應(yīng)文杰103001083CAXA數(shù)控車(chē)自動(dòng)編程以及在橢圓插補(bǔ)中的應(yīng)用

1、 鄭州信息科技職業(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：CAXA數(shù)控車(chē)自動(dòng)編程以及在橢圓插補(bǔ)中的應(yīng)用機(jī) 電 系 機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 10機(jī)械二班 姓 名 應(yīng)文杰 學(xué) 號(hào) 103001083 指導(dǎo)教師 李潤(rùn)娟 摘 要 世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國(guó)正在逐步成為世界加工廠(chǎng)。美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)密集時(shí)代與微電子時(shí)代，鋼鐵、機(jī)械、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)過(guò)了發(fā)展初期，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期。 未來(lái)10年將是中國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展最佳時(shí)期。美國(guó)、德國(guó)的重化工業(yè)發(fā)展期延續(xù)了18年以上，美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)四國(guó)重化工業(yè)發(fā)展期平均延續(xù)了12年，我們估計(jì)中國(guó)的重化工業(yè)

2、發(fā)展期將至少延續(xù)10年，直到2015年。因此，在未來(lái)10年中，隨著中國(guó)重化工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn)，中國(guó)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(guó)產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(guó)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。2012年 11月 6日目 錄一 . 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生4二 . 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展2.1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展42.2機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)4三 . 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)3.1按加工工藝方法分類(lèi)5金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床5特種加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床63.1.3板材加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床63.1

3、.4數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)6四 . CAXA數(shù)控車(chē)實(shí)例4.1繪制二維圖形74.2補(bǔ)輪廓線(xiàn)84.3設(shè)定切削參數(shù)84.4自動(dòng)生成刀具軌跡94.5后置處理10第五 數(shù)控加工仿真5.1 仿真加工14第六 結(jié)語(yǔ)15一 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 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(guó)防工業(yè)更是如此。為了滿(mǎn)足多品種，小批量的自動(dòng)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(dòng)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(lái)的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化的

4、加工手段。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)機(jī)床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控裝置），在運(yùn)行過(guò)程中，不斷地引入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而對(duì)某一生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，叫數(shù)字控制，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控。用計(jì)算機(jī)控制加工功能，稱(chēng)計(jì)算機(jī)數(shù)控（computerized numerical ，縮寫(xiě)）。數(shù)控機(jī)床即使采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說(shuō)裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。從應(yīng)用來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床就是將加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車(chē)與停車(chē)、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(duì)位移量都用數(shù)字化的代碼來(lái)表示，通過(guò)控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專(zhuān)用的或通用的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來(lái)

5、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(dòng)加工出所需要的零件。二 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(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計(jì)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(chēng)作為硬件連接數(shù)控，簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計(jì)算機(jī)軟件數(shù)控，簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)。2.2 機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床總的發(fā)展趨勢(shì)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(kāi)發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫(kù)的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。在加工中心機(jī)床上，工件一次

6、裝夾后，機(jī)床的機(jī)械手可以自動(dòng)更換刀具，連續(xù)的對(duì)工件進(jìn)行多種工序加工。目前，加工中心機(jī)床的刀具庫(kù)容量可達(dá)到100多把刀具，自動(dòng)換刀裝置的換刀時(shí)間僅需0.52秒。加工中心機(jī)床使工序集中在一臺(tái)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(shí)也減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫(kù)存量，減少了工序間的輔助時(shí)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(jià)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(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)能力的

7、主要方面。1）加工編程方便 手工編程和自動(dòng)編程已經(jīng)使用了幾十年，有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在手工編程方面，開(kāi)發(fā)了多種加工循環(huán)、參數(shù)編程和除直線(xiàn)、圓弧以外的各種插補(bǔ)功能，CAD/CAM的研究發(fā)展，從技術(shù)上來(lái)講可以替代手工編程。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計(jì)算機(jī)硬件，投資較大，學(xué)習(xí)、掌握時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)大多數(shù)的簡(jiǎn)單工件很不經(jīng)濟(jì)。近年來(lái)，發(fā)展起來(lái)的圖形交互式編程系統(tǒng)（WOP，又稱(chēng)面向車(chē)間編程），很受用戶(hù)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(gè)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(shí)的思維方式類(lèi)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(hào)的數(shù)控機(jī)床統(tǒng)一的編程方

