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1、第10章 CAD/CAM技术基础,10.1 CAD/CAM基本概念及特点10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件10.3 Pro/Engineer的应用简介10.4 数控加工技术概述,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,10.1.1CAD的概念及特点 1.CAD的概念 计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是20世纪60年代发展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术。计算机辅助设计是计算机科学与工程科学之间的跨学科的综合性科学。,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,计算机辅助设计是以设计者为主体.由设计者利用计算机辅助设计系统的资源.对产品设
2、计进行规划、分析、综合、模拟、评价、修改、决策并形成工程文档的创造性活动。设计者的创新能力、想象力、经验与直觉和计算机的高速运算能力、图形图像显不处理能力、信息检索处理能力相互结合.综合运用多学科的相关技术完成问题求解、产品设计及产品描述.极大地提高了设计工作的效率.为无图纸化生产提供了前提和基础计算机辅助设计系统为设计者提供了成功且能有效地完成设计工作所需的各种资源.包括建立设计对象的模型、实体设计与图形设计及图像显不、工程计算及优化、功能模拟及运动模拟、产品设计所需的标准、规范及原材料的性能、工艺参数等工程数据.数据交换标准、方法及工具.设计者与系统交互作业的用户接口。,上一页,下一页,返
3、回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,计算机辅助设计的工作过程大致是:进行功能设计.选择合适的科学原理或构造原理;进行产品结构的初步设计.产品的造型和外观的初步设计;从总图派生出零件图.对零件的造型、尺寸、色彩等进行详细设计.对零件进行有限兀分析.使其结构及尺寸与应力相适应;对零件进行加工模拟.如对注塑(对塑料制品)、压铸(对金属件)、锻压或机械加工等过程进行模拟.从模拟过程中发现制造中可能出现的问题.进而提出对零件设计的修改方案;对产品实施运动模拟或功能模拟.对其性能做出评价、分析和优化.最终完成零件的结构设计。可见.计算机辅助设计系统包括了图形功能(几何造型和图形处理).科学计算功能
4、.信息交换、传输与共享功能.工程分析与仿真功能.产品的表不及管理功能。,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,2.CAD的特点 计算机辅助设计有如下主要特点。(1)提高设计效率。(2)提高设计质量。(3)利于成组设计。(4)修改设计方便。(5)设计与分析统一。(6)易于实现产品数据的标准化。(7)易于实现网络的协同设计。(8)提供CAM或CIMS基础数据.实现无图纸化生产。,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,10.1.2 CAM的概念及特点 1.CAM的概念 计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM)是
5、一项利用计算机协助人们完成产品制造的技术。CAM目前没有统一的定义一般是指利用计算机在产品制造方面的总称.有狭义和广义之分.,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,广义的CAM指利用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制造过程.其中包括直接制造过程和间接制造过程。内容涉及计算机辅助制造的环境、辅助设计和辅助制造的衔接.计算机辅助零件信息分类和编码的成组技术(GT).计算机辅助工艺设计和工艺规划(CAPP).计算机数控技术(CNC).计算机辅助工装设计.计算机辅助质量管理和质量控制.计算机辅助数控编程.计算机加工过程仿真.数控加工工艺.计算机辅助加工过程监控等。从狭义上讲.
