数控程序编程

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1、毕业设计（创作、论文）题 目： 姓 名： 教 学 系： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 年 月 日目 录摘 要3Abstract4第1章 绪论51.1数控机床的发展史51.1.1数控机床的发展51.2数控车床组成结构51.2.1输入/输出装置51.2.2数控装置61.2.3伺服装置61.2.4检测和反馈装置61.2.5机床本体61.2.6机床结构6第2章双头奖杯加工72.1分析图纸72.2选择毛坯92.3设计加工工艺102.3.1设定加工路线102.3.2划分加工阶段112.3.3选择零件加工方法和加工顺序122.4工序设计132.4.2工艺的划分132.4.2工艺装备142.4.3

2、确定切削用量142.5编制程序162.6测量结果及加工后结论28结论29致谢30参考文献31个人简况及联系方式32摘要零件的加工加工路线是很重要的环节，加工路线是刀具在切削加工过程中刀位点相对于工件的运动轨迹，它不仅包括工序内容，也反映加工顺序安排，因而加工路线是编写加工程序重要依据。加工路线应保证加工工件精度和表面粗糙度。设计加工路线要减少空运行时间，提高加工效率。简化数值计算和程序段，减少编程工作量。加工时要合理设计刀具切入与切出方向。工件安装符合设计基准、安装基准、工件坐标系基准统一原则。夹具力求装卸方便，不影响刀具走刀运动。切削用量粗加工时，用较大切削用量，为提高效率为主。精加工时，选

3、用较小切削用量，以保证工件加工质量。关键词：加工路线、基准统一、切削用量AbstractProcessing line is a very very important part of setting processing line is the tool during cutting sits relative, to the trajectory of work. Which includes not only processthe content, but also reflect the processing of the order of arrangement， and there

4、fore the preparation process processing line is an important Basis. Processing line should beto ensure the accuracy and work surface roughness. Design andprocessing routes tempty running time andimproveprocessing efficiency. The numerical calculation and reduce the programmingeffort. Cut into the ra

5、tiondesign tool and cut into the direction. Work conform design, basis process benchmarking, installation base, unifying principle of the work coordinate system benchmark. When rough cutting large and important efficiency, when finishing small to ensure the quality of work.Keyworks：processingline、wo

6、rkcoordinatesystembenchmark、roughcutting第一章 绪论1.1数控机床的发展史1.1数控机床的发展1948年，美国帕森斯公司接受美国委托，提出计算机控制机床设想并致力研究。1949年，美国帕森斯公司与美国麻省理工学院（MIT）研究于1952年试制成功第一台大型立式三坐标仿行铣床。标志着计算机控制机床的开始。1959年，研制成晶体管和印刷电路板数控系统，数控装置进入第二代。1965年，集成电路的研制成功，使数控装置进入第三代。前三代的成功为现代机床的发展铺凭道路。1970年，由（NC）转变到小型计算机控制的计算机控制装置（CNC），使数控装置步入第四代。197

7、4年，进入微处理器和半导体贮存器的微型计算机数控装置（MNC），数控装置进入第五代。现在数控装置发展为个人控制，这是数控装置的第六代。随着技术的不断提高数控将向着更高层次发展。1.2数控车床的组成结构1.2.1输入、输出装置输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰；目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。1.2.2数控装置数控装置

8、是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。数控装置是数控系统的“大脑”和数控机床的“中枢”。1.2.3伺服装置伺服装置是数控装置与机床本体间的电传动联系环节，也是数控系统的执行部分。伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符合图纸要求的零件。在数控机床的伺服系统中，常用的伺服驱动元件有功率步进电机、电液脉冲马达、直流伺服电机和交流伺服电机等。1.2.4检测和反馈装置检测和反馈装置的作用

9、是检测位移和速度，将反馈信号发送到数控装置。数控机床的加工精度主要是由检测反馈装置的精度决定的。检测反馈装置具体可分为数字式与模拟式。常用的检测反馈装置元件有：旋转变压器、感应同步器、光电编码器等。不同的数控机床，据不同环境和检测要求，应采用不同检测方式。1.2.5机床本体数控机床的主体，包括床身、主轴、进给传动机构等机械部件。1.2.6机床结构现代数控机床集高效率、高精度、高柔性于一身，具有许多普通机床无法实现的特殊功能，它具有加工精度高、生产率高、自动化程度高、劳动强度低、柔型强、经济效益好、有利于现代化管理等特点。第二章 双头奖杯的加工2.1分析图纸该零件1是外轮廓比较复杂的零件，加简单

