數(shù)控機(jī)床機(jī)電一體化技術(shù)畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢業(yè)設(shè)計報告課題： 數(shù)控系 部： 電氣工程系 專 業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù) 班 級： 機(jī)電081 姓 名 學(xué) 號： 0802043117 指導(dǎo)老師： 20113摘要 1第一章 序言 3第二章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展2.1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 52.2機(jī)床的發(fā)展趨勢 62.3數(shù)控機(jī)床加工的特點 62.4數(shù)控機(jī)床加工的應(yīng)用 7第三章 數(shù)控機(jī)床的選擇3.1按加工工藝方法分類83.2按控制運動軌跡分類 93.3按驅(qū)動裝置的特點分類 10第四章 刀具的選擇與應(yīng)用4.1.1合理選擇切削用量 134.1.2合理選擇刀具 144.1.3合理選擇夾具 14 4.1.4確定加工路線 144.1.5加工路線與加工余量的聯(lián)系144.1.

2、6夾具安裝要點 14第五章 數(shù)控車床編程基礎(chǔ)5.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 175.1.2數(shù)控車編程特點 175.1.3數(shù)控車的坐標(biāo)系統(tǒng) 175.1.4直徑編程方式 175.1.5進(jìn)刀和退刀方式 185.1.6絕對編程與增量編程 18 5.2 數(shù)控車床的基本編程方法 185.2.1、坐標(biāo)系設(shè) 定 195.2.2、基本指令g00，g01、g02、g03、g04、g28 195.2.3、有關(guān)單位設(shè)定 21第六章 實例編程與工藝謝辭35參考文獻(xiàn)36摘 要 世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正在逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)密集時代與微電子時代，鋼鐵、機(jī)械、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國

3、家轉(zhuǎn)移。我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)過了發(fā)展初期，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期。 未來10年將是中國機(jī)械行業(yè)發(fā)展最佳時期。美國、德國的重化工業(yè)發(fā)展期延續(xù)了18年以上，美國、德國、韓國四國重化工業(yè)發(fā)展期平均延續(xù)了12年，我們估計中國的重化工業(yè)發(fā)展期將至少延續(xù)10年，直到2015年。因此，在未來10年中，隨著中國重化工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn)，中國企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量等都將得到大幅提升，國產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品國際競爭力增強(qiáng)，逐步替代進(jìn)口，并加速出口。目前，機(jī)械行業(yè)中部分子行業(yè)如船舶、鐵路、集裝箱及集裝箱起重機(jī)制造等已經(jīng)受益于國際間的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，并將持續(xù)受益；電站設(shè)備、工程機(jī)械、床等將受益于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加快出口進(jìn)程關(guān)鍵詞 : 數(shù)控 程

4、序 刀具 機(jī)床 做標(biāo)軸 第一章 序言在機(jī)械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產(chǎn)的零件（批量在10100件）約占機(jī)械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、機(jī)床、重型機(jī)械以及國防工業(yè)更是如此。為了滿足多品種，小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化的加工手段。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，對機(jī)床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡稱數(shù)控裝置），在運行過程中，不斷地引入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制，叫數(shù)字控制，簡稱數(shù)控。用計算機(jī)控制

5、加工功能，稱計算機(jī)數(shù)控（computerized numerical ，縮寫）。數(shù)控機(jī)床即使采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。從應(yīng)用來說，數(shù)控機(jī)床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計算機(jī)，計算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機(jī)床自動加工出所需要的零件。第二章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展2.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展從年第一臺數(shù)控機(jī)床問世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展，其

6、六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機(jī)、微處理器和基于工控機(jī)的通用cnc系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡稱系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計算機(jī)軟件數(shù)控，簡稱系統(tǒng)。2.2 機(jī)床的發(fā)展趨勢數(shù)控機(jī)床總的發(fā)展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。 （1）工序集中 20世紀(jì)50年代末期，在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數(shù)控機(jī)床。在加工中心機(jī)床上，工件一次裝夾后，機(jī)床的機(jī)械手可以自動更換刀具，連續(xù)的對工件進(jìn)行多種工序加工。目前，加工中心機(jī)床的刀具庫容量可達(dá)到100多把刀具，自動換刀裝置的換刀時間僅需0.52秒。加工中心機(jī)床使工序

