數(shù)控工藝編程綜合設(shè)計(jì)數(shù)控畢業(yè)論文

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1、數(shù)控工藝編程綜合設(shè)計(jì) 摘 要 數(shù)控車削加工是機(jī)械制造業(yè)中最廣泛、最重要的一種工藝方法，它直接影響生產(chǎn)效率、成本、能源消耗和環(huán)境污染。為了進(jìn)行科學(xué)的管理，在生產(chǎn)過程中，常把合理的工藝過程中的各項(xiàng)內(nèi)容，編寫成文件來指導(dǎo)生產(chǎn)。這類規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件叫工藝規(guī)程。一個(gè)零件可以用幾種不同的加工方法制造，但在一定條件下只有某一種方法是較合理的。一般主軸類零件的加工工藝路線為：下料—〉鍛造—〉退火（正火）—〉粗加工—〉調(diào)質(zhì)—〉半精加工—〉淬火—〉粗磨—〉低溫時(shí)效—〉精磨。但是，要想充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用，關(guān)鍵是編程，即根據(jù)不同的零件的特點(diǎn)和精度要求，編制合理、高效的加

2、工程序。 這份說明書是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程的描述，包容了零件圖樣的分析、刀具夾具的選用、工藝路線的擬定以及手工編程的全部內(nèi)容。在零件的加工過程中工藝分析是尤其重要的，而數(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)際的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序，所以這次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就在數(shù)控加工工藝上，結(jié)合數(shù)控加工工藝要求和零件的使用要求對(duì)軸的數(shù)控加工工藝流程作了較詳盡的分析。 但是由于設(shè)計(jì)者的知識(shí)不全面,在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)許多考慮不周的地方，希望指導(dǎo)老師能予諒解和給予幫助。 關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床 工藝 編程 目 錄 1．?dāng)?shù)控加工工藝與編制………

3、……………………………………………...1 1．1零件結(jié)構(gòu)工藝分析……………………………………………………....1 1．2擬定加工工藝路線……………………………………………………....4 1．3確定加工余量…………………………………………………………....7 2．?dāng)?shù)控編程………………………………………………………………...…7 2．1數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí)……………………………………………………….8 2．2數(shù)控車床的基本編程指令……………………………………………….9 2．3數(shù)控編程應(yīng)用…………………………………………………………....9 3．附件：數(shù)控機(jī)床故障排除方法及

4、其注意事項(xiàng)................. ..................13 4．設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………..…..15 5.致謝…………………………………………………………….…….........16 6.參考文獻(xiàn).......……………………………………………………….….....17 1: 數(shù)控加工工藝與編制 1.1 零件結(jié)構(gòu)工藝分析 1.1.1 零件圖分析 1、識(shí)圖的方法與步驟 讀零件圖是通過對(duì)零件圖進(jìn)行分析和綜合的過程，為了研究零件圖的設(shè)計(jì)合理性、分析加工工藝性、提高和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量打下基礎(chǔ)。讀圖步驟如下：

5、 （1）概括了解 首先看標(biāo)題欄，了解零件圖的名稱、材料、比例，并瀏覽全圖，對(duì)零件有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，根據(jù)有關(guān)的專業(yè)知識(shí)，可以分析零件的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 （2）分析視圖 根據(jù)視圖布局，首先找出主視圖，圍繞主視圖，分析其他視圖的配備情況，重點(diǎn)看清各種視圖、刨面圖，包括刨切方法、刨切位置、刨切目的幾彼此之間的投影關(guān)系。 （3）形體分析 利用形體分析法將零件圖按功能分解為幾個(gè)較大部分，如工作部分、連接部分、安裝部分、加強(qiáng)和支撐部分。在此基礎(chǔ)上，仔細(xì)分析每個(gè)結(jié)構(gòu)的局部細(xì)小結(jié)構(gòu)、形狀。最后，想象出零件的完整結(jié)構(gòu)形狀。 （4）尺寸分析 根據(jù)零件圖類別及整體結(jié)構(gòu)，分析長、寬、高各方向上的尺寸基準(zhǔn)，搞清哪