6、CAM就是计算机辅助机械加工(Computer Aided Machining).更明确地讲.CAM就是自动编译数控加工的程序.它的输入信息是零件的图形、工艺路线和工序的内容.输出信息是刀具加工时的运动轨迹和数控程序其核心是数控编程和数控加工工艺的设计.,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,计算机辅助制造是先进制造技术的重要组成部分和基础内容.而数控编程和数控加工则是计算机辅助制造的核心内容。CAM作为整个制造集成系统的重要一级.向上与CAD,CAPP实现无缝集成.向下要方便、快捷、智能、高效地为数控生产服务.这就决定了CAM系统有如下特点。(1)CAM是一个多学科的
7、综合应用技术。它涉及众多的学科、专业。与其他计算机应用软件相比.CAM应用软件的规模更大.复杂程度更高。(2)CAM不仅要求操作人员有深厚的工艺知识背景.还需要有很高的CAI)应用技巧。CAM作为应用性、直接面向数控生产实际的技术.是具有极强的工程性和实践性的专业技术。,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,(3)CAM技术的发展是一个不断吸收和利用CAD及周边相关技术的应用成果不断发展的过程;是自动化、智能化水平不断提高的过程;是CAM系统结构及基本处理方式不断向适应工程化概念的方向发展的过程。(4)CAM软件具有高度的集成化.多数CAM软件已经实现了与CAD软件和C
8、AE软件(计算机辅助分析)的一体化。(5)生产实际的需求是所有技术发展与创新的原动力。制造业不断涌现的新技术、新工艺.如高速加工技术、绿色加工技术等将对CAM技术的发展提出更高的要求。因而.CAM技术将随着现代加工技术的发展而不断发展.具有良好的发展前景和广泛的市场需求。总之.随着现代加工技术和计算机技术的发展.CAM将更加体现面向整体模型、面向工艺特征和更具工程化概念的处理方式等特点.,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,2.CAM技术的产生和发展 制造技术可谓历史悠久.可以说它是伴随着人类的诞生而出现的.伴随着人类的进步而发展的。人类社会能够取得今天辉煌的经济成就
9、、能够登上月球.探索太空.从根本上讲是制造技术获得重大发展的结果。CAM技术是伴随着数控机床的产生而产生.伴随着数控技术和计算机技术的发展而不断发展的。这门技术从产生到现在.已经历了半个世纪.从形成、发展、提高到目前的高度集成.已形成了比较完整的科学技术体系.并在当今的高新技术领域中占有很重要的位置.,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,1952年MIT试制成功世界上第一台数控铣床.解决了形状复杂零件.尤其是由自由曲面组成的复杂零件的自动加工.促进了数控编程技术的发展。同期.MIT研制开发了APT自动编程系统.解决了如何方便地将被加工零件的形状输入到计算机中进行刀具轨
10、迹的计算和数控程序的自动生成。这就是第一代CAM软件。20世纪60年代在专业数控系统上开发了编程机及部分编程软件.系统结构为专机形式。基本处理方式是人工或辅助式直接计算数控刀路.编程目标与对象也都是直接面向数控刀路。其特点是功能差.操作困难.专机专用.仍属第一代CAM系统的范畴。,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,20世纪70年代末以后.32位工作站和微型计算机的出现对CAM技术的发展提供了硬件基础并产生了极大的推动作用。32位工作站属于单用户计算机系统.具有较高的响应速度;工作站之间可以联网.来共享系统内的资源和发挥各台计算机的特点.逐步扩大CAM系统的功能和规模
11、.在软件方面.针对APT语言的缺点.1978年.法国达索飞机公司开始开发三维设计、分析、NC加工一体化的系统CATIA。随后很快出现了EUCLID,UGNX,INTERGRAPH,Pro/Engineer,Master CAM及NPU/UNCP等系统.这些系统都有效地解决了几何造型、零件几何形状的显不.交互设计、修改及刀具轨迹生成.走刀过程的仿真显不、验证等问题.推动了CAM技术的发展并使CAD和CAM向一体化方向发展可称为第二代CAM软件.,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,20世纪80年代是CAM技术迅速发展的时期.超大规模集成电路的出现.使计算机硬件成本大幅度
12、地降低.计算机的外设也迅猛发展并成为系列产品.这为推动CAM技术向高水平发展提供了硬件保证。同时.软件、数据库、有限兀分析、优化、计算机图形学等相关技术的飞速发展.也促进了CAM技术的推广和应用。与此同时.还出现了与计算机辅助制造技术相关的其他技术.如计算机辅助零件分类和编码技术、计算机辅助工艺规程设计(CAPP)、计算机辅助工装设计、计算机辅助质量控制与检测(CAQ)等。从20世纪80年代起.人们在发展上述各单项技术的同时.又开始致力于计算机集成制造系统(CIMS)的研究.这是一种高效益、高柔性的智能化制造系统。,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,从20世纪90年
