數(shù)控銑床編程畢業(yè)論文

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1、 第一章 概論 1.1計(jì)算機(jī)數(shù)控的概念與發(fā)展 1.1.1計(jì)算機(jī)數(shù)控的概念 數(shù)字控制（數(shù)控）的概念 GB8129-1997中對(duì)NC的定義為：用數(shù)值數(shù)據(jù)的控制裝置，在運(yùn)行過(guò)程中不斷地引入數(shù)值數(shù)據(jù)，從而對(duì)某一生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 數(shù)控機(jī)床（NC machine tools） 若機(jī)床的操作命令以數(shù)值數(shù)據(jù)的形式描述，工作過(guò)程按照規(guī)定的程序自動(dòng)地進(jìn)行，則這種機(jī)床稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控系統(tǒng) 在數(shù)控機(jī)床行業(yè)中，數(shù)控系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程序控制器、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)與主軸驅(qū)動(dòng)裝置等相關(guān)設(shè)備的總稱(chēng)。有時(shí)則僅指其中的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置。為區(qū)別起見(jiàn)將其中的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置稱(chēng)為數(shù)控裝置。 從第一

2、臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世至今的40多年中，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控裝置也在不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計(jì)算機(jī)（1970年）和微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)（1974年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。 前三代數(shù)控裝置屬于采用專(zhuān)用控制計(jì)算機(jī)的硬接線(xiàn)（硬件）數(shù)控裝置，一般稱(chēng)為NC數(shù)控裝置。20世紀(jì)70年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格急劇下降，出現(xiàn)了采用小型計(jì)算機(jī)代替專(zhuān)用硬件控制計(jì)算機(jī)的第四代數(shù)控系統(tǒng)。這種數(shù)控系統(tǒng)不僅在經(jīng)濟(jì)上更為合算，而且許多功能可用編制的專(zhuān)用程序?qū)崿F(xiàn)，并可將專(zhuān)用程序存儲(chǔ)在小型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，構(gòu)成控制軟

3、件。這種數(shù)控系統(tǒng)稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（computerized numerical control，即CNC ）。自1974年開(kāi)始，以微處理機(jī)為核心的數(shù)控裝置（microcomputerized numerical control，即MNC）得到迅速發(fā)展。CNC和MNC稱(chēng)為軟接線(xiàn)（軟件）數(shù)控系統(tǒng)。由于NC硬件數(shù)控系統(tǒng)早已被淘汰，而目前軟件數(shù)控系統(tǒng)均采用MNC，因此，許多書(shū)中將現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)稱(chēng)為CNC。 我國(guó)從1958年開(kāi)始研制數(shù)控機(jī)床，20世紀(jì)60年代中期進(jìn)入實(shí)用階段。自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，引入日本、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)外著名數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)制造商的技術(shù)，使我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)在性能、可靠性等方面得到了迅

4、速發(fā)展。經(jīng)過(guò)“六五”、“七五”、“八五”及“九五”科技攻關(guān)，我國(guó)已掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的核心內(nèi)容。目前我國(guó)已有數(shù)控系統(tǒng)（含主軸與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元）生產(chǎn)企業(yè)五十多家，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)百余家。 1.2 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床 數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控（Numerical Control-NC），是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控（Computerized Numerical Control-CNC）。 為了對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行數(shù)字化信息控制，必須具備相應(yīng)的硬件和軟件。用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體稱(chēng)為數(shù)控系統(tǒng)（

5、Numerical Control System），數(shù)控系統(tǒng)的核心是數(shù)控裝置（Numerical Controller）。 采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床（NC機(jī)床）。它是一種綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)和機(jī)床設(shè)計(jì)等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。機(jī)床控制也是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域，因此，數(shù)控機(jī)床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。 數(shù)控機(jī)床種類(lèi)繁多，有鉆銑鏜床類(lèi)、車(chē)削類(lèi)、磨削類(lèi)、電加工類(lèi)、鍛壓類(lèi)、激光加工類(lèi)和其他特殊用途的專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床等等，凡是采用了數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床統(tǒng)稱(chēng)NC機(jī)床。帶有自動(dòng)刀具交換裝置（Automa