6、些是主要基準(zhǔn)和主要尺寸，以及尺寸標(biāo)注的形式，找出各簡單的定形尺寸和定位尺寸。 （5）分析技術(shù)要求 根據(jù)標(biāo)注的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及其他技術(shù)要求，明確主要加工尺寸和加工表面，以便采用合理的工藝方法予以保證。 圖（1） 1.1.2 工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 數(shù)控車床主要是加工回轉(zhuǎn)體零件，典型的加工表面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。例如，要加工形狀如圖（1）所示的零件，采用手工編程方法比較合適。由于不同的數(shù)控系統(tǒng)其編程指令代碼有所不同，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備類型進(jìn)行編程。由于我所在的工廠數(shù)控設(shè)備都是西門子品牌，所以我會(huì)以西門子802S數(shù)控系統(tǒng)為例進(jìn)

7、行操作。當(dāng)然此工件的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在右端，有圓弧、螺紋、切槽和錐體等，因此本圖的難易程度不大，由于本圖需要切削螺紋，因此必須要增加退刀槽，退刀槽寬度不小于1.2倍螺距，深度超過絲底尺寸,其作用：1、便于車削螺紋退刀,不傷及工件其他尺寸；2、使螺紋上滿扣。此工件槽寬為4mm大于螺紋導(dǎo)程1.22mm；退刀槽的深度2mm大于螺紋牙高；加工過程中用同一車刀加工所有圓角，減少了換刀次數(shù)。因此此軸的加工工藝性較好。 1.1.3 確定毛坯 1、鋼的牌號(hào) 工件的材料為45鋼，為中碳鋼含碳量為0.45%，此含碳量0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛具有較好的強(qiáng)度、韌性和硬度。經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理可以獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合

8、力學(xué)性能，經(jīng)過淬火后再回火，表面硬度可達(dá)45~52HRC。 2、毛坯的確定 確定毛坯包括選擇毛坯類型及制造方法、確定毛坯精度。機(jī)加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動(dòng)量，很大程度上與毛坯有關(guān)。毛坯的形狀越接近成品零件，即毛坯的精度越高，則零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量越少，材料消耗越少，機(jī)械加工的生產(chǎn)率可提高。但是毛坯的制造費(fèi)用提高了。因此確定毛坯要從機(jī)械加工和毛坯制造兩個(gè)方面來考慮，以求得最佳效果。 毛坯類型有鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接、型材和板材等。需考慮因素：零件的力學(xué)性能、形狀和尺寸、生產(chǎn)類型、具體生產(chǎn)條件、充分考慮新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。 1.1.4 基準(zhǔn)的定義與選擇 1、基準(zhǔn)的定義

9、 基準(zhǔn)就是依據(jù),是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面在設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)、裝配機(jī)器零件和部件時(shí)，必須選擇一些點(diǎn)、線、面，根據(jù)它們來確定其它點(diǎn)、線、面的尺寸和位置，那些作為依據(jù)的點(diǎn)、線、面就叫做基準(zhǔn)。 基準(zhǔn)根據(jù)起其功用不同，分為兩大類： （1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又可細(xì)分為： 尺寸設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與位置精度設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 （2）工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)是在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。按其在工藝過程中用途的不同，工藝基準(zhǔn)又可分為四類： 1)工序基準(zhǔn) 指的是在工序圖上用來確定本工序所加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。相應(yīng)地，用來確定被加工表面位置的

10、尺寸稱為工序尺寸。 2)定位基準(zhǔn) 在加工中用作定位的基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)按使用情況可分為兩種： 定位粗基準(zhǔn)：用未加工的表面作定位基準(zhǔn)。 定位精基準(zhǔn)：用已加工表面作為定位基準(zhǔn)。 定位精基準(zhǔn)按使用情況又可分為兩種： 基本精基準(zhǔn)：加工時(shí)是定位基準(zhǔn)，裝配時(shí)又是裝配基準(zhǔn)。如，齒輪的內(nèi)孔。 輔助精基準(zhǔn)：當(dāng)零件上沒有合適的表面作定位基準(zhǔn)時(shí)，為便于安裝和易于獲得所需的加工精度，在工件上特意做出專門供定位用的表面。僅在加工中起作用，在裝配中不起作用。 如，軸類零件加工中的中心孔就是輔助精基準(zhǔn)。 (3)測(cè)（度）量基準(zhǔn) 即測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。 (4)裝配基準(zhǔn)：即裝配時(shí)用來確定零、部件在產(chǎn)品中的相對(duì)

