. 刀具的选择 数控机床在加工模具时所采用的刀具多数与通用刀具相同。经常也使用机夹不重磨可转位硬质合金刀片的铣刀。由于模具中有许多是由曲面构成的型腔，所以经常需要采用球头刀以及环形刀（即立铣刀刀尖呈圆弧倒角状）。 2．铣削曲面时应注意的问题 (1) 粗铣粗铣时应根据被加工曲面给出的余量，用立铣刀按等高面一层一层地铣削，这种粗铣效率高。粗铣后的曲面类似于山坡上的梯田。台阶的高度视粗铣精度而定。 (2) 半精铣半精铣的目的是铣掉“梯田”的台阶，使被加工表面更接近于理论曲面，采用球头铣刀一般为精加工工序留出0.5㎜左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。 (3) 精加工最终加工出理论曲面。用球头铣刀精加工曲面时，一般用行切法。对于开敞性
比较好的零件而言，行切的折返点应选在曲表的外面，即在编程时，应把曲面向外延伸一些。对开敞性不好的零件表面，由于折返时，切削速度的变化，很容易在已加工表面上及阻挡面上，留下由停顿和振动产生的刀痕。所以在加工和编程时，一是要在折返时降低进给速度，二是在编程时，被加工曲面折返点应稍离开阻挡面。对曲面与阻挡面相贯线应单作一个清根程序另外加工，这样就会使被加工曲面与阻挡面光滑连接，而不致产生很大的刀痕。 (4) 球头铣刀在铣削曲面时，其刀尖处的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面铣削比较平缓的曲面时，球刀刀尖切出的表面质量比较差，所以应适当地提高主轴转速，另外还应避免用刀尖切削。 (5) 避免垂直下刀。平底圆柱铣刀有两种，一种是端面有顶尖孔，其端刃不过中心。另一种是端面无顶尖孔，端刃相连且过中心。在铣削曲面时，有顶尖孔的端铣刀绝对不能像钻头似的向下垂直进刀，除非预先钻有工艺孔。否则会把铣刀顶断。如果用无顶尖孔的端刀时可以垂直向下进刀，但由于刀刃角度太小，轴向力很大，所以也应尽量避免。最好的办法是向斜下方进刀，进到一定深度后再用侧刃横向切削。在铣削凹槽面时，可以预钻出工艺孔以便下刀。用球头铣刀垂直进刀的效果虽然比平底的端铣刀要好，但也因轴向力过大、影响切削效果的缘故，最好不使用这种下刀方式。 (6) 铣削曲面零件中，如果发现零件材料热处理不好、有裂纹、组织不均匀等现象时，应及时停止加工，以免浪费工时。 (7) 在铣削模具型腔比较复杂的曲面时，一般需要较长的周期，因此，在每次开机铣削前应对机床、夹具、刀具进行适当的检查，以免在中途发生故障，影响加工精度，甚至造成废品。 (8) 在模具型腔铣削时，应根据加工表面的粗糙度适当掌握修锉余量。对于铣削比较困难的部位，如果加工表面粗糙度较差，应适当多留些修锉余量；而对于平面、直角沟槽等容易加工的部位，应尽量降低加工表面粗糙度值，减少修锉工作量，避免因大面积修锉而影响型腔曲面的精度。 Mastercam的编程路径 第一,Mastercam9.1的二维铣削加工方式有四种:外型铣削、挖槽、钻孔、面铣等(见图1)。Contour:二维外型铣削。 Drill:钻孔。 Pocket:二维挖槽。 Face:铣面。 这四个命令都不太复杂,但是在实际加工中却很管用。只需要把各个命令的参数选项的意思弄清楚就很容易编写出合理的程序。 第二,Mastercam9.1的三维铣削,加工方式分为粗加工和精加工。粗加工中共有八个刀具路径(见图2)。精加工共有十个刀具路径(见图3)。在粗加工刀路和精加工刀路中,有五个刀路是一样的名称,Parallel、Radial、Project、Flowline、Contour,但是在编程的路径并不是一样,这是很多初学者很容易混淆的地方。 Parallel(平行铣削):主要是对斜率比较小的平面进行加工,一般45度平行铣削加工出来的效果最佳。 Radial(径向铣削):这个刀具的路径通过制定的原点成360度辐射状生成刀具路径,这个路径最适合加工球面或类球面。 Project(投影加工):将已经生成的2D刀具路径投影到曲面上。Flowline(流线加工):对于一些曲面,我们可以通过这个命令让刀具沿着曲面的横向或纵向生成贴合曲面的刀具路径。 在曲面粗加工中,使用最多的命令要属Pocket。因为一般切削类的曲面零件,在选择曲面
