橢圓蓋板的宏程序編程與自動(dòng)編程設(shè)計(jì)[配合件-2件]

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ:414951605或者1304139763 ======================== 機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) - 45 - 摘要 隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來(lái)越高的要求。數(shù)控機(jī)床因時(shí)代的所需應(yīng)運(yùn)而生，并且在我國(guó)的應(yīng)用也越來(lái)越普通了。數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)繁多，常用的有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床和數(shù)控加工中心。通過(guò)典型零件的數(shù)控加工，從數(shù)控機(jī)床的介紹、數(shù)控編程的介紹、數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)、數(shù)控加工的CAD/CAM實(shí)體造型加工方面對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，為將來(lái)從事相關(guān)的工作奠定良好的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心、數(shù)控編程、CAD/CAM實(shí)體造型。 Abstract Abstract: With the progress of society, science and technology and the continuous development of productive forces, people's productivity and the quality of products made increasing demands. Several times because of the space required for machine tools have emerged, and application in China has also increasingly common. Wide variety of CNC machine tools, a common CNC lathes, CNC milling machine and CNC machining centers. Through typical CNC machining parts from the NC Machine Tool, NC programming, CNC machining process design, NC machining CAM solid modeling on the NC processing machine further awareness in relevant for the future lay a good foundation. Key words: few empty machine tools, CNC milling machines, CNC machining centers, CNC programming, CAM solid modeling 目錄 摘 要 Abstract 目 錄 第一章 緒 論 §1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及特點(diǎn) §1.2 數(shù)控機(jī)床的組成 §1.3 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi) §1.4 數(shù)控編程介紹 第二章 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) §2.1零件1的工藝分析 §2.2刀具的選擇 §2.3編制加工工藝 §2.4零件2的工藝分析 §2.5刀具的選擇 §2.6編制加工工藝 §2．7 FANUC編程 第三章 實(shí)體造型與自動(dòng)編程 §3.1實(shí)體造型 §3.1.1 MasterCAM系統(tǒng)介紹 §3.1.2MasterCAM實(shí)體造型 §3.2自動(dòng)編程與手動(dòng)編程比較 小 結(jié) 致 謝 參考文獻(xiàn) 第一章 緒論 1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床(Numerical Control Machine Tools)是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床是在機(jī)械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其過(guò)程大致如下： 1948年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托，研制直升飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。 1949年，該公司與美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)開(kāi)始共同研究，并于1952年試制成功第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件。 1959年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱(chēng)為加工中心( MC Machining Center)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代。 1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。 60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng) DNC)，又稱(chēng)群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng) CNC)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。 1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(簡(jiǎn)稱(chēng) MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。 20世紀(jì)80年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)式自動(dòng)編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機(jī)床上；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測(cè)工件等功能。 20世紀(jì)90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng)，即以PC機(jī)為控制系統(tǒng)的硬件部分，在PC機(jī)上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。 數(shù)控機(jī)床特點(diǎn) 一、數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別 數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工過(guò)程，是嚴(yán)格按照加工程序所規(guī)定的參數(shù)及動(dòng)作執(zhí)行的。它是一種高效能自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床，與普通機(jī)床相比，具有以下明顯特點(diǎn)： 1. 適合于復(fù)雜異形零件的加工 數(shù)控機(jī)床可以完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 2. 加工精度高 3. 加工穩(wěn)定可靠 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，排除人為誤差，零件的加工一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 4. 高柔性 加工對(duì)象改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，體現(xiàn)出很好的適應(yīng)性，可大大節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，可以組成具有更高柔性的自動(dòng)化制造系統(tǒng)—FMS。 5. 高生產(chǎn)率 數(shù)控機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高，一般為普通機(jī)床的 3～5 倍，對(duì)某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可以提高十幾倍甚至幾十倍。 6. 勞動(dòng)條件好 機(jī)床自動(dòng)化程度高，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，工作環(huán)境較好。 