11、位置所采用的基準(zhǔn)。 2、工件基準(zhǔn)的分析 此工件的徑向尺寸設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心線，軸向尺寸設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為右端面。采用三爪自定位卡盤裝夾，定位基面為外圓，可認(rèn)為定位基準(zhǔn)為中心線，滿足基準(zhǔn)重合原則。 1.2 擬定加工工藝路線 按先主后次，先精后粗的加工原則確定加工路線，采用固定循環(huán)指令對(duì)外輪廓進(jìn)行粗加工，再精加工，然后車退刀槽，最后加工螺紋。 1.2.1 加工方法的選擇 機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)形狀是多種多樣的，但他們都是由平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面或曲面等基本表面所組成。每一種表面都有多種加工方法，具體選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)；零件的加工精度、表面粗糙度、材料結(jié)構(gòu)形狀尺寸及生產(chǎn)類型等，選用相應(yīng)的加工方法和加工方案。

12、1、外圓表面加工方法的選擇 外圓表面加工方法主要是車削和磨削。當(dāng)表面粗糙度較小時(shí)，還要經(jīng)光整加工。 表1-1外圓加工工序安排 序號(hào) 加工方法 經(jīng)濟(jì)精度 （公差等級(jí)表示） 經(jīng)濟(jì)粗糙度值 Ra/ 適用范圍 1 粗車 IT11-13 12.5-50 適用于淬火鋼以外的各種金屬 2 粗車-半精車 IT8-10 3.2-6.3 3 粗車-半精車-精車 IT7-8 1.6-3.2 4 粗車-半精車-精車-滾壓（或拋光） IT7-8 0.25-0.2 5 粗車-半精車-精車-細(xì)車 IT6-7 0.2-0.63 6 粗車-半精車-磨削 I

13、T7-8 0.4-0.8 主要用于淬火鋼，也可用于為淬火鋼，但不宜加工有色金屬。 7 粗車-半精車-粗磨-精磨 IT6-7 0.1-0.4 8 粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工 IT15 0.012-0.1 9 粗車-半精車-精車-精細(xì)車 IT6-7 0.025-0.4 主要用于要求較高的有色金屬。 10 粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨 IT5以上 0.006-0..25 極高精度的外圓加工 11 粗車-半精車-精車-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 0.006-0.1 （1）最終工序?yàn)檐囅鞯募庸し桨?，適用于除淬火鋼以外的各種金屬。 （2

14、）最終工序?yàn)槟ボ囅鞯募庸し桨?，適用于淬火鋼、未淬火鋼和鑄鐵，不適于有色金屬，因韌性大，磨削時(shí)易堵砂輪。另淬火鋼和鑄鐵硬度高，車削加工困難，不能采用車削。 該工件加工方法的確定 該工件公差等級(jí)為IT8級(jí)，表面粗糙度為沒有要求，所以在加工時(shí)候沒有考慮的太多，從表1-1中可以查出此工件的加工方法為：粗加工、半精加工和精加工。 1.2.2 確定裝夾方案 1、夾具的選擇原則： 由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即加工原點(diǎn)的位置，因而首先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。因此在裝夾時(shí)采用三爪自定心卡盤自定心夾緊，對(duì)刀點(diǎn)選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線的交

15、點(diǎn)，以從右至左加工。 2、選擇三爪卡盤的優(yōu)點(diǎn) 三爪卡盤是最常用的車床也是數(shù)控車床的通用卡具.三爪卡盤最大的優(yōu)點(diǎn)是可以自動(dòng)定心.它的夾持范圍大,但定心精度不高,不適合于零件同軸度要求高時(shí)的二次裝夾。三爪卡盤常見的有機(jī)械式和液壓式兩種：液壓卡盤裝夾迅速,方便,但夾持范圍小,對(duì)于這種軸類的零件完全可以用液壓式的三爪卡盤裝夾，在批量生產(chǎn)的情況下，可以很容易的保證生產(chǎn)產(chǎn)量， 1.2.3 數(shù)控機(jī)床的選擇 1、數(shù)控機(jī)床的種類 （1）按控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式分類 　　按控制方式分，最常用的數(shù)控機(jī)床可分為以下三類： 1）開環(huán)數(shù)控機(jī)床 　這類數(shù)控機(jī)床采用開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)。 2）閉環(huán)數(shù)控機(jī)床 　　