7、集中在一臺機(jī)床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時也減少了機(jī)床的臺數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時間，有效的提高了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率和數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)效益。（2）高速、高效、高精度 高速、高效、高精度是機(jī)械加工的目標(biāo)，數(shù)控機(jī)床因其價格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。（3）方便使用數(shù)控機(jī)床制造廠把建立友好的人機(jī)界面、提高數(shù)控機(jī)床的可靠性作為提高競爭能力的主要方面。1）加工編程方便 手工編程和自動編程已經(jīng)使用了幾十年，有了長足的發(fā)展，在手工編程方面，開發(fā)了多種加工循環(huán)、參數(shù)編程和除直線、圓弧以外的各種插補(bǔ)功能，cad/cam的研究

8、發(fā)展，從技術(shù)上來講可以替代手工編程。但是一套適用的cad/cam軟件加上計算機(jī)硬件，投資較大，學(xué)習(xí)、掌握時間較長，對大多數(shù)的簡單工件很不經(jīng)濟(jì)。近年來，發(fā)展起來的圖形交互式編程系統(tǒng)（wop，又稱面向車間編程），很受用戶歡迎。這種編程方式不使用g、m代碼，而是借助圖形菜單，輸入整個圖形塊以及相應(yīng)參數(shù)作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時的思維方式類似。圖形交互編程方法在制定標(biāo)準(zhǔn)后，有可能成為各種型號的數(shù)控機(jī)床統(tǒng)一的編程方法。2）使用方法數(shù)控機(jī)床普遍采用彩色crt進(jìn)行人機(jī)對話、圖形顯示和圖形模擬的。有的數(shù)控機(jī)床將采用說明書、編程指南、潤滑指南等存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱。 2.3數(shù)控機(jī)床加工特點與普通機(jī)

9、床相比，數(shù)控機(jī)床是一種機(jī)電一體化的高效自動機(jī)床，它具有以下特點。 1.具有廣泛的適用性和較高的靈活性。 數(shù)控機(jī)床更換加工對象，只要重新編制和輸入加工程序即可實現(xiàn)加工：這為單件.小批量多品種生產(chǎn)。產(chǎn)品改型和新產(chǎn)品試制提供了極大的方便，大大縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備及試制周期。2.加工精度高。質(zhì)量穩(wěn)定。由于數(shù)控機(jī)床采用了數(shù)控伺服系統(tǒng)，通過伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)使機(jī)床產(chǎn)生相應(yīng)的位移量，可達(dá)0.11um；另外，數(shù)控機(jī)床機(jī)構(gòu)剛性和熱穩(wěn)性都很好，制造精度能保證；其自動加工方式避免了操作者的人為操作誤差，加工質(zhì)量穩(wěn)定，合格率高，同批加工的零件幾何尺寸一致性號。3.加工生產(chǎn)率高4.可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效率雖然數(shù)控機(jī)床分?jǐn)偟矫總€零件的設(shè)備

10、費高，但是生產(chǎn)效率高，單件小批量生產(chǎn)時節(jié)省輔助時間，加工精度穩(wěn)定，減少廢品率。2.4數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用.數(shù)控機(jī)床的性能特點決定了他的應(yīng)用范圍。對于數(shù)控加工，可按適應(yīng)程度將加工對象大致分為3類。1.最適應(yīng)類加工精度要求高，形狀 結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 尤其是具有復(fù)雜曲線 曲面輪廓的零件，或具有不開暢內(nèi)腔的零件。這種零件用普通機(jī)床很難加工，很難檢測，質(zhì)量也很難保證必須在一次裝夾中完成銑 鉆絞 或攻絲等多道工序的零件2.較適合類價格昂貴，毛坯獲得困難，不允許報廢的零件。在普通機(jī)床上加工生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量難穩(wěn)定控制的零件。用于改型比較 供性能測試的零件：多品種 多規(guī)格 單件小批量生產(chǎn)的零件。3.不適應(yīng)類利用

