數(shù)控編程技術(shù)機(jī)電一體化

1、西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院成人高等教育畢業(yè)論文題 目 ：數(shù)控編程技術(shù)指導(dǎo)教師：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)年級(jí)：學(xué)歷層次：?？茖W(xué)歷形式：函授完成時(shí)間：二0年月十日i西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文摘 要隨著社會(huì)的進(jìn)步，制造業(yè)的發(fā)展越來越迅速，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要，利用數(shù)控車床進(jìn)行零件的加工，要根據(jù)零件的復(fù)雜程度確定是手工編程還是自動(dòng)編程。手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)。以FANuc系統(tǒng)手工編程為例，從零件圖紙的分析，確定加工方案， 到數(shù)值計(jì)算。 根據(jù)編程規(guī)則，利用復(fù)合循環(huán)指令 G71、c92、進(jìn)行編程。使用復(fù)合循環(huán)指令編程，可以大大簡化程序編制，加工出符

2、合技術(shù)要求的零件。關(guān)鍵詞數(shù)控車床，編程，加工工藝ii西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文目 錄前言1第一章數(shù)控加工技術(shù)概括21.1 數(shù)控技術(shù)簡介21.2數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢.21.2.1 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)21.2.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢3第二章編程方法42.1 加工工藝的確定42.2 加工模型建立42.3 刀具軌跡生成52.4 后期 G代碼生成52.5 加工代碼輸出5第三章編程步驟63.1 分析零件和工藝要求63.2 數(shù)值計(jì)算63.3 編寫加工程序單63.4 制作控制介質(zhì)，輸入程序信息63.5 程序檢驗(yàn)7第四章零件的圖樣分析及機(jī)床的選擇84.1 圖樣分析84.2 機(jī)床的選擇84.3 程序的編制8

3、4.3.1編程序號(hào)4.3.2編程指令4.3.3功能代碼. 9. 9. 9第五章零件加工工藝方案的設(shè)計(jì)105.1 數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過程的概念10iii西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文5.2數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過程的主要內(nèi)容.105.3數(shù)控加工工藝的特點(diǎn) .105.4數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系 .115.4.1.數(shù)控程序 .115.4.2數(shù)控編程 .115.4.3數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系 .115.5零件的加工工藝分析 .125.5.1確定加工路線 .125.5.2裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)的選擇 .125.5.3選擇刀具 .125.5.4確定切削用量 .125.5.5對(duì)刀及坐標(biāo)系的設(shè)定

4、.13第六章 手工程序編制 .14結(jié) 論 .17致 謝 .18參考文獻(xiàn) .19附 錄 .20iv西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文v西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在校期間一個(gè)重要的綜合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，是成的一份總結(jié)性的大作業(yè)。它的目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)生的知識(shí) ; 幫助學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法，準(zhǔn)確使用技術(shù)資料、國家標(biāo)準(zhǔn)等手冊(cè)、圖冊(cè)工具書進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力 ; 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，

5、工作作風(fēng)和工作方法。通過兩年多來對(duì)數(shù)控專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和一段時(shí)間的實(shí)習(xí)，在一定程度上積累相關(guān)驗(yàn)和方法，可以設(shè)計(jì)出一般性零件的加工工藝路線和程序的生成以及數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用， 利用這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)可以更好的鍛煉自己的才能，鞏固所學(xué)的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)并解決遺留下來的問題，彌補(bǔ)知識(shí)缺陷， 這樣就達(dá)到了自己預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)。本課題結(jié)合數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo) , 是生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中中等復(fù)雜的盤類零件， 其結(jié)構(gòu)由外圓弧面、內(nèi)圓弧面、臺(tái)階、通孔、溝槽、凸臺(tái)、內(nèi)螺紋等以不同的方式組成。此類零件用于數(shù)控銑削加工工藝分析與編程，難易程度適中， 符合畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱要求， 能使數(shù)控技業(yè)學(xué)生得到較充分的鍛煉。 有利于提高畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。