16、這類機(jī)床的位置檢測(cè)裝置安裝在進(jìn)給系統(tǒng)末段端的執(zhí)行部件上，該位置檢測(cè)裝置可實(shí)測(cè)進(jìn)給系統(tǒng)的位移量或位置。 3）半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床 　　這類機(jī)床的檢測(cè)元件裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)或傳動(dòng)絲杠的端部，可間接測(cè)量執(zhí)行部件的實(shí)際位置或位移。 （2）按控制系統(tǒng)功能水平分 　　按控制系統(tǒng)的功能水平，可以把數(shù)控機(jī)床分為經(jīng)濟(jì)型、普及型、高級(jí)型三類，主要由技術(shù)參數(shù)、功能指標(biāo)、關(guān)鍵部件的功能水平來決定。這些指標(biāo)具體包括CPU性能、分辨率、進(jìn)給速度、伺服性能、通信功能、聯(lián)動(dòng)軸數(shù)等。 　 （3）按數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡分類 按照能夠控制的刀具與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡，可將數(shù)控機(jī)床分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床、點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床、輪廓控制

17、數(shù)控機(jī)床等?，F(xiàn)分述如下： 1） 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。 2） 點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床。 3） 輪廓控制數(shù)控機(jī)床。 因此在加工時(shí)我會(huì)選擇半閉環(huán)、點(diǎn)位直線控制的數(shù)控機(jī)床，機(jī)床的價(jià)格不是很高，完全可以保證它的加工工藝性能。 1.2.4 刀具的選擇 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。 根據(jù)加工要求，我會(huì)選用四把刀，1號(hào)為粗加工外圓車刀，對(duì)毛坯料進(jìn)行基本成型粗加工，2號(hào)為精加工外圓車刀，3號(hào)為切槽刀，4號(hào)為車螺紋刀。采用試切法對(duì)刀，對(duì)刀的同時(shí)把端面加工出來，以確

18、定對(duì)刀點(diǎn)或者工件的基準(zhǔn)點(diǎn)。 車刀的種類有很多種，在1號(hào)刀粗加工時(shí)我用的是焊接式900硬質(zhì)合金車刀，加工零件的外輪廓，用另外一把車刀也是焊接式900硬質(zhì)合金車刀進(jìn)行精加工，對(duì)于切槽刀的選擇有兩個(gè)方面：一是切槽刀的寬度要適宜，小于等于槽寬；二是切削刃長度L要大于槽深。最后一把螺紋刀，確定為中心角度為600，加工右邊的三角螺紋。 1.2.5 切削用量 車外圓，粗車主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，既每分鐘主軸的轉(zhuǎn)數(shù)。進(jìn)給速度為0.3mm/r，即在單位時(shí)間內(nèi)，刀具相對(duì)于工件在進(jìn)給方向上的位移量；精車主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，既每分鐘主軸的轉(zhuǎn)數(shù)；進(jìn)給速度為0.08mm/r，切槽和車螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為3

19、00r/min；進(jìn)給速度為0.1mm/r，刀具不能一次吃刀就能切掉工件上的金屬層，還需在一次進(jìn)給后再沿半徑方向完成吃刀運(yùn)動(dòng)，習(xí)慣上稱每次吃刀的數(shù)量為背吃刀量，以ap表示，單位為mm；此時(shí)它是間歇進(jìn)行的，故可不看成是運(yùn)動(dòng)。但當(dāng)由機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成吃刀運(yùn)動(dòng)時(shí)，就應(yīng)看成是一種輔助運(yùn)動(dòng)了。 切削用量的選擇如表 1.3 確定加工余量 加工余量是指加工過程中，所切去的金屬層的厚度。余量有工序余量和加工總余量之分。工序余量是相鄰兩工序尺寸之差；加工總余量是毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差，它等于各工序余量之和。 1.3.1 基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸的確定 每道工序的工序尺寸都不相同，它們是

20、逐步向設(shè)計(jì)尺寸接近的。為了保證零件的設(shè)計(jì)要求，需要規(guī)定各工序的工序尺寸及其公差。工序余量確定后，就可以計(jì)算工序尺寸，工序尺寸公差的確定，則要依據(jù)工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是否重合，采用不同的設(shè)計(jì)方法。 這里指工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，表面多次加工時(shí)，工序尺寸及其公差的計(jì)算。計(jì)算順序?yàn)椋? 1）確定毛坯總余量和工序余量； 2）確定工序公差；最后一道工序尺寸公差等于零件圖上設(shè)計(jì)尺寸公差，其余工序尺寸公差都按各各工序的經(jīng)濟(jì)精度確定。 3）計(jì)算工序余量的基本尺寸：從工件的設(shè)計(jì)尺寸開始向前推算，直到毛坯尺寸。最終工序尺寸等于零件圖上的基本尺寸，其余工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或減