7. 有利于管理現(xiàn)代化 采用數(shù)控機(jī)床有利于向計(jì)算機(jī)控制與管理生產(chǎn)方面發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。 8. 投資大，使用費(fèi)用高 9. 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜 由于整個(gè)加工過(guò)程采用程序控制，數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜，包含工藝確定、程序編制等。 10. 維修困難 數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求很高。 二、數(shù)控機(jī)床的適用范圍 由于數(shù)控機(jī)床的上述特點(diǎn)，適用于數(shù)控加工的零件有： ·批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件； ·幾何形狀復(fù)雜的零件； ·貴重零件加工； ·需要全部檢驗(yàn)的零件； ·試制件。 對(duì)以上零件采用數(shù)控加工，才能最大限度地發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。 1.2數(shù)控機(jī)床的組成 ?數(shù)控機(jī)床一般由輸入裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、測(cè)量環(huán)節(jié)和機(jī)床本體(組成機(jī)床本體的各機(jī)械部件)組成。如數(shù)控機(jī)床組成示意圖1-1所示。 數(shù)控機(jī)床組成示意圖1-1 1) 輸入輸出裝置 操作面板 它是操作人員與數(shù)控裝置進(jìn)行信息交流的工具組成：按鈕站/狀態(tài)燈/按鍵陣列/顯示器。 控制介質(zhì) 人與數(shù)控機(jī)床之間建立某種聯(lián)系的中間媒介物就是控制介質(zhì)，又稱(chēng)為信息載體。常用的控制價(jià)質(zhì)有穿孔帶、穿孔卡、磁盤(pán)和磁帶。 人機(jī)交互設(shè)備 數(shù)控機(jī)床在加工運(yùn)行時(shí)，通常都需要操作人員對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)干預(yù)，對(duì)輸入的加工程序進(jìn)行編輯、修改和調(diào)試，對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示等，也就是數(shù)控機(jī)床要具有人機(jī)聯(lián)系的功能。具有人機(jī)聯(lián)系功能的設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)人機(jī)交互設(shè)備。 常用的人機(jī)交互設(shè)備有鍵盤(pán)、顯示器、光電閱讀機(jī)等。 通訊 現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)除采用輸入輸出設(shè)備進(jìn)行信息交換外，一般都具有用通訊方式進(jìn)行信息交換的能力。它們是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技術(shù)。采用的方式有： 串行通訊（RS-232等串口） 自動(dòng)控制專(zhuān)用接口和規(guī)范（DNC方式，MAP協(xié)議等） 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（internet，LAN等）。 DNC是Direct Numerical Control或Distributed Numerical Control英文一 詞的縮寫(xiě)，意為直接數(shù)字控制或分布數(shù)字控制。 2) 計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的中樞。CNC裝置(CNC單元) 組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件。 作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進(jìn)行相應(yīng)的處理（如運(yùn)動(dòng)軌跡處理、機(jī)床輸入輸出處理等），然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件(伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和PLC等)，所有這些工作是由CNC裝置內(nèi)硬件和軟件協(xié)調(diào)配合，合理組織，使整個(gè)系統(tǒng)有條不紊地進(jìn)行工作的。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心 3) 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電動(dòng)機(jī)組成。伺服驅(qū)動(dòng)的作用，是把來(lái)自數(shù)控裝置的位置控制移動(dòng)指令轉(zhuǎn)變成機(jī)床工作部件的運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)按規(guī)定軌跡移動(dòng)或精確定位，加工出符合圖樣要求的工件，即把數(shù)控裝置送來(lái)的微弱指令信號(hào)，放大成能驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)的大功率信號(hào)。 常用的伺服電動(dòng)機(jī)有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。根據(jù)接收指令的不同，伺服驅(qū)動(dòng)有脈沖式和模擬式，而模擬式伺服驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源種類(lèi)，可分為直流伺服驅(qū)動(dòng)和交流伺服驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用脈沖驅(qū)動(dòng)方式，交、直流伺服電動(dòng)機(jī)采用模擬式驅(qū)動(dòng)方式。 4) 機(jī)床電氣控制 機(jī)床電氣控制包括兩個(gè)方面。PLC（可編程的邏輯控制器）用于完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)順序動(dòng)作的I/O控制，而機(jī)床I/O電路和裝置則是用來(lái) 實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件，由繼電器、電磁閥、行程開(kāi)關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路； 5) 測(cè)量裝置 數(shù)控機(jī)床中的測(cè)量裝置圖1-2 數(shù)控機(jī)床中的測(cè)量裝置 上圖1-2所示是顯示了數(shù)控機(jī)床中的反饋系統(tǒng)的工作，反饋系統(tǒng)的作用是通過(guò)測(cè)量裝置將機(jī)床移動(dòng)的實(shí)際位置、速度參數(shù)檢測(cè)出來(lái)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并反饋到CNC裝置中，使CNC能隨時(shí)判斷機(jī)床的實(shí)際位置、速度是否與指令一致，并發(fā)出相應(yīng)指令，糾正所產(chǎn)生的誤差。在其它的控制領(lǐng)域，測(cè)量裝置也有其應(yīng)用， 機(jī)械手中的控制電機(jī)與測(cè)量裝置 測(cè)量裝置安裝在數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，按有無(wú)檢測(cè)裝置，CNC系統(tǒng)可分為開(kāi)環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，而按測(cè)量裝置安裝的位置不同可分為閉環(huán)與半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控系統(tǒng)無(wú)測(cè)量裝置，其控制精度取決于步進(jìn)電機(jī)和絲杠的精度，閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的精度取決于測(cè)量裝置的精度。因此，檢測(cè)裝置是高性能數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。 6) 機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件包括：主運(yùn)動(dòng)部件，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件，如工作臺(tái)、拖板及其傳動(dòng)部件，床身、立柱等支承部件；此外，還有冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等輔助裝置。對(duì)于加工中心類(lèi)的數(shù)控機(jī)床，還有存放刀具的刀庫(kù)，交換刀具的機(jī)械手等部件。