6、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書是高等院校畢業(yè)生提交的一篇論文，是大學(xué)生完成學(xué)業(yè)的標(biāo)志性作業(yè)，是對(duì)學(xué)習(xí)成果的綜合性總結(jié)和檢閱， 是我系工科學(xué)生從事工程設(shè)計(jì)的最初嘗試，是在教師指導(dǎo)下所取得的實(shí)際成果的文字記錄， 也是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的長我程度，分析問題和解決問題基本能力的一份綜合答卷。1西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文第一章數(shù)控加工技術(shù)概括1.1 數(shù)控技術(shù)簡介數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（ Numerical Control ）。它是利用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。 用數(shù)控技術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床， 或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控 (NC)機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸驅(qū)動(dòng)器及進(jìn)給裝置

7、等部分。數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、光高度一體化的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及用工藝信息來描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如：進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速主軸正反轉(zhuǎn)換刀、冷卻液的開關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件 ( 即正常說的數(shù)控加工程序 ) 存放在信息載體上 ( 如磁盤、穿孔紙帶、磁帶等 ) ，然后由機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)讀入 ( 或直接通過數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤輸入，或通過通信方式輸入) ，通過對(duì)其譯碼， 從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)集合。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高

8、可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和開放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動(dòng)向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)， 是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)， 其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實(shí)力的水平。它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。1.2數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢1.2.1數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)數(shù)控加工，也稱之為NC（ Numerical Control）加工，是以數(shù)值與符號(hào)構(gòu)成的信息，控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 數(shù)控加工經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個(gè)制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特征有兩點(diǎn)：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)

9、量精度及加工時(shí)間誤差精度；二是加工質(zhì)量的重復(fù)性，2西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文可以穩(wěn)定加工質(zhì)量， 保持加工零件質(zhì)量的一致。 也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時(shí)間是由數(shù)控程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）對(duì)零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)：通過改變加工程序可對(duì)不同零件進(jìn)行加工，特別適應(yīng)于目前多品種、小批量、產(chǎn)品更新快的生產(chǎn)特征。（2）自動(dòng)化程度高：一般情況下，除了裝卸工件外，其它大部分加工過程都由機(jī)床自動(dòng)完成，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。1.2.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢1. 高速度化：近年來，高速加工機(jī)床的發(fā)展速度很快，目前主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)100， 000r/min ，進(jìn)給速度可達(dá)80m/mi

10、n。2. 高精度化：精密級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度可達(dá) 0.0001mm，表面粗糙度值 Ra達(dá) 0.02 m。3. 高智能化： 在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù)，可自動(dòng)控制和優(yōu)化加工參數(shù)，從而使操作者不需具備專門的技能4. 高自動(dòng)化：自 80 年代中期以來，以數(shù)控機(jī)床為主體的加工自動(dòng)化已從 “點(diǎn)”的自動(dòng)化（單臺(tái)數(shù)控機(jī)床）發(fā)展到“線”的自動(dòng)化（ FMS）和“面”的自動(dòng)化（柔性制造車間） ，結(jié)合信息管理系統(tǒng)的自動(dòng)化， 逐步形成整個(gè)工廠 “體”的自動(dòng)化。3西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文第二章編程方法數(shù)控機(jī)床程序編制（又稱數(shù)控編程）是指編程者（程序員或數(shù)控機(jī)床操作者）根據(jù)零件圖樣和工藝文件的要求， 編制

11、出可在數(shù)控機(jī)床上運(yùn)行以完成規(guī)定加工任務(wù)的一系列指令的過程。 具體來說，數(shù)控編程是由分析零件圖樣和工藝要求開始到程序檢驗(yàn)合格為止的全部過程。 數(shù)控加工機(jī)床與編程技術(shù)兩者的發(fā)展是緊密相關(guān)的。 數(shù)控加工機(jī)床的性能提升推動(dòng)了編程技術(shù)的發(fā)展， 而編程手段的提高也促進(jìn)了數(shù)控加工機(jī)床的發(fā)展，二者相互依賴?，F(xiàn)代數(shù)控技術(shù)下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向發(fā)展，而編程方式也越來越豐富。隨著微電子技術(shù)和CAD技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)編程系統(tǒng)也逐漸過渡到以圖形交互為基礎(chǔ)的與 CAD集成的 CAD/CAM系統(tǒng)為主的編程方法。 與以前的語言型自動(dòng)編程系統(tǒng)相比， CAD/CAM集成系統(tǒng)可以提供單一準(zhǔn)確的產(chǎn)品幾何模型，幾何模型