6、tic Tool Changer-ATC）的數(shù)控機(jī)床（帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)控車(chē)床除外）稱(chēng)為加工中心（Machine Center-MC）。它通過(guò)刀具的自動(dòng)交換，只需一次裝夾即可以完成多工序的加工，實(shí)現(xiàn)了工序的集中和工藝的復(fù)合，從而縮短了輔助加工時(shí)間，提高了機(jī)床的效率；減少了零件安裝、定位次數(shù)，提高了加工精度。目前加工中心是數(shù)控機(jī)床中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的數(shù)控機(jī)床。 1.3 典型數(shù)控銑床的概述 數(shù)控銑床是一種用途十分廣泛的機(jī)床，主要用于精度要求高、輪廓形狀較復(fù)雜的平面、曲面及殼體類(lèi)零件的加工。同時(shí)可進(jìn)行鉆、擴(kuò)、锪、鉸、螺紋切削、鏜孔等加工。加工中心、柔性制造單元等都是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起

7、來(lái)的。 1.3.1數(shù)控銑床的基本構(gòu)成及特點(diǎn) ．?dāng)?shù)控銑床的基本構(gòu)成 數(shù)控銑床由以下幾個(gè)部分組成 1）主機(jī) 即銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)，通常由床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺(tái)等機(jī)床基礎(chǔ)件以及主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給系統(tǒng)等組成。它是整臺(tái)銑床的基礎(chǔ)和框架。 2）控制部分（CNC裝置） 包括專(zhuān)用計(jì)算機(jī)、顯示器、鍵盤(pán)、輸入輸出裝置等，其為數(shù)控銑床的控制核心。 3）驅(qū)動(dòng)裝置。 4）輔助裝置 冷卻、潤(rùn)滑等輔助裝置。 ．?dāng)?shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1）高剛度和高抗震性 銑床剛度是銑床的技術(shù)性能之一，它反應(yīng)了銑床機(jī)構(gòu)抵抗變形的能力。主要采取了提高數(shù)控銑床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率，改善數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的阻尼特性，采用新

8、材料和剛板焊接結(jié)構(gòu)等幾方面的措施。 2）減小了熱變形對(duì)銑床的影響 銑床的熱變形是影響銑床加工精度的重要因素之一。由于數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于普通銑床，因此熱變形對(duì)數(shù)控銑床的影響遠(yuǎn)比普通銑床嚴(yán)重。 3）傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 數(shù)控銑床采用的交流、直流電機(jī)，其調(diào)速范圍大，并可無(wú)級(jí)調(diào)速，因此使得主軸箱、進(jìn)給變速箱及傳動(dòng)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，箱體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。 4）高傳動(dòng)效率和無(wú)間隙傳動(dòng)裝置 目前數(shù)控銑床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中常用的機(jī)械裝置主要有三種：滾珠絲杠副、靜壓蝸桿—蝸輪機(jī)構(gòu)和預(yù)加載荷雙齒輪—齒條。 5）低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌 導(dǎo)軌是銑床的基本結(jié)構(gòu)之一。銑床加工精度和使用壽命在很大程度上決定于銑床導(dǎo)

9、軌的質(zhì)量。 1.3.2數(shù)控銑床的分類(lèi) 數(shù)控銑床從結(jié)構(gòu)上可分為立式、臥式及立臥兩用三種。 立式數(shù)控銑床 立式數(shù)控銑床主軸軸線(xiàn)垂直于水平面，這種銑床占數(shù)控銑床的大多數(shù)，應(yīng)用范圍也最廣。目前三坐標(biāo)數(shù)控立銑占數(shù)控銑床的大多數(shù)，一般可進(jìn)行三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，也可以實(shí)行兩軸半控制，即在X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸中，任意兩軸都可以聯(lián)動(dòng)。一般用來(lái)加工平面曲線(xiàn)的輪廓。但也可加一個(gè)回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，用來(lái)加工螺旋槽、葉片等立體曲面零件。 臥式數(shù)控銑床 臥式數(shù)控銑床主軸的軸線(xiàn)平行于水平面。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)（或萬(wàn)能數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)）來(lái)實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)、五坐標(biāo)加工。 立臥兩用數(shù)控銑床 這類(lèi)銑