8、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(duì)話(huà)、圖形顯示和圖形模擬的。有的數(shù)控機(jī)床將采用說(shuō)明書(shū)、編程指南、潤(rùn)滑指南等存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱。第三 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)3.1 按加工工藝方法分類(lèi) 金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床 與傳統(tǒng)的車(chē)、銑、鉆、磨、齒輪加工相對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車(chē)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(dòng)作和運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。 在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個(gè)刀庫(kù)和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加

9、工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個(gè)容量較大的刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對(duì)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(lèi)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(tái)數(shù)和占地面積，縮短了輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 特種加工類(lèi)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(xiàn)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。 板材加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床 常見(jiàn)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?rùn)C(jī)等

10、。 近年來(lái)，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(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。 3.1.4數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。為滿(mǎn)足現(xiàn)代機(jī)械加工的多樣化需求，數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)具有以下特點(diǎn)：（1）作用和地位上的戰(zhàn)略性；（

11、2）技術(shù)上的綜合性；（3）控制上的實(shí)時(shí)性；（4）軟件上的領(lǐng)域性；（5）推廣應(yīng)用上的適應(yīng)性；（6）跟蹤上的滯后性；（7）發(fā)展上的開(kāi)放性。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類(lèi)和檔次以及生產(chǎn)方式帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)，就體現(xiàn)出了它的機(jī)加工優(yōu)勢(shì)。尤其是對(duì)單件、小批量生產(chǎn)，特別是復(fù)+雜型面零件的自動(dòng)化加工，數(shù)控機(jī)床更是大顯身手。 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性

12、的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它將帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。四 . CAXA數(shù)控車(chē)實(shí)例4.1繪制二維圖形1.外圓分別為24，21.2，14.772.三個(gè)圓弧半徑分別為R40，R60，R83.四個(gè)長(zhǎng)度分別為88.44，73.44，44.8，4.933.按照尺寸繪制出以上圖形4.工件的圖形繪制完成后，再接著繪制出毛坯的外形。4.2補(bǔ)輪廓線(xiàn)1.因?yàn)檐?chē)床上的工件都是回轉(zhuǎn)體，所以圖形我們只需要繪出一半就可以了。2.注意圖形的線(xiàn)條，不能出現(xiàn)斷點(diǎn)，交叉，重疊。否則會(huì)導(dǎo)制CAXA數(shù)控車(chē)軟件無(wú)法生成刀具軌跡。4.3設(shè)定切削參數(shù)1.切槽加工參數(shù)：外輪廓，粗加工+精加工

13、，加工方向：橫向，拐角過(guò)渡方式：尖角。2.其它的項(xiàng)目留空。3.其它的加工參數(shù)就根據(jù)實(shí)際情況填寫(xiě)。5.因?yàn)镃AXA中只有切斷刀可供我們使用，而車(chē)這個(gè)手柄最好就是使用螺紋刀。那么如果將螺紋刀變成切槽刀呢？這就需要我們對(duì)這個(gè)切槽刀進(jìn)行修改。其中最重要的就是要將刀具寬度設(shè)為0.02，刀刃寬度設(shè)為0.03，刀尖半徑設(shè)為0.01，編程刀位點(diǎn)設(shè)為刀刃中點(diǎn)。4.3自動(dòng)生成刀具軌跡1.點(diǎn)擊確定后,注意把左下角的鏈?zhǔn)叭》绞?，改為單個(gè)拾取。2.注意拾取工件表面時(shí)要按照加工的方向拾取。3.點(diǎn)擊右鍵表示拾取結(jié)束。4.拾取工件表面結(jié)束時(shí)，要注意左下角的文字提示。5.拾取進(jìn)退刀點(diǎn)，注意這個(gè)進(jìn)退刀點(diǎn)要稍微遠(yuǎn)離工件，右鍵表示選

14、擇完畢。以下就是生成的刀具加工軌跡。4.4后置處理1.數(shù)控車(chē)代碼生成2.注意左下角的文字提示，拾取刀具軌跡。3.右鍵表示拾刀具軌跡結(jié)束。4.程序代碼生成之后，可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改以適應(yīng)你的機(jī)床。以下為生成的數(shù)控車(chē)手柄的程序代碼，注意這個(gè)程序文件保存的類(lèi)型默認(rèn)為.cut，我們要把這個(gè)換成.txt類(lèi)型，否則數(shù)控仿真軟件無(wú)法識(shí)別。O1234t0101N14 M03 s400N18 G00 X37.169 Z6.537 N20 G00 Z4.128 N22 G00 X28.213 N2

