數(shù)控車(chē)床加工編程典型實(shí)例分析

1、 數(shù)控車(chē)床加工編程典型實(shí)例 院 系： 機(jī)電工程系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 指導(dǎo)老師： 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 撰寫(xiě)日期： 商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題目：數(shù)控車(chē)床加工編程典型實(shí)例分析 姓名學(xué)號(hào)班級(jí) （論文）設(shè)計(jì)選題的來(lái)源、目的與意義： 設(shè)計(jì)是以實(shí)踐為主，理論與實(shí)踐相結(jié)合的，通過(guò)對(duì)零件的分析與加工工藝的設(shè)計(jì)， 提高我們對(duì)零件圖的分析能力和設(shè)計(jì)能力。達(dá)到一個(gè)畢業(yè)生應(yīng)具備的素質(zhì)，使我們?cè)?學(xué)校所學(xué)的各項(xiàng)知識(shí)得以鞏固，以更好的面對(duì)今后的挑戰(zhàn)。 （論文）設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 設(shè)計(jì)加工軸類(lèi)零件，包括了工藝分析過(guò)程，數(shù)控編程機(jī)床操作與零件自檢過(guò)程等， 基本涵蓋了我們學(xué)到的所有專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

2、進(jìn)度計(jì)劃（進(jìn)度時(shí)間、主要工作內(nèi)容）： 首先，在老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下我把論文所涉及到的課本都系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了 一遍；其次，通過(guò)老師的細(xì)心講解，自己搜集材料，大體輪廓得以確定；最后，經(jīng)過(guò) 李老師的審閱和檢查，論文得以順利完成。 主要參考文獻(xiàn)： 1張麗華 馬立克，數(shù)控編程與加工技術(shù) 大連理工出版社 2004.7 2熊運(yùn)昌， 機(jī)械制造技術(shù) 河南科學(xué)技術(shù)出版社 2006.9 3李新德，金屬工藝學(xué) 中國(guó)商業(yè)出版社 2007.3 4陳愛(ài)榮 李新德，金屬切削原理與刀具 中國(guó)商業(yè)出版社 2007.9 5 鄭修 文，機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 1999.5 （論文）設(shè)計(jì)工作起訖日期： 2009 年 11 月

3、 15 日至 2009 年 12 月 15 日 指導(dǎo)教師 （簽 名） 專(zhuān)業(yè)教研主任 （簽名） 摘要 隨著社會(huì)的進(jìn)步，制造業(yè)的發(fā)展越來(lái)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(chē)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(jiǎn)化程序編制，加工出符 合技術(shù)要求的零件。 關(guān)鍵詞 數(shù)控車(chē)床， 編程 ，加工工藝 typical example of cnc lathe prog

4、ramming analysis abstract ore and along with the advance of society, the development of manufacturing industry is mmore quick, the technical equipment of numerical control of numerical control is to make industrial modern important foundation. for the use of cnc lathe machining, according to the com

5、plexity of the parts to determine automatic or manual programming. manual programming is the basis of automatic programming. as fanuc system to manual programming for instance,from drawing parts of the analysis, processing programs, to numerical calculation. according to program rules, use combined

6、cycle instruction g71, c72, g76, g70 to program. the use of combined cycle programming commands, you can greatly simplify the preparation procedure, process the parts that meet the technical requirements. key words cnc lathe programming processing technology 目目 錄錄 第一章第一章 數(shù)控加工技數(shù)控加工技術(shù)術(shù)概括概括.5 1.11.1 數(shù)控

7、技術(shù)簡(jiǎn)介.5 1.2 數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì).5 第二章第二章 編程方編程方法法.7 2.1 加工工藝的確定.7 2.2 加工模型建立.7 2.3 刀具軌跡生成.8 2.4 后期 g 代碼生成.8 2.5 加工代碼輸出.8 第三章第三章 編程編程步步驟驟.9 第四章第四章 零件的圖樣分析及零件的圖樣分析及機(jī)機(jī)床的選擇床的選擇.11 4.1 圖樣分析.11 4.2 機(jī)床的選擇.11 4.3 程序的編制.12 4.3.1 編程序號(hào).12 4.3.2 編程指令.12 第五章第五章 零件加工工零件加工工藝藝方方案案的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì).12 5.1 數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)程的概念.12 5.2 數(shù)控加

