數(shù)控車床子程序的運(yùn)用

叫科技H業(yè)孕場(chǎng)UNIVERSITYFORSCIENCE&TECHNOLOGYSICHUAN畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目:數(shù)控車床子程序的運(yùn)用學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院年級(jí)2009級(jí)數(shù)控3班專業(yè)數(shù)控技術(shù)（編程方向）TOC\o"1-5"\h\z學(xué)號(hào)xxxx學(xué)生姓名xxxx指導(dǎo)教師xxxx2012年2月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鑒定表院系機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)數(shù)控技術(shù)（編程方向）年級(jí)2009級(jí)姓名題目數(shù)控車床子程序的運(yùn)用指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)過(guò)程得分：（占總成績(jī)20%）是否同意參加畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師簽字）答辯教師評(píng)語(yǔ)答辯得分：（占總成績(jī)80%）畢業(yè)論文總成績(jī)等級(jí)：答辯組成員簽字年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)班級(jí)2009級(jí)數(shù)控3班學(xué)生姓名xxxxx學(xué)號(hào)發(fā)題日期：2011年11月12日完成日期：2012年3月24日題目1、本論文的目的、意義⑴熟悉了解數(shù)控編程中的子程序編程技術(shù);⑵初步掌握子程序編程技術(shù)在數(shù)控車削加工中的運(yùn)用;⑶能根據(jù)圖樣利用子程序正確編制常見(jiàn)的加工程序;⑷了解數(shù)控編程的產(chǎn)生與發(fā)展;⑸了解常用數(shù)控機(jī)床的類型及加工特點(diǎn)2、學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù)⑴、查詢數(shù)控車床相關(guān)資料，確定寫(xiě)作內(nèi)容;⑵、根據(jù)圖紙，對(duì)圖紙加工工藝進(jìn)行分析;⑶、熟悉數(shù)控車床加工指令；⑷、運(yùn)用數(shù)控車床加工指令進(jìn)行編程（重點(diǎn)突出子程序）;⑸、運(yùn)用所學(xué)軟件檢驗(yàn)該子程序;⑹、總結(jié)本次論文所得;3、論文各部分內(nèi)容及時(shí)間分配：（共20周）TOC\o"1-5"\h\z第一部分（3周）第二部分（5周）第三部分（4周）第四部分（4周）第五部分（3周）評(píng)閱及答辯（1周）指導(dǎo)教師：年月日審批人：年月日摘要程序分為主程序和子程序。在正常情況下，數(shù)控機(jī)床是按主程序的指令工作的。在程序中把某些固定順序或重復(fù)出現(xiàn)的程序單獨(dú)抽出來(lái)，編成一個(gè)程序供調(diào)用，這個(gè)程序就是常說(shuō)的子程序。這樣做可以簡(jiǎn)化主程序的編制。當(dāng)程序段中有調(diào)用子程序的指令時(shí)，數(shù)控機(jī)床就按子程序進(jìn)行工作。當(dāng)遇到子程序返回到主程序的指令時(shí)，機(jī)床才返回主程序，繼續(xù)按主程序的指令進(jìn)行工作。子程序可以被主程序調(diào)用，同時(shí)子程序也可以調(diào)用另一個(gè)子程序。主程序調(diào)用子程序時(shí)，要用M98指令呼叫子程序。呼叫某一子程序需要在M98后面寫(xiě)上子程序號(hào)，此時(shí)要改子程序號(hào)OXXXX為PXXXX。主程序可以多次調(diào)用和重復(fù)調(diào)用某一子程序，重復(fù)調(diào)用時(shí)要用L及后面的數(shù)字指示調(diào)用次數(shù)，重復(fù)調(diào)用方式。子程序還可以調(diào)用另外的子程序，稱為子程序嵌套，不同的數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的嵌套次數(shù)是不同的。子程序編程是數(shù)控車床手工編程中常用的方法之一，正確使用子程序，可以有效簡(jiǎn)化手工編程工作量，減少程序所占內(nèi)存，提高加工效率。本文著重介紹《數(shù)控車床子程序的運(yùn)用》。讓讀者清楚的了解子程序的設(shè)計(jì)功能。