13、代起.CAM技术已不再停留在过去单一模式、单一功能、单一领域的水平.而向标准化、集成化、智能化的方向发展。为了实现系统的集成.实现资源的共享和产品生产与组织管理的高度自动化.提高产品的竞争力.就需要在企业和企业集团内的CAM系统之间和各个子系统之间进行统一的数据交换。在这种情况下一些发达国家和国际标准化组织都进行了数据交换接口方面的开发工作.并制定了相应的标准。在这个阶段也出现了面向对象的技术.并行工程的思想.人工智能技术及产品数据管理(PDM)等新技术。这些技术都对CAM技术的发展和功能延伸起到了推动作用。,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,从目前CAM技术的应用
14、和发展看.这一技术在20世纪的工业发展中占有很重要的地位。1989年美国评出近25年间当代十项最杰出的工程技术成就.其中第1项是CAD/CAM.1991年3月20日.海湾战争结束后的第三个星期美国政府发表了跨世纪的国家关键技术发展战略.列举了6大技术领域中的22项关键项目.认为这些项目对于美国的长期国家安全和经济繁荣至关重要。而CAD/CAM技术与其中的两大领域、11个项目紧密相关.这就是制造与信息通信.,上一页,下一页,返回,10.1 CAD/CAM基本概念及特点,制造技术为工业界生产一系列创新的、成本上有竞争能力和高质量的产品投人市场打下基础。而信息和通信技术则以惊人的速度不断发展.改变着
15、社会的通信、教育和制造方法。制造技术的关键项目有柔性计算机集成制造、智能加工设备、微米级和毫米级制造、系统管理技术;信息和通信技术包括软件、微电子学和光电子学、高性能计算机和联网、高清晰度成像显示、传感器和信号处理、数据存储器和外围设备、计算机仿真和建模。CAM技术经过50年的发展历程.现已成为一种应用广泛的高新技术.并产生了巨大的生产力.推动工业产品向高、精、尖的方向突飞猛进目前.CAM技术正向智能化、三维化、集成化、网络化方向发展。,上一页,返回,10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件,10.2.1 CAD/CAM技术的现状 1.微型计算机成为开发和应用CAD/CAM软件的平台(1)基
16、于Windows环境。采用Windows NT操作系统是新一代推出的微型计算机CAD/CAM软件的共同特点。现在个人计算机已经具备了与中低档工作站竞争的实力.再加上其价格低廉.使得普及CAD/CAM应用成为可能。Windows平台上的新一代CAD/CAM软件基本上都采用典型的Windows界面和操作规范.同时由于DDE和OLE技术的广泛应用.这些CAD/CAM软件可以与Windows平台上的其他软件进行动态数据交换.也可以在不退出CAD/CAM软件的前提下嵌人(或链接)其他应用程序的对象。,下一页,返回,10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件,(2)采用CUM技术。CUM(Componen
17、t Object Model)是国际上为提高软件稳定性和开发效率而引人的重要技术。现今推出的基于Windows平台的CAD/CAM软件都或多或少地应用了CUM技术。通过使用现成的组件.软件开发商既可以避免在软件开发中出现许多烦琐问题.又可以越过困难的基础部分.从而可以从极高的起点出发.大大缩短CAD软件上市周期.这样容易取得竞争优势。同时.由于采用面向对象技术.使得基于微型计算机的CAD/CAM软件的可维护性和可扩展性得以增强。(3)吸收UNIX平台软件的优点。新一代微型计算机平台CAD软件充分吸取UNIX工作站软件的精华.如参数驱动、特征造型、动态导航、二维与三维双向相关、STEP标准和动态
18、图形显不等这些比较好的特点已经被微型计算机平台上的软件全部吸收。,上一页,下一页,返回,10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件,2.PDM技术的实施 随着CAD技术的推广.原有的技术管理系统面临着巨大的挑战在采用计算机辅助设计以前.产品的设计、工艺和经营管理过程中涉及的各类图样、技术文档、工艺卡片、生产单、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、审批、归类、分发和存档.所有的资料均通过技术资料室进行统一管理。自从采用计算机技术之后.上述与产品有关的信息都变成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法子往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与落后的资料管理之间的矛
19、盾。要解决这个矛盾.必须采用PDM技术。,上一页,下一页,返回,10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件,PDM(产品数据管理)是从管理CAD/CAM系统的高度上诞生的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命周期内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品图样和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分。PDM系统除了要管理上述数据外.还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的管理。由此可见.PDM系统管理的产品信息将涉及企业的产品设计、工艺、制造、经营和服务等部门。因此.PDM系统的实施具有涉及面广、信息工作量大等特点。实