21、去后道工序余量。 4）標(biāo)注工序尺寸公差：最終工序公差按零件圖上設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)注，中間工序尺寸公差按“入體原則”標(biāo)注，毛坯尺寸公差按對(duì)稱公差標(biāo)注。 2 數(shù)控編程 2.1數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí) 2.1.1 機(jī)床坐標(biāo)系的建立 １、機(jī)床坐標(biāo)系的確定原則 （1）刀具相對(duì)于靜止工件運(yùn)動(dòng)的原則 　　在機(jī)床上，我們始終認(rèn)為工件靜止，而刀具是運(yùn)動(dòng)的。這樣編程人員在不考慮機(jī)床上工件與刀具具體運(yùn)動(dòng)的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機(jī)床的加工過程。 （2）標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定 在數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機(jī)床上的成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)，必須先確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的位移和運(yùn)動(dòng)的方向，這就需要

22、通過坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)坐標(biāo)系被稱之為機(jī)床坐標(biāo)系。 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。根據(jù)右手螺旋法則，我們可以很方便的確定A、B、C三個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的方向。 （3）運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定 增大刀具與工件距離的方向?yàn)楦髯鴺?biāo)軸的正方向。 2.1.2 坐標(biāo)軸方向的確定 （1）Z坐標(biāo) Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向是由傳遞切削動(dòng)力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)，Z坐標(biāo)的正向?yàn)榈毒唠x開工件的方向。 如果機(jī)床上有幾個(gè)主軸，則選一個(gè)垂直于工件裝夾平面的主軸方向?yàn)閆坐標(biāo)方向；如果主軸能夠擺動(dòng)，則選垂直于工件裝夾平面的方向?yàn)閆坐標(biāo)方向；如果機(jī)床無主軸

23、，則選垂直于工件裝夾平面的方向?yàn)閆坐標(biāo)方向。 （2）X坐標(biāo) X坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時(shí)，要考慮兩種情況： ①如果工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，X坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上，且平行于橫向滑板，以刀具離開工件的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。 ②如果刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則分為兩種情況： Z坐標(biāo)水平時(shí)，觀察者沿刀具主軸向工件看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方；Z坐標(biāo)垂直時(shí)，觀察者面對(duì)刀具主軸向立柱看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方。 （3）Y坐標(biāo) 在確定X、Z坐標(biāo)的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向，按照右手直角坐標(biāo)系來確定Y坐標(biāo)的方向。 如：加工程序的一般格式舉例： 　% // 開始符

24、　O1000 // 程序名 　N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000 N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08 // 程序主體 N30 X90 …… N300 M30 // 結(jié)束符 % 2.2 數(shù)控車床的基本編程指令 G00 快速直線運(yùn)動(dòng) F F功能指令用于控制切削進(jìn)給量。 G01 直線進(jìn)給指令 S S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。 G02 順圓弧差補(bǔ) T T功能指令用于選擇加工所用刀具。 G03 逆圓弧差補(bǔ) M 輔助功能 G04 暫停 G 準(zhǔn)備功能 2.3 數(shù)控

25、編程應(yīng)用 數(shù)控編程是數(shù)控加工準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容之一，通常包括分析零件圖樣，確定加工工藝過程；計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；編寫數(shù)控加工程序；制作控制介質(zhì)；校對(duì)程序及首件試切。有手工編程和自動(dòng)編程兩種方法?？傊?它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。 2.3.1 選擇刀具程序起始點(diǎn) ①刀具在起始點(diǎn)換刀時(shí)，不能與工件或夾具產(chǎn)生干涉碰撞； ②刀具退回到起始點(diǎn)時(shí)，應(yīng)能方便地安裝工件或能測(cè)量加工中的工件； ③起始點(diǎn)可以選在工件上的某一基準(zhǔn)點(diǎn)，也可以選在工件外的某一點(diǎn)，該點(diǎn)必須與工件的定位基準(zhǔn)保持一定精度的坐標(biāo)關(guān)系，在數(shù)控銑床上，起始點(diǎn)應(yīng)盡可能選在工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。若以孔定位的工件，起