数控机床的选型 随着现代制造技术的发展，企业选用数控设备已是大势所趋。目前市面上的数控设备可谓琳琅满目，如何才能既经济又合理地选择到适合本企业的数控设备，一直是人们关注的话题。为此，我们就数控机床的选型问题向北京机床研究所邀稿，本文完全从技术的角度对选型中应注意的问题进行了全面的论述，限于篇幅，我们将分两期刊载。 对一个制造企业来说，提高生产能力往往从生产经管、制造工艺、生产设备等方面入手进行技术改造，而这几部分内容又是互为影响和制约的。在技改中对生产设备、数控机床的更新、维修、采购等的选择上必须考虑到要在什么样环境下使用、如何经管、怎样能达到最好的经济效果等问题。 选择制造设备是要为制造某一些产品服务的，选择的设备可能用于产品零件的一部分工序加工、也可能用于全部工序加工。制造水平的高低首先取决于工艺过程的设计，它将决定用什么方法和手段来加工，从而也决定了对使用设备的基本要求，这也是对生产进行技术组织和经管的依据。设备选择的基本要求确定后还要根据市场上能提供什么样技术水平的装备来选择，针对大部分中小批量生产的制造企业，选择数控机床来替代旧机床或增强生产能力已是发展趋势。 比较普通和数控两类机床的性能，数控机床具有加工复杂形面零件能力强、适应多种加工对象（柔性强）；加工质量、精度和加工效率高；适应CAD/CAM联网、适合制造加工信息集成经管；设备的利用率高、正常运行费用低等特点。 选择数控机床是一个综合性技术问题，现在无论国内还是国外，都能生产提供多种多样的设备。数控机床经几十年发展已演变出一个庞大家族群，能完成各种各样的加工制造要求。如何从品种繁多、价格昂贵的设备中选择适用的设备，如何使这些设备在制造中充分发挥作用而且又能满足企业以后的发展，如何正确、合理地选购与主机配套的附件、工具、软件技术、售后技术服务等，使采购的设备能达到较好的投入比……这些问题都是广大采购者必须考虑，并逐一要处理好的问题。 一、确定典型加工工件“族”
第三节数控机床的分类及应用 一、按工艺用途分类 1．一般数控机床 最普通的数控机床有钻床、车床、铣床、镗床、磨床和齿轮加工机床。 2．数控加工中心 加工中心是在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置，构成一种带自动换刀装置的数控机床。 二、按加工路线分类 1．点位控制机床 刀具与工件相对移动时，只控制从一点运动到另一点的准确性，而不考虑两点之间的路径和方向。 2．直线控制机床 刀具与工件相对移动时，除控制从起点刀终点的准确定位外，还要保证平行于坐标轴的直线切削运动。 3．轮廓控制机床 刀具与工件相对运动时，能对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制。 三、按可控制联动的坐标轴数分类 数控机床可控制联动的坐标轴数是指数控装置控制几个伺服电动机同时驱
动机床移动部件运动的坐标轴数目。 1．两坐标联动 数控机床能同时控制两个坐标轴联动，即数控装置同时控制X和Z方向运动，可用于加工各种曲线轮廓的回转体类零件。 2．三坐标联动 数控机床能同时控制三个坐标轴联动，此时，铣床称为三坐标数控铣床，可用于加工曲面零件。 3．两轴半坐标联动 数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但控制装置只能同时控制两个坐标联动，而第三个坐标只能作等距周期移动。 4．多坐标联动 能同时控制四个以上坐标轴联动的数控机床，多坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序编制复杂，主要应用于加工形状复杂的零件。 四、按控制方式分类 1．开环控制数控机床 开环控制数控机床系统中没有检测反馈装置，不检测运动的实际位置，没有位置反馈信号。指令信息在控制系统中单方向传送，不反馈。 2．全闭环控制数控机床 安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要