20、施PDM技术可以实现并行工程.提高产品设计效率.支持全面质量管理.实现人、过程、技术三者之间的平衡因此它可以为企业带来巨大收益.,上一页,下一页,返回,10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件,3.现代集成制造系统(CIMS)的研究及应用 1973年美国的瑟夫哈林顿博士在Computer Integrated Manufacturing一书中首次提出CIM(Computer Integrated Manufacturing)的概念。它的内涵是借助计算机.把企业中与制造有关的各种技术系统地集成起来.进而提高企业适应市场竞争的能力。这个概念强调了两个方面。(1)企业的各个生产环节是不可分割的.需
21、要统一安排组织。,上一页,下一页,返回,10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件,(2)产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过程。CIM是一个先进的思想.但是由于当时技术水平的限制.直到20世纪80年代初.这个思想才被制造领域重视并采用。近十余年来.在市场竞争的激励与相关技术进步的推动下.CIM在实践中被不断充实、完善与发展。从这个概念出发.经历了信息集成、过程集成和企业集成的研究和实践.提出了现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing System，CIMS)的概念。我国于1986年3月提出863%CIMS主题计划.从而开始了对C
22、IMS的全面研究和实施。863%CIMS主题研究和实施技术的核心是现代集成制造.其中集成分为3个阶段:信息集成、过程集成(如并行工程)和企业集成(如敏捷制造)下面我们分别简要介绍这三种集成。,上一页,下一页,返回,10.2 CAD/CAM技术现状及常用软件,10.2.2目前国内国外流行的CAD/CAM软件 1.国外软件 1)Unigraphics(UG)2)SOLIDEDGE 3)AutoCAD 4)MDT 5)Solid Works 6)Cimatron 7)Pro/Engineer 2.国内软件 1)高华CAD 2)CAXA电子图板和CAXA-ME制造工程师 3)开目CAD,上一页,返回,
23、10.3 Pro/Engineer的应用简介,10.3.1 Pro/Engineer 三维建模 现在通过制作如图10一1所示的轴类零件来说明Pro/Engineer在三维建模中的应用。图10一1所示传动轴的三维建模创建过程如图10一2所示。建模过程 1.建立新文件(1)启动Pro/Engineer.执行【文件】|【新建】命令.或单击【新建】按钮.打开【新建】对话框。(2)在【类型】选项组中选择【零件】选项.在【子类型】选项组中选择【实体】选项.在【名称】文本框中输入新建文件名称“zhou”。(3)单击【确定】按钮.进人零件设计工作环境。,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简
24、介,2.使用旋转工具建立轴毛坯件(1)单击【旋转】按钮.打开【旋转】特征面板。(2)接受系统默认设置.单击【草绘】按钮.打开【草绘】对话框。(3)选择TOP基准面为草绘平面.RIGHT基准面为参考面。(4)单击【草绘】对话框中的【草绘】按钮.进入草绘工作环境。(5)绘制截面和旋转中心线.如图10一3所示。(6)单击草绘工具栏中的【确定】按钮.返回旋转】特征面板。(7)单击【继续使用此工具】按钮.单击【确定】按钮.完成旋转特征的创建.如图10一4所示。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,3.建立一基准平面(1)单击【基准平面】按钮.打开【基准平面】对话框。(2)
25、选择TOP基准面.在【基准面】对话框中输入偏移量“22.5”.如图10一5所示。(3)单击【确定】按钮.完成基准平面DTM1的建立.如图10一6所示。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,4.切减键槽(1)击【拉伸】按钮.打开【拉伸】特征面板。(2)选择【创建实体】、【去除材料】、【盲孔】方式.拉伸深度设为“6”.如图10一7所示。(3)单击【放置】按钮.弹出【草绘】上滑面板.单击其中的【定义】按钮.弹出【草绘】对话框。(4)选择DTM1面为草绘平面.RIGHT基准面为参考面。(5)单击【草绘】按钮.进人草绘工作环境。(6)绘制如图10一8所示的拉伸截面(7)单
26、击草绘工具栏中的【确定】按钮，返回【拉伸】特征面板。(8)材料移除方向调整为如图10一9所示的方向。(9)单击【确认】按钮，完成键槽的切减，如图10一10所示。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,5.建立倒角特征(1)单击【倒角】按钮.打开【倒角】特征面板。(2)选择倒角类型为【45XD】.输入“D=1.5”。(3)按下Ctrl键.依次选择图10一11所示的7条边线。(4)单击【确认】按钮.完成倒角特征的建立.如图10一12所示。6.建立圆角特征(1)单击【倒圆角】按钮，打开【倒圆角】特征面板。(2)接受默认设置，设定圆角半径为50(3)选择如图10一13所示