15、6 G01 X16.213 F5.000 N28 G01 Z-5.330 F10.000 N30 G04X0.500N32 G01 X28.213 F20.000 N34 G00 Z4.128 N36 G01 X6.213 F5.000 N38 G01 Z-0.088 F10.000 N40 G04X0.500N42 G01 X

16、18.213 F20.000 N44 G00 Z4.128 N46 G01 X1.000 F5.000 N48 G01 Z0.485 F10.000 N50 G04X0.500N52 G01 X28.213 F20.000 N54 G01 X40.213 N56 G00 Z4.128 N58 G01 X3.000 F5.000&

17、#160;N60 G01 Z1.381 F10.000 N62 G03 X17.525 Z-4.338 R9.495 N64 G03 X28.213 Z-29.413 R61.500 N66 G01 Z-29.423 N68 G03 X24.077 Z-45.238 R61.500 N70 G02 X20.197 Z-57.299 R38

18、.500 N72 G02 X27.000 Z-73.117 R38.500 N74 G01 Z-73.446 N76 G01 Z-88.446 N78 G01 X40.213 F20.000 N80 G00 Z4.128 N82 G01 X2.000 F5.000 N84 G01 Z0.944 F10.000 N86 

19、G03 X16.607 Z-4.536 R8.995 N88 G03 X27.213 Z-29.413 R61.000 N90 G01 Z-29.423 N92 G03 X23.118 Z-45.095 R61.000 N94 G02 X19.197 Z-57.299 R39.000 N96 G02 X26.000 Z-73.224 R3

20、9.000 N98 G01 Z-73.446 N100 G01 Z-88.446 N102 G01 X39.213 F20.000 N104 G00 Z4.128 N106 G01 X1.000 F5.000 N108 G01 Z0.485 F10.000 N110 G03 X15.688 Z-4.734 R8.495 N112

21、 G03 X26.213 Z-29.413 R60.500 N114 G01 Z-29.423 N116 G03 X22.159 Z-44.952 R60.500 N118 G02 X18.197 Z-57.299 R39.500 N120 G02 X25.000 Z-73.330 R39.500 N122 G01 Z-73.446 N1

22、24 G01 Z-88.446 N126 G01 X38.213 F20.000 N128 G00 Z4.128 N130 G01 X0.000 F5.000 N132 G01 Z-0.000 F10.000 N134 G03 X14.770 Z-4.932 R7.995 N136 G03 X25.213 Z-29.413 R6

23、0.000 N138 G01 Z-29.423 N140 G03 X21.200 Z-44.810 R60.000 N142 G02 X17.197 Z-57.299 R40.000 N144 G02 X24.000 Z-73.436 R40.000 N146 G01 Z-73.446 N148 G01 Z-88.446 N150 G01

24、 X40.213 F20.000 N152 G00 X37.169 Z6.537 N156 M30第五 數(shù)控加工仿真5.1 仿真加工這就是用南京斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件生成的二維繪圖形。以下為追蹤仿真結(jié)果：注意在使用南京斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件進(jìn)行加工時(shí)要使用螺紋刀進(jìn)行切削，默認(rèn)的刀是不行的。要把刀片的寬度改大一點(diǎn)，否則是切不下去的。六 結(jié) 語(yǔ)制定符合中國(guó)國(guó)情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國(guó)際接軌的發(fā)展道路，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對(duì)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析，對(duì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域存在的問(wèn)題進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展途徑進(jìn)行了探討，提出了以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營(yíng)銷(xiāo)為重點(diǎn)，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路的總體發(fā)展戰(zhàn)略。在此基礎(chǔ)上，研究了發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件、數(shù)控機(jī)床整機(jī)等的具體技術(shù)途徑。 我們衷心希望，我國(guó)科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識(shí)經(jīng)濟(jì)給我們帶來(lái)的難得機(jī)遇，迎接競(jìng)爭(zhēng)全球化帶來(lái)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，為在21世紀(jì)使我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭而共同努力奮斗！時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。在這個(gè)美好的季節(jié)里，我在電腦上敲出了最后一個(gè)字，心中涌現(xiàn)的不是想