75 pplication of CAD/CAM/CAPP A CAD/CAM/CAPP应用 图1为零件prt格式的曲面模型，为某企业一连 接类零件（侧面有孔），材料为镍基合金，来料加 工，加工表面质量要求高。 图1 零件三维曲面模型（正、反面） 1. 曲面加工前的编辑处理 将曲面模型在U G 中打开，利用软件“分 析”功能可分析零件的 外形尺寸、最小半径等 参数，作为制定加工工 艺的参考。在分析正面 曲面时发现需将图2处 缺口补齐加工，否则在 翻面加工时图2处余量 过大会造成撞刀， 图2处缺口补齐加工 后将在翻面加工时 被切除。 补齐方法如图 3所示，首先利用 曲面“修剪和延 伸”功能将缺口延 伸5m m。然后利 用“修剪的片体” 功能，用一直线按 “ZC－轴”方向（注意非曲面法向），将延伸后 的曲面修剪至零件边缘（见图4）。 2. 曲面加工工艺 利用UG软件的分析功能，分析零件的外形尺 寸和曲面曲率等参数，选择合适的刀具和加工方 法。制定数控加工工序卡（见附表）。 3. UG加工基本设置 在进入UG“加工”模块前，先创建好零件的 坯料几何体。究其曲面加工功能而言，在使用过程 中发现不同曲面的加工在UG的“加工”模块中其 基本设置项目是具有一致性的，也可理解为加工前 的准备工作。 四川机电高级技工学校 （崇州 611230） 韦 林 常 春 柳州市柳江县斌利机械修理厂 （四川 545100） 肖 荐 UG典型曲面的数控加工分析 图3 延伸曲面图4 修剪曲面 数控加工工序卡 零件名称GZ 零件图号GZ-01 材料— 机床型号MVC2000 夹具平口钳 车间01 加工步骤刀具与切削参数 序号加工内容 刀具规格主轴转速 /n·min－1 进给速度 /mm·min－1 类型材料刀具号 1 粗铣上型，余量0.5mm圆角刀D8R1.5硬质合金01 2 600 1 800 2 精铣上型球刀R2 硬质合金02 3 200 1 600 3 翻面校平粗铣腔 圆角刀D8R1.5硬质合金01 2 600 1 800 4 精铣表面曲面 球刀R2 硬质合金02 3 200 1 600 5精铣圆弧形槽球刀R2 硬质合金02 3 200 1 600 6精铣侧面圆角刀D8R1.5硬质合金01 1 200500 此处曲面缺口补齐加工 图2
15数控机床的选用 数控机床是机床体系分类中的一个类别，随着技术发展的不断进步，CNC机床的数量、种类增长很快，下面是对各种CNC机床进行简单的罗列： ①数控铣床和加工中心；②数控车床和车削中心；③数控钻床；④数控镗床；⑤数控电加工机床；⑥数控冲床；⑦数控火焰切割机；⑧数控刨床；⑨数控激光加工机床；⑩数控外 圆磨床；⑩数控焊接机床⑩数控弯板机…………。 数控机床也有种种的分类方法：如按用途分类，可分为金属切削类数控机床、金属成型类数控设备、数控特种加工设备。本书仅对金属切削类数控机床进行重点介绍，因为它们是数控类机床中应用最多的机床。 1．5．1普通数控机床 和传统的通用机床一样，从切削工艺角度看：普通数控机床是指采用车、铣：钻、镗、 磨、刨等各种切削工艺的数控机床，如数控车床、数控铣床、数控磨床等。而且切削工艺与 相应的传统的通用机床相似。每一类中又有很多品种，例如数控铣床中就有立铣、卧铣、工具铣、龙门铣等，虽然这类机床的工艺性能和传统的通用机床相似，但不同的是它能自动化加工更为复杂形状的零件，并且能进行精度、效率更高，更具有柔性的加工。 1．数控车床 CNC车床，能自动控制完成对轴类与盘类零件内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等 图1-5-1 全功能数控车床HM-077外形和结构组成 1-主轴电机 2-主轴箱 3-排屑器 4-卡盘 5-防护罩 6-尾座 7-刀架 8-床鞍滑板 9-床身 10-操作面板