12、的產(chǎn)生和處理手段靈活、多樣、方便，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造一體化。雖然數(shù)控編程的方式多種多樣， 毋庸置疑，目前占主導(dǎo)地位的是采用CAD/CAM數(shù)控編程系統(tǒng)進(jìn)行編程。2.1 加工工藝的確定加工工藝的確定目前主要依靠人工進(jìn)行，其主要內(nèi)容有：（1）核準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求（2）確定裝夾位置（3）選擇刀具（4）確定加工路線（5）制定工藝參數(shù)2.2加工模型建立加工模型的建立是通過人機(jī)交互方式進(jìn)行的。被加工零件一般用工程圖的形式表達(dá)在圖紙上，用戶可根據(jù)圖紙建立三維加工模型。針對(duì)這種需求，CAM系統(tǒng)應(yīng)提供強(qiáng)大幾何建模功能， 不僅應(yīng)能生成常用的直線和圓弧，還應(yīng)提供復(fù)雜的樣條曲線、組合曲線、各種規(guī)則的和不規(guī)

13、則的曲面等的造型方法，并提供種過渡、裁剪、幾何變換等編輯手段。4西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文被加工零件數(shù)據(jù)也可能由其他CAD/CAM系統(tǒng)傳入，因此 CAM系統(tǒng)針對(duì)此類需求應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，如DXF、IGES、STEP等。被加工零件的外形不可能是由測量機(jī)測量得到，針對(duì)此類的需求，CAM系統(tǒng)應(yīng)提供讀入測量數(shù)據(jù)的功能，按一定的格式給出的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)生成零件的外形曲面。2.3刀具軌跡生成建立了加工模型后，即可利用CAXA制造工程師系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。CAXA制造工程師中提供了十余種加工軌跡生成的方法。用戶可以根據(jù)所要加工工件的形狀特點(diǎn)、 不同的工藝要求和精度要求，

14、靈活的選用系統(tǒng)中提供的各種加工方式和加工參數(shù)等， 方便快速地生成所需要的刀具軌跡即刀具的切削路徑。2.4后期 G代碼生成在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機(jī)床的代碼， 需進(jìn)行所謂后期處理。 后期處理的目的是形成數(shù)控指令文件， 也就是平我們經(jīng)常說的 G代碼程序或 NC程序。 CAXA制造工程師提供的后期處理功能是非常靈活的，它可以通過用戶自己修改某些設(shè)置而適用各自的機(jī)床要求。 用戶按機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制，即可方便地生成和特定機(jī)床相匹配的加工代碼。2.5加工代碼輸出生成數(shù)控指令之后， 可通過計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口與機(jī)床直接連通。CAXA制造工程師可以提供我們自己開發(fā)的通信軟件，完成通過計(jì)算

15、機(jī)的串口或并口與機(jī)床連接，將數(shù)控加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，控制機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床。5西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文第三章編程步驟拿到一張零件圖紙后，首先應(yīng)對(duì)零件圖紙分析，確定加工工藝過程，亦即確定零件的加工方法 ( 如采用的工夾具、裝夾定位方法等) 、加工路線 ( 如進(jìn)給路線、刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)等 ) 及工藝參數(shù) ( 如進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和切削深度等 ) 。其次，應(yīng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都帶有刀補(bǔ)功能，只需計(jì)算輪廓相鄰幾何元素的交點(diǎn) ( 或切點(diǎn) ) 的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)、 終點(diǎn)和圓弧的圓心坐標(biāo)值即可。 最后，根據(jù)計(jì)算出的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工參數(shù)及輔助動(dòng)