11、毛坯作為粗基準(zhǔn)定位進(jìn)行加工或定位完全需要人為找正的零件，數(shù)控機(jī)床無在線檢測系統(tǒng)可自動檢測凋零零件位置坐標(biāo)的情況下，加工余量很不穩(wěn)定的零件。必須用特定的工藝裝備，或依據(jù)樣板 樣件加工的零件或加工內(nèi)容。第三章 數(shù)控機(jī)床的選擇3.1 按加工工藝方法分類 3.1.1金屬切削類數(shù)控機(jī)床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動作和運動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。 在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床

12、進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機(jī)床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 3.1.2特種加工類數(shù)控機(jī)床 除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。 3.1.3板材加工

13、類數(shù)控機(jī)床 常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等。近年來，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測量機(jī)、自動繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。 3.2 按控制運動軌跡分類 3.2.1點位控制數(shù)控機(jī)床 位置的精確定位，在移動和定位過程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標(biāo)值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標(biāo)軸之間的運動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標(biāo)同時向目標(biāo)點運動，也可以各個坐標(biāo)單獨依次運動。 這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機(jī)等。點位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 3.2.2直線控制數(shù)控機(jī)床 直線控制數(shù)控機(jī)床

14、可控制刀具或工作臺以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個坐標(biāo)方向的進(jìn)給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。 3.3.3輪廓控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控

15、制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動部件的起點與終點坐標(biāo)，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制。 現(xiàn)在計算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。 3.3 按驅(qū)動裝置的特點分類3.3.1開環(huán)

16、控制數(shù)控機(jī)床 這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進(jìn)給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進(jìn)行監(jiān)測，也不能進(jìn)行誤差校正。因此，步進(jìn)電動機(jī)的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將

17、影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機(jī)床，特別是簡易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。 3.3.2閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 接對工作臺的實際位移進(jìn)行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對機(jī)床進(jìn)行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關(guān)，因此其控制精度高，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進(jìn)行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

18、的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。 3.3.3半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進(jìn)行修正。通過測速元件a和光電編碼盤b可間接檢測出伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進(jìn)行比較，用差值來實現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機(jī)設(shè)計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。 3.3

19、.4混合控制數(shù)控機(jī)床 將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床?；旌峡刂茢?shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因為大型或重型數(shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式： （1）開環(huán)補(bǔ)償型。它的基本控制選用步進(jìn)電動機(jī)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差。 （2）半閉環(huán)補(bǔ)償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中a是

20、速度測量元件（如測速發(fā)電機(jī)），b是角度測量元件，c是直線位移測量元件。 第四章 刀具的選擇與應(yīng)用數(shù)控車床加工工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，因而應(yīng)注意以下幾個方面。4.1. 合理選擇切削用量對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。 切削條件的三要素：切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)

21、系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進(jìn)給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進(jìn)給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。然而，在實際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。4.2. 合

22、理選擇刀具1) 粗車時，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。2) 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。3) 為減少換刀時間和方便對刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。4.3. 合理選擇夾具1) 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具；2) 零件定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。4.4. 確定加工路線加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。1) 應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求；2) 應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。4.5. 加工路線與加工余量的聯(lián)系目前，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯上過多的余量，

23、特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。4.6. 夾具安裝要點目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現(xiàn)的，液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。 第五章數(shù)控車床編程基礎(chǔ)5.1.1、數(shù)控車編程特點(1) 可以采用絕對值編程(用x、z表示)、增量值編程(用u、w表示)或者二者混合編程。(2) 直徑方向(x方向) 系統(tǒng)默認(rèn)為直徑編程，也可以采用半徑編程，但必須更改系統(tǒng)設(shè)定。(3) x向的脈沖當(dāng)量應(yīng)取z向的一半。(4)采用固定循環(huán)，簡化編程。(5) 編程時，