26、始點(diǎn)應(yīng)放在孔的中心線上，這樣不僅便于測(cè)量，而且也能減少誤差，提高加工精度； ④刀具的幾何尺寸(例如刀具的長度、刀具的直徑)也會(huì)影響起始點(diǎn)的位置。在數(shù)控機(jī)床上使用一把刀具加工工件時(shí)，常采用實(shí)切法確定程序中刀具的起始點(diǎn)，即用刀具在被加工工件上進(jìn)行少量實(shí)際切削，根據(jù)測(cè)量加工出的工件實(shí)際尺寸修改加工程序的起始點(diǎn)。采用實(shí)切法占用了機(jī)床的加工時(shí)間，效率很低，不利于自動(dòng)加工。而且數(shù)控機(jī)床上使用的刀具不僅數(shù)量多，而且種類也多，采用實(shí)切法把各類型刀具的刀尖或切削部位在換刀后位于同一起始點(diǎn)，實(shí)際上這是不可能的。 2.3.2 進(jìn)刀和退刀方式 　　對(duì)于車削加工，進(jìn)刀時(shí)采用快速走刀接近工件切削起點(diǎn)附近的某個(gè)點(diǎn)，

27、再改用切削進(jìn)給，以減少空走刀的時(shí)間，提高加工效率。切削起點(diǎn)的確定與工件毛坯余量大小有關(guān)，應(yīng)以刀具快速走到該點(diǎn)時(shí)刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。退刀時(shí)，沿輪廓延長線工進(jìn)退出至工件附近，再快速退刀。一般先退X軸，后退Z軸。根據(jù)刀具加工零件部位的不同，退刀的路線確定方式也不同。數(shù)控系統(tǒng)除按指定的退刀方式退刀外，還可用G0指令編制退刀路線，原則是第一考慮安全性，即在退刀過程中不能與工件發(fā)生碰撞，第二考慮退刀路線最短。相比之下安全是第一位的。 2.3.3 進(jìn)給路線和加工程序設(shè)定 1、編程方法 數(shù)控編程方法有手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、編寫程序單、輸入程序到程序

28、校驗(yàn)等各步驟主要有人工完成的編程過程。它適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工，以及計(jì)算較簡單，程序段不多，編程易于實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合等。但對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的零件（尤其是空間曲面組成的零件），以及幾何元素不復(fù)雜但需編制程序量很大的零件，由于編程時(shí)計(jì)算數(shù)值的工作相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯(cuò)，程序校驗(yàn)也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動(dòng)編程。所謂自動(dòng)編程即程序編制工作的大部分或全部由計(jì)算機(jī)完成，可以有效解決復(fù)雜零件的加工問題，也是數(shù)控編程未來的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，也要看到手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)，自動(dòng)編程中許多核心經(jīng)驗(yàn)都來源于手工編程，二者相輔相成。在手工編程時(shí)，坐標(biāo)值計(jì)算要根據(jù)圖樣尺寸和設(shè)定的

29、編程原點(diǎn)，按確定的加工路線，對(duì)刀尖從加工開始到結(jié)束過程中每條運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)值進(jìn)行一個(gè)一個(gè)點(diǎn)仔細(xì)計(jì)算。 2、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，也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、對(duì)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)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

30、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。 3、確定加工順序及進(jìn)給路線 加工順序按照由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定。如圖（1）即先從右到左進(jìn)行粗車（留0.25mm精車余量），然后從右向左的原則進(jìn)行精車。粗車在較短的時(shí)間內(nèi)將工件上的大部分余量切除，提高加工效率，滿足精車余量均勻的要求。先加工離對(duì)刀點(diǎn)較近的部位，以便縮短刀具移動(dòng)距離，減少空程時(shí)間，還有利于保持坯件的剛性，改善切削條件。 該工件單件生產(chǎn)，端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是長度方向的測(cè)量基準(zhǔn)，選用90度硬質(zhì)合金外圓車刀進(jìn)行粗、精加工，工件坐標(biāo)原點(diǎn)在右端。加工前從任意位置回參考點(diǎn)，進(jìn)行換刀動(dòng)作，建立1號(hào)刀工件坐標(biāo)。再回到離工件

31、適當(dāng)位置的程序起點(diǎn)，同時(shí)啟動(dòng)主軸，準(zhǔn)備加工。 粗加工路線的走刀是：先加工端面，建立對(duì)刀圓點(diǎn)，再切削外圓，半精加工和精加工路線按照有外向內(nèi)逐步遞增；緊接著切槽，最后再進(jìn)行螺紋加工。 4、編程路線及其過程 確定軸心線與球頭中心的交點(diǎn)為編程原點(diǎn)，零件的加工程序如下： 主程序 JXCP1.MPF N05 G90 G95 G00 X80 Z100 （換刀點(diǎn)） N10 T1D1 M03 S500 M08 （外圓粗車刀） -CNAME=“L01” R105=1 R106=0.25 R108=1.5 （設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù)） R109=7 R110=2 R111=0.3 R112=0.