16、作， 結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的坐標(biāo)指令代碼和程序段格式， 逐段編寫零件加工程序單，并輸入 CNC裝置的存儲(chǔ)器中。一般數(shù)控編程 步驟如下：3.1分析零件和工藝要求分析零件圖樣和工藝要求的目的，是為了確定加工方法、制定加工計(jì)劃，以及確認(rèn)與生產(chǎn)組織有關(guān)的問題，此步驟的內(nèi)容包括：1）確定該零件應(yīng)安排在哪類或哪臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行加工。2）采用何種裝夾具或何種裝卡位方法。3）確定采用何種刀具或采用多少把刀進(jìn)行加工。4）確定加工路線，即選擇對(duì)刀點(diǎn)、程序起點(diǎn)（又稱加工起點(diǎn)，加工起點(diǎn)常與對(duì)刀點(diǎn)重合） 、走刀路線、程序終點(diǎn)（程序終點(diǎn)常與程序起點(diǎn)重合） 。3.2數(shù)值計(jì)算根據(jù)零件圖樣幾何尺寸， 計(jì)算零件輪廓數(shù)據(jù)， 或根據(jù)零件

17、圖樣和走刀路線，計(jì)算刀具中心（或刀尖）運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)。數(shù)值計(jì)算的最終目的是為了獲得編程所需要的所有相關(guān)位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)。3.3編寫加工程序單在完成上述兩個(gè)步驟之后，即可根據(jù)已確定的加工方案（或計(jì)劃）及數(shù)值計(jì)算獲得的數(shù)據(jù)，按照數(shù)控系統(tǒng)要求的程序格式和代碼格式編寫加工程序等。編程者除應(yīng)了解所用數(shù)控機(jī)床及系統(tǒng)的功能、熟悉程序指令外， 還應(yīng)具備與機(jī)械6西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文加工有關(guān)的工藝知識(shí)，才能編制出正確、實(shí)用的加工程序。3.4制作控制介質(zhì)，輸入程序信息程序單完成后， 編程者或機(jī)床操作者可以通過CNC機(jī)床的操作面板， 在EDIT 方式下直接將程序信息鍵入CNC系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中；也可以根據(jù)CNC系統(tǒng)輸

18、入、輸出裝置的不同， 先將程序單的程序制作成或轉(zhuǎn)移至某種控制介質(zhì)上?？刂平橘|(zhì)大多采用穿孔帶，也可以是磁帶、磁盤等信息載體， 利用穿孔帶閱讀機(jī)或磁帶機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器等輸入（輸出）裝置，可將控制介質(zhì)上的程序信息輸入到CNC系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中。3.5程序檢驗(yàn)編制好的程序， 在正式用于生產(chǎn)加工前，必須進(jìn)行程序運(yùn)行檢查。在某些情況下，還需做零件試加工檢查。根據(jù)檢查結(jié)果，對(duì)程序進(jìn)行修改和調(diào)整，檢查 - 修改 - 再檢查 - 再修改 這往往要經(jīng)過多次反復(fù)，直到獲得完全滿足加工要求的程序?yàn)橹?。上述編程步驟中的各項(xiàng)工作， 主要由人工完成，這樣的編程方式稱為 “手式編程”。在各機(jī)械制造行業(yè)中，均有大量僅由直線、圓弧等

19、幾何元素構(gòu)成的形狀并不復(fù)雜的零件需要加工。這些零件的數(shù)值計(jì)算較為簡單，程序段數(shù)不多，程序檢驗(yàn)也容易實(shí)現(xiàn)， 因而可采用手工編程方式完成編程工作。 由于手工編程不需要特別配置專門的編程設(shè)備， 不同文化程度的人均可掌握和運(yùn)用， 因此在國內(nèi)外，手工編程仍然是一種運(yùn)用十分普遍的編程方法。7西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文第四章零件的圖樣分析及機(jī)床的選擇4.1圖樣分析如下圖所示零件， 加工內(nèi)容有外圓車削、螺紋車削，螺紋車削應(yīng)在外圓精車后進(jìn)行。零件采用材料為45 號(hào)鋼，毛坯尺寸直徑為40 的棒料。由于毛坯余量較大，因此，在進(jìn)行外圓精車前應(yīng)采用外圓粗車指令去除大部分毛坯余量，粗車后留 0.5mm余量（單邊）。根據(jù)

