3-1數控加工概述；3-2數控加工特點專業課程/項目化課程機械制造工藝機械制造技術基礎主講教師：萬蘇文聯系郵箱：99099106@專業課程/項目化課程01第1章數控加工概述1.1數控技術與數控機床的基本概念

1.1.1數控技術的基本概念

數控技術，簡稱數控（numericalcontrol,NC），是利用數字化信息對機械運動及其加工過程進行自動控制的技術。用來實現數字化信息控制的硬件和軟件的整體稱為數控系統，數控系統的核心是數控裝置。由于現代數控系統一般都采用了計算機進行控制，因此數控技術也稱為計算機數控（computernumericalcontrol,CNC）技術，它是采用計算機實現數字程序控制的技術。1952年，美國帕森斯公司和麻省理工學院研制成功了世界上第一臺三軸聯動數控銑床。半個世紀以來，數控技術得到了迅猛發展，加工精度和生產效率不斷提高。數控機床的發展至今已經歷了兩個階段和6個時代。美國帕森斯公司和麻省理工學院研制成功了世界上第一臺三軸聯動數控銑床1.1數控技術與數控機床的基本概念1)數控階段(1952年—1970年)早期人們用數字邏輯電路“搭”成一臺機床專用計算機作為數控系統，這就是硬件連接數控，簡稱數控(NumericalControl，NC)。隨著電子元器件的發展，這個階段經歷了3代，即1952年起的第一代——電子管數控機床、1959年起的第二代——晶體管數控機床、1965年起的第三代——中小規模集成電路數控機床。2)計算機數控階段(1970年至今)1970年，通用小型計算機已出現并投入成批生產，人們將它移植過來作為數控系統的核心部件，從此進入計算機數控階段。這個階段也經歷了3代，即1970年起的第四代—采用大規模集成電路的小型計算機數控機床、1974年的第五代——微型計算機數控系統、1990年起的第六代——基于工控PC機的通用CNC系統。1.1數控技術與數控機床的基本概念3)國際上數控技術最新技術水平從全球來看，德、美、日等國掌握了數控系統的領先技術。而在數控技術研究應用領域主要有兩大陣營:一個是以法拉克(FANUC)、西門子(SIEMENS)為代表的專業數控系統廠商；另一個是以山崎馬扎克(MAZAK)、德瑪吉(DMG)為代表，自主開發數控系統的大型機床制造商。4)國內數控看華中，還有一段長路要走2021年8月份國資委召開會議，會議指出，要大力開展科技創新，并把工業母機位列首位，可見國家對工業母機的重視程度不言而喻。其中工業母機里最為關鍵的就是高端數控，因此我們今天就一起來了解高端數控系統的龍頭企業--華中數控。陳吉紅說：“對于數控系統這樣的戰略性高技術，靠花錢引進是不能解決根本問題，而盲目效仿國外也只能受制于人。唯一的出路就是走自主創新之路，用中國人自己的核心技術振興中國的數控產業。”

“國家要有自己的數控大腦，這是我們的使命。”科技盛典華中科大數控系統研究中心主任陳吉紅1.1數控技術與數控機床的基本概念

1.1.2數控機床的基本概念數控機床是指采用了數控技術進行控制的機床，數控機床是一個裝有程序控制的機床，該系統能夠處理加工程序，控制機床自動完成各種加工運動和輔助運動。數控機床是數字控制機床（numericalcontrolmachinetool）的簡稱，也稱NC機床和CNC機床。數控機床綜合應用了計算機、自動控制、伺服驅動、精密測量、新型機械結構等多方面的技術成果。數控機床的水平代表了當今數控技術的性能、水平和發展方向。隨著機床數控技術的發展，數控機床在機械制造業中的地位越來越重要。1.1數控技術與數控機床的基本概念1.1.3數控機床加工零件的基本工作過程如圖1.1所示，數控機床與普通機床最大的區別在于：普通機床是通過人工手動操縱機床手柄，為進給機構提供所需進給動力；數控機床則是由數控加工程序控制機床進給運動，即把數控加工程序送人數控機床的“指揮中心”——數控系統，再通過一個使數控機床執行運動的“操作中心”——伺服系統，從而帶動進給機構使機床按數控加工程序的順序自動加工。1.2數控機床的基本組成和工作原理數控機床的組成：輸入裝置、數控裝置、伺服系統、測量裝置和機床本體組成。13機床床體主軸箱數控系統

主軸

刀塔尾座Z軸X軸防護罩手輪1.2數控機床的基本組成和工作原理01數控加工特點1.5.1數控機床的加工特點數控機床與普通機床相比，具有以下特點。（1）適應性強，高柔性。適應性即所謂的柔性（flexible），是指數控機床隨生產對象變化而變化的適應能力。這為復雜結構零件的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的方便。適應性強是數控機床最突出的優點，也是數控機床得以迅速發展的主要原因。（2）加工精度高、加工質量穩定數控機床本身的精度比普通機床高，一般數控機床的定位精度為±0.01mm，重復定位精度為±0.005mm，在加工過程中操作人員不參與操作，因此工件的加工精度全部由數控機床保證，消除了操作者的人為誤差；又因為數控加工采用工序集中，減少了工件多次裝夾對加工精度的影響。所以工件的精度高，尺寸一致性好，質量穩定。1.5數控加工特點及應用范圍（3）生產率高數控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間。數控機床主軸轉速和進給量的調節范圍大，允許機床進行大切削量的強力切削，從而有效地節省了加工時間。數控機床移動部件在定位中均采用了加速和減速措施，并可選用很高的空行程運動速度，縮短了定位和非切削時間。對于復雜的零件可以采用計算機自動編程，而零件又往往安裝在簡單的定位夾緊裝置中，從而加速了生產準備過程。尤其在使用加工中心時，工件只需一次裝夾就能完成多道工序的連續加工，減少了半成品的周轉時間，生產率的提高更為明顯。此外，數控機床能進行重復性操作，尺寸一致性好，減少了次品率和檢驗時間。（4）可以加工具有復雜型面的工件在數控機床上加工零件，零件的形狀主要取決于加工程序。因此只要能編寫出程序，無論工件多么復雜都能加工。五軸聯動的數控機床就能加工螺旋槳類復雜空間曲面。1.5數控加工特點及應用范圍（5）良好的經濟效益數控機床雖然設備昂貴，加工時分攤到每個零件的設備折舊費較高。但是在單件、小批量生產的情況下，由于使用數控機床可節省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節省直接生產費用。數控機床加工零件一般不需制作專用夾具，節省了工藝裝備費用。因此數控機床可獲得良好的經濟效益。（6）有利于生產管理現代化使用數控機床加工零件，可預先精確估算出零件的加工時間以及所使用的刀具、夾具，可進行規范化、現代化管理。數控機床使用數字信號與標準代碼為控制信息，易于實現加工信息的標準化，目前已與計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)有機地結合起來，是現代集成制造技術的基礎。1.5數控加工特點及應用范圍1.5.2數控機床應用范圍從數控機床加工的特點可以看出，數控機床加工的主要對象有以下幾個。(1)多品種、