32、08 N15 LCYC95 （調(diào)用坯料切削循環(huán)粗加工） N20 G00 X80 Z100 M05 M09 N25 M00 N30 T2D1 M03 S800 M08 （外圓精車刀） N35 R105=5 （設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù)） N40 LCYC95 （調(diào)用坯料切削循環(huán)精加工） N45 G00 X80 Z100 M05 M09 N50 M00 N55 T3D1 M03 S300 M08 （切槽車刀，刀寬4mm） N60 G00 X37 Z-23 N65 G01 X26 F0.1 N70 G01 X37 N75 G01 Z-22 N80 G01 X25.8 N85

33、G01 Z-23 N90 G01 X37 N95 G00 X80 Z100 M05 M09 N100 M00 N105 T4D1 M03 S300 M08 （三角形螺紋車刀） 　R100=29.8 R101=-3 R102=29.8 （設(shè)置螺紋切削循環(huán)參數(shù)） R103=-18 R104=2 R105=1 R106=0.1 R109=4 R110=2 R111=1.24 R112=0 R113=5 R114=1 N110 LCYC97 （調(diào)用螺紋切削循環(huán)） N115 G00X80 Z100 M05 M09 N120 M00 N125 T3D1 M03 S300 M0

34、8 （切斷車刀，刀寬4mm） N130 G00 X45 Z-60 N135 G01 X0 F0.1 N140 G00 X80 Z100 M05 M09 N145 M02 子程序 L01.SPF N05 G01X0 Z12 N10 G03 X24 Z0 CR=12 N15 G01 Z-3 N20 G01 X25.8 N25 G01 X29.8 Z－5 N30 G01 Z－23 N35 G01 X33 N40 G01 X35 Z－24 N45 G01 Z－33 N50 G02 X36.725 Z－37.838 CR=14 N55 G01 X42 Z－45 N60

35、 G01 Z－60 N65 G01 X45 N70 M17 附件1：鋼的牌號(hào)和分類 碳鋼和鑄鐵是工業(yè)中應(yīng)用范圍最廣的金屬材料，它們都是以鐵和碳為基本組元的合金，通常稱之為鐵碳合金。鐵是鐵碳合金的基本成分，碳是主要影響鐵碳合金性能的成分。一般含碳量0.0218％～2.11﹪的稱為鋼，含碳量大于2.11％為鑄鐵。 　　鋼根據(jù)其成分的不同常分為碳素鋼和合金鋼兩大類。 1．碳素鋼 　　碳素鋼是以鐵和碳為主要組成元素的鐵碳合金。通常將含碳量小于0．25％的鋼稱為低碳鋼；含碳量0．25

36、％～0．60％的鋼稱為中碳鋼；含碳量大于0．60％的鋼稱為高碳鋼。 　　工業(yè)中按用途將碳素鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼等。 （1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 按含磷、硫量的不同分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如表1－1所示。 表1－1 碳素結(jié)構(gòu)鋼分類及用途 名 稱 常 用 鋼 種 牌 號(hào)意 義 應(yīng) 用 舉 例 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q195，Q235，Q235AQ255，Q255B 數(shù)字表示最小屈服點(diǎn)。數(shù)字越大，含碳量越高。A、B表示質(zhì)量等級(jí)。 螺栓、連桿、法蘭盤、鍵、軸等。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 08F，08，15，20，35，40，45，50，45Mn，60， 60Mn 數(shù)字表示含碳量萬

37、分之幾。F表示為沸騰鋼。當(dāng)含錳量在0．8%～1．2%時(shí)加 Mn表示。 沖壓件、焊接件、軸類件、齒輪類、蝸桿、彈簧等。 （2）碳素工具鋼 碳素工具鋼牌號(hào)有 T8、T10、 T10A、T12、T13等，牌號(hào)后面的數(shù)字表示含碳量千分之幾， A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。碳素工具鋼主要用于制造硬度高、耐磨的工具、量具和模具，如鋸條、手錘、刮刀、銼刀、絲錐、量規(guī)、冷切邊模等。 2．合金鋼 　　合金鋼是在碳素鋼中加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。常用的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等。 合金鋼種類繁多，工業(yè)上常按合金鋼的用途將其分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼等。 （1）合金結(jié)構(gòu)