10、的内外螺纹配合，如下图A所示：图A该零件2是外轮廓比较复杂的零件，加简单的内外螺纹配合，如下图B所示：图B零件a是内外椭圆轮廓和内螺纹组成的，此件复杂程度比较高，零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整。如图C所示：图C零件b是由圆弧、外圆柱面和内螺纹组成的，零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整。如图D所示：图D零件c是由外圆柱面、圆弧、外槽和外螺纹组成的，该零件作为零件1和零件2的共同配合件，零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整。如图E所示：图E通过上述分析采用以下几点工艺措施：1.对图样上带公差的尺寸分析，因公差值较

11、小而且同意，所以编程时不必取平均值，而取基本尺寸即可。2、三个零件加工时装卡有一次装卡和俩次装卡，俩次装卡要保证俩端面的粗糙度。2.2选择毛坯在对零件图纸进行工艺性分析后，还应结合数控车削的特点，对所用毛坯(加工所用的毛坯为铝料)进行工艺性分析，否则，如果毛坯不适合数控车削（如选用的是四方体铝料），加工将很难进行下去。根据经验，下列几方面应作为毛坯工艺性分析的要点：1.毛坯的加工余量是否充分，零件加工时的毛坏余量是否稳定。2. 分析毛坯在安装定位方面的适应性。主要是考虑毛坯在加工时的安装定位方面的可靠性与方便性，以便充分发挥数控车削在一次安装中加工出许多待加工面。3. 分析毛坯的余量大小及均匀

12、性。主要是考虑在加工时要不要分层切削，分几层切削，也要分析加工中与加工后的变形程度，考虑是否应采取预防性措施与补救措施。此零件毛坯选用的是直径为40mm和50mm铝料。2.3设计加工工艺设定加工工艺使零件能正常加工2.3.1设定加工路线加工路线的确定原则：1、加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。2、使数值计算简便，以减少编程工作量。3、应使加工路线最短，这样既可以减少程序段，又可减少空刀时间。4、加工路线还应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况。加工过程的组成：首先加工零件11、加工右端面2、打孔3、加工外椭圆轮廓4、加工内椭圆轮廓及螺纹小径5、加工螺纹6、切断然

13、后加工零件2：1、加工右端面2、加工外圆面3、掉头加工左端面4、打孔5、加工外轮廓6、加工内孔7、加工内螺纹然后加工零件31、加工右端面2、加工外轮廓3、加工外螺纹2.3.2划分加工阶段为保证加工质量和合理使用设备，零件加工分3个阶段1、粗加工阶段精加工的任务是切除毛坯上大部分多余的金属，是毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，减少工件内应力，为半精加工坐好准备。2、半精加工阶段半精加工的任务是使主要表面达到一定的精度并留有一定的精加工余量，为主要表面的精加工坐好准备，并可完成一些次要表面的加工。3、精加工阶段精加工是从工件上切除较少的余量，所得精度比较高、表面粗糙度比较小的加工过程。其任务是全面保

14、证工件的尺寸精度和表面粗糙度等加工质量在加工三零件时划分阶段的目的：1、 保证加工质量零件在粗加工阶段，切削的余量较多。如果不进行加工阶段的划分将无法避免误差。2、 合理使用设备粗加工可采用功率大，刚性好和精度低的机床加工，车削用量也可取较大值，从而发挥设备的潜力，精加工切削力小，机床破坏小，保持了设备的精度。3、 便于及时发现毛坯缺陷对于毛坯的各种缺陷，在粗加工后即可发现，便于即使修补和决定报废，避免造成浪费。2.3.3选择零件加工方法和加工顺序零件加工要保证加工精度，提高效率，减少时间，因此加工顺序要求；1、 基准面先行原则2、 先粗后精原则3、 先主后次原则4、 先近后远原则对此零件加工

15、也应该做到这种原则，因此根据加工顺序确定零件的加工方法零件a的加工方法：1、 加工右端面，外圆车刀（T1），手动加工2、 打孔（T2），使用G83打孔循环指令3、 镗刀（T4）加工内轮廓，使用G71指令4、 镗刀（T4）加工内椭圆，使用宏程序5、 尖刀加工外椭圆，使用G73指令和宏程序6、 内螺纹刀（T5）加工内螺纹，使用G92螺纹循环指令7、 切断刀（T6）反倒角及切断零件b的加工方法：1、 加工右端面，外圆车刀（T1），使用手动加工2、 尖刀（T3）加工外轮廓，使用G71循环指令3、 切断刀（T6）切断4、 打孔（T2），使用G83打孔循环指令5、 镗刀（T4）加工内孔，使用G90循环指令