20、以上零件的加工要求，需要外圓車刀、切槽刀和螺紋車刀。4.2機(jī)床的選擇機(jī)電一體化是機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢，但大型數(shù)控系統(tǒng)十分昂貴， 不適合學(xué)校教學(xué)，由南京機(jī)械?？茖W(xué)校研制的CK0630臺(tái)式數(shù)控車床是進(jìn)行數(shù)控編程訓(xùn)練的理想設(shè)備。因?yàn)樗鼉r(jià)廉物美，功能齊全，能用于數(shù)控編程的操作和訓(xùn)練，而且不需要三相交流電源，更安全方便4.3 程序的編制8西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文CK0630臺(tái)式數(shù)控車床采用 G代碼源程序格式。 一個(gè)程序由若干程序段組成，每一程序段由序號(hào)、指令、刀具運(yùn)行參數(shù) (x 、z 方向位移最及進(jìn)給速度 ) 等組成。輸入程序段時(shí)。首先要求鍵人 G、 M代碼，系統(tǒng)根據(jù)此代碼，自動(dòng)給出相應(yīng)的編程格式。

21、4.3.1編程序號(hào)表示程序段的先后順序，用N000一 N999表示。4.3.2編程指令包括程序準(zhǔn)備指令和輔助功能指令，用于說明程序段的功能， 如 COO表示直線插補(bǔ)， M06表示換刀。4.3.3功能代碼用特定的大寫英文字母表示某種功能，如P 表示延時(shí)9西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文第五章零件加工工藝方案的設(shè)計(jì)5.1數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過程的概念（ 1）數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和， 應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過程。 數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。（ 2）數(shù)控加工工藝過程是利用切削工

22、具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對(duì)象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過程。5.2數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過程的主要內(nèi)容（ 1）選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容；（ 2）對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析；（ 3）零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定的確定；（ 4）數(shù)控加工工藝方案的制定；5.3數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)由于數(shù)控加工具有加工自動(dòng)化程度高、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、設(shè)備使用費(fèi)用高等特點(diǎn)，使數(shù)控加工相應(yīng)形成了下列特點(diǎn)。（1） 數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體、詳細(xì)如前所述，在用通用機(jī)床加工時(shí)，許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀及尺寸、 走刀路線、加工余量、

23、 切削用量等， 在很大程度上都是由操作人員根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自行考慮和決定的，一般無須工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由試切保證。 而在數(shù)控加工時(shí)， 原不可不在普通機(jī)床上由操作工人靈活掌握并可通過適時(shí)調(diào)整來處理的上述工藝問題， 不僅成為數(shù)控工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的內(nèi)容， 而且編程人員必須事先設(shè)計(jì)和安排好并做出正確的選擇編入加工過程中。 數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)描述的切削加工步驟， 而且還包括工夾具型號(hào)、 規(guī)格、切削用量和其他特殊要求的內(nèi)容以及標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等。在自動(dòng)編程中更需要確定詳細(xì)的各種工藝參數(shù)。10西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文（ 2）數(shù)控加工工藝要求

24、更嚴(yán)密、精確數(shù)控機(jī)床自適應(yīng)性較差，它不能像普通機(jī)床加工時(shí)可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題比較自由地進(jìn)行人為調(diào)整。 如在攻螺紋時(shí)，數(shù)控機(jī)床不知道孔中是否已擠滿切屑， 是否需要退刀清理一下切屑再繼續(xù)進(jìn)行，這些情況必須事先由工藝員精心考慮， 否則可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。 在普通機(jī)床加工零件時(shí)，通常是經(jīng)過多次“試切”過程來滿足零件的精度要求，而數(shù)控加工過程是嚴(yán)格按程序規(guī)定的尺寸進(jìn)給的，因此要準(zhǔn)確無誤。在實(shí)際工作中， 由于一個(gè)小數(shù)點(diǎn)或一個(gè)逗號(hào)事情的差錯(cuò)而釀成重大機(jī)床事故和質(zhì)量事故的例子屢見不鮮。因此，數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要求更加嚴(yán)密、精確。（ 3）制定數(shù)控加工工藝選擇切削用量時(shí)要考慮進(jìn)給速度對(duì)加工零件形狀精度的影