24、常認(rèn)為車刀刀尖是一個點，而實際上為圓弧，因此，當(dāng)編制加工程序時，需要考慮對刀具進(jìn)行半徑補(bǔ)償。5.1.2、數(shù)控車的坐標(biāo)系統(tǒng)加工坐標(biāo)系應(yīng)與機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)方向一致，x軸對應(yīng)徑向，z軸對應(yīng)軸向，c軸（主軸）的運動方向則以從機(jī)床尾架向主軸看，逆時針為c向，順時針為c向，如圖1.1.1所示： 加工坐標(biāo)系的原點選在便于測量或?qū)Φ兜幕鶞?zhǔn)位置，一般在工件的右端面或左端面上。 圖1.1.1數(shù)控車床坐標(biāo)系5.1.3、直徑編程方式在車削加工的數(shù)控程序中，x軸的坐標(biāo)值取為零件圖樣上的直徑值，如圖1.1.2所示：圖中a點的坐標(biāo)值為（30，80），b點的坐標(biāo)值為（40，60）。采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標(biāo)注一致，

25、這樣可避免尺寸換算過程中可能造成的錯誤，給編程帶來很大方便。圖1.1.2 直徑編程5.1.4進(jìn)刀和退刀方式對于車削加工，進(jìn)刀時采用快速走刀接近工件切削起點附近的某個點，再改用切削進(jìn)給，以減少空走刀的時間，提高加工效率。切削起點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時刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。如圖1.1.3所示。圖1.1.3切削起始點的確定5.1.5、絕對編程與增量編程x、z表示絕對編程，u、w表示增量編程，允許同一程序段中二者混合使用。 圖1.1.4 絕對值編程與增量編程如圖1.1.4所示，直線ab ,可用：絕對: g01 x100.0 z50.0; 相對: g01 u60.0

26、w-100.0;混用: g01 x100.0 w-100.0; 5.2 數(shù)控車床的基本編程方法數(shù)控車削加工包括內(nèi)外圓柱面的車削加工、端面車削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等，在分析了數(shù)控車床工藝裝備和數(shù)控車床編程特點的基礎(chǔ)上，下面將結(jié)合配置fanuc-0i數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床重點討論數(shù)控車床基本編程方法。 5.2.1、坐標(biāo)系設(shè)定編程格式 g50 x z式中x、z的值是起刀點相對于加工原點的位置。g50使用方法與g92類似。在數(shù) 控車床編程時，所有x坐標(biāo)值均使用直徑值，如圖2.1.5所示。 例：按圖1.1.5設(shè)置加工坐標(biāo)的程序段如下：g50 x 121.8 z 33.9圖1

27、.1.5 g50設(shè)定加工坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系的選擇指令g54g59圖1.1.6 g54設(shè)定加工坐標(biāo)系例如，用g54指令設(shè)定如圖所示的工件坐標(biāo)系。首先設(shè)置g54原點偏置寄存器：g54 x0 z85.0；然后再在程序中調(diào)用：n010 g54；說明：1、g54g59是系統(tǒng)預(yù)置的六個坐標(biāo)系，可根據(jù)需要選用。2、g54g59建立的工件坐標(biāo)原點是相對于機(jī)床原點而言的，在程序運行前已設(shè)定好，在程序運行中是無法重置的。3、g54g59預(yù)置建立的工件坐標(biāo)原點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值可用 mdi 方式輸入，系統(tǒng)自動記憶。4、使用該組指令前，必須先回參考點。5、g54g59為模態(tài)指令，可相互注銷。5.2.2、基本指令g0