8、工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)程的主要內(nèi)容.13 5.3 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn).13 5.4 數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系.14 5.4.1.數(shù)控程序.14 5.4.2 數(shù)控編程.14 5.4.3 數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系.15 5.5 零件的加工工藝分析.15 第六章第六章 手工程手工程序序編編制制.17 第七章第七章 結(jié)束結(jié)束語(yǔ)語(yǔ).20 第一章第一章 數(shù)控加工技術(shù)概括數(shù)控加工技術(shù)概括 1.11.1 數(shù)控技術(shù)簡(jiǎn)介數(shù)控技術(shù)簡(jiǎn)介 數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)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(shuō)裝備 了數(shù)控系統(tǒng)的

9、機(jī)床稱(chēng)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(lái)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(kāi)關(guān)等。 這些信息按一定的格式形成加工文件(即正常說(shuō)的數(shù)控加工程序)存放在信息載體上 (如磁盤(pán)、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(guò)數(shù)控系 統(tǒng)的鍵盤(pán)輸入，或通過(guò)通信方式輸入 )，通過(guò)對(duì)其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零 件。 現(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)

10、技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造 系統(tǒng)等的技術(shù)集合?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多 功能、復(fù)合化、智能化和開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動(dòng)向是研制開(kāi)發(fā)軟、硬件都具有開(kāi) 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(guó)家戰(zhàn)略 地位和體現(xiàn)國(guó)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(cè)技術(shù)的發(fā) 展而發(fā)展。 1.21.2 數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn) 數(shù)控加工，也稱(chēng)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)

11、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)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，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(shuō)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(guò)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(guò)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(shì) 1.

12、高速度化：近年來(lái)，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/min。 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) 0.02m。 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(zhuān)門(mén)的技能 4.高自動(dòng)化：自 80 年代中期以來(lái)，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(xiàn)”的自動(dòng)化（fms）和“面”的自動(dòng)化（柔性 制造車(chē)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(chǎng)“體”的自動(dòng)化。 第二章第二章 編程方法編程方法 數(shù)控機(jī)

13、床程序編制（又稱(chēng)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(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，數(shù)控編程是由分析零件圖樣和工藝要求開(kāi)始到程 序檢驗(yàn)合格為止的全部過(guò)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(lài)?，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(lái)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(guò)渡到以圖形交互為 基礎(chǔ)的與 cad 集成的 cad/cam 系統(tǒng)

14、為主的編程方法。與以前的語(yǔ)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。 2.12.1 加工工藝的確定加工工藝的確定 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(xiàn) （5）制定工藝參數(shù) 2.22.2 加工模型建立加工模型建立 加工模型的建立是通過(guò)人機(jī)交互方式進(jìn)行的。被加工零件一般用工程圖的形

15、式 表達(dá)在圖紙上，用戶(hù)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(xiàn)和圓弧，還應(yīng)提供復(fù)雜的樣條曲線(xiàn)、 組合曲線(xiàn)、各種規(guī)則的和不規(guī)則的曲面等的造型方法，并提供種過(guò)渡、裁剪、幾何 變換等編輯手段。 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(lèi)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(cè)量機(jī) 測(cè)量得到，針對(duì)此類(lèi)的需求，cam系統(tǒng)應(yīng)提供讀入測(cè)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。 2.32.3 刀具軌跡生成刀具軌跡生成 建立了加工模型后，即可利用c

16、axa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(hù)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，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。 2.42.4 后期后期 g g 代碼生成代碼生成 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(shuō)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(guò)用戶(hù)自 己修改某些設(shè)置而適用各自的機(jī)床要求。用

17、戶(hù)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。 2.52.5 加工代碼輸出加工代碼輸出 生成數(shù)控指令之后，可通過(guò)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(kāi)發(fā)的通信軟件，完成通過(guò)計(jì)算機(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。 第三章第三章 編程步驟編程步驟 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(guò)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(xiàn)(如進(jìn)給路線(xiàn)、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

18、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)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(xiě)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： 3.3. 1 1 分析零件和工藝要求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(wèn)題，此步驟的內(nèi)容包括： 1）確定該零件應(yīng)安排在哪類(lèi)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。

19、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(xiàn)，即選擇對(duì)刀點(diǎn)、程序起點(diǎn)（又稱(chēng)加工起點(diǎn)，加工起點(diǎn)常與對(duì) 刀點(diǎn)重合）、走刀路線(xiàn)、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)零件圖樣和走刀路線(xiàn)，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)。 3.33.3 編寫(xiě)加工程序單編寫(xiě)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(xiě)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