25、響數(shù)控加工時(shí)，刀具怎么從起點(diǎn)沿運(yùn)動(dòng)軌跡走向終由數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件來控制的。 根據(jù)插補(bǔ)原理分析， 在數(shù)控系統(tǒng)已定的條件下， 進(jìn)給速度越快，則插補(bǔ)精度越低；插補(bǔ)精度越低，工件的輪廓形狀精度越差（詳細(xì)分析見后）。因此，制定數(shù)控加工工藝選擇切削用量時(shí)要考慮進(jìn)給速度對(duì)加工零件形狀精度的影響，特別是高精度加工時(shí)影響非常明顯。（ 4）制定數(shù)控加工工藝時(shí)要特別強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性復(fù)雜形面的加工編程通常要用自動(dòng)編程軟件來實(shí)現(xiàn)， 由于絕大多數(shù)三軸以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床不具有刀具補(bǔ)償功能， 在自動(dòng)編程時(shí)必須先選定刀具再生成刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡。5.4數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系5.4.1.數(shù)控程序輸入數(shù)控機(jī)床，

26、執(zhí)行一個(gè)確定的加工任務(wù)的一系列指令，稱為數(shù)控程序或零件程序。5.4.2數(shù)控編程即把零件的工藝過程、 工藝參數(shù)及其他輔助動(dòng)作， 按動(dòng)作順序和數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令、格式，編成加工程序，再記錄于控制介質(zhì)即程序載體（磁盤等），輸人數(shù)控裝置，從而指揮機(jī)床加工并根據(jù)加工結(jié)果加以修正的過程。5.4.3數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系11西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符合實(shí)際的、 科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝， 就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序。而數(shù)控編程就是將制定的數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。5.5 零件的加工工藝分析5.5.1確定加工路線在數(shù)控加工中，刀具的刀位點(diǎn)相對(duì)于工件

27、的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從基準(zhǔn)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)直至加工程序結(jié)束，刀具所經(jīng)過的路徑， 包括切削加工的路徑及刀具引人、返回等非切削空行程。加工路線的確定， 首先必須保證被加工件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡單、走刀路線短、效率較高等因素，根據(jù)以上原則該零件按先主后次、先粗后精的加工原則確定加工路線，采用固定循環(huán)指令對(duì)外輪廓先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行精加工， 共分五個(gè)工步來完成加工：即第一步先粗車外圓；第二步精車外圓；第三步切槽；第四步車M20的細(xì)牙螺紋（螺距 F=1.5）；最后切斷。注意保證外徑30mm和 24mm和長度 40mm的尺寸公差。5.5.2裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)的選擇采用三爪自定心

28、卡盤自定心夾緊， 對(duì)刀點(diǎn)選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)。5.5.3選擇刀具根據(jù)加工要求，共選用四把刀具：T01 為 90 度外圓車刀，刀具型號(hào)為：CL-MTGNR-2020/R/1608 ISO30，； T02 號(hào)為車槽刀，刀具型號(hào)為： ER-SGTFR-2012/R/3.0-0 IS030 ，主切削刃寬 4mm，左刀具為刀位點(diǎn)； T03 為 60 度螺紋刀，刀具型號(hào)為： TL-LHTR-2020/R/60/1.5 ISO30 ；采用試切法對(duì)刀，對(duì)刀的同時(shí)把端面加工出來。5.5.4確定切削用量粗車：主軸轉(zhuǎn)速 800r/min ，進(jìn)給速度為 0.25mm/r ；切槽：主軸轉(zhuǎn)速 800r/mim