10、床可在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行立式加工或臥式加工，同時(shí)具備立、臥式銑床的功能。它的使用范圍更廣，功能更全。 一般數(shù)控銑床上指規(guī)格較小的升降臺(tái)式數(shù)控銑床，其工作臺(tái)寬度多在400mm以下，規(guī)格較大的數(shù)控銑床（工作臺(tái)寬度多在500mm以上），其功能已向加工中心靠近，進(jìn)而演變成柔性制造單元。 1.3.3數(shù)控銑床的主要加工對(duì)象 平面類(lèi)零件 即加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件。 直紋曲面類(lèi)零件 即由直線(xiàn)依某種規(guī)律移動(dòng)所產(chǎn)生的曲面類(lèi)零件。 立體曲面類(lèi)零件 即加工面為空間曲面的零件。這類(lèi)零件的加工面不能展成平面，一般使用球頭銑刀切削，加工面與銑刀始終為點(diǎn)接觸，若采用其它刀

11、具加工，易于產(chǎn)生干涉而銑傷鄰近表面。 1.3.4典型數(shù)控銑床的性能 本設(shè)計(jì)中的零件是利用XK5025數(shù)控銑床加工的，在這里對(duì)該機(jī)床的性能及主要規(guī)格、參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。 該機(jī)床適用于多品種小批量生產(chǎn)的零件，對(duì)各種復(fù)雜曲線(xiàn)的凸輪、樣板、弧形槽等零件的加工效能尤為顯著。其驅(qū)動(dòng)部件為高性能、很可靠的混合式步進(jìn)電機(jī)，輸出力矩大，高、低速性能均好，且系統(tǒng)具備手動(dòng)回機(jī)械零點(diǎn)功能，機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度較高，不需要模具就能確保零件的加工精度，同時(shí)本機(jī)床所配系統(tǒng)具備刀具半徑補(bǔ)償和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能，降低了編程復(fù)雜性，提高了加工效率。此外，其還具備零點(diǎn)偏置功能，可實(shí)現(xiàn)多工件的同時(shí)加工。

12、 第二章 槽類(lèi)零件的加工工藝分析 如下圖2.1所示，為鍵槽零件。其材料為45，毛坯尺寸長(zhǎng)寬高為16012010,其數(shù)控銑床加工 圖2.1 2.1 零件圖工藝分析 該零件主要由外輪廓、鍵槽、不規(guī)則形形槽、孔組成?？傮w表面粗糙度要求較低，零件材料為45，切削加工性能較好。 根據(jù)以上分析，零件孔可以一次性粗加工，鍵槽、不規(guī)則形槽的加工應(yīng)分粗、精加工兩部分進(jìn)行，以保證表面粗糙度要求。 2.2 加工方法的選擇 、鍵槽、不規(guī)則形槽可選擇粗銑—精銑方案。 、孔加工方案的選擇 孔選擇鉆頭一次性加工到位

13、。 2.3 確定裝夾方案 該零件的外形比較規(guī)則，因此，在加工鍵槽、不規(guī)則形槽及孔時(shí)，選用平口虎鉗夾緊。 2.4 確定加工順序及走刀路線(xiàn) 按照基準(zhǔn)先行，先面后孔，先粗后精的原則確定加工順序。詳見(jiàn)表2-2鍵槽端蓋底版數(shù)控加工工序卡，不規(guī)則形槽加工采用逆銑方式，刀具沿切線(xiàn)方向切入與切出。 2.5 刀具選擇 、鍵槽、不規(guī)則形槽采用立銑刀加工，根據(jù)側(cè)吃刀量選擇立銑刀直徑，使銑刀工作時(shí)有合理的切入/切出角；且銑刀直徑應(yīng)盡量包容工件整個(gè)加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。 、孔加工選擇φ12鉆頭，該零件加工所選刀詳見(jiàn)表2-1鍵槽端蓋底板數(shù)控加工刀具卡片。 表