28、0、g01、g02、g03、g04、g281快速點位移動g00 格式：g00 x(u)_z(w)_； 其中，x(u)_、z(w)_為目標(biāo)點坐標(biāo)值。2直線插補(bǔ)g01 格式：g01 x(u)_z(w)_ f_；其中，x(u)、z(w)為目標(biāo)點坐標(biāo)，f為進(jìn)給速度。 機(jī)床執(zhí)行g(shù)01指令時，如果之前的程序段中無f指令，在該程序段中必須含有f指令。g01和f都是模態(tài)指令。3圓弧插補(bǔ)g02、g03順時針圓弧插補(bǔ)用g02指令，逆時針圓弧插補(bǔ)用g03指令。1) 用圓弧半徑r和終點坐標(biāo)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)格式：g18 g02(g03)x(u)_z(w)_ r _ f_；其中：x(u)和z(w)為圓弧的終點坐標(biāo)值，絕對值編

29、程方式下用x和z，增量值編程方式下用u和w。規(guī)定圓弧對應(yīng)的圓心角小于等于180時，用“r”表示；反之，用“r”表示。f為加工圓弧時的進(jìn)給量。 2) 用分矢量和終點坐標(biāo)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)格式：g18 g02(g03)x(u)_z(w)_i _k _f_；其中：x(u)和z(w)為圓弧的終點坐標(biāo)值，絕對值編程方式下用x和z，增量值編程方式下用u和w。i、k分別為圓弧的方向矢量在x軸和z軸上的投影(i為半徑值)。當(dāng)分矢量的方向與坐標(biāo)軸的方向不一致時取負(fù)號。如圖1.1.7所示，圖中所示i和k均為負(fù)值。圖1.1.7 圓弧指令編程4暫停指令g04格式：g04 x(p)_； 其中，x(p)為暫停時間。 x后用小數(shù)

30、表示，單位為秒； p后用整數(shù)表示，單位為毫秒。 如 ： g04 x2.0表示暫停2秒； g04 p1000表示暫停1000毫秒。5返回參考點指令g28g28指令可以使刀具從任何位置以快速點定位方式經(jīng)過中間點返回參考點。 格式：g28 x _z _； 其中，x、z是中間點的坐標(biāo)值。5.2.3、有關(guān)單位設(shè)定1、尺寸單位選擇：格式：g 20 英制輸入制式 英寸輸入 g 21 公制輸入制式 毫米輸入 (默認(rèn))2、進(jìn)給速度單位的設(shè)定 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 編程格式 g95 f f后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r。例：g95 f0.2 表示進(jìn)給量為0.2 mm/r。每分鐘進(jìn)給量 編程格式g94 f

31、f后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。例：g94 f100 表示進(jìn)給量為100mm/min。 第六章6.1例一采用階梯切削路線編程法，刀具每次運動的位置都需編入程序，程序較長，但刀具切削路徑短，效率高，被廣泛采用。1根據(jù)零件圖樣要求、毛坯及前道工序加工情況，確定工藝方案及加工路線1）以已加工出的12+0。005內(nèi)孔及左端面為工藝基準(zhǔn)，用長心軸及左端面定位工件，工件右端面用壓板、螺母夾緊，用三爪自定心卡盤夾持心軸，一次裝夾完成粗精加工。2） 工步順序 粗車外圓。基本采用階梯切削路線，為編程時數(shù)值計算方便，圓弧部分可用同心圓車圓弧法，分四刀切完；圓錐部分用相似斜線車錐法分三刀切完

32、。 自右向左精車外輪廓面。2選擇機(jī)床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床即可達(dá)到要求。故選用cjk6136d型數(shù)控臥式車床。3選擇刀具根據(jù)加工要求，考慮加工時刀具與工件不發(fā)生干涉，可用一把尖頭外圓車刀（或可轉(zhuǎn)位機(jī)夾外圓車刀）完成粗精加工。4確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。5確定工件坐標(biāo)系、對刀點和換刀點確定以工件右端面與軸心線的交點o為工件原點，建立xoz工件坐標(biāo)系，如圖2-20所示。采用手動對刀方法把工件右端面與毛坯外圓面的交點a作為對刀點，如圖2-20所示。采用mdi方式操縱機(jī)床，具體操作步驟如下：1）回參考點操作 采用zer