29、 ，進(jìn)給速度 0.25mm/r; 車螺紋：主軸轉(zhuǎn)速 600r/min, 進(jìn)給速度 0.15mm/r;（螺紋的大徑尺寸為19.8mm，螺距 F=1.5mm，總吃刀深度 1.4 ，用高速螺紋車刀低速 5 次車削，每次吃刀深度分別為A1 A2=0.4mm， A3=0.3mm，12西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文A4=0.2,A5=0.1mm）工件外圓分粗，精車 精車外圓余量在 X 軸方向?yàn)?0.5mm，Z 軸方向?yàn)?0.1mm，粗車每次吃刀深度1mm5.5.5對(duì)刀及坐標(biāo)系的設(shè)定1. 直接用刀具試切對(duì)刀（1）用外圓車刀先試車一外圓，測量外圓直徑后，在Q9951:界面的幾何形狀中輸入“ +RS 外圓直徑值”

30、，再按“ B0T8:”鍵，即把 坐標(biāo)值輸入到幾何形狀里。（2）用外圓車刀先試車一外圓端面，在Q9951: 界面的幾何形狀輸入 “+U S當(dāng)前的 ? 坐標(biāo)值”，按“ B0T8:”鍵，即把 ? 坐標(biāo)值輸入到幾何形狀里。（3）切槽刀、切斷刀、螺紋刀的對(duì)刀方法與外圓刀對(duì)刀相同。2. 坐標(biāo)系的設(shè)定采用絕對(duì)坐標(biāo)編程， 坐標(biāo)原點(diǎn)選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)，通過手動(dòng)對(duì)刀利用刀具形狀補(bǔ)償建立工件坐標(biāo)確定軸心線的右端面為編程原點(diǎn)，零件的加工程序如下：13西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文第六章手工程序編制O0001M03 s800主軸正轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速 800r minT0101 G99;選 01 號(hào)刀 01 號(hào)刀補(bǔ)G0

31、0 X40 Z2;快速定位距端面 2mm處G71 ul R0.5;粗車循環(huán)G71 P60 Q150 u0.5 w0.1 F0.25; X軸的粗車余量為 0.5 Z 為 0.1G00 X0;G01 Z0;G02 X30 Z15 R15;G01 Z-46;X32;X34 W-1;倒角 1*45 W-4;X36;X38 W-1;倒角 1*45 W-10;G70 P60 Q150 s1000;精車循環(huán)G00 X100;Z100;快速退刀定位T0202;選 02 號(hào)刀 02 號(hào)刀補(bǔ)G00 X32;Z-19;G01 X26;車 4mm寬的槽G00 X32;Z-29;G01 X26;車 4mm寬的槽G00

32、X100;14西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文Z100;M30;程序停止O0002M03 S800;主軸正轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速 800r/sT0101 G99;選 01 號(hào)刀 01 號(hào)刀補(bǔ)G00 X40 Z2;G71 U1 R0.5;外徑粗車循環(huán)G71 P60 Q140 U0.5 W0.1 F0.25;G00 X0;G01 Z0;X16;X20 Z-2;倒角 2*45 Z-24;X24;W-10.74;G02 X31 W-9.63 R15;順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03 X38 W-9.63 R15;逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G70 P60 Q140 S1000;G00 X100;X軸方向退刀 100mmZ100;Z軸方向退刀 1

33、00mmT0202;選 02 號(hào)刀 02 號(hào)刀補(bǔ)G00 X25;Z-24;G01 X16;車 4mm寬的槽G00 X100;Z100;T0303 S400;選 03 號(hào)刀 03 號(hào)刀補(bǔ)G00 X25 Z2;15西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文G92 X19.4 Z-20 F1.5;螺紋切削循環(huán)X19.0;X18.7;X18.5;X18.4;G00 X100Z100;退刀M30程序停止校驗(yàn)程序把編制好的程序通過鍵盤直接輸入或通過傳送電纜傳送至數(shù)控機(jī)床，在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行圖形模擬演示或通過空運(yùn)行檢查程序每步的走刀位置是否與編程設(shè)計(jì)一致。確定程序可行后進(jìn)行首件試切削。16西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文結(jié) 論