關(guān)鍵詞：子程序；嵌套；手工編程；數(shù)控機(jī)床;目^TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章緒論1\o"CurrentDocument"1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1\o"CurrentDocument"1.2數(shù)控機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用2\o"CurrentDocument"第二章數(shù)控程序3\o"CurrentDocument"2.1數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)3\o"CurrentDocument"2.2常用的數(shù)控指令4\o"CurrentDocument"2.3手工編程示例6\o"CurrentDocument"2.4數(shù)控自動(dòng)編程方法8\o"CurrentDocument"第三章加工工藝分析10\o"CurrentDocument"3.1零件圖紙分析10\o"CurrentDocument"3.2數(shù)控車削加工工藝路線制定11\o"CurrentDocument"3.3切削用量的確定12\o"CurrentDocument"第四章子程序的驗(yàn)證14\o"CurrentDocument"4.1子程序14\o"CurrentDocument"4.2數(shù)控仿真驗(yàn)證子程序15\o"CurrentDocument"結(jié)論21致謝22參考文獻(xiàn)2323參考文獻(xiàn)23第一章緒論1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.1數(shù)控技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，其性能、精度和效率日趨提高，更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)地提出了高精度、高柔性與高度自動(dòng)化的要求。數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量，特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。數(shù)字控制技術(shù)（NumericallyControlled）簡(jiǎn)稱數(shù)控（NC）技術(shù)，是用數(shù)字信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種技術(shù)。數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）是用數(shù)字代碼形式表示的信息（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。數(shù)控機(jī)床的特征是：數(shù)控機(jī)床是一種綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量和機(jī)械設(shè)計(jì)等新技術(shù)的機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。它把數(shù)字化了的刀具移動(dòng)軌跡的信息輸入到數(shù)控裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，加工出所需要的零件。較好地解決了形狀復(fù)雜、精密、小批量零件的加工問(wèn)題，具有適應(yīng)性強(qiáng)、加工精度和生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)。1.1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及發(fā)展數(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)3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)了帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為加工中心（MachiningCenter，MC），使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代。1965年，出現(xiàn)了第三代集成電路數(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。20世紀(jì)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DNC），又稱群控系統(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)體存儲(chǔ)器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（簡(jiǎn)稱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。1.2數(shù)控機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的50%（日本）至68%（美國(guó)）是由制造業(yè)創(chuàng)造的，制造業(yè)對(duì)發(fā)展國(guó)家經(jīng)濟(jì)有決定性的影響而數(shù)控則是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的主要指標(biāo)。