切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔和铰孔等工作。数控车床具有加工精度稳定性好、加 工灵活、通用性强，能适应多品种、小批生产自动化的要求，特别适合加工形状复杂的轴类 或盘类零件。 CNC车床由机床主轴带动工件旋转实现主运动，刀具并不旋转，切削刀具安装的转塔 刀架或四方刀架上，沿平行主轴轴向（Z）和垂直主轴轴线的横向（X）两个方向的导轨， 相对工件进给移动。 数控车床的进给系统与传统通用车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别。传统卧式车床主轴的运动经过挂轮架、进给箱、溜板箱传到刀架，实现纵向和横向进给运动，传动路线长，传动精度低。而数控车床是采用伺服电动机，经滚珠丝杠传到滑板和刀架，实现Z 向(纵向)和X向(横向)进给运动，传动路线短，传动精度高。 如图1-5-1所示为典型的全功能数控车床HM-077外形和结构组成。 2．数控铣床 数控铣床是机床设备中应用非常广泛的加工机床，CNC铣床常主要设计为轮廓加工，也 可以设计为轮廓加工和孔加工功能同时具有铣镗数控机床。它可以进行平面铣削、型腔铣削、 图1-5-2立式数控铣床 外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻削、镗削、螺纹切削等孔加工。 加工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。 数控铣床如同传统的通用铣床一样，按主轴在空间所处的状态，分有立式和卧式以及立、卧两用数控铣床。主轴在空间处于垂直状态的，称为立式数控铣床；主轴在空间处于水平状 态的，称为卧式数控铣床。主轴可作垂直和水平转换的，称为立卧两用数控铣床。如图1-5-2，是立式数控铣床。如图1-5-3，是卧式数控铣床。 数控铣床能被CNC控制的坐标进给运动多为三坐标轴，即有三个沿导轨方向的直线运 动，如左右、前后、上下方向，又用X、Y、Z分别对这三个直线运动的方向命名。
课时授课教案 / 学年第期课程名称：数控加工工艺 授课班级： 授课时间：第周星期第节 课题：曲面的加工 教学目的：理解曲面特点 掌握曲面加工方法 重点、难点： 曲面加工特点、方法 使用教具：课件 课后作业： 1 课后记录： 年月日 授课主要内容
一、变斜角面的加工方案 1．对曲率变化较小的变斜角面 选用x、y、z和A四坐标联动的数控铣床，采用立铣刀（但当零件斜角过大，超过机床主轴摆角范围时，可用角度成型铣刀加以弥补）以插补方式摆角加工，如图所示。加工时，为保证刀具与零件型面在全长上始终贴合，刀具绕A轴摆动角度α。 2．对曲率变化较大的变斜角面 用四坐标联动加工难以满足加工要求，最好用x、y、z、A和B（或C 转轴）的五坐标联动数控铣床，以圆弧插补方式摆角加工，如图所示。图中夹角A和B分别是零件斜面母线与z坐标轴夹角α在zOy平面上和xOz平面上的分夹角。 四、五坐标数控铣床加工零件变斜角面 a）四坐标数控铣床加工变斜角面b）五坐标数控铣床加工变斜角面3．采用三坐标数控铣床进行2.5轴加工 其刀具常球头铣刀和鼓形铣刀，以直线或圆弧插补方式进行分层铣削加工，加工后的残留面积用钳修法清除，因为一般球头铣刀的球径较小，所以只能加工大于90°的开斜角面；而鼓形铣刀的鼓径较大（比球头铣刀的球径大），能加工小于90°的闭斜角（指工件斜角α＞90°）面，且加工后的叠刀刀峰较小，因此鼓形铣刀的加工效果比球头刀好，图所示是用鼓形铣刀铣削变斜角面的情形。由于鼓形铣刀的鼓径可以做得比球头铣刀的球径大，所以加工后的残留面积高度小，加工效果比球头铣刀好。