20、外，還應(yīng)具備與機(jī)械加工有關(guān)的 工藝知識(shí)，才能編制出正確、實(shí)用的加工程序。 3.43.4 制作控制介質(zhì)，輸入程序信息制作控制介質(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(guò)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(pán)等信息載體，利用穿孔帶閱讀機(jī)或磁帶機(jī)、磁盤(pán)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。 3.53.5 程序檢驗(yàn)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

21、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(guò)多次反復(fù)，直到獲得完全滿(mǎn)足加工要求的程序?yàn)橹埂?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(chēng)為“手式編程” 。在各機(jī)械制造行業(yè)中，均有大量?jī)H由直線(xiàn)、圓弧等幾何元素構(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(jiǎn)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(zhuān)門(mén) 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(guó)內(nèi)外，手工編程仍然是 一種運(yùn)用十分普遍的編程方法。 第四章第四章 零件的圖樣

22、分析及機(jī)床的選擇零件的圖樣分析及機(jī)床的選擇 4.14.1 圖樣分析圖樣分析 如下圖所示零件，加工內(nèi)容有外圓車(chē)削、螺紋車(chē)削，螺紋車(chē)削應(yīng)在外圓精車(chē)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(chē)前應(yīng)采用外圓粗車(chē)指令去除大部分毛坯余量，粗車(chē)后留 0.5mm 余量（單邊） 。根據(jù)以上零件的加工要求，需要外圓車(chē)刀、切槽刀和螺紋車(chē)刀。 4.24.2 機(jī)床的選擇機(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(shì)，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)械專(zhuān)科學(xué)校研制的ck0630臺(tái)式數(shù)控車(chē)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

23、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 4.34.3 程序的編制程序的編制 ck0630臺(tái)式數(shù)控車(chē)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。 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(shuō)明程序段的功能，如coo表示直線(xiàn)插 補(bǔ)，m06表示換刀。 4.3.3 功能代碼 用特定的大寫(xiě)英文字母表示某種功能，如p表示延時(shí)。 第

24、五章第五章 零件加工工藝方案的設(shè)計(jì)零件加工工藝方案的設(shè)計(jì) 5.15.1 數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)程的概念數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)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(guò)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(lái)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(guò)程 是利用切削工具在數(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(guò)程。 5.25.2 數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)程的主要內(nèi)容數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)程的主要內(nèi)容 （1）選

25、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； 5.35.3 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)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(wèn)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(xiàn)、 加工余量、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(wú)須工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行

26、過(guò)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(guò)適時(shí)調(diào)整來(lái)處理的上述工藝問(wèn)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(guò)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)。 （2）數(shù)控加工工藝要求更嚴(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(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)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

27、擠滿(mǎn)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(guò)多次“試切”過(guò)程來(lái)滿(mǎn)足零件的精度要求，而數(shù)控加工過(guò)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(wú)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(jiàn)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(lái)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

28、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(jiàn)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(lái)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。 5.45.4 數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系數(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，執(zhí)行一個(gè)確定的加工任務(wù)的一系列指令，稱(chēng)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

29、過(guò)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(pán)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(guò)程。 5.4.3 數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系 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(méi)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。 5.55.5 零件的加工工藝分析零件的加工工藝分析 5.5.1 確定加工路線(xiàn) 在數(shù)控加工中，刀具的刀位點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱(chēng)為加工路線(xiàn)。即 刀具從基準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直至加工程序結(jié)束，刀具所經(jīng)過(guò)的路

30、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(xiàn)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(jiǎn)單、走刀路線(xiàn)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(xiàn)，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(lái)完成加工：即第一步 先粗車(chē)外圓；第二步精車(chē)外圓；第三步切槽；第四步車(chē)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(zhǎng)度40mm的尺寸公差。 5.5.2 裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)的選擇 采用三爪自定心卡盤(pán)自定心夾緊，對(duì)刀點(diǎn)選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的交點(diǎn)。 5.5.3 選擇刀具

31、 根據(jù)加工要求，共選用四把刀具： t01為90度外圓車(chē)刀，刀具型號(hào)為：cl- mtgnr-2020/r/1608 iso30，；t02號(hào)為車(chē)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(lái)。 5.5.4 確定切削用量 粗車(chē)：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，進(jìn)給速度0.25mm/r; 車(chē)螺紋：主軸轉(zhuǎn)速600r/min,進(jìn)給速度0.15mm/r;