34、這次的綜合訓(xùn)練學(xué)習(xí)，從總體上鍛煉了自己動(dòng)手動(dòng)腦能力，要操作數(shù)控加工，學(xué)好編程是最主要的。 本文雖然只對(duì)一例數(shù)控車床加工零件的進(jìn)行了編程分析，但它具有一定的代表性。 由于數(shù)控車床可以加工普通車床無法加工的復(fù)雜曲面，加工精度高效率高，質(zhì)量有保證，發(fā)展前景十分廣闊，因此掌握數(shù)控車床的加工編程技術(shù)尤為重要。在這次畢業(yè)論文中，由于經(jīng)驗(yàn)欠缺，不妥之處，懇請(qǐng)各位老師海涵并與予指正， 以便于我以后更好的學(xué)習(xí)和工作，感謝老師給予我的指導(dǎo)。17西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中， 李老師對(duì)該論文從選題、構(gòu)思、資料收集到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo)， 使我對(duì)數(shù)控編程有了深刻的認(rèn)識(shí)， 使我

35、得以最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心感謝。 劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、 豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度、積極進(jìn)取的科研精神以及誨人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模。 同時(shí)也要感謝導(dǎo)師組的其他老師， 他們?cè)诒疚膶懽鞯母鱾€(gè)階段給出了許多寶貴意見。導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。 在三年的大學(xué)生涯里，還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助，在此， 謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意 !在大學(xué)三年生活中，不斷得到等同學(xué)的關(guān)心與幫助，使我在學(xué)習(xí)和生活中不斷得到友誼的溫暖與關(guān)懷，最重要的是一種精神上的激勵(lì)，讓我非常感動(dòng)。 特別要感謝的是我的家人，一直給予我各方面的關(guān)懷和支

36、持，讓我茁壯成長。最后，我要向在百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱、 評(píng)議和參加本人論文答辯的各位老師表示感謝！由于本人學(xué)識(shí)有限，文中必有不當(dāng)之處，請(qǐng)老師指正，以后回繼續(xù)努力的學(xué)習(xí)。18西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文參考文獻(xiàn)1 程叔重 . 數(shù)控加工工藝 M. 杭州 : 浙江大學(xué)出版社 ,2003.2 羅然賓 . 數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對(duì)策J.裝備制造技術(shù),2006,(1):4-5,9.3 焦光明, 黨國義. 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)及管理初探J. 航天工藝 ,1998(4):29-31.4 楊憶 . 淺析數(shù)控加工工藝 J. 山東農(nóng)機(jī) ,2005,(3):21-22.5 吳長德.數(shù)控加工對(duì)傳統(tǒng)加工工藝產(chǎn)生的

37、變革J. 現(xiàn)代制造工程 ,2006(8):136-138.6 華茂發(fā) . 數(shù)控機(jī)床加工工藝 M. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,20008 徐焱裝備制造技術(shù)維普資訊 20089 韓建海 . 數(shù)控技術(shù)及裝備 . 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 200710 黃志輝 . 數(shù)控加工編程與操作 ( 第 2 版). 電子工業(yè)出版社 ,200911 王兵 . 數(shù)控車床加工工藝與編程操作 . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,200912 陳文杰 . 數(shù)控加工工藝與編程 . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,200913 劉戰(zhàn)術(shù)，史東才 . 數(shù)控機(jī)床加工技術(shù) （第 2 版）. 北京：人民郵電出版社， 200819刀具材 工件材料料碳鋼低合金鋼高合金硬質(zhì)合 鋼金或涂 鑄鐵層硬質(zhì) 不銹鋼合金 鈦合金灰鑄鐵球墨鑄鐵鋁合金西北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文附 錄表 1硬質(zhì)合金刀具切削用量推薦表粗加工精加工切削速度進(jìn)給量背吃刀切削速度進(jìn)給量背吃刀（ m/min） (mm/r) 量 (mm) （m/min） (mm/r) 量(mm)2200.232600.10.41800.232200.10.41200.231600.0.4800.23120