我國(guó)早在1958年就開(kāi)始了數(shù)控機(jī)床的研制工作。1990年我國(guó)機(jī)床總數(shù)為3170000臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床僅有23500臺(tái)，只占機(jī)床總數(shù)的0.74%。2001年我國(guó)機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已名列世界第5名，同年國(guó)內(nèi)數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量已達(dá)到1.8萬(wàn)臺(tái)，比2000年增長(zhǎng)28.5%。金屬切削機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率從2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。近年來(lái)，在國(guó)外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)制造技術(shù)突飛猛進(jìn)的大背景下，我國(guó)通過(guò)大量的技術(shù)引進(jìn)，數(shù)控機(jī)床在品種、數(shù)量和質(zhì)量方面都得到了全面而迅速的發(fā)展。2002年《中國(guó)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀分析》報(bào)告中指出：我國(guó)數(shù)控機(jī)床新品種開(kāi)發(fā)勢(shì)頭良好，高技術(shù)含量產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位；同時(shí)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，數(shù)控化率顯著提高，在關(guān)鍵配套產(chǎn)品上有了很大的突破；我國(guó)機(jī)床的出口額呈上升態(tài)勢(shì)。2001年出口機(jī)床躍升至世界第2位，達(dá)24.06億美元，比上年增長(zhǎng)27.3%。雖然近年來(lái)我國(guó)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床占有率逐年上升，但除少量機(jī)床以FMS模式集成使用外，大都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且相當(dāng)一部分處于使用效率不高、管理方式落后的狀態(tài)。在機(jī)床制造技術(shù)方面與先進(jìn)國(guó)家相比尚有30?50年的差距。第二章數(shù)控程序2.1數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示的是一個(gè)數(shù)控程序結(jié)構(gòu)示意圖。一般情況下，一個(gè)基本的數(shù)控程序由以下幾個(gè)部分組成：（1）程序起始符。一般為％，也有的數(shù)控系統(tǒng)采用其他字符，應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的操作說(shuō)明使用。程序起始符單列一行。（2）程序名。單列一行，有兩種形式：一種是以規(guī)定的英文字母（通常為O）為首，后面接若干位（通常為2位或4位）的數(shù)字，如0523,也可稱為程序號(hào)；另一種是以英文字母、數(shù)字和符號(hào)-混合組成，比較靈活。程序名具體采用何種形式是由數(shù)控系統(tǒng)決定的。0060眼N1G92XOYOZ1^N2S3Q0M03」N3G90GOOX-5UN4Z-1.2M08^N170M30u圖2-1數(shù)控程序結(jié)構(gòu)%為起始符，00600為程序名，N1到程序結(jié)束為程序主體，最下方％為程序結(jié)束符，M為功能字，N1G92X0Y0Z1為其中一段程序段。（3）程序主體。由多個(gè)程序段組成，程序段是數(shù)控程序中的一句，單列一行，用于指令機(jī)床完成某一個(gè)動(dòng)作。每個(gè)程序段又由若干個(gè)程序字（WORD）組成，每個(gè)程序字表示一個(gè)功能指令，因此又稱為功能字，它由字首及隨后的若干個(gè)數(shù)字組成（例如，X100）。字首是一個(gè)英語(yǔ)字母，稱為字的地址，它決定了字的功能類別。一般字的長(zhǎng)度和順序不固定。在程序末尾一般有程序結(jié)束指令，例如，M30，用于停止主軸、冷卻液和進(jìn)給，并使控制系統(tǒng)復(fù)位。（4）程序結(jié)束符。程序結(jié)束的標(biāo)記符，一般與程序起始符相同。以上是數(shù)控程序結(jié)構(gòu)的最基本形式，也是采用交互式圖形編程方式后處理所得到的最常見(jiàn)的程序形式。更復(fù)雜的程序還包括注釋語(yǔ)句、子程序調(diào)用等，這里不作更多的介紹。2.2常用的數(shù)控指令數(shù)控程序字按其功能的不同可分為若干種類型，下面分別予以簡(jiǎn)單介紹。