二、曲面轮廓的加工方案 立体曲面的加工应根据曲面形状、刀具形状以及精度要求采用不同的铣削加工方法，如两轴半、三轴、四轴及五轴等联动加工。 1． 对曲率变化不大和精度要求不高的曲面的粗加工 常用两轴半坐标的行切法加工，即x 、y 、z 三轴中任意两轴作联动插补，第三轴作单独的周期进给。如图所示，将x 向分成若干段，球头铣刀沿yz 面所截进行铣削，每一段加工完后进给Δx ，再加工另一相邻曲线，如此依次切削即可加工出整个曲面。在行切法中，要根据轮廓表面粗糙度 的要求及刀头不干涉相邻表面的原则选 取Δx 。球头铣刀的刀头半径应选得大一 些，。有利于散热，但刀头半径应小于内 凹曲面的最小曲率半径。 两轴半坐标加工曲面的刀心轨迹O 1O 2和切削点轨迹ab 如图所示。图中ABCD 为被加工曲面，P yz 平面为平行于yz 坐标平面的一个行切面，刀心轨迹O 1O 2为曲面ABCD 的等距面IJKL 与行切面P yz 的交线，显然O 1O 2是一条平面曲线。由于曲面的曲率变化，改变了球头刀与曲面切削点的位置，使切削点的连线成为一条空间曲线，从而在曲面上形成扭曲的残留沟纹。 用鼓形铣刀分层铣削变斜角面 两轴半坐标行切法加工曲面
数控机床选型指南 一、确定典型加工工件 1、箱体类零件应选择卧式加工中心 2、板类零件应选择立式加工中心 3、轴类零件应选择车削加工中心 二、选择数控机床规格 1、机床工作台面积应大于典型零件尺寸以便于安装夹具 2、机床行程应大于典型零件加工范围以便于出刀 3、机床工作台承重能力应大于零件和夹具的重量 4、主电机功率：主电机功率越大，其每分钟可切除的金属 余量就越多，表明机床切削能力越强，刚性也越高。 三、选择机床的精度 1、应统一使用ISO标准衡量机床的定位和重复定位精度值 2、机床的重复定位精度反映了该控制轴在行程内任意定 位点的定位稳定性，这是衡量该控制轴能否稳定可靠的 基本指标 3、零件在单轴上移动加工两孔的孔距精度约为机床单轴 定位精度的2倍左右，双轴移动则为机床单轴定位精度 的3倍左右
四、数控系统的选择 1、铣削应选择铣床系统，车削应选择车削系统，钻削应选 择钻削系统 2、进口系统性能稳定价格高，国产系统可靠性差价格低 3、系统基本功能都已固化，都必须选择，特殊选项价格特 别贵，可根据实际需要适当选择，如FANUC 0I MC 铣 床系统中图形显示功能、自动编程软件、刀具测量系统、 工件测量系统、以太网接口及通讯功能可增加成本二十 多万元 五、估算工时和节拍 1、选择机床时必须做可行性分析：一年内该机床能加工出 多少典型零件 2、根据典型零件确定数控机床加工工序的内容，根据准备 给机床配置的刀具种类和数量来确定切削用量，并计算 每道工序的切削时间及相应的辅助时间，一般换刀时间 按10秒计算 六、刀库的选择及刀柄的配置 1、刀库容量越大，价格越贵，故障率也越高，加工中心50% 以上的故障都与刀库有关 2、在立加上选用20把刀左右刀具容量的刀库、在卧加上 选用40把刀左右刀具容量的刀库基本上能满足要求 3、根据典型零件要加工的工序内容确定刀柄的种类和数
第一章孔 一、孔 （一）孔的认识及分类 （二）孔在模具中的作用 （三）孔在模具中的位置及相关联系 二、参见加工孔的刀具 三、刀具选择及先后加工顺序 四、钻孔指令 五、常见几种取数方式 六、程序单填写（加工步骤） 一、孔 孔在模具中可以处处可见，孔的类型也各种各样，在模具中也发挥着不同的作用。针对我们公司生产的模胚中，存在的一些孔及类型我们作以下介绍： 常见的孔类型及名称 1．钉孔——我们常叫导柱孔、直边孔，它在模具中可以导向，起定位的作用，贯穿上下。 2．回针孔——常位于下模中，连接于针板间，也可以说直起到复位作用。 3．顶针孔——位于下模B板和针板与顶针配合起推出产品（塑件）作用。 4．撑头孔——位于下模针板间与撑头配合支撑下模，穿撑头棒，通常孔往大于撑头直径1-2mm. 5．顶棍孔——位于下模底板，是模具施力顶出装置，所在位置。 6．弹弓孔——一般位于开模面，起到辅助分模作用。 7．管钉孔——在模具中位置比较精确，多用作定位及精密配合。 8．胚头孔——与螺钉配合锁紧模板，连接各部析达到牢固可靠。 