數(shù)控機(jī)床是高精度和高生產(chǎn)率的自動(dòng)化加工機(jī)床，與普通機(jī)床相比，應(yīng)具有更好的抗振性和剛度，要求相對(duì)運(yùn)動(dòng)面的摩擦因數(shù)要小，進(jìn)給傳動(dòng)部分之間的間隙要小。所以其設(shè)計(jì)要求比通用機(jī)床更嚴(yán)格，加工制造要求精密，并采用加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度的設(shè)計(jì)措施。輔助控制裝置包括刀庫(kù)的轉(zhuǎn)位換刀、液壓泵、冷卻泵等控制接口電路。 1.3數(shù)控機(jī)床的分類(lèi) 數(shù)控機(jī)床的品種規(guī)格很多，分類(lèi)方法也各不相同。一般可根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)，按下面 4 種原則進(jìn)行分類(lèi) 1） 按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類(lèi) ⑴ 點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床 點(diǎn)位控制只要求控制機(jī)床的移動(dòng)部件從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位對(duì)于點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡的要求并不嚴(yán)格，在移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行加工，各坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)是不相關(guān)的。為了實(shí)現(xiàn)既快又精確的定位，兩點(diǎn)間位移的移動(dòng)一般先快速移動(dòng)，然后慢速趨近定位點(diǎn)，以保證定位精度，圖 1-3 所示，為點(diǎn)位控制的運(yùn)動(dòng)軌跡。 具有點(diǎn)位控制功能的機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鑊床、數(shù)控沖床等。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控系統(tǒng)價(jià)格的降低，單純用于點(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)已不多見(jiàn)。??? ⑵ 直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床 直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床也稱(chēng)為平行控制數(shù)控機(jī)床，其特點(diǎn)是除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確定位外，還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和路線(xiàn)（軌跡），但其運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)只是與機(jī)床坐標(biāo)軸平行移動(dòng)，也就是說(shuō)同時(shí)控制的坐標(biāo)軸只有一個(gè)（即數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)不必有插補(bǔ)運(yùn)算功能），在移位的過(guò)程中刀具能以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行切削，一般只能加工矩形、臺(tái)階形零件。 其有直線(xiàn)控制功能的機(jī)床主要有比較簡(jiǎn)單的數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。這種機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也稱(chēng)為直線(xiàn)控制數(shù)控系統(tǒng)。同樣，單純用于直線(xiàn)控制的數(shù)控機(jī)床也不多見(jiàn)。 ⑶ 輪廓控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床也稱(chēng)連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床，其控制特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以 h 的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度同時(shí)進(jìn)行控制。為了滿(mǎn)足刀具沿工件輪廓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡符合工件加工輪廓的要求，必須將各坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的位移控制和速度控制按照規(guī)定的比例關(guān)系精確地協(xié)調(diào)起來(lái)。因此在這類(lèi)控制方式中，就要求數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算功能．所謂插補(bǔ)就是根據(jù)程序輸入的基本數(shù)據(jù)（如直線(xiàn)的終點(diǎn)坐標(biāo)、圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)和圓心坐標(biāo)或半徑），通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)插補(bǔ)運(yùn)算器的數(shù)學(xué)處理，把直線(xiàn)或圓弧的形狀描述出來(lái)，也就是一邊計(jì)算，一邊根據(jù)計(jì)算結(jié)果向各坐標(biāo)軸控制器分配脈沖，從而控制各坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)位移量與要求的輪廓相符合在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中刀具對(duì)工件表面進(jìn)行連續(xù)切削，可以進(jìn)行各種直線(xiàn)、圓弧、曲線(xiàn)的加工．輪廓控制的加工軌跡如圖1-4 所示。 這類(lèi)機(jī)床主要有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控線(xiàn)切割機(jī)冰、加工中心等，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱(chēng)為輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)它所控制的聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)不同，又可以分為下面幾種形式： ① 二軸聯(lián)動(dòng)：主要用于數(shù)控車(chē)床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床加工曲線(xiàn)柱面。如圖1-4 所示。 ② 二軸半聯(lián)動(dòng)主要用于三軸以上機(jī)床的控制，其中兩根軸可以聯(lián)動(dòng)，而另外一根軸可以作周期性進(jìn)給。圖 1 -5 所示為采用這種方式用行切法加工三維空間曲面。 ? ③ 三軸聯(lián)動(dòng)：一般分為兩類(lèi)，一類(lèi)就是 X 、 y 、 Z 三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，比較多的用于數(shù)控銑床、加工中心等，如圖 1-6 所示用球頭銑刀銑切三維空間曲面．另一類(lèi)是除了同時(shí)控制 X 、 Y 、 Z 中兩個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)外，還同時(shí)控制圍繞其中某一直線(xiàn)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。如車(chē)削加工中心，它除了縱向（Z軸）、橫向（X軸）兩個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還需同時(shí)控制圍繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的主軸（C軸）聯(lián)動(dòng)。 ④ 四軸聯(lián)動(dòng)：同時(shí)控制 X 、 Y 、 Z 三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸與某一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，圖 1-7 所示為同時(shí)控制 x 、 Y 、 Z 三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸與一個(gè)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。 ⑤ 五軸聯(lián)動(dòng)：除同時(shí)控制 X 、 Y 、 Z 三個(gè)育線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外．還同時(shí)控制圍繞這這些直線(xiàn)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的 A 、 B 、 C 坐標(biāo)軸中的兩個(gè)坐標(biāo)軸，形成同時(shí)控制五個(gè)軸聯(lián)動(dòng)這時(shí)刀具可以被定在空間的任意方向．如圖1-8 所示．比如控制刀具同時(shí)繞 x 軸和 Y 軸兩個(gè)方向擺動(dòng)，使得刀具在其切削點(diǎn)上始終保持與被加工的輪廓曲面成法線(xiàn)方向，以保證被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，減小被加工表面的粗糙度。 ? 2) ?按伺服控制的方式分類(lèi) ⑴ 開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床??? 這類(lèi)機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是開(kāi)環(huán)的，即沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置，一般它的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的主要特征是控制電路每變換一次指令脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角，并且電動(dòng)機(jī)本身就有自鎖能力．其控制系統(tǒng)的框圖如圖1-9所示，數(shù)控系統(tǒng)輸出的進(jìn)給指令信號(hào)通過(guò)脈沖分配器來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路，它以變換脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制坐標(biāo)位移量，以變換脈沖的頻率來(lái)控制位移速度，以變換脈沖的分配順序來(lái)控制位移的方向。因此這種控制方式的最大特點(diǎn)是控制方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜．?dāng)?shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)流是單向的，所以不存在控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題，但由于機(jī)械傳動(dòng)的誤差不經(jīng)過(guò)反饋校正，故位移精度不高。早期的數(shù)控機(jī)床均采用這種控制方式，只是故障率比較高，目前由于驅(qū)動(dòng)電路的改進(jìn)，使其仍得到了較多的應(yīng)用。尤其是在我國(guó)，一般經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和舊設(shè)備的數(shù)控改造多采用這種控制方式。另外，這種控制方式可以配置單片機(jī)或單板機(jī)作為數(shù)控裝置，使得整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格降低。? ⑵ 閉環(huán)控制機(jī)床 這類(lèi)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是按閉環(huán)反饋控制方式工作的，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)可采用直流或交流兩種伺服電機(jī)，并需要配置位置反饋和速度反饋，在加工中隨時(shí)檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量，并及時(shí)反饋給數(shù)控系統(tǒng)中的比較器，它與插補(bǔ)運(yùn)算所得到的指令信號(hào)進(jìn)行比較，其差值又作為伺服驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)，進(jìn)而帶動(dòng)位移部件以消除位移誤差。 按位置反饋檢測(cè)元件的安裝部位和所使用的反饋裝置的不同，它又分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種控制方式． ① 全閉環(huán)控制 ?如圖1 -10所示，其位置反饋裝置采用直線(xiàn)位移檢測(cè)元件（目前一般采用光柵尺），安裝在機(jī)床的床鞍部位，即直接檢測(cè)機(jī)床坐標(biāo)的直線(xiàn)位移量，通過(guò)反饋可以消除從電動(dòng)機(jī)到機(jī)床床鞍的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差，從而得到很高的機(jī)床靜態(tài)定位精度。但是，由于在整個(gè)控制環(huán)內(nèi)，許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙均為非線(xiàn)性，并且整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間與電氣響應(yīng)時(shí)間相比又非常大．這為整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)。 定性校正帶來(lái)很大困難，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整也都相當(dāng)復(fù)雜因此，這種全閉環(huán)控制方式主要用于精度要求很高的數(shù)控坐標(biāo)幢床、數(shù)控精密磨床等。 ② 半閉環(huán)控制? 如圖 1-11 所示，其位置反饋采用轉(zhuǎn)角檢測(cè)元件（目前主要采用編碼器等），直接安裝在伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠端部。由于大部分機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)未包括在系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)，因此獲得較穩(wěn)定的控制特性。絲杠等機(jī)械傳動(dòng)誤差不能通過(guò)反饋來(lái)隨時(shí)校正，但是可采用軟件定值補(bǔ)償方法來(lái)適當(dāng)提高其精度．目前，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床采用半閉環(huán)控制方式 ⑶ 混合控制數(shù)控機(jī)床 將上述控制方式的特點(diǎn)有選擇地集中，可以組成混合控制的方案。如前所述，由于開(kāi)環(huán)控制方式穩(wěn)定性好、成本低、精度差，而全閉環(huán)穩(wěn)定性差，所以為了互為彌補(bǔ)，以滿(mǎn)足某些機(jī)床的控制要求，宜采用混合控制方式。采用較多的有開(kāi)環(huán)補(bǔ)償型和半閉環(huán)補(bǔ)償型兩種方式 3) 按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類(lèi)?、 按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平，通常把數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高三類(lèi)。這種分類(lèi)方式，在我國(guó)用的較多。低、中、高三檔的界限是相對(duì)的，不同時(shí)期，劃分標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)不同。就目前的發(fā)展水平看，可以根據(jù)表 1-1 的一些功能及指標(biāo)，將各種類(lèi)型的數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高檔三類(lèi)。其中 中、高檔一般稱(chēng)為全功能數(shù)控或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控在我國(guó)還有經(jīng)濟(jì)型數(shù)控的提法。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控屬于低檔數(shù)控，是指由單片機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng)，或其他功能簡(jiǎn)單、價(jià)格低的數(shù)控系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控主要用于車(chē)床、線(xiàn)切割機(jī)床以及舊機(jī)床改造等 4) 按加工工藝及機(jī)床用途的類(lèi)型分類(lèi) ⑴ 金屬切削類(lèi) 指采用車(chē)、銑、撞、鉸、鉆、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。它又可被分為以下兩類(lèi)。 ① 普通型數(shù)控機(jī)床? 如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。 ②?加工中心? 其主要特點(diǎn)是具有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的刀具庫(kù)，工件經(jīng)一次。