1.順序號(hào)字也叫程序段號(hào)，在程序段之首，以字母N開(kāi)頭，其后為一個(gè)2?4位的數(shù)字。準(zhǔn)備功能字以字母G開(kāi)頭，后接一個(gè)兩位數(shù)字，因此又稱為G指令。它是控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)的主要功能類別。常用的G指令有以下幾個(gè)。（1）G00：快速點(diǎn)定位，即刀具快速移動(dòng)到指定坐標(biāo)，用于刀具在非切削狀態(tài)下的快速移動(dòng)，其移動(dòng)速度取決于機(jī)床本身的技術(shù)參數(shù)。如刀具快速移動(dòng)到點(diǎn)（100，100，100）的指令格式為：G00X100.0Y100.0Z100.0（2）G01：直線插補(bǔ)，即刀具以指定的速度直線運(yùn)動(dòng)到指定的坐標(biāo)位置，是進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)的兩種主要方式之一。如刀具以250mm/min的速度直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)（100，100，100）的指令格式為：G01X100.0Y100.0Z100.0F250（3）G02、G03:順時(shí)針和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)，即刀具以指定的速度以圓弧運(yùn)動(dòng)到指定的位置。G02/G03有兩種表達(dá)格式：一種為半徑格式，使用參數(shù)值R，例如，G02X100.Y100.R50.F250表示刀具以250mm/min的速度沿半徑50的順時(shí)針圓弧運(yùn)動(dòng)至終點(diǎn)（100，100），其中R值的正負(fù)影響切削圓弧的角度，R值為正時(shí)，刀位起點(diǎn)到刀位終點(diǎn)的角度小于或等于180°，R值為負(fù)時(shí)刀位起點(diǎn)到刀位終點(diǎn)的角度大于或等于180°；另一種為向量格式，使用參數(shù)I、J、K給出圓心坐標(biāo)，并以相對(duì)于起始點(diǎn)的坐標(biāo)增量表示。例如，G02X100.Y100.I50.J50.F250表示刀具以250mm/min的速度沿一順時(shí)針圓弧運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)（100，100），該圓弧的圓心相對(duì)于起點(diǎn)的坐標(biāo)增量為（50，50）。授人以漁能力為本G90、G91:絕對(duì)指令/增量指令。其中G90指定NC程序中的刀位坐標(biāo)是以工作坐標(biāo)系原點(diǎn)為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算和表達(dá)的，而G91則指定NC程序中每一個(gè)刀位點(diǎn)的坐標(biāo)都是以其相對(duì)于前一個(gè)刀位點(diǎn)的坐標(biāo)增量來(lái)表示的。G41、G42、G40：刀具半徑左補(bǔ)償、右補(bǔ)償和取消半徑補(bǔ)償。用半徑為R的刀具切削工件時(shí)，刀軌必須始終與切削輪廓有一個(gè)距離為R的偏置，在手工編程中進(jìn)行這種偏置計(jì)算往往十分麻煩。如果采用G41、G42指令，刀具路徑會(huì)被自動(dòng)偏移一個(gè)R距離，而編程只要按工件輪廓去考慮就可以了。在G41、G42指令中，刀具半徑是用其后的D指令指定。所謂左補(bǔ)償，是指沿著刀具前進(jìn)的方向，刀軌向左側(cè)偏置一個(gè)刀半徑的距離。在交互式圖形編程中，由于刀軌是在工件表面的偏置面上計(jì)算得到的，因此不需要再進(jìn)行半徑補(bǔ)償，即一般不使用G40?G42指令。G54、G92:加工坐標(biāo)系設(shè)置指令。G54是數(shù)控系統(tǒng)上設(shè)定的寄存器地址，其中存放了加工坐標(biāo)系(一般是對(duì)刀點(diǎn))相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系的偏移量。當(dāng)數(shù)控程序中出現(xiàn)該指令時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)即根據(jù)其中存放的偏移量確定加工坐標(biāo)系。G92是根據(jù)刀具起始點(diǎn)與加工坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系確定加工坐標(biāo)系，其格式示例為：G92X20.0Y30.0Z40.0表示刀具當(dāng)前位置(一般為程序起點(diǎn)位置)處于加工坐標(biāo)系(20，30，40)處，這樣就等于通過(guò)刀具當(dāng)前位置確定了加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置。輔助功能字輔助功能字一般由字符M及隨后的2位數(shù)字組成，因此也稱為M指令。