9．牙孔——在模具中比较常见，一般收镶件和加固零件。 10．唧咀孔——在产中产品的进料中，与注塑机喷嘴相接。 11．运水孔——上、下模常有或贯穿或一段，有侧面运水，直运水，可通水冷却。 12．拉令孔——一般模板四周或上下面打有大的螺丝孔，可以方便吊模。 13．斜孔——一般位于上模，斜抽芯，斜滑块配用。 14．O-Ring孔——模框内有些有运水孔上需加密封圈而制作的一类孔。 二、加工孔的刀具 针对我们公司加工孔所配备的一些刀具作以下介绍： 1．中心钻G81打宝位点，确定钻孔位置。 2．麻花钻G83打一般的粗孔，中粗孔。 3．高速钻G83加工一般的粗孔，中粗孔。 4．硬质合金钻G83加工种类同以上两类。 5．喷水钻G81加工一些回针孔，边司孔。 6．拨头刀G83加工一些顶针，回针托位。
选择题练习 1．NC加工程序是NC机床自动加工零件的（）。 A、输入介质 B、存储载体 C、加工指令 D、操作系统 2．点位控制机床所指的数控机床（）。 A、仅控制刀具相对于工件的定位点坐标，不规定刀具的运动轨迹 B、必须采用开环控制 C、刀具沿各坐标轴的运动之间有确定的函数关系 D、必须采用闭环控制 3．闭环控制系统的位置反馈元件应（）。 A、装在电机轴上 B、装在执行部件上 C、装在传动丝杆上 D、通过齿轮装在电机轴上 4．数控机床较适用于下列哪类零件的加工？（） A、所有零件 B、一般结构 C、大批量 D、复杂型面 5．世界上第一台NC铣床是哪年在美国研制成功？（） A 、1948 B、1952 C 、1958 D、1960 6．数控技术中DNC指（）。 A、加工中心 B、数字控制 C、直接数控 D、适应控制 7．为了保障人身安全，在正常情况下，电气设备的安全电压规定为（）。 A、42V B、36V C、24V D、12V 8．数控系统软件是根据下列哪项编写的程序？（） A、被加工零件的形状，由用户 B、NC机床的加工要求，由用户 C、NC机床的工作需求，由系统制造商 D、被加工零件的形状，由系统制造商 9．逐点比较法插补是用下列哪种线型来逼近曲线的？（） A、折线 B、直线 C、圆弧和直线 D、圆弧 10．在采用时间分割法进行插补时，若进给速度为F (mm/min)，其在t (ms)内的合成进给量f(μm)等于（）。 A、Ft B、F/t C、F－t D、F＋t 11．数控铣床在加工过程，NC系统所控制的总是（）。 A、零件轮廓的轨迹 B、工件或刀具的轨迹 C、工件运动的轨迹 D、刀具中心的轨迹 12．典型的前后台型CNC控制软件中，前台程序的主要功能是（）。 A、键盘处理、手动处理、自动加工、单段加工 B、程序管理、译码处理、插补计算、伺服控制 C、程序管理、译码处理、系统状态显示、I/O处理
介绍几种数控车床的常用夹具 同样一款数控车床，为何生产效率却相差好几倍？原因是数控车床选用的夹具不合适，从而使数控车床的生产效率大幅降低。下面介绍常见的数控车床夹具。 1.组合夹具 组合夹具又称为“积木式夹具”，它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的机床夹具元件组成，客户可以根据加工要求，象“搭积木”一样，快速拼装出各种类型的机床夹具。由于组合夹具省去了设计和制造专用夹具时间，极大地缩短了生产准备时间，因而有效地缩短了小批量生产周期，即提高了生产效率。另外，组合夹具还具有定位精度高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能节材、使用成本低廉等优点。故小批量加工，特别是产品形状较为复杂时可优先考虑使用组合夹具。 2.精密组合平口钳 精密组合平口钳实际上属于组合夹具中的“合件”，与其它组合夹具元件相比其通用性更强、标准化程度更高、使用更简便、装夹更可靠，因此在全球范围内得到了广泛的应用。精密组合平口钳具有快速安装（拆卸）、快速装夹等优点，因此可以缩短生产准备时间，提高小批量生产效率。 需要注意的是，这里所说的精密组合平口钳并不是老式机加虎钳，老式机加虎钳功能单一、制造精度低、无法成组使用、使用寿命短，不适宜在数控车床、加工中心上使用。这里所说的精密组合平口钳是专门针对数控车床、加工中心特点所设计的一系列新型平口钳，此类产品具有装夹柔性大、定位精度高、夹紧快速、可成组使用等特点，特别适合数控车床、加工中心使用。 3.电永磁夹具 电永磁夹具是以钕铁硼等新型永磁材料为磁力源，运用现代磁路原理而设计出来的一种新型夹具。大量的机加工实践表明，电永磁夹具可以大幅提高数控车床、加工中心的综合加工效能。