裝夾后，通過(guò)自動(dòng)更換各種刀具，在同一臺(tái)機(jī)床上對(duì)工件各加工面連續(xù)進(jìn)行銑（車(chē)）鍵、鉸、鉆、攻螺紋等多種工序的加工，如（幢／銑類(lèi)）加工中心、車(chē)削中心、鉆削中心等。 ⑵ 金屬成型類(lèi) 指采用擠、沖、壓、拉等成型工藝的數(shù)控機(jī)床，常用的有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等。 ⑶ 特種加工類(lèi) 主要有數(shù)控電火花線(xiàn)切割機(jī)、數(shù)控電火花成型機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)等。 ⑷ 測(cè)量、繪圖類(lèi) 主要有三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、數(shù)控對(duì)刀儀、數(shù)控繪圖儀等。 1.4數(shù)控編程介紹 ????數(shù)控加工工作過(guò)程：如下1-12圖所示，在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要預(yù)先根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)和走刀運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，然后編制加工程序，傳輸給數(shù)控系統(tǒng)，在事先存入數(shù)控裝置內(nèi)部的控制軟件支持下，經(jīng)處理與計(jì)算，發(fā)出相應(yīng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)指令信號(hào)，通過(guò)伺服系統(tǒng)使機(jī)床按預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行零件的加工?因此，在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，首先要編寫(xiě)零件加工程序清單，稱(chēng)之為數(shù)控加工程序，該程序用數(shù)字代碼來(lái)描述被加工零件的工藝過(guò)程、零件尺寸和工藝參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等），將該程序輸入數(shù)控機(jī)床的NC系統(tǒng)，控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)與輔助動(dòng)作，完成零件的加工。? 數(shù)控編程：根據(jù)被加工零件的圖紙和技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制成加工程序文件，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為零件數(shù)控加工程序編制，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控編程。 圖1-12 數(shù)控加工工作過(guò)程 數(shù)控編程方法 ??數(shù)控編程方法可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)手工編程，另一類(lèi)是自動(dòng)編程。 手工編程 ?手工編程是指編制零件數(shù)控加工程序的各個(gè)步驟，即從零件圖紙分析、工藝決策、確定加工路線(xiàn)和工藝參數(shù)、計(jì)算刀尖軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編寫(xiě)零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗(yàn)，均由工來(lái)完成。 ????對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的輪廓加工，幾何計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。如簡(jiǎn)單階梯軸的車(chē)削加工，一般不需要復(fù)雜的坐標(biāo)計(jì)算，往往可以由技術(shù)人員根據(jù)工序圖紙數(shù)據(jù)，直接編寫(xiě)數(shù)控加工程序。 但對(duì)輪廓形狀不是由簡(jiǎn)單的直線(xiàn)、圓弧組成的復(fù)雜零件，特別是空間復(fù)雜曲面零件，數(shù)值計(jì)算則相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯(cuò)，且很難校對(duì)，采用手工編程是難以完成的。 自動(dòng)編程 ??自動(dòng)編程是采用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，需要一套專(zhuān)門(mén)的數(shù)控編程軟件，現(xiàn)代數(shù)控編程軟件主要分為以批處理命令方式為主的各種類(lèi)型的語(yǔ)言編程系統(tǒng)和交互式CAD／CAM 集成化編程系統(tǒng)。APT是一種自動(dòng)編程工具（Automatically Programmed Tool）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是對(duì)工件、刀具的幾何形狀及刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行定義時(shí)所用的一種接近于英語(yǔ)的符號(hào)語(yǔ)言。在編程時(shí)編程人員依據(jù)零件圖樣，以APT語(yǔ)言的形式表達(dá)加工的全部?jī)?nèi)容，再把用APT語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的零件加工程序輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)APT語(yǔ)言編程系統(tǒng)編譯產(chǎn)生刀位文件（CLDATA file），通過(guò)后置處理后，生成數(shù)控系統(tǒng)能接受的零件數(shù)控加工程序的過(guò)程，稱(chēng)為APT語(yǔ)言自動(dòng)編程。采用APT語(yǔ)言自動(dòng)編程時(shí)，計(jì)算機(jī)（或編程機(jī)）代替程序編制人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算工作，并省去了編寫(xiě)程序單的工作量，因而可將編程效率提高數(shù)倍到數(shù)十倍，同時(shí)解決了手工編程中無(wú)法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。交互式CAD/CAM集成系統(tǒng)自動(dòng)編程是現(xiàn)代CAD/CAM集成系統(tǒng)中常用的方法，在編程時(shí)編程人員首先利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)或自動(dòng)編程軟件本身的零件造型功能，構(gòu)建出零件幾何形狀，然后對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加工方案，其后還需利用軟件的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)功能，完成工藝方案的制訂、切削用量的選擇、刀具及其參數(shù)的設(shè)定，自動(dòng)計(jì)算并生成刀位軌跡文件，利用后置處理功能生成指定數(shù)控系統(tǒng)用的加工程序。因此我們把這種自動(dòng)編程方式稱(chēng)為圖形交互式自動(dòng)編程。這種自動(dòng)編程系統(tǒng)是一種CAD與CAM高度結(jié)合的自動(dòng)編程系統(tǒng)。集成化數(shù)控編程的主要特點(diǎn)：零件的幾何形狀可在零件設(shè)計(jì)階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何設(shè)計(jì)模塊在圖形交互方式下進(jìn)行定義、顯示和修改， 最終得到零件的幾何模型。編程操作都是在屏幕菜單及命令驅(qū)動(dòng)等圖形交互方式下完成的，具有形象、直觀(guān)和高效等優(yōu)點(diǎn)。 數(shù)控加工程序編程的內(nèi)容與步驟（一） 數(shù)控編程過(guò)程的內(nèi)容 ?正確的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖紙要求的合格工件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機(jī)床能安全、可靠、高效地工作。數(shù)控加工程序的編制過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜的工藝決策過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控編程過(guò)程主要包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫(xiě)程序單、輸入數(shù)控程序及程序檢驗(yàn)，典型的數(shù)控編程過(guò)程如圖1-3所示 圖1-13 數(shù)控加工程序編程的內(nèi)容與步驟 數(shù)控加工程序編程的內(nèi)容與步驟（二） 數(shù)控編程步驟 加工工藝決策 ????