它用來(lái)指令數(shù)控機(jī)床的輔助裝置的接通和斷開(kāi)(即開(kāi)關(guān)動(dòng)作)，表示機(jī)床各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)。常用的M指令有以下幾種。M02、M30:程序結(jié)束。M03、M04、M05:主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)、主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)、主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。M06:換刀。將預(yù)置的刀具(T)換到主軸上。M08、M09:冷卻液開(kāi)、關(guān)。M98:調(diào)用子程序。M99:子程序結(jié)束返回主程序。4.其他功能字尺寸字：也稱為尺寸指令，主要用來(lái)指令刀位點(diǎn)坐標(biāo)位置。如X、Y、Z主要用于表示刀位點(diǎn)的坐標(biāo)值，而R用于表示圓弧的半徑（參見(jiàn)G02、G03指令中的內(nèi)容）。（2）進(jìn)給功能字：以字符F開(kāi)頭，因此又稱為F指令，用于指定刀具插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)（即切削運(yùn)動(dòng)）的速度，稱為進(jìn)給速度，單位是毫米/分鐘（mm/min）。（3）主軸轉(zhuǎn)速功能字：以字符S開(kāi)頭，因此又稱為S指令。用于指定主軸的轉(zhuǎn)速，以其后的數(shù)字給出，單位是轉(zhuǎn)/分鐘（r/min）。（4）刀具功能字：用字符T及隨后的號(hào)碼表示，因此也稱為T(mén)指令。用于指定加工時(shí)采用的刀具號(hào)，該指令在加工中心上使用。以上介紹的是最基本的數(shù)控指令，使用它們已能夠完成普通的數(shù)控編程任務(wù)。如欲了解其他更多的數(shù)控指令，請(qǐng)參閱附錄A中的相關(guān)內(nèi)容或相關(guān)參考書(shū)。2.3手工編程示例盡管交互式圖形編程已成為當(dāng)前數(shù)控編程的主流方法，但在某些場(chǎng)合下手工編程仍有其應(yīng)用的必要性。本節(jié)僅對(duì)手工編程作簡(jiǎn)單的介紹，并給出一個(gè)簡(jiǎn)單程序的示例。手工編程的基本步驟是：（1）零件圖分析。（2）刀具加工路徑規(guī)劃和刀位計(jì)算。（3）工藝分析。（4）程序編制與校驗(yàn)。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的手工編程示例，其中的刀位點(diǎn)已分別在圖2-3-1中和程序（見(jiàn)表2-2）中對(duì)應(yīng)標(biāo)出。進(jìn)行手工編程時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題和細(xì)節(jié)：（1）部分的機(jī)床設(shè)置默認(rèn)使用脈沖當(dāng)量為單位，一個(gè)脈沖當(dāng)量通常為1〃m即0.001毫米，而加上小數(shù)點(diǎn)后的值被認(rèn)為是尺寸，單位為mm，所以在編程時(shí)一定不要忘記坐標(biāo)值后的小數(shù)點(diǎn)。（2）注意參數(shù)值的正負(fù)，選擇正確的切削方向和刀具補(bǔ)償方向。（3）結(jié)合使用G90/G91可以減少計(jì)算量，但一定不能混淆。（4）編制程序時(shí)，刀具最好在同一平面內(nèi)運(yùn)行，避免3軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)，例如，將Z軸運(yùn)行列為單獨(dú)的一個(gè)單節(jié)，這樣可以有更好的安全性。（5）在程序末尾加工完成時(shí)，建議先使用M05停止主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再由M02或M30結(jié)束程序。M02/M30也將停止主軸，但主軸所受的扭力較大，機(jī)床主軸齒輪壽命受損。

（6）對(duì)較長(zhǎng)的程序，建議使用CAD/CAM自動(dòng)編程軟件進(jìn)行編程，或者在計(jì)算機(jī)上書(shū)寫(xiě)完整并檢驗(yàn)后再傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，這樣可以避免或減少錯(cuò)誤，同時(shí)減少機(jī)床待機(jī)時(shí)間，提高機(jī)床利用率。程序程序段說(shuō)明刀位點(diǎn)N1G54G90G00X0Y0;選擇坐標(biāo)系，并移動(dòng)到原點(diǎn)OON2S800M03;主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定及主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)N3G90G00X-5.5Y-7.;采用絕對(duì)坐標(biāo)系編程，速移至P1。由于Z坐標(biāo)不變，因此在G00后省略該坐標(biāo)值的尺寸字（見(jiàn)附注2）P1N4Z-1.2M08;刀具速降到工件表面以下1.2mm處，X、Y坐標(biāo)不變。