14、2-1鍵槽端蓋底板數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱(chēng) 或代號(hào) 數(shù)控銑工藝分析 零件名稱(chēng) 鍵槽端蓋底板 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具 編號(hào) 刀具規(guī)格名稱(chēng) 數(shù)量 加工表面 備注 1 T1 Φ8硬質(zhì)合金平刀 1 銑削鍵槽 2 T2 Φ12鉆頭 1 鉆孔 編制 *** 審核 批準(zhǔn) 共1頁(yè) 第1頁(yè) 2.6 切削用量選擇 該零件材料切削性能較好，銑削鍵槽及不規(guī)則形槽時(shí)留0.5mm精加工余量； 1、進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 、銑削鍵槽、三角形槽 1）確定銑削深度 a 2）確定每齒進(jìn)給量f 3）確定切削速度V

15、 、鉆孔 1）確定進(jìn)給量f 2）確定切削速度 2.7 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片 為了更好地指導(dǎo)編程和加工操作，把零件的加工順序、所用刀具和切削用量等參數(shù)編入表2-2所示的鍵槽端蓋底板零件數(shù)控加工工序卡片。 表2-2 鍵槽端蓋底板數(shù)控加工工序卡片 單位名稱(chēng) 河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào) 零件名稱(chēng) 零件圖號(hào) 數(shù)控銑削工藝分析 槽類(lèi)零件 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng) 使用設(shè)備 車(chē)間 平口虎鉗 XK5025 數(shù)控中心 工

16、步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格/mm 主軸轉(zhuǎn)速/rmin 進(jìn)給速度 /mmmin 背吃刀量/mm 備注 1 粗銑不規(guī)則形槽 T1 Φ8 575 100 4.5 自動(dòng) 2 精銑不規(guī)則形槽 T1 Φ8 1000 72 0.5 自動(dòng) 3 鉆孔 T2 Φ12 600 100 4.5 自動(dòng) 4 粗銑槽 T1 Φ8 575 72 0.5 自動(dòng) 5 精銑槽 T2 Φ8 1000 235 2.5 自動(dòng) 編制 *** 審核 批準(zhǔn) 共1頁(yè) 第三章 數(shù)控加工程序的編制 3.1 數(shù)控

17、銑床的基本編程技術(shù) 3.1.1 數(shù)控銑床的編程特點(diǎn) 數(shù)控銑床是通過(guò)兩軸聯(lián)動(dòng)來(lái)加工零件的平面輪廓，通過(guò)兩軸半控制、三軸或多軸聯(lián)動(dòng)來(lái)加工空間曲面零件。數(shù)控銑削加工編程具有如下特點(diǎn)： 、數(shù)控銑床一般僅具有直線(xiàn)和圓弧的插補(bǔ)功能，因此非圓曲線(xiàn)的加工是按編程允許誤差將曲線(xiàn)分割成許多小段再用直線(xiàn)或圓弧逼近得到，編程時(shí)需計(jì)算各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。 、具備刀補(bǔ)功能，可直接按工件尺寸編程。 、具備鏡像功能，加工軸對(duì)稱(chēng)零件時(shí)只要編寫(xiě)一半加工程序即可。 、具備子程序調(diào)用功能。當(dāng)工件上有相同加工部位時(shí)，可以調(diào)用子程序，以簡(jiǎn)化程序編制。 3.1.2 數(shù)控銑床的坐標(biāo)系 、機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床本身固有的，是以