在數(shù)控編程之前，編程員應(yīng)了解所用數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)所具備的功能及編程指令格式等。根據(jù)零件形狀尺寸及其技術(shù)要求，分析零件的加工工藝，選定合適的機(jī)床、刀具與夾具，確定合理的零件加工工藝路線(xiàn)、工步順序以及切削用量等工藝參數(shù)，這些工作與普通機(jī)床加工零件時(shí)的編制工藝規(guī)程基本是相同的。 1.確定加工方案 ????此時(shí)應(yīng)考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性及經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。 2.工夾具的設(shè)計(jì)和選擇 ????應(yīng)特別注意要迅速完成工件的定位和夾緊過(guò)程，以減少輔助時(shí)間。使用組合夾具，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，夾具零件可以反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)效果好。此外，所用夾具應(yīng)便于安裝，便于協(xié)調(diào)工件和機(jī)床坐標(biāo)系之間的尺寸關(guān)系。 3.選擇合理的走刀路線(xiàn) 合理地選擇走刀路線(xiàn)對(duì)于數(shù)控加工是很重要的。應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： ???? (1)盡量縮短走刀路線(xiàn)，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)效率。 ???? (2)合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過(guò)程平穩(wěn)，沒(méi)有沖擊。 ??? (3)保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求。 ???? (4)保證加工過(guò)程的安全性，避免刀具與非加工面的干涉。 ???? (5)有利于簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，減少程序段數(shù)目和編制程序工作量。 4.選擇合理的刀具 ????根據(jù)工件材料的性能、機(jī)床的加工能力、加工工序的類(lèi)型、切削用量以及其它與加工有關(guān)的因素來(lái)選擇刀具，包括刀具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、材料牌號(hào)、幾何參數(shù)。 5.確定合理的切削用量 ????在工藝處理中必須正確確定切削用量。 刀位軌跡計(jì)算 ????在編寫(xiě)NC程序時(shí)，根據(jù)零件形狀尺寸、加工工藝路線(xiàn)的要求和定義的走刀路徑，在適當(dāng)?shù)墓ぜ鴺?biāo)系上計(jì)算零件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡的坐標(biāo)值，以獲得刀位數(shù)據(jù)，諸如幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)等坐標(biāo)值，有時(shí)還需要根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算刀具中心軌跡的坐標(biāo)值，并按數(shù)控系統(tǒng)最小設(shè)定單位（如 0.001mm）將上述坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，作為編程的參數(shù)。在計(jì)算刀具加工軌跡前，正確選擇編程原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系是極其重要的。工件坐標(biāo)系是指在數(shù)控編程時(shí)，在工件上確定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系，其原點(diǎn)也是數(shù)控加工的對(duì)刀點(diǎn)。 ???? 工件坐標(biāo)系的選擇原則為: ?? (1)所選的工件坐標(biāo)系應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單； ?? (2)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)選在容易找正、并在加工過(guò)程中便于檢查的位置； ?? (3)引起的加工誤差小。 編制或生成加工程序清單 ????根據(jù)制定的加工路線(xiàn)、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡、切削用量、刀具號(hào)碼、刀具補(bǔ)償要求及輔助動(dòng)作，按照機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼及程序格式要求，編寫(xiě)或生成零件加工程序清單，并需要進(jìn)行初步的人工檢查，并進(jìn)行反復(fù)修改。 程序輸入 ????在早期的數(shù)控機(jī)床上都配備光電讀帶機(jī)，作為加工程序輸入設(shè)備，因此，對(duì)于大型的加工程序，可以制作加工程序紙帶，作為控制信息介質(zhì)。近年來(lái)，許多數(shù)控機(jī)床都采用磁盤(pán)、計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)等各種與計(jì)算機(jī)通用的程序輸入方式，實(shí)現(xiàn)加工程序的輸入，因此，只需要在普通計(jì)算機(jī)上輸入編輯好加工程序，就可以直接傳送到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。當(dāng)程序較簡(jiǎn)單時(shí)，也可以通過(guò)鍵盤(pán)人工直接輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。 數(shù)控加工程序正確性校驗(yàn) ????通常所編制的加工程序必須經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的校驗(yàn)和試切削才能用于正式加工。當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)分析錯(cuò)誤的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因，或修改程序單，或調(diào)整刀具補(bǔ)償尺寸，直到符合圖紙規(guī)定的精度要求為止。 計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工編程的一般原理 ????如圖1-14所示。編程人員首先將被加工零件的幾何圖形及有關(guān)工藝過(guò)程用計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的形式輸入計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)程序?qū)斎胄畔⑦M(jìn)行翻譯，形成機(jī)內(nèi)零件拓?fù)鋽?shù)據(jù)；然后進(jìn)行工藝處理（如刀具選擇、走刀分配、工藝參數(shù)選擇等）與刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算，生成一系列的刀具位置數(shù)據(jù)（包括每次走刀運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)），這一過(guò)程稱(chēng)為主信息處理（或前置處理）；然后按照NC代碼規(guī)范和指定數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，將主信息處理后得到的刀位文件轉(zhuǎn)換為NC代碼，這一過(guò)程稱(chēng)之為后置處理。經(jīng)過(guò)后置處理便能輸出適應(yīng)某一具體數(shù)控機(jī)床要求的零件數(shù)控加工程序（即NC加工程序），該加工程序可以通過(guò)控制介質(zhì)（如磁帶、磁盤(pán)等）或通訊接口送入機(jī)床的控制系統(tǒng)。整個(gè)處理過(guò)程是在數(shù)控系統(tǒng)程序（又稱(chēng)系統(tǒng)軟件或編譯程序）的控制下進(jìn)行的。數(shù)控系統(tǒng)程序包括前置處理程序和后置處理程序兩大模塊。每個(gè)模塊又由多個(gè)子模塊及子處理程序組成。計(jì)算機(jī)有了這套處理程序，才能識(shí)別、轉(zhuǎn)換和處理全過(guò)程，它是系統(tǒng)的核心部分。 圖1-14 計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工編程的一般原理 第二章 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 2.1零件1的工藝分析 一、零件圖分析，選擇加工內(nèi)容 該零件材料為45號(hào)鋼。本工件的毛坯尺寸為150×120×26mm。由圖可知，四個(gè)側(cè)面為不加工面，全部加工面集中在上表面及下表面。