1、开环和闭环控制系统主要区别在于有无（D ） A.数控装置 B.驱动装置 C.伺服装置 D.反馈装置 2、数控机床加工零件时是由（C）来控制的。 A．数控系统 B. 操作者 C. 伺服系统 3、半闭环控制系统的数控机床，仍不可避免地带来（C ） A.机床传动部件的误差 B.电机的转角误差 C.丝杠的转角误差 D.机床的几何形状误差 4、加工箱体类零件平面时，应选择的数控机床是（B ） A.数控轩床 B.数控铣床 C.数控钻床 D.数控镗床 5、数控机床的数控装置包括(C)。 A.光电读带机和输入程序载体； B.步进电机和伺服系统 C.输入、信息处理和输出单元； D.位移、速度传感器和反馈系统 6、如果有一台普通车床需要数控化，希望改造费用较低，你将采用的伺服电动机是（C） A.交流伺服电机 B.直流伺服电机 C.步进电机 D.同步电机 7、下列较适合在数控铣床上加工的内容是（A ） A.形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位 B.毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位 C.需长时间占机人工调整的粗加工内容 D.简单的粗加工表面 8、DNC是指（B ） A.计算机数控系统 B.直接数控系统 C.适应数控系统 D.柔性制造系统 9、全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别取决于运动部件上的（C）。 A．执行机构 B. 反馈信号 C.检测元件 10、柔性制造系统的英文缩写是（C ） A.DNC B.FMC C.FMS D.CIMS 11、“CNC”的含义是（B ）。 A．数字控制 B. 计算机数字控制 C.网络控制 12、点位控制系统是（B） A.刀具沿各坐标轴的运动之间有确定的函数关系 B.控制刀具相对于工件的定位，不规定刀具运动的途径 C.必须采用增量坐标控制方式 D.必须采用绝对坐标控制方式 13、对于既要铣面又要镗孔的零件（B ） A.先镗孔后铣面 B.先铣面后镗孔 C.同时进行 D.无所谓 14、在数控机床中，刀具的最小移动单位是（D ） A.0.01mm B.0.1mm C.0.001m D. 1个脉冲当量
曲面精加工 JDPaint5.0提供了下列曲面精加工方法： ●平行截线精加工 ●等高外形精加工 ●径向放射精加工 ●曲面流线精加工 ●环绕等距精加工 ●成组平面精加工 平行截线精加工 1．使用场合 平行截线精加工在曲面精加工中使用最为广泛，特别适用于曲面较复杂但陡峭面不太多的场合。 2．优点 加工效率高，吃刀量较均衡。 3．缺点 为了减少刀具空跑，时常使用往复走刀，这样会导致刀具在加工过程中时而顺铣，时而逆铣，刀具受力不均，工件侧壁质量较难保证。 4．主要参数 路径间距：指相邻两条路径在水平面上投影的距离。该值的大小会决定残留量的大小、加工效率、加工质量以及刀具的寿命。 路径角度：指走刀方向与X轴正房向的夹角。 往复走刀：选择该复选框，刀具在加工时会往复运动加工。否则，刀具在往一个方向运动时加工，另一个方向运动时提刀空跑到另一端。 优化走刀方向：选择该选项可以对分块区域的走刀方向进行优化，使得走刀方向在改区域较长边的方向上。 提取曲面边界：选择该选项会由系统自动计算曲面的边界线来限定走刀的范围。