18、機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來(lái)的 X 、 Y 、 Z 軸直角坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動(dòng)。 、工件坐標(biāo)系 為了確定零件加工時(shí)在機(jī)床中的位置，必須建立工件坐標(biāo)系，也稱(chēng)為編程坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系采用與機(jī)床坐標(biāo)系一致的坐標(biāo)方向，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)即工件原點(diǎn)，工件原點(diǎn)是任意的，它由編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)零件的特點(diǎn)選定。它在工件裝夾完畢后，通過(guò)對(duì)刀確定。 3.1.3 數(shù)控銑床的編程指令 表3－1 常用文字碼及其含義 功能 文字碼 含義 程序號(hào) O/：（ISO/EIA） 表示程序名代號(hào)(1～9999)

19、程序段號(hào) N 表示程序段代號(hào)(1～9999) 準(zhǔn)備功能 G 確定移動(dòng)方式等準(zhǔn)備功能 坐標(biāo)字 X、Y、Z 、A、B、C 坐標(biāo)軸移動(dòng)指令(99999.999mm) R 圓弧半徑(99999.999mm) I、J、K 圓弧圓心坐標(biāo)(99999.999mm) 進(jìn)給功能 F 表示進(jìn)給速度(1～1000mm/min) 主軸功能 S 表示主軸轉(zhuǎn)速(0～9999r/min) 刀具功能 T 表示刀具號(hào)(0～99) 輔助功能 M 冷卻液開(kāi)、關(guān)控制等輔助功能(0～99) 偏移號(hào) H 表示偏移代號(hào)(0～99) 暫

20、停 P 、X 表示暫停時(shí)間(0～99999.999s) 子程序號(hào)及子程序調(diào)用次數(shù) P 子程序的標(biāo)定及子程序重復(fù)調(diào)用次數(shù)設(shè)定(1～9999) 宏程序變量 P、Q、R 變量代號(hào) 數(shù)控銑床的編程功能指令與數(shù)控車(chē)床的編程功能指令相似，也可分為準(zhǔn)備功能指令和輔助功能指令兩大類(lèi)。由于生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的廠家眾多，且所用數(shù)控系統(tǒng)也各不相同，故編程時(shí)必須嚴(yán)格遵守機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)中的規(guī)定。常用文字碼及其含義見(jiàn)表3－1。 、準(zhǔn)備功能指令 選擇準(zhǔn)備功能指令是編制程序的核心問(wèn)題。準(zhǔn)備功能指令也稱(chēng)為G功能，其由地址字G和兩位數(shù)值來(lái)表示，跟在G后面的數(shù)字決定了該程序段的指令的意義。

21、常用準(zhǔn)備功能代碼如表3－2所示。其中00組的G代碼為非模態(tài)代碼，其余均為模態(tài)代碼。 表3－2 常用G功能代碼 指 令 組 功 能 指 令 組 功能 G00 01 快速定位 G42 07 刀具半徑右補(bǔ)償 G01 直線(xiàn)插補(bǔ) G43 08 正向刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 G02 圓弧插補(bǔ)/螺旋線(xiàn)插補(bǔ)CW G44 負(fù)向刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 G03 圓弧插補(bǔ)/螺旋線(xiàn)插補(bǔ)CCW G49 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償取消 G04 00 暫停 G53 00 選擇機(jī)床坐標(biāo)系 G17 02 選擇XY平面 G54 14 選擇工件坐標(biāo)系1 G18 選擇XZ

22、平面 G55 選擇工件坐標(biāo)系2 G19 選擇YZ平面 G56 選擇工件坐標(biāo)系3 G20 06 英寸輸入 G57 選擇工件坐標(biāo)系4 G21 毫米輸入 G58 選擇工件坐標(biāo)系5 G27 00 返回參考點(diǎn)檢測(cè) G59 選擇工件坐標(biāo)系6 G28 返回參考點(diǎn) G90 03 絕對(duì)值方式編程 G29 從參考點(diǎn)返回 G91 相對(duì)值方式編程 G33 01 螺紋切削 G92 00 設(shè)定工件坐標(biāo)系 G40 07 取消刀具半徑補(bǔ)償 G98 10 固定循環(huán)返回到初始點(diǎn) G41 刀具半徑左補(bǔ)償 G99 固定循環(huán)返回到R點(diǎn) 、輔助功