由于該件與件2配合，所以加工螺紋時(shí)位置精度不好保證，為了能與件2的孔,通過(guò)螺栓很好連接故這些螺紋孔在一次裝夾中加工出來(lái)。另外該零件中有兩段橢圓的弧，編制程序時(shí)需用宏程序。從工序集中和便于定位兩方面考慮，選擇上表面及上表面的螺紋孔、凸臺(tái)在加工中心中加工。將下表面作為主要定位基準(zhǔn)，并在前道工序中加工出來(lái)。 二、選擇加工中心 由于上表面及上表面上的螺紋孔，凸臺(tái)只需單工位加工即可完成，故選擇立式加工中心。加工表面只有粗銑，精銑，攻絲等工步。所需刀具不超過(guò)二十把刀。故選國(guó)產(chǎn)XH714型立式加工中心即可滿(mǎn)足上述要求。該機(jī)床工作臺(tái)尺寸為400mm×800mm,X軸行程為600mm,Y軸行程為400mm,Z軸行程為400mm,主軸端面到工作臺(tái)距離為125～525mm,定位精度和重復(fù)定位精度分別為0.02mm和0.01mm。刀庫(kù)容量為18把。工件在依次裝夾中即可完成銑、鉆，擴(kuò)、鉸等工步的加工。 2.2刀具的選擇 所需的刀具有平面銑刀，螺紋刀。其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。上表面粗銑時(shí)銑刀直徑應(yīng)選小一些，以減小切削力矩，但不能太小，以免影響加工效率；上表面精銑時(shí)銑刀直徑應(yīng)大一些，以減小接刀痕跡，但要考慮到刀庫(kù)允許裝刀直徑（XH714型加工中心的允許裝刀直徑無(wú)相鄰刀具直徑為150mm,有相鄰刀具直徑為80mm）也不能太大。刀柄柄部根據(jù)主軸錐孔和拉緊機(jī)構(gòu)選擇。XH714型加工中心錐孔為ISO40。具體所選刀具及刀柄見(jiàn)刀具卡片 2.3編制加工工藝 一、加工方法選擇 上表面用銑削方法加工，因其表面粗糙度值為1.6微米，故采用粗銑，精銑的加工方案。內(nèi)腔的內(nèi)壁的粗糙度要求與上表面相同加工方案與上表面相同。直徑為10mm的螺紋孔可以直接用M10的螺紋刀。30mm的孔不能鑄造出來(lái)，為了滿(mǎn)足要求，采用鉆、擴(kuò)、鉸方法。 二、確定裝夾方案 該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，四個(gè)側(cè)面較光整加工面與不加工面之間的位置精度要求不高，但凸臺(tái)要與件2配合的，故形狀精度要求較高由機(jī)床保證，四個(gè)螺紋孔的位置精度要保證好只能在一次裝夾中完成，采用通用虎鉗從側(cè)面夾緊，以底面和兩側(cè)面定位。 三、確定加工順序 按照先面后孔，先粗后精的原則確定具體的加工順序?yàn)橄却帚?，精銑上表面及凸臺(tái)，后加工4個(gè)直徑為 10mm的螺紋孔。具體的加工順序見(jiàn)工藝卡片 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào) 零件名稱(chēng) 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具 加工表面 備注 規(guī)格名稱(chēng) 數(shù)量 刀長(zhǎng)(mm) 1 T01 Φ80面銑刀 1 120 面銑削上表面 H01=100 2 T02 Φ10平銑刀 1 120 銑削距上表面7mm的面 D21=5.5d22=5 H02=100 3 T03 Φ5平銑刀 1 120 銑削距上表面9mm的凸臺(tái) H03=100 D31=3d32=2.5 4 T04 Φ12平銑刀 1 120 銑削5mm的凸臺(tái) H04=100 D41=6.5d42=6 5 T03 Φ5平銑刀 1 120 銑削7mm的凸臺(tái) H03=100 D31=3d32=2.5 6 T05 Φ28鉆頭 1 120 加工Φ28mm的孔 7 T06 Φ29.8擴(kuò)孔鉆頭 1 120 擴(kuò)Φ29.8mm的孔 8 T07 Φ30鉸刀 1 120 鉸Φ30mm的孔 9 T08 M10的螺紋刀 1 120 攻m10的螺紋孔 單位名稱(chēng) 南通職業(yè)大學(xué) 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 工工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng) 使用設(shè)備 車(chē)間 數(shù)控中心 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 (mm) 主軸速度 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量(mm) 備注 1 粗銑上表面 T01 800 75 3 自動(dòng) 2 精銑上表面 T01 1000 50 0.2 自動(dòng) 3 粗銑距上7mm的面 T02 800 100 4 自動(dòng) 4 精銑距上7mm的面 T02 1200 50 0.5 自動(dòng) 5 粗銑距上9mm的面 T03 800 100 3 自動(dòng) 6 精銑距上9mm的面 T03 1200 50 1 自動(dòng) 7 粗銑高5mm的凸臺(tái) T04 800 125 4 自動(dòng) 8 精銑高5mm的凸臺(tái) T04 1000 50 1 自動(dòng) 9 粗銑高7mm的凸臺(tái) T03 800 100 3 自動(dòng) 10 精銑高7mm的凸臺(tái) T03 1200 50 1 自動(dòng) 11 鉆Φ11mm的孔 T05 1200 100 5.5 自動(dòng) 12 擴(kuò)Φ11.85mm的孔 T06 800 50 0.425 自動(dòng) 13 鉸Φ12mm的孔 T07 100 25 0.075 自動(dòng) 14 攻M10mm的螺紋孔 T08 100 10 5 自動(dòng) 數(shù)控加工工序卡片 上兩表中轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為n=1000v/πd v—切削速度 d—刀具直徑 進(jìn)給速度,背吃刀量參考刀具切削用量 F=f*z*n 2.4零件2的工藝分析 一、零件圖分析，選擇加工內(nèi)容 該零件材料為45號(hào)鋼。本工件的毛坯尺寸為150×120×26mm。由圖可知，四個(gè)側(cè)面為不加工面，全部加工面集中在上表面及下表面。由于該件與件1配合，所以加工孔時(shí)位置精度不好保證，為了能與件1的螺紋孔,通過(guò)螺栓很好連接故這些孔在一次裝夾中加工出來(lái)。另外該零件中有兩段橢圓的弧，編制程序時(shí)需用宏程序。從工序集中和便于定位兩方面考慮，選擇上表面及上表面的孔、內(nèi)腔在加工中心中加工。將下表面作為主要定位基準(zhǔn)，并在前道工序中加工出來(lái)。 二、選擇加工中心 由于上表面及上表面上的孔，內(nèi)腔只需單工位加工即可完成，故選擇立式加工中心。加工表面只有粗銑，精銑，鉆、擴(kuò)、鉸等工步。所需刀具不超過(guò)二十把刀。故選國(guó)產(chǎn)XH714型立式加工中心即可滿(mǎn)足上述要求。該機(jī)床工作臺(tái)尺寸為400mm×800mm,X軸行程為600mm,Y軸行程為400mm,Z軸行程為400mm,主軸端面到工作臺(tái)距離為125～525mm,定位精度和重復(fù)定位精度分別為0.02mm和0.01mm。刀庫(kù)容量為18把。工件在依次裝夾中即可完成銑、鉆，擴(kuò)、鉸等工步的加工。 2.5刀具的選擇 所需的刀具有平面銑刀，中心鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀。其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。上表面粗銑時(shí)銑刀直徑應(yīng)選小一些，以減小切削力矩，但不能太小，以免影響加工效率；上表面精銑時(shí)銑刀直徑應(yīng)大一些，以減小接刀痕跡，但要考慮到刀庫(kù)允許裝刀直徑（XH714型加工中心的允許裝刀直徑無(wú)相鄰刀具直徑為150mm,有相鄰刀具直徑為80mm）也不能太大。刀柄柄部根據(jù)主軸錐孔和拉緊機(jī)構(gòu)選擇。XH714型加工中心錐孔為ISO40。具體所選刀具及刀柄見(jiàn)刀具卡片 2.6編制加工工藝 一、加工方法選擇 上表面用銑削方法加工，因其表面粗糙度值為1.6，故采用粗銑，精銑的加工方案。內(nèi)腔的內(nèi)壁的粗糙度要求與上表面相同加工方案與上表面相同。直徑為12mm的孔小于35mm,故不能夠鑄造出來(lái)，為達(dá)到IT7級(jí)精度和粗糙度只值，故采用鉆、擴(kuò)、鉸的加工方案。 二、確定裝夾方案 該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，四個(gè)側(cè)面較光整加工面與不加工面之間的位置精度要求不高，但內(nèi)腔要與件1配合的，故形狀精度要求較高由機(jī)床保證，四個(gè)孔的位置精度要保證好只能在一次裝夾中完成，采用通用虎鉗從側(cè)面夾緊，以底面和兩側(cè)面定位。 三、確定加工順序 按照先面后孔，先粗后精的原則確定具體的加工順序?yàn)橄却帚?，精銑上表面及?nèi)腔，后加工4個(gè)直徑為 12mm的孔。