16、6、 内螺纹刀（T5）加工内螺纹，使用G92螺纹循环指令零件c的加工方法；1、 加工右端面，外圆车刀（T1），使用手动加工2、 加工外圆柱面，外圆车刀（T1），使用G73循环指令3、 外螺纹刀（T7），加工外螺纹，使用G92循环指令4、 切断刀（T6）加工槽和切断2.4工序设计数控加工工序设计的主要任务是为每一道工序选择机床、夹具、刀具及量具，确定定位夹紧方案、走刀路线、工步顺序、加工余量、工序尺寸及其公差、切削用量和工时定额等，为编制加工程序做好充分准备。2.4.1工序的划分按装卡次数划分工序：以每一次装卡完成的那一部分工艺过程作为一道工序，此种划分工序的方法可将装置位置精度要求较高的表面安

17、排在一次装卡下完成，以免多次装卡所产生的装卡误差影响精度。此零件需要的多是一次装卡和俩次装卡来保证不必要的接刀痕。还方便加工。按粗、精加工划分工序为了保证切削加工质量，及延长刀具的使用寿命，工件的加工余量往往不是一次切除，而是逐步减少切削深度分阶段切削的。这次加工时为保证精度应按先粗后精的划分。2.4.2工序的装备夹具的选择：根据所加工的零件使用的是三抓卡盘，三抓卡盘是最常用的车床通用工具，其最大的优点是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。三爪自动定心卡盘装夹工件方便、省时、自动定心好，但夹紧力小，适用于装夹外型规则的中、小型工件。三爪自动定心卡盘可装成正爪或反爪两种形式，既可装卡轴类零件

18、，也可装卡盘类零件。车刀的选择：钻头，用于打孔外圆车刀，用于车削工件的外圆、阶台、端面。45车刀，用于车削外圆、端面、倒角。由于不便于对刀操作，在数控车床中并不常见。切断刀，用于切断工件或切削径向内外沟槽。外槽刀有时也用于加工一些不便于到头的工件的外圆柱面。内孔车刀（镗刀），用于加工内圆柱面、内阶台、盲孔底面等。螺纹车刀，用于加工螺纹，按加工性质可分为内螺纹和外螺纹。尖刀，加工弧度比较大的圆弧面量具的选择：我所选用的量具为游标卡尺（0-150mm）、外径千分尺(0-25mm 25-50mm)、内径千分尺(5-30mm)2.4.3切削用量的确定切削深度（ap）：车削工件上以加工表面和待加工表面之

19、间的垂直距离叫切削深度，又称背吃刀量，既每次进给车刀时车刀切入工件的深度。外圆表面车削的深度公式是ap=dw-dm/2式中dw工件待加工表面的直径dm工件以加工表面的直径进给量：刀具在进给方向上相对于工件位置移动量称为进给量，它是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100一200mm/min范围内选取;在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20一50mm/min范围内

20、选取;当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20-50mm/min范围内选取;刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。切削速度：在切削加工中，刀具切削刃上的某一点相对于工件待加工表面在主运动方向上的瞬时速度，它是衡量主运动大小的参数。也可以理解为车刀在1分钟内车削工件表面的理论展开直线长度。切削速度的计算公式是vc=3.14dn/1000式中VC切削速度d工件待加工表面直径n车床主轴转速车削时，当转速一定，工件上不同直径的切削速度是不同的，在计算时应取大。在实际切削中，根据刀具材料、工件材料、和加工性质等因素来确定切削速度。2.5编制程

21、序零件1T0101手动切端面打孔程序O0817；G30U0；T0202；M4S500F0.1；G83Z-50Q10000R3F0.1；G28U0；G28W0；M05；M30；车零件内轮廓O0818;G99G97G40G21;G28U0;G28W0；G90X17.1Z-43；X17.76Z-35；X18.76Z-34.19；X19.76Z-33.31；X20.76Z-32.32；X21.76Z-31.23；X22.76Z-30；X23.76Z-28.59；X24.76Z-26.95；X25.76Z-24.96；X26.76Z-22.35；X27.46Z-19.53；X27.8Z-17.19；X2

22、8.1Z-17；#1=14.05；#2=26；#3=90；#4=140；#5=0.1；#6=0；#7=0；#8=2；N15#6=2*#1*SIN#3；#7=#2*COS#3;G01X#6Z#7;#3=#3+#5;IF#3LE#4GOTO15;G00X16;Z3;G28U0;G28W0;M05;M30;掉头加工外轮廓O0819；G99G97G40G21；G28U0;G28W0;T0303；M4S800F0.1；G00X42Z3；G73U2W2R10；G73P10Q20U0.5W0.3；N10G01X0Z0；#1=0;#2=26;WHILE#2GE#1DO1;#3=SQRT400-0.44*#1+