23、能指令 XK5025立式數(shù)控銑床的輔助功能指令與數(shù)控車(chē)床基本相同。如表3－3所示。 表3－3 常用M功能代碼 指令 功 能 指令 功 能 M00 程序停止 M05 主軸停止旋轉(zhuǎn) M01 選擇停止 M08 切削液開(kāi) M02 程序結(jié)束 M09 切削液關(guān) M03 主軸順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) M98 子程序調(diào)用 M04 主軸逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) M99 子程序結(jié)束 、其它功能指令 1)、進(jìn)給功能 進(jìn)給功能也稱(chēng)為F功能。表示刀具中心運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度，由地址碼F和數(shù)字構(gòu)成。F功能以每分鐘進(jìn)給距離的方式指定進(jìn)給速度。F功能的單位可以是mm/min ，

24、也可以是mm/r；可以按公制形式輸入，也可以轉(zhuǎn)換成英制。 2)、主軸功能 主軸功能也稱(chēng)S功能，即用來(lái)指定主軸的轉(zhuǎn)速。它由地址碼S及后面的整數(shù)數(shù)字組成，單位為r/min。 3)、刀具功能 刀具功能也稱(chēng)T功能。由地址碼T及后面的兩位整數(shù)數(shù)字組成，數(shù)字代表刀具的編號(hào)，用來(lái)選擇刀具。 3.1.4 數(shù)控銑床的基本編程方法 、絕對(duì)值方式和增量值方式編程 1)、絕對(duì)值方式編程 程序格式：G90 2)、增量值方式編程 程序格式：G91 、工件坐標(biāo)系的建立 1)、設(shè)置工件坐標(biāo)系 2)、選擇機(jī)床坐標(biāo)系 3)、選擇1～6號(hào)工件坐標(biāo)系 G54、G55、G56、G57、G58、G5

25、9 選擇1～6號(hào)工件坐標(biāo)系，這些指令可以分別用來(lái)選擇相應(yīng)的工件坐標(biāo)系。 編程格式：G54(G55~G59) G00 (G01) X＿Y＿Z＿(F＿) ； 、快速定位與直線(xiàn)插補(bǔ) a、快速定位 b、直線(xiàn)插補(bǔ) 、圓弧插補(bǔ) 圓弧插補(bǔ)的編程格式有兩種，分別如下： 1)、用分矢量I、J、K表示圓心位置 2)、用圓弧半徑R指定圓心位置 、刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42 1)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)哪康? 數(shù)控機(jī)床在實(shí)際加工過(guò)程中是通過(guò)控制刀具中心軌跡來(lái)實(shí)現(xiàn)切削加工任務(wù)的。在編程過(guò)程中，為了避免復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般按零件的實(shí)際

26、輪廓來(lái)編寫(xiě)數(shù)控程序，但刀具有一定的半徑尺寸，如果不考慮刀具半徑尺寸，那么加工出來(lái)的實(shí)際輪廓就會(huì)與圖紙所要求的輪廓相差一個(gè)刀具半徑值。因此，采用刀具半徑補(bǔ)償功能來(lái)解決這一問(wèn)題。 2)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒? 使用刀具半徑補(bǔ)償指令，并在控制面板上手工輸入刀具半徑，數(shù)控裝置便能自動(dòng)地計(jì)算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)。即執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，刀具自動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑值，從而加工出所要求的工件輪廓。 、刀具半徑補(bǔ)償?shù)牟襟E 1)、刀補(bǔ)建立 2)、刀補(bǔ)進(jìn)行 3)、刀補(bǔ)取消 、刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用： 1)、避免計(jì)