33、o（回參考點）方式進(jìn)行回參考點的操作，建立機(jī)床坐標(biāo)系。2）試切對刀 主軸正轉(zhuǎn)，先用已選好車刀的刀尖緊靠工件右端面，按設(shè)置編程零點鍵，crt屏幕上顯示x、z坐標(biāo)值都清成零（即x0，z0）；然后退刀，再將工件外圓表面車一刀，保持x向尺寸不變，z向退刀，當(dāng)crt上顯示的z坐標(biāo)值為零時，按設(shè)置編程零點鍵，crt屏幕上顯示x、z坐標(biāo)值都清成零（即x0，z0）。系統(tǒng)內(nèi)部完成了編程零點的設(shè)置功能，即對刀點a為編程零點，建立了xaz工件坐標(biāo)系。停止主軸，測量工件外圓直徑d，若d測得55。3）建立工件坐標(biāo)系 刀尖（車刀的刀位點）當(dāng)前位置就在編程零點上（即對刀點a點），現(xiàn)為編程方便，把工件右端面與軸心線的交點o為

34、工件原點，要建立xoz工件坐標(biāo)系。則可執(zhí)行程序段為g92 x27.5 z0，crt將會立即變?yōu)轱@示當(dāng)前刀尖在xoz工件坐標(biāo)系中的位置，x坐標(biāo)值為27.5，y坐標(biāo)值為0。即數(shù)控系統(tǒng)用新建立的xoz工件坐標(biāo)系取代了前面建立的xaz工件坐標(biāo)系。 換刀點設(shè)置在xoz工件坐標(biāo)系下x15 z150處。6編寫程序（該程序用于cjk6136d車床）按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下（該系統(tǒng)x方向采用半徑編程）：n0010 g92 x27.5 z0 ；建立xoz工件坐標(biāo)系n0020 g00 z2 s500 m03n0030 x27 ；車外圓得54n0

35、040 g01 z-18.5 f100n0050 g00 x30n0060 z2n0070 x25.5 ；粗車一刀外圓得51n0080 g01 z-10 f100n0090 g91 g02 x1.5 z-1.5 i1.5 k0 ；粗車一刀圓弧得r1.5n0100 g90 g00 x30n0110 z2n0120 x24 ；粗車二刀外圓得48n0130 g01 z-10 f100n0140 g91 g02 x3 z-3 i3 k0 ；粗車二刀圓弧得r3n0150 g90 g00 x30n0160 z2n0170 x22.5 ；粗車三刀外圓得45n0180 g01 z-10 f100n0190 g

36、91 g02 x4.5 z-4.5 i4.5 k0 ；粗車三刀圓弧得r4.5n0200 g90 g00 x30n0210 z2n0220 x21 ；粗車四刀外圓得42n0230 g01 z-4 f100n0240 g91 x1.5 z-1.5 ；粗車圓錐一刀n0250 g90 g00 x25 n0260 z2n0270 x19.5 ；粗車五刀外圓得39n0280 g01 z-4 f100n0290 g91 x3 z-3 ；粗車圓錐二刀n0300 g90 g00 x25n0310 z2n0320 x18 ；精車外輪廓n0330 g01 z0 f150 s800n0340 g91 x1 z-1n0