32、（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(chē)刀 低速5次車(chē)削，每次吃刀深度分別為 a1a2=0.4mm，a3=0.3mm，a4=0.2,a5=0.1mm） 工件外圓分粗，精車(chē) 精車(chē)外圓余量在x軸方向?yàn)?.5mm，z軸方向?yàn)?.1mm，粗車(chē) 每次吃刀深度 1mm 5.5.5 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(chē)刀先試車(chē)一外圓，測(cè)量外圓直徑后，在q9951:界面的幾何形狀中 輸入“+r s 外圓直徑值”，再按“b0t8:”鍵，即把 坐標(biāo)值輸入到幾何形狀里。 （2）用外圓車(chē)刀先試車(chē)一外圓端面，在q9951: 界面的幾何形狀輸入“+u s

33、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(xiàn)的交點(diǎn)，通過(guò)手動(dòng) 對(duì)刀利用刀具形狀補(bǔ)償建立工件坐標(biāo)系。 第六章第六章 手工程序編制手工程序編制 確定軸心線(xiàn)的右端面為編程原點(diǎn)，零件的加工程序如下： 編制加工程序如下： o0001 m03 s800 主軸正轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速 800rmin t0101 g99; 選 01 號(hào)刀 01 號(hào)刀補(bǔ) g00 x40 z2; 快速定位距端面 2mm 處 g71 ul r0.5; 粗車(chē)循環(huán) g71 p60 q150

34、u0.5 w0.1 f0.25; x 軸的粗車(chē)余量為 0.5 z 為 0.1 g00 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(chē)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(chē) 4mm 寬的槽 g00 x32; z-29; g01 x26; 車(chē) 4mm 寬的槽 g00 x100; z100; m30; 程序停止

35、 o0002o0002 m03 s800; 主軸正轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速 800r/s t0101 g99; 選 01 號(hào)刀 01 號(hào)刀補(bǔ) g00 x40 z2; g71 u1 r0.5; 外徑粗車(chē)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 100mm z100; z 軸方向退刀 100

36、mm t0202; 選 02 號(hào)刀 02 號(hào)刀補(bǔ) g00 x25; z-24; g01 x16; 車(chē) 4mm 寬的槽 g00 x100; z100; t0303 s400; 選 03 號(hào)刀 03 號(hào)刀補(bǔ) g00 x25 z2; g92 x19.4 z-20 f1.5; 螺紋切削循環(huán) x19.0; x18.7; x18.5; x18.4; g00 x100 z100; 退刀 m30 程序停止 校驗(yàn)程序 把編制好的程序通過(guò)鍵盤(pán)直接輸入或通過(guò)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(guò)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。 第七章 結(jié)束語(yǔ) 這

37、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(chē)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(chē)床可以加工普通車(chē)床無(wú)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(chē)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)。 參考文獻(xiàn)： 張麗華 馬立克數(shù)控編程與加工技術(shù) 大連理工出版社 2004.7 熊運(yùn)昌 機(jī)械制造技術(shù) 河南科學(xué)技術(shù)出版社，2006.9 李新德 金屬工藝學(xué) 中國(guó)商業(yè)出版社 20

38、07.3 陳愛(ài)榮 李新 德 金屬切削原理與刀具 中國(guó)商業(yè)出版社 2007.9 鄭修文 機(jī)械制造工 藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 1999.5 杜軍 數(shù)控機(jī)床加工程序編制 清華大學(xué)出版社 2003.7 崔堅(jiān) 機(jī)械 cad 使用教程 大連理工大學(xué)出版社. 2001.3 劉本軍 數(shù)控加工設(shè)備 人民教育出版社 2001.5 陳凱元 機(jī)械制造基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 1994. 6 致謝詞 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，李景才老師對(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)，使我得以 最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心感謝。李老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、 敏銳的學(xué)

39、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?xiě)作的各 個(gè)階段給出了許多寶貴意見(jiàn)。 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)懷和支持，讓我茁壯成長(zhǎng)。 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

40、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)。 附附 錄錄 表 1 硬質(zhì)合金刀具切削用量推薦表 粗加工精加工 刀具材料工件材料 切削速度進(jìn)給量 背吃刀量切削速度進(jìn)給量 背吃刀量 （m/min） (mm/r)(mm) （m/min） (mm/r)(mm) 碳鋼 2200.232600.10.4 低合金鋼 1800.232200.10.4 高合金鋼 1200.231600.0.4 鑄鐵 800.231200.10.4 不銹鋼 800.22600.10.4 鈦合金 400.21.51500.10.4 灰鑄鐵 1200.221200.150.5 球墨鑄鐵 100 0.2 0.3 21200.150.5 硬質(zhì)合金 或涂層硬 質(zhì)合金 鋁合金 16000.21.516000.10.5 表 2 常用切削用量推薦表 工件材料加工內(nèi)容背吃刀 ap/mm