27、的边线。(4)单击【确认】按钮，完成圆角特征的建立，如图10一14所示。7.保存文件 执行【文件】|【保存】命令.或击【保存】按钮.弹出【保存对象】对话框.击【确定】按钮.保存当前建立的零件模型.完成轴的创建。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,10.3.2 PRO/E模具设计 下面通过创建如图10一15所示茶杯模具来说明Pro/Engineer在模具设计中的应用。1.建立新文件(7)启动Pro/Engineer.执行【文件】|【新建】命令.或单击【新建】按钮.打开【新建】对话框。(2)在【类型】选项组中选择【制造】选项.在【子类型】选项组中选择【模具型腔】选
28、项.在【名称】栏中输入新建文件名称“bei”。(3)单击【确定】按钮.进人Pro/Engineer的模具设计工作环境。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,2.创建模具模型(1)执行【模具模型】|【装配】|【参考模型】命令.选择茶杯零件图并打开.完成参考模型的创建.如图10一16所示。(2)执行【创建】|【工件】|【拉伸】命令.用拉伸工具创建工件。完成模具模型的创建。如图10一17所示为建立的模具模型。3.设置收缩率 执行【模具】|【收缩】命令.并在相应的菜单中选取【按尺寸】选项.输入塑料的收缩率.如图10一18所示。4.创建砂芯分型面和主分型面 依次单击【模具
29、】菜单中的【分型面】、【创建】、【增加】、【复制】、【延伸】、【完成】创建如图10一19所示的砂芯分型面。依依次单击【创建】、【增加】、【拉伸】、【完成】.用拉伸的方式完成主分型面的创建.完成的主分型面如图10一20所示。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,5.创建模具体积块 依次单击【模具】菜单中的【模具体积块】、【分割】.选取砂芯分型面.将模具中的砂芯分割出来.如图所不。再次单击【分割】.选取主分型面.将模具再分为左右两个体积块。6.创建模具元件 依次单击【模具】菜单中的【模具元件】、【抽取】.选取全部体积块.从而完成模具元件抽取.形成模具的型芯、左模和右
30、模如图10一21所示。7.铸模 依次单击【模具】菜单中的【铸模】，输入铸模名，完成。8.开模具演示，检验 从而完成茶杯模具的创建。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,10.3.3数控加工 下面通过创建如图10一22所示茶杯模具右模的数控加工程来说明PRO/E在数控加工中的应用。1.设置工作目录 执行文件设置工作目录命令。2.创建工件模型(1)执行【文件】|【新建】命令.或单击【新建】按钮.打开【新建】对话框。(2)在【类型】选项组中选择【制造】选项.如图10一23所示.在【子类型】选项组中选择【NC组件】选项.在【名称】栏中输入新建文件名称“chabei”或系
31、统默认.不使用默认模板。(3)单击【确定】按钮选择公制模板(mmns_mfg_nc)，进入模具制造工作环境。(4)单击【制造模型】|【装配】弹出【制造模型类型】对话框.如图10一24所示.选择【参照模型】。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,(5)单击【装配】弹出【元件放置】对话框如图10一25所示。(6)单击【创建】按钮.选择【制造模型类型】|【工件】.在菜单栏输入零件名称“chabei-wrk”.单击“”.选择【实体】|【加材料】.采用拉伸的方式创建工件.如图10一26所示。(7)单击【制造设置】按钮.弹出【操作设置】对话框.设置如图10一27所示。在操作
32、设置中完成【NC机床】、【加工零点】和【退刀】.单击【确定】按钮。,上一页,下一页,返回,10.3 Pro/Engineer的应用简介,(8)在【菜单管理器】中选择加工击【NC序列】.进人【辅助加工】.选择【加工】【体积块】【3轴】.单击【完成】按钮。在【序列设置】中.选择刀具参数体积单击完成。在刀具设置对话框中设置刀具名称、类型、刀具直径、长度、侧角度。(9)单击【制造参数】设置弹出参数树对话框.设置如图10一28所示.单击文件保存.单击菜单管理器完成。(10)选取曲面铣削.并选取加工的曲面。(11)屏幕演示设置如图10一29、图10一30所示。(12)屏幕演不无误后.输出数控加工程序。将工
33、件在数控机床上装夹好后.用生成的数控程序即可加工出零件。,上一页,返回,10.4 数控加工技术概述,10.4.1数控机床的组成及工作原理 数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置(CNC)、伺服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成.1.程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上.确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置.即零件在机床上的安装位置;刀具与零件相对运动的尺寸参数;零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后.用由文字、数字和符号组成的标准数控代码.按