37、350 z-3n0360 x3 z-3n0370 z-3n0380 g02 x5 z-5 i5 k0n0390 g01 z-2n0400 x-1 z-1n0410 g90 g00 x30n0420 z150n0430 m02編程之二采用精加工輪廓循環(huán)編程法，程序較短，編程也較容易，關(guān)鍵是準(zhǔn)確確定循環(huán)體中的進(jìn)刀、退刀量及循環(huán)次數(shù)，但刀具空行程較多，加工效率低，較適合外形輪廓復(fù)雜的工件。上一零件還可采用精加工輪廓循環(huán)加工編程，如圖2-21所示，每次循環(huán)刀具運動路線為abcdefghij，走完一次循環(huán)后判別循環(huán)次數(shù)，若次數(shù)不夠，則繼續(xù)執(zhí)行，直至循環(huán)結(jié)束。循環(huán)次數(shù)n的確定：n=/ap其中：-最大加工余

38、量ap-每次背吃刀量若n為小數(shù)，則用“去尾法”取整后再車一刀。加工如圖2-20所示的零件時，設(shè)起刀點a點，在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值為x27.5 z0，最終刀具的位置為x18 z0，因此x向的最大余量=（27.5-18）=9.5，取每次吃刀量ap=0.95，則循環(huán)次數(shù)n=10。循環(huán)體中除包括刀具的精加工輪廓軌跡以外，還包括刀具x向退刀、z向退刀和x向進(jìn)刀。x、z向的進(jìn)刀、退刀量可根據(jù)零件尺寸及刀具路線來確定。對如圖3-19所示的零件，x向退刀量取2，z向退刀量確定為18，x向進(jìn)刀量為（52-36）/2+2 =10。注意：采用循環(huán)編程必須使用g91指令，精加工輪廓循環(huán)加工程序如下（該程序用于cjk6

39、136d車床）：n0010 g92 x27.5 z0 ；建立xoz工件坐標(biāo)系n0020 g91 g01 x-0.95 z0 f100 s800 m03 ；x向每次背吃刀量0.95n0030 x1 z-1 ；精加工輪廓開始n0040 z-3n0050 x3 z-3n0060 z-3n0070 g02 x5 z-5 i5 k0n0080 g01 z-2n0090 x-1 z-1 ；精加工輪廓結(jié)束n0100 g00 x2 ；x向退刀2n0110 z18 ；z向退刀18n0120 x-10 ；x向進(jìn)刀10n0130 g26 n0020.0120.9 ；循環(huán)加工n0140 g90 g00 z150n01

40、50 m026,2例二1根據(jù)零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線1）對細(xì)長軸類零件，軸心線為工藝基準(zhǔn)，用三爪自定心卡盤夾持58外圓一頭，使工件伸出卡盤175，用頂尖頂持另一頭，一次裝夾完成粗精加工（注：切斷時將頂尖退出）。2） 工步順序 粗車外圓?；静捎秒A梯切削路線，粗車56、ss50、36、m30各外圓段以及錐長為10的圓錐段，留1的余量。 自右向左精車各外圓面：螺紋段右倒角切削螺紋段外圓30車錐長10的圓錐車36圓柱段車56圓柱段。 車526螺紋退刀槽，倒螺紋段左倒角，車錐長10的圓錐以及車534的槽。 車螺紋。 自右向左粗車r15、r25、s50、r15各圓弧面及30的圓錐面

41、。 自右向左精車r15、r25、s50、r15各圓弧面及30的圓錐面。 切斷。2選擇機(jī)床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床即可達(dá)到要求。故選用ck0630型數(shù)控臥式車床。3選擇刀具根據(jù)加工要求，選用三把刀具，t01為粗加工刀，選90外圓車刀，t03為切槽刀，刀寬為3，t05為螺紋刀。同時把三把刀在自動換刀刀架上安裝好，且都對好刀，把它們的刀偏值輸入相應(yīng)的刀具參數(shù)中。4確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。5確定工件坐標(biāo)系、對刀點和換刀點確定以工件左端面與軸心線的交點o為工件原點，建立xoz工件坐標(biāo)系。采用手動試切對刀方法（操作與上面數(shù)

