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MasterCAM X6数控加工教程北京兆迪科技有限公司编著(修订版)A附视频光盘(含语音讲解)机械工业出版社CHINA MACHINE PRESS第1章数控加工基础wwwwwwwww本章提要wwwwwwwwwwwWw&本章主要介绍数控加工的基础知识，内容包括数控编程和数控机床简述、数控加工工艺基础、高度与安全高度、数控加工的补偿、轮廓控制、顺铣与逆铣以及加工精度等。1.1数控加工概论数控技术即数字控制技术(Numerical Control Technology,简称NC技术)，它是指用计算机以数字指令方式控制机床动作的技术。数控加工具有产品精度高、自动化程度高、生产效率高以及生产成本低等特点，在制造业，数控加工是所有生产技术中相当重要的一个环节，尤其是汽车和航天工业领域中，其零部件几何外形复杂且精度要求较高，更突出了NC加工制造技术的优点。数控加工技术集传统的机械制造、计算机、信息处理、现代控制、传感检测等光机电技术于一体，是现代机械制造技术的基础。它的广泛应用，给机械制造业的生产方式及产品结构带来了巨大的变化。近年来，由于计算机技术的迅速发展，数控技术的发展相当迅速。数控技术的水平和普及程度，已成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。1.2数控编程简述数控编程一般可以分为手工编程和自动编程。手工编程是指从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单到程序校核等各步骤的数控编程工作均由人工完成。该方法适用于形状不太复杂、加工程序较短的零件。而复杂形状的零件，如具有非圆曲线、列表曲面和组合曲面的零件，或形状虽不复杂但是程序很长的零件，则比较适合于自动编程。自动数控编程是从零件的设计模型（即参考模型）直接获得数控加工程序，其主要任务是计算加工进给过程中的刀位点(Cutter Location Point,.简称CL点)，从而生成CL数据文件。采用自动编程技术可以帮助人们解决复杂零件的数控加工编程问题，其大部分工作MasterCAM X6数控加工教程（修订版）由计算机来完成，编程效率大大提高，还能解决手工编程无法解决的许多复杂形状零件的加工编程问题。MasterCAM X6提供了多种加工类型，用于各种复杂零件的粗、精加工，用户可以根据零件结构、加工表面形状和加工精度要求选择合适的加工类型。数控编程的主要内容有分析零件图样及工艺处理、数值处理、编写加工程序单、输入数控系统、程序检验及试切。(1)分析图样及工艺处理。在确定加工工艺过程时，编程人员首先应根据零件图样对工件的形状、尺寸和技术要求等进行分析，然后选择合适的加工方案，确定加工顺序和路线、装夹方式、刀具以及切削参数。为了充分发挥机床的功用，还应该考虑所用机床的指令功能，选择最短的加工路线，选择合适的对刀点和换刀点，以减少换刀次数。(2)数值处理。根据图样的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算工件粗、精加工的运动轨迹，得到刀位数据。零件图样坐标系与编程坐标系不一致时，需要对坐标进行换算。形状比较简单的零件的轮廓加工，需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，有的还需要计算刀具中心运动轨迹的坐标值。对于形状比较复杂的零件，需要用直线段或圆弧段逼近，根据要求的精度计算出各个节点的坐标值。(3)编写加工程序单。确定加工路线、工艺参数及刀位数据后，编程人员可以根据数控系统规定的指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。此外，还应填写有关的工艺文件，如数控刀具卡片、数控刀具明细表和数控加工工序卡片等。随着数控编程技术的发展，现在大部分的机床已经直接采用自动编程。(4)输入数控系统。即把编制好的加工程序，通过某种介质传输到数控系统。过去我国数控机床的程序输入一般使用穿孔纸带，穿孔纸带的程序代码通过纸带阅读器输入到数控系统。随着计算机技术的发展，现代数控机床主要利用键盘将程序输入到计算机中。随着网络技术进入工业领域，通过CAM生成的数控加工程序可以通过数据接口直接传输到数控系统中。(5)程序检验及试切。程序单必须经过检验和试切才能正式使用。检验的方法是直接将加工程序输入数控系统，让机床空运转，即以笔代刀，以坐标纸代替工件，画出加工路线，以检查机床的运动轨迹是否正确。若数控机床有图形显示功能，可以采用模拟刀具切削过程的方法进行检验。但这些过程只能检验出运动是否正确，不能检查被加工零件的精度，因此必须进行零件的首件试切。试切时，应该以单程序段的运行方式进行加工，监视第1章数控加工基础3加工状况，调整切削参数和状态。从以上内容来看，作为一名数控编程人员，不但要熟悉数控机床的结构、功能及标准，而且要熟悉零件的加工工艺、装夹方法、刀具以及切削参数的选择等方面的知识。1.3数控机床1.3.1数控机床的组成数控机床的种类很多，但是任何一种数控机床都主要由数控系统、伺服系统和机床主体三大部分以及辅助控制系统等组成。1.数控系统数控系统是数控机床的核心，是数控机床的“指挥系统”，其主要作用是对输入的零件加工程序进行数字运算和逻辑运算，然后向伺服系统发出控制信号。现代数控系统通常是带有专门系统软件的计算机系统，开放式数控系统就是PC机配以数控系统软件而构成的。2.伺服系统伺服系统（也称驱动系统）是数控机床的执行机构，由驱动和执行两大部分组成，它包括位置控制单元、速度控制单元、执行电动机和测量反馈单元等部分，主要用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。它接受数控系统发出的各种指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求控制机床运动部件的进给速度、方向和位移。目前数控机床的伺服系统中，常用的位移执行机构有步进电动机、电液马达、直流伺服电动机和交流伺服电动机，其中，后两者均带有光电编码器等位置测量元件。一般来说，数控机床的伺服系统，要求有好的快速响应和灵敏而准确的跟踪指令功能。3.机床主体机床主体是加工运动的实际部件，除了机床基础件以外，还包括主轴部件、进给部件、实现工件回转与定位的装置和附件、辅助系统和装置（如液压、气压、防护等装置）、刀库和自动换刀装置(Automatic Tools Changer,ATC)、自动托盘交换装置(Automatic PalletChanger,APC)。机床基础件通常是指床身或底座、立柱、横梁和工作台等，它是整台机床的基础和框架。加工中心则还应具有ATC,有的还有双工位APC等。数控机床的主体结构与传统机床相比，发生了很大变化，普遍采用了滚珠丝杠、滚动导轨，传动效率更高。