34、规定的方法和格式.编制零件加工的数控程序单.,下一页,返回,10.4 数控加工技术概述,2.输入装置 输入装置的作用是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存人数控系统内。根据控制存储介质的不同.输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床的加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入;数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。零件加工程序输入过程有两种不同的方式:一种是边读取边加工(数控系统内存较小时)。另一种是一次将零件加工程序全部读人数控装置内部的存储器.加工时再从内部存储器中逐段调出进行加工,上一页,下一页,返回,10.4 数控加工技术概述,
35、3.数控装置 数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中读取或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序.经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后.输出各种控制信息和指令.控制机床各部分的工作.使其进行规定的有序运动。4.驱动装置和位置检测装置 驱动装置接受来自数控装置的指令信息.经功率放大后.严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件.以加工出符合图样要求的零件。因此.它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因索之一。驱动装置包括控制器(含功率放大器)和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。位置检测装置将数控机床各坐
36、标轴的实际位移量检测出来.经反馈系统输入到机床的数控装置之后.数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较.控制驱动装置按照指令设定值运动和动作。,上一页,下一页,返回,10.4 数控加工技术概述,5.辅助控制装置 辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号.经过编译、逻辑判别和运动.再经功率放大后驱动相应的电器.带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令.刀具的选择和交换指令.冷却、润滑装置的启动停止.工件和机床部件的松开、夹紧.分度工作台转位分度等开关辅助动作。6.机床本体 数控机床的机床本体与传统机床相似
37、.由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。,上一页,下一页,返回,10.4 数控加工技术概述,10.4.2数控加工的特点 数控加工具有以下特点。(1)生产率高。(2)加工精度高。(3)适用范围广。(4)可靠性高。,上一页,下一页,返回,10.4 数控加工技术概述,10.4.3数控机床的分类(1)按加工方式和工艺用途分类。按切削方式不同.可分为数控车床、数控铣床、数控钻床、数控锁
38、床、数控磨床等。有些数控机床具有两种以上切削功能.如以车削为主兼顾铣、钻削的车削中心;具有铣、锁、钻削功能.带刀库和自动换刀装置的锁铣加工中心(简称加工中心).另外.还有数控电火花线切割、数控电火花成型、数控激光加工、等离子弧切割、火焰切割、数控板材成型、数控冲床、数控剪床、数控液压机等各种功能和不同种类的数控加工机床。(2)按加工路线分类。数控机床按其刀具与工件相对运动的方式.可以分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床。,上一页,下一页,返回,10.4 数控加工技术概述,(3)按可控制联动的坐标轴数目分类。所谓数控机床可控制联动的坐标轴.是指数控装置控制几个伺服电动机.同时
39、驱动机床移动部件运动的坐标轴数目：两坐标联动数控机床、三坐标联动数控机床、两轴半坐标联动、多坐标联动。(4)按数控装置的类型分类。数控机床可分为硬件数控和计算机数控两类。(5)按伺服系统有无检测装置分类。按伺服系统有无检测装置可分为开环控制和闭环控制数控机床。(6)按数控系统的功能水平分类数控系统一般分为高级型、普及型和经济型三个档次。,上一页,返回,图10一1 传动轴,返回,图10一2 传动轴三维建模创建过程,返回,图10一3 草绘轴截面和中心线,返回,图10一4 轴毛坯,返回,图10一5【基准平面】对活框,返回,图10一6 基准平面,返回,图10一7【拉伸】特征面板,返回,图10一8 键槽
40、拉伸截面,返回,图10一9 材料移除方向,返回,图10一10 键槽完成,返回,图10一11 轴倒角边线,返回,图10一12 完成轴倒角,返回,图10一13 倒轴圆角边线,返回,图10一14 完成轴圆角,返回,图10一15 茶杯三维模具分解图,返回,图10一16 茶杯模具参考模型,返回,图10一17 茶杯模具模型,返回,图10一18 收缩率设置对话框,返回,图10一19 砂芯分型面,返回,图10一20 主分型面,返回,图10一21 模具元件,返回,图10一22 茶杯模具右模,返回,图10一23,返回,图10一24,返回,图10一25 元件放置,返回,图10一26 创建工件,返回,图10一27 制造设置,返回,图10一28 参数设置,返回,图10一29 屏幕演示设置,返回,图10一30 屏幕演示,返回,