再该选项被选中时，用户选择的其他边界线将无效。该功能特适用于边界较复杂、边界附近为较陡峭的面构成的情况。因为在这种情况下由用户构造边界线特别复杂费时，但是若没有边界线，会导致在加工时扎刀。 边界精修一次及精修量：当选择边界精修一次选项时，精修量编辑框会变为有效状态。此时，会生成沿边界修边的路径。使用该方法能够方便的保证加工域侧壁的质量。 加工模式：平行截线加工共用三种模式：所有面、平坦面和陡峭面。缺省情况下为加工所有面。但根据需要可能需要分别加工平坦面和陡峭面。例如：在用等高加工加工完侧壁后需要对底部较平坦的部分进行补加工。此时，应当用加工平坦面的功能。再如，为避免刀具上下穿动加工，也应当使用平坦面加工功能。而陡峭面加工功能主要用于侧壁陡峭，而且无法用等高线加工时。 当使用平坦面和陡峭面加工时，会有三个编辑框变为有效状态，即：与水平面夹角、最短路径长度、路径延长长度。在加工平坦面时，与水平面夹角指加工路径与水平面的夹角不得超过该角度，超过的陡峭部分被截断去掉。在加工陡峭面时，与水平面夹角指加工路径与
数控加工工艺与普通加工工艺的区别及特点 由于数控加工采用了计算机控制系统和数控机床，使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、生成效率高、周期短、设备使用费用高等特点。在数控加工工艺上也与普通加工工艺具有一定的差异。 1. 数控加工工艺内容要求更加具体、详细 普通加工工艺：许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。 数控加工工艺：所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其它特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中还需要确定详细的各种工艺参数。 2. 数控加工工艺要求更严密、精确 普通加工工艺：加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。 数控加工工艺：自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则将导致严重的后果。 如：（1）攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满切屑，是否需要退刀清理切屑再继续加工。 （2）普通机床加工可以多次“试切”来满足零件的精度要求，数控加工过程严格按规定尺寸进给，要求准确无误。 3. 制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算 编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再现，在对零件图进行数学处理和计算时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。 4. 考虑进给率对零件形状精度的影响 制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给率对加工零件形状精度的影响。在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据差补原理分析，在数控系统已定的条件下，进给率越快，则插补精度越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时这种影响非常明显。 5. 强调刀具选择的重要性 复杂形面的加工编程通常采用自动编程方式，自动编程中必须先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹，因此对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序不再通用，只能重新生成程序。