27、算刀心軌跡，直接用零件輪廓尺寸編程； 2)可用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀補(bǔ)值進(jìn)行粗、精加工。 3)、利用刀補(bǔ)值控制輪廓尺寸精度。因刀補(bǔ)值具有小數(shù)點(diǎn)后2～4位的精度，故可控制輪廓尺寸精度。 4)、利用刀具補(bǔ)償功能，可用同一個(gè)程序，加工同一公稱(chēng)尺寸的內(nèi)、外兩個(gè)型面。 3.2 數(shù)控編程的數(shù)值計(jì)算 根據(jù)零件圖樣，用適當(dāng)?shù)姆椒▽?shù)控系統(tǒng)編制程序所需的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的過(guò)程，稱(chēng)為數(shù)值計(jì)算。數(shù)值計(jì)算的內(nèi)容包括計(jì)算零件輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及刀位點(diǎn)軌跡的坐標(biāo)。 3.2.1基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的含義 數(shù)控機(jī)床一般只有直線(xiàn)和圓弧插補(bǔ)功能，因此，對(duì)于由直線(xiàn)和圓弧組成的平面輪廓，編程時(shí)主要是求各基點(diǎn)的坐標(biāo)。所

28、謂基點(diǎn)就是構(gòu)成零件輪廓不同幾何素線(xiàn)元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)。如直線(xiàn)與直線(xiàn)的交點(diǎn)，直線(xiàn)段和圓弧段的交點(diǎn)、切點(diǎn)及圓弧與圓弧的交點(diǎn)、切點(diǎn)等。根據(jù)基點(diǎn)坐標(biāo)，就可以編寫(xiě)出直線(xiàn)和圓弧的加工程序?；c(diǎn)的計(jì)算比較簡(jiǎn)單，選定坐標(biāo)原點(diǎn)以后，應(yīng)用三角、幾何關(guān)系就可以算出各基點(diǎn)的坐標(biāo)，因此，采用手工編程即可。 由于數(shù)控機(jī)床無(wú)法直接加工除直線(xiàn)和圓弧之外的曲線(xiàn)，加工此類(lèi)曲線(xiàn)時(shí)數(shù)值計(jì)算較為復(fù)雜，包括曲線(xiàn)擬合與曲線(xiàn)逼近兩部分。逼近直線(xiàn)和圓弧小段與輪廓曲線(xiàn)的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱(chēng)為基點(diǎn)。 3.2.2基點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算 常用基點(diǎn)計(jì)算的方法有： 1、根據(jù)零件圖樣上所給的已知條件用人工求解，即根據(jù)零件圖樣上給定的尺寸，運(yùn)用代數(shù)或幾何的有關(guān)知識(shí)，計(jì)

29、算出數(shù)值。 從2、利用CAD軟件從圖中查取 現(xiàn)在大多數(shù)的圖形繪制都是在AutoCAD等繪圖軟件中完成的，可以采用這些的軟件的功能，把某些點(diǎn)的坐標(biāo)直接標(biāo)出。 3.2.3加工程序 利用CAD/CAM軟件功能直接標(biāo)出點(diǎn)坐標(biāo) %O0001 G54G90G40S800M03 T01D01S600 G00X-39.93 Y37.93 Z0 G01Z-10 G03X-54.07 Y52.07 G01 X-72.07 Y34.07 G02X-57.93Y19.93 G01X-39.93Y37.93 G00X-24.37Y36 G01Z-10 G02X-17.

30、44Y40 G01X42.71Y40 G02X47.28Y25.44 G03X47.26Y-25.44 G02X42.71Y-40 G01X-42Y-40 G02X-41.5Y-31.5 G01X-50Y-8.39 G01X-24.37Y36 G00Z100M05 M03 T02D02S600 G73X71Y-25.44Z-20R10Q1F100 G00Z100 G80 M30 % 第四章 數(shù)控加工中心仿真系統(tǒng) 4.1 FANUC 0i 加工中心的仿真操作 加工中心配用不同的數(shù)控系統(tǒng)，選擇用南京二機(jī)床（配以FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)） ，選擇零件原點(diǎn)，建