42、控車床的對刀方法相同）把點o作為對刀點。換刀點設(shè)置在工件坐標(biāo)系下x70、z30處。6編寫程序（該程序用于ck0630車床）按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下： n0010 g59 x0 z195 n0020 g90 n0030 g92 x70 z30n0040 m03 s450n0050 m06 t01n0060 g00 x57 z1 n0070 g01 x57 z-170 f80n0080 g00 x58 z1 n0090 g00 x51 z1n0100 g01 x51 z-113 f80n0110 g00 x52 z1 n012

43、0 g91 n0130 g81 p3 n0140 g00 x-5 z0n0150 g01 x0 z-63 f80 n0160 g00 x0 z63 n0170 g80 n0180 g81 p2n0190 g00 x-3 z0n0200 g01 x0 z-25 f80n0210 g00 x0 z25n0220 g80n0230 g90n0240 g00 x31 z-25n0250 g01 x37 z-35 f80 n0260 g00 x37 z1n0270 g00 x23 z-72.5 n0280 g00 x26 z1n0290 g01 x30 z-2 f60n0300 g01 x30 z-25

44、 f60 n0310 g01 x36 z-35 f60 n0320 g01 x36 z-63 f60 n0330 g00 x56 z-63n0340 g01 x56 z-170 f60n0350 g28 n0360 g29n0370 m06 t03n0380 m03 s400n0390 g00 x31 z-25 n0400 g01 x26 z-25 f40n0410 g00 x31 z-23 n0420 g01 x26 z-23 f40 n0430 g00 x30 z-21n0440 g01 x26 z-23 f40n0450 g00 x36 z-35n0460 g01 x26 z-25 f4

45、0n0470 g00 x57 z-113n0480 g01 x34.5 z-113 f40n0490 g00 x57 z-111n0500 g01 x34.5 z-111 f40 n0510 g28 n0520 g29n0530 m06 t05n0540 g00 x30 z2n0550 g91n0560 g33 d30 i27.8 x0.1 p3 q0n0570 g01 x0 z1.5n0580 g33 d30 i27.8 x0.1 p3 q0n0590 g90n0600 g00 x38 z-45n0610 g03 x32 z-54 i60 k-54 f40 n0620 g02 x42 z-6

46、9 i80 k-54 f40 n0630 g03 x42 z-99 i0 k-84 f40 n0640 g03 x36 z-108 i64 k-108 f40n0650 g00 x48 z-113n0660 g01 x56 z-135.4 f60n0670 g00 x56 z-113n0680 g00 x40 z-113n0690 g01 x56 z-135.4 f60n0700 g00 x50 z-113n0710 g00 x36 z-113n0720 g01 x56 z-108 f60n0730 g00 x36 z-45n0740 g00 x36 z-45n0750 m03 s800n07

47、60 g03 x30 z-54 i60 k-54 f40n0770 g03 x40 z-69 i80 k-54 f40n0780 g02 x40 z-99 i0 k-84 f40n0790 g03 x34 z-108 i64 k-108 f40n0800 g01 x34 z-113 f40n0810 g01 x56 z-135.4 f40n0820 g28n0830 g29n0840 m06 t03n0850 m03 s400n0860 g00 x57 z-168n0870 g01 x0 z-168 f40n0880 g28n0890 g29n0900 m05n0910 m026.3例三6.3.1零件1的工藝分析(圖3-4-1） 圖3-4-1此零件同樣為兩工序加工，第一零件右端部分尺寸，需要加工尺寸見圖3-20（a），第二工序加工零件的左端的部分尺寸見圖3-20（b）。零件由曲面、錐面、圓拄面，組成零件圖右端尺寸（72），孔（46），（51）都是為加工零件左端時準(zhǔn)備的裝夾和找正基礎(chǔ)。零件左端的尺寸是次件的加工核心，如尺寸（15.50.02），（60），502，（4.5），r（140.02），這些尺寸是否合格，都影響裝配圖地1、2、4條的技術(shù)要求。此件在加工時要注意兩個難點。一是因加工（51）尺寸是四爪端面靠緊，臺階端面無法測量。這就要在加工右尺寸15時