23、26*#1+26;G01X2*#3Z#1；#1=#1-0.1；END1；G01Z-34；N20X42；G28U0；G28W0；M00；T0505；M4S500F0.1；G00X17.1Z3；G92X17.3Z-28F1；X17.5；X17.7；X17.8；X17.9；X18.0；X18.1；X18.2；X18.25；X18.3；X18.3；G28U0；G28W0；T0606；M4S600F0.1；G00X42Z-31；G01X35；X42；W2；X40；G03X36W-2R2；G01X15；X42；G28U0；G28W0；M05；M30；零件2T0101手动车右端面车零件O0819；G99G9

24、7G40G21；G28U0；G28W0；T0303；M4S800F0.1；G00X42Z3；G73U4W4R10；G73P10Q20U0.5W0.3；N10G01X0Z3；G01Z0；G03X33.04Z-8.5R20；G02X33.24Z-11.5R1.5；G01X36.04；G03X39.89Z-18.5R20；G02X39.89Z-21.5R1.5；G01X39.89Z-39；N20X42；G28U0；G28W0；T0303；M4S1000F0.06；G00X42Z3；G70P10Q20；G28U0；G28W0；M00；T0606；M4S500F0.1；G00X42Z-39；G01X29

25、；X42；W5；X39.89；G03X29.89W-5R5；G01X0；X42；G28U0；G28W0；M05；M30；掉头加工：打孔使用程序O0817O0820；G99G97G40G21；G28U0；G28W0；T0404；M4S600F0.1；G00X16Z3；G90X16.5Z-8；X17.1Z-8；G28U0；G28W0；T0505；M4S400F0.1；G00X17.1Z3；G92X17.3Z-6F1；X17.5；X17.7；X17.8；X17.9；X18.0；X18.1；X18.2；X18.25；X18.3；X18.3；G28U0；G28W0；M05；M30；零件3T0101手动车

26、断面O0821；G99G97G40G21；G28U0；G28W0；T0303；M4S800F0.1；G00X52Z3；G73U4W4R10；G73P10Q20U0.5W0.3；N10G01X16Z3；X17.79；G01Z-6；X19.96；G03X10Z-9R40；G01Z-19；X12；G03X16Z-21R2；G01Z-23；X18；G03X20Z-24R1；G01Z-26；G03X38Z-45R30；G03X40Z-46R1；G01Z-47.27；G03X42Z-49R2；G01Z-52；N20X52；G28U0；G28W0；T0303；M4S1000F0.06；G00X52Z3；G7

27、0P10Q20；G28U0；G28W0；M00；T0707；M4S400F0.1；G00X18Z3；G92X17.7Z-5F1；X17.4；X17.2；X17.0；X16.9；X16.8；X16.75；X16.7；X16.7；G28U0；G28W0；T0606；M4S500F0.1；G00X25Z-14；G01X6；X25；W1；X10；G03X8W-1R1；G01X25；Z-23；X6；X25；W1；X10；G03X8W-1R1；G01X25；Z-17；X10；G02X8W1R1；G01X45；Z-52；X0；X45；G28U0；G28W0；M05；M30；2.6测量结果及加工后结论件一理论

28、值测量值404028.128.1螺纹大径M18M18总长2828件二理论值测量值39.8939.8933.0433.04螺纹大径M18M18总长3636件三理论值测量值螺纹大径M18M184242.140402019.8161666槽宽33总长4948.9加工结论：在加工过程中遇到了许多不必要的麻烦，由于抗刀在加工零件3的时候增加了许多工序， 所以造成了不必要的失误,也由于刀尖等的差而造成的数据差.先前的编程由于种种原因而不断更变也使加工变得麻烦,促使心理的问题而造成的失误.结论数控车床是根据加工程序的指令自动进行，本设计通过对编程加工前的工艺划分、工艺处理、工艺装备选用等进行分析。通过简便合理编程选用适用的毛坯、夹具和刀具对工件进行加工。此零件的突出点在于双椭圆，在对其进行加工时需要更进一步的认真分析，宏程序的正确使用也是对于这次加工的最重要因素。致谢参考文献数控加工技术作者：明兴祖出版社：北京化学工业出版社，2003数控车床编程与操作实训作者：沈建峰出版社：北京国防工业出版社，2005数控车工作者：沈建峰、虞俊出版社：北京机械工业出版社，2008数控机床及应用作者： 李佳出版社：北京清华大学出版社，2001数控车工技能实训作者：林岩出版社：北京化学出版社，2002数控机床加工工艺及设备作者：出版社：北京电子工业出版社，2005