31、立刀具補(bǔ)償參數(shù)，機(jī)床控制面板逐步輸入已編寫(xiě)程序，進(jìn)行自動(dòng)加工。 4.2 仿真結(jié)果 通過(guò)對(duì)鍵槽端蓋底板的工藝分析、程序編制和操作過(guò)程的介紹，數(shù)控銑仿真結(jié)果見(jiàn)下圖。  設(shè)計(jì)總結(jié)

32、 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 本論文是在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題編寫(xiě)的。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是加強(qiáng)了對(duì)數(shù)控銑床編程的認(rèn)識(shí)。 本設(shè)計(jì)共分為四章：第一章緒論簡(jiǎn)要介紹了計(jì)算機(jī)數(shù)控的概念與發(fā)展及數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床，并且重點(diǎn)介紹了典型數(shù)控銑床的基本構(gòu)成及特點(diǎn)、分類(lèi)、主要加工對(duì)象及其性能和參數(shù)。第二章利用一典型零件對(duì)其進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，包括零件圖的工藝分析、加工方案的選擇、裝夾方案的確定、加工順序及走刀路線(xiàn)的確定、刀具選擇、切削用量選擇、對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定及擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片這八個(gè)部分。第三章闡述了典型零件——槽類(lèi)零件的數(shù)控加工程序的編制。首先介紹了數(shù)控銑床的一些基本編程

33、技術(shù)，其中有數(shù)控銑床的編程特點(diǎn)、數(shù)控銑床的坐標(biāo)系、編程指令及編程方法；其次闡述了數(shù)控編程的數(shù)值計(jì)算，簡(jiǎn)要介紹了基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的含義，基點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算；最后編寫(xiě)了典型零件——鍵槽類(lèi)零件的加工程序。第四章闡述了數(shù)控加工中心的仿真操作系統(tǒng)，主要內(nèi)容有控制面板介紹、操作過(guò)程及仿真結(jié)果。 在本設(shè)計(jì)完成之際，我由衷地感謝關(guān)懷、教誨、幫助、支持和鼓勵(lì)我完成學(xué)業(yè)的老師、朋友和親人。首先，我要感謝我的老師在論文的開(kāi)題、實(shí)施、撰寫(xiě)和完成的每一個(gè)過(guò)程中，都得到了他的悉心指導(dǎo)和幫助。指導(dǎo)老師淵博的知識(shí)、寬廣無(wú)私的胸懷、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、誨人不倦的教師風(fēng)范和對(duì)問(wèn)題的洞察力，都將使我記憶猶新。在此，我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示衷心的感謝

34、和深深的敬意。再次，我要感謝我的同學(xué)。在做工藝的可行性分析和方案的論證時(shí)，同事之間的溝通、相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)，使我受到不少啟發(fā)和鼓舞。學(xué)會(huì)了如何將自己在工作和學(xué)習(xí)中獲得的經(jīng)驗(yàn)以及有價(jià)值的內(nèi)容以論文的形式表達(dá)出來(lái)?？赡軟](méi)有做到十分的規(guī)范，存在很多不足之處，但在這半年時(shí)間里，自覺(jué)從中獲益匪淺。最后，我也衷心感謝在百忙之中抽出寶貴時(shí)間對(duì)論文進(jìn)行審評(píng)的各位專(zhuān)家。

35、 參考文獻(xiàn) [1] 李益民 . 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). [M] 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2003. [2]徐宏海 , 謝富春 . 數(shù)控銑床 . [M] 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2003 [3]李洪 . 機(jī)械加工工藝手冊(cè) . [M] 北京 : 北京出版社 , 2000 [4]李宏勝 . 機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 .[M] 北京 : 北京高等教育出版社 , 2001 [5]李業(yè)農(nóng) . 數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用 . [M] 北京 : 國(guó)防工業(yè)出版社 , 2006 [6]曹健 . 數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù) . [M] 武漢 : 華中科技大學(xué)出版社 , 2009 [7]肖詩(shī)綱 . 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) . [M] 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1993 第17頁(yè),共18頁(yè)