38、鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼用來制造各種機(jī)械結(jié)構(gòu)零件，如40Cr、40CrNiMoA、45CrNi等可用來制造齒輪、曲軸、連桿、車床主軸等。 （2）合金工具鋼 合金工具鋼用于制造各種刀具、模具、量具，如Cr12、Cr4W2MoV等可用來制造冷作模具；9SiCr、CrWMn可用來制造量具；W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V等可用來制造刀具。 （3）特殊性能鋼 特殊性能鋼是指具有特殊的化學(xué)和物理性能的鋼。如不銹鋼1Cr17Mo可用來制造酸輸送管道；耐熱鋼1Cr13Mo可用來制造散熱器；耐磨鋼ZGMn13-1等可用來制造挖掘機(jī)履帶 。　 3． 鑄鐵 　　鑄鐵中硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)較鋼

39、多，抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性不如鋼好，但容易鑄造，減震性好，易切削加工，且價(jià)格便宜，所以鑄鐵在工業(yè)中仍然得到廣泛的應(yīng)用。 　　根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同，鑄鐵可分成以下四種： 1．白口鑄鐵 碳以化合狀態(tài)（Fe3C）存在，斷口呈銀白色，故稱白口鑄鐵。其性能硬而脆，很難切削加工，很少用來鑄造機(jī)件。 2．灰口鑄鐵 碳主要以片狀石墨形式存在，斷口呈灰色，故稱灰口鑄鐵。這種鑄鐵的硬度和強(qiáng)度較低，但抗振性能好，易切削，它是鑄造中用得最多的鑄鐵。牌號(hào)由“HT”（灰、鐵兩字的漢語拼音字首）和一組數(shù)字組成。如HT200，其中數(shù)字200表示抗拉強(qiáng)度不小于200 MPa?；铱阼T鐵多用于鑄造受力要求一般的零件，如床

40、身、機(jī)座等。 3．可鍛鑄鐵 碳以團(tuán)絮狀石墨存在。這種鑄鐵有較高的強(qiáng)度和塑性，但實(shí)際上并不能鍛造，用于鑄造要求強(qiáng)度較高的鑄件。牌號(hào)如KTH350－10。 4．球墨鑄鐵 碳以球狀石墨存在。這種鑄鐵的強(qiáng)度較高，塑性和韌性較好，用于制造受力復(fù)雜、載荷大的機(jī)件。牌號(hào)如 QT600－02。 可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵的牌號(hào)中，后一組數(shù)字表示伸長率。 　設(shè)計(jì)總結(jié) 　在學(xué)校的最后一個(gè)學(xué)期，我過得既充實(shí)又繁忙.從選題的那天起，我就 開始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，我有很多的感觸，它帶給我的價(jià)值是巨大的

41、，這將對(duì)我的以后工作產(chǎn)生重要的影響。 　　給我最深的就是：一個(gè)人不可能做好一件大事，它必須是所有智慧的融合。讓我最深刻的就是工藝的安排。我的設(shè)計(jì)題目是數(shù)控工藝編程綜合設(shè)計(jì)。剛開始的時(shí)候感覺特迷茫，不知道如何下手，在網(wǎng)上也找過了。后來在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我終于完成了這項(xiàng)工作。 　　在這次的設(shè)計(jì)中，老師“放手”我們?nèi)プ?。在這過程中我學(xué)會(huì)了獨(dú)立的思考問題和發(fā)現(xiàn)問題。像NC工藝的安排，開始的時(shí)候我去了好幾次的計(jì)算機(jī)房，但是程序怎么也不對(duì)，后來我才發(fā)現(xiàn)我選擇的坐標(biāo)不對(duì)。經(jīng)過幾次的摸索，我終于找到了問題的答案。 通過這次的設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)控技術(shù)，還有一些相關(guān)的東西有了更深刻的了解。對(duì)我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)有了更清楚的認(rèn)識(shí)，是我不知不覺的喜歡上了我們的專業(yè)?，F(xiàn)在我可以說，我完全可以單獨(dú)完成一個(gè)簡單產(chǎn)品的設(shè)計(jì)加工。在這里我也深刻的知道，我在實(shí)踐方面是很不夠的，這將在以后的工作中慢慢去領(lǐng)悟、學(xué)習(xí)。