具體的加工順序見(jiàn)工藝卡片 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào) 零件名稱(chēng) 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具 加工表面 備注 規(guī)格名稱(chēng) 數(shù)量 刀長(zhǎng)(mm) 1 T01 Φ80面銑刀 1 120 面銑削上表面 H01=100 2 T02 Φ10平銑刀 1 120 銑削深6mm的內(nèi)腔 H02=100 D21=5.5D22=5 3 T03 Φ8平銑刀 1 120 銑削深11mm的內(nèi)腔 H03=100 D31=4.5d35=4 4 T04 Φ14平銑刀 1 120 銑削深5mm的槽 H04=100 D41=7.5d42=7 5 T03 Φ8平銑刀 1 120 銑削深7mm的槽 H03=100 D31=4.5d32=4 6 T05 Φ11鉆頭 1 120 加工Φ11mm的孔 7 T06 Φ11.85擴(kuò)孔鉆頭 1 120 擴(kuò)Φ11.85mm的孔 8 T07 Φ12鉸刀 1 120 鉸Φ12mm的孔 單位名稱(chēng) 南通職業(yè)大學(xué) 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 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱(chēng) 使用設(shè)備 車(chē)間 數(shù)控中心 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 (mm) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 背吃刀量(mm) 備注 1 粗銑上表面 T01 800 75 3 自動(dòng) 2 精銑上表面 T01 1200 50 0.2 自動(dòng) 3 粗銑深6mm的內(nèi)腔 T02 800 100 5 自動(dòng) 4 精銑深6mm的內(nèi)腔 T02 1200 50 1 自動(dòng) 5 粗銑深11mm的內(nèi)腔 T03 800 100 4 自動(dòng) 6 精銑深11mm的內(nèi)腔 T03 1200 200 1 自動(dòng) 7 粗銑深5mm的槽 T02 800 100 4 自動(dòng) 8 精銑深5mm的槽 T02 1200 50 1 自動(dòng) 9 粗銑深7mm的槽 T03 800 100 3 自動(dòng) 10 精銑深7mm的槽 T03 1200 50 1 自動(dòng) 11 鉆Φ11mm的孔 T04 800 100 5.5 自動(dòng) 12 擴(kuò)Φ11.85mm的孔 T05 1000 50 0.425 自動(dòng) 13 鉸Φ12mm的孔 T06 1200 25 0.075 自動(dòng) 數(shù)控加工工序卡片 上兩表中轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為n=1000v/πd v—切削速度 d—刀具直徑 進(jìn)給速度,背吃刀量參考刀具切削用量 F=f*z*n 2．7 FANUC編程 (a) 宏程序的介紹 ? 在 編 程工作中，我們經(jīng)常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那樣存人存儲(chǔ)器，用一個(gè)總指令來(lái)代表它們，使用時(shí)只需給出這個(gè)總指令就能執(zhí)行其功能所存人的這一系 列指令稱(chēng)作用戶(hù)宏程序本體，簡(jiǎn)稱(chēng)宏程序。這個(gè)總指令稱(chēng)作用戶(hù)宏程序調(diào)用指令。在編程時(shí)，編程員只要記住宏指令而不必記住宏程序。 用戶(hù)宏程序與普通程序簡(jiǎn)要對(duì)比 普通程序 用戶(hù)宏程序 只能使用常量 可以使用變量,并給變量賦值 常量之間不可以運(yùn)算 變量之間可以運(yùn)算 程序只能順序執(zhí)行,不能跳轉(zhuǎn) 程序運(yùn)行可以跳轉(zhuǎn) 宏程序變成特點(diǎn)是:具有靈活性、通用性、和智能性等特點(diǎn) （b）點(diǎn)坐標(biāo)如下； A(20,15)B(10,25) C(-10,25)D(-20,15) E（-20,-15)F(-10,-25) G(10,-25)H(20,-15)I(0,40)J(-34.642,34.7585)K(-45,20.499)L(-45,-20.499)M(-34.642,-34.7585)N(0,-40)O(53.18,-53.8)P(61.25,-60)Q(77.5,-60)R(77.5,-47.35)S(63.42,-38)T(63.42,38)U(77.5,47.35)V(77.5,60)W(61.25,60)X(53.18,53.8)Y(-49.5,60)Z(-49.5,55)a(-67.5,37)b(-72.5,37)c(-72.5,60)d(-72.5,-37)e(-67.5,-37)f(-49.5,-55)g(-49.5,-60)h(-72.5,-60)四個(gè)孔的圓心坐標(biāo)分別為（20，25）（20，-25）（-20，25）（-20，-25） （c）程序如下： O0001; N1 G54G90G00X0Y0Z200 N2 T01M06 （換1號(hào)刀） N3 G43Z50H01 （建立正向長(zhǎng)度補(bǔ)償H01=100） N4 Z5 N5 S800M03 （轉(zhuǎn)速800，主軸正轉(zhuǎn)） N6 X120Y30 N7 G1Z0.5F40 （開(kāi)始粗銑上表面） N8 X-120F100 N9 Y-30 N10 X120 N11 S1000M03 （開(kāi)始精銑上表面） N12 G1Z0F40 N13 X-120 N14 Y30 N15 X120 （銑上表面結(jié)束） N16 G49Z200 （取消長(zhǎng)度補(bǔ)償） N17 M05 （主軸停） N18 G54G90G00X0Y0Z200 N19 T02M06 （換2號(hào)刀，加工深6mm的內(nèi)腔） N20 G43G00Z2H02 （建立正向長(zhǎng)度補(bǔ)償H02=100） N21 G65P1000X0Y0Z-6A50B40C10I0J0Q1R-90S1 （調(diào)用宏程序P1000） N22 G65P1001X0Y0Z-6A70B40C10I0J0Q1R90S1 （調(diào)用宏程序P1001） N23 G41G03X-45Y20.499R15D2F50 （建立左刀補(bǔ)，加工圓?。? N24 G1X-45Y-20.499 N25 G03X-34.642Y-34.76R15 N26 G65P1002X0Y0Z-6A70B40C10I0J0Q1R-135S1 （調(diào)用宏程序P1002，深6mm的內(nèi)腔加工結(jié)束） N27 M05 N28 G54G40G0G90X0Y0Z200 N29 T03M06 （換3號(hào)刀） N30 G43G0Z2H03 （建立正向長(zhǎng)度補(bǔ)償H03=100） N31 S800M03 （粗銑深11mm的內(nèi)腔） N32 G41G01Z-11D31F40 （建立左刀補(bǔ)，D31=3） N33 X-20Y15 N32 M98P1003 （調(diào)用子程序P1003） N35 S1000M03 （精銑深11mm的內(nèi)腔） N36 G41GM98P1003D32F50 （調(diào)用子程序P1003，D32=2.5） N37 G00Z2 N38 X0Y0 N39 S800M03 N40 G40G01Z-11F40 N41 X0Y25F100 N42 X-25Y7 N43 Y-7 N44 X0Y25 N45 Y0 N46 G00G49Z200 （深11mm內(nèi)腔加工結(jié)束） N47 M05 N48 G54G90G0X0Y0 N49 T04M06 （換4號(hào)刀） N50 G43G0Z2H04 N51 S800M03 N52 G42X-90Y-37D41 （建立右刀補(bǔ)D41=7.5） N53 G1Z-5F40 （粗銑深5mm的槽） N54 X-72.5Y-37F100 N55 X-67.5 N56 G02X-49.5Y-55R18 N57 G1X-49.5Y-60 N58 X-90 N59 S1000M03 N60 G42G01X-90Y-37D42F50 （建立右刀補(bǔ)D42=7） N61 G01X-72.5Y-37 （精銑深5mm的槽） N62 X-67.5 N63 G02X-49.5Y-55R18 N64 G01X-49.5Y-60 N65 X-90 N66 M05 N67 G40G0Z5 N68 X-90,Y37 N69 S800M03 N70 G41G01Z-5D41F40 （建立左刀補(bǔ)D41=7.5） N71 X-72.5Y37F100 （粗銑深5mm的槽） N72 X-67.5 N73 G03X-49.5Y55R18 N74 Y60 N75 X-90 N76 S1000M03 N77 G41G01X-90Y37D42F50 （建立左刀補(bǔ)D41=7.5） N78 G01X-72.5Y37 （精銑深5mm的槽） N79 X-67.5 N80 G03X-49.5Y55R18 N81 G01Y60 N82 X-90 （銑5mm的槽結(jié)束） N83 G40G49G00Z200 N84 X0Y0 N85 M05 N86 G54G90G00X85Y47.35 N87 T03M06 （換3號(hào)刀） N88 G43G0Z2H03 N89 S800M03 N90 G42G01Z-7F40D31 （建立右刀補(bǔ)D31=3） N91 X77.5Y47.35F100 （粗銑深7mm的槽） N92 X63.42Y38 N93 G02X53.18Y53.8R10 N94 G1X61.25Y60 N95 X77.5 N96 G40G01X59.3Y45.9 （取消刀補(bǔ)） N97 G0Z2 N98 X85Y47.35 N99 S1000M03 N100 G01G42F40D32 （建立右刀補(bǔ)D32=2.5） N101 X77.5Y47.35F50 （精銑深7mm的槽