打開(kāi)冷卻液（G00為模態(tài)指令，可省略）N5G41G01X-5.5Y-5.D03F250;刀具左補(bǔ)償啟動(dòng)，并以250mm/min的速度進(jìn)行第一次帶左補(bǔ)償?shù)闹本€插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。此后各段左補(bǔ)償將持續(xù)有效。D03中存放了補(bǔ)償量P2N6Y0;直線插補(bǔ)移動(dòng)（與前一指令相同，故G01可省略不寫(xiě)）至P3,這是進(jìn)刀段P3N7G02X-2.Y3.5R3.5;順時(shí)針圓弧切削運(yùn)動(dòng)到P4P4N8G01X2.Y3.5;直線插補(bǔ)P5N9G02X2.Y-3.5R3.5;順時(shí)針圓弧切削運(yùn)動(dòng)P6N10G01X-2.Y-3.5;直線插補(bǔ)P7N11G02X-5.5Y0R3.5;順時(shí)針圓弧切削運(yùn)動(dòng)P8續(xù)表程序程序段說(shuō)明刀位點(diǎn)N12G01X-5.5Y5.;直線插補(bǔ)P9

圖2-3-1刀位點(diǎn)表2-2加工程序及說(shuō)明N13G40G00X-5.5Y7.M09;取消半徑補(bǔ)償功能P10N14Z10.M05;刀具上升到安全位置N15X0Y0;刀具回原點(diǎn)ON16M30;程序結(jié)束2.4數(shù)控自動(dòng)編程方法手工編程是指使用人工完成程序編制的全部工作，它適用于幾何形狀不復(fù)雜零件的編程，例如簡(jiǎn)單的車削零件、用點(diǎn)位控制的簡(jiǎn)單箱體類零件等。對(duì)于由大量復(fù)雜孔系組成的箱體或由多個(gè)相切、相交的直線、圓弧組成的平面輪廓零件，若使用手工編程，不僅計(jì)算工作量較大，效率低，而且還容易出錯(cuò)。而對(duì)于由非圓曲線以列表點(diǎn)或以函數(shù)表達(dá)式的形式給出的平面零件或形狀復(fù)雜的三維雕塑曲面零件和模具，編程工作量龐大復(fù)雜而且難度大，只有借助計(jì)算機(jī)編程才能完成。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)編程是一種計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)。編程員將零件的形狀、幾何尺寸、刀具路線、工藝參數(shù)及機(jī)床特征等信息按一定的格式和方法輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，然后自動(dòng)編程軟件對(duì)這些輸入信息進(jìn)行編譯、計(jì)算、處理，自動(dòng)生成刀具路徑文件和機(jī)床的數(shù)控加工程序，模擬或?qū)嶓w仿真刀具路徑，最后通過(guò)通信接口將加工程序直接送入機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中，以備加工時(shí)使用。最常用的自動(dòng)編程分為語(yǔ)言式自動(dòng)編程系統(tǒng)和交互式圖形自動(dòng)編程系統(tǒng)。（1）語(yǔ)言式自動(dòng)編程APT（AutomaticallyProgrammedTools）語(yǔ)言是一種專門(mén)用于機(jī)械零件數(shù)控加工的自動(dòng)編程語(yǔ)言。1952年，美國(guó)試制成功世界上第一臺(tái)數(shù)控銑床，同時(shí)美國(guó)麻省理工學(xué)院開(kāi)始研究APT語(yǔ)言，并于第二年在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)編程，研究成功了APT自動(dòng)編程系統(tǒng)，其數(shù)控語(yǔ)言稱為APT語(yǔ)言。（2）交互式圖形自動(dòng)編程APT語(yǔ)言式自動(dòng)編程系統(tǒng)功能強(qiáng)大，可以處理復(fù)雜形狀零件編程，但編程人員必須在APT源程序中用語(yǔ)言的形式去描述本來(lái)十分直觀的零件幾何圖形信息和加工過(guò)程，直觀性較差，有時(shí)源程序非常冗長(zhǎng)而繁瑣，編程過(guò)程中容易出錯(cuò)，也不便于進(jìn)行階段性檢查。20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形處理功能的大大增強(qiáng)和日益完善，一種更加便捷、直觀的交互式圖形自動(dòng)編程系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。隨著高速度大容量微機(jī)的普及，這種自動(dòng)編程系統(tǒng)正在得到越來(lái)越廣泛的推廣應(yīng)用。交互式圖形自動(dòng)編程系統(tǒng)采用圖形輸入方式，通過(guò)激活屏幕上的相應(yīng)菜單，利用系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能，將零件的幾何圖形繪制到計(jì)算機(jī)上，從而完成零件造型。同時(shí)以人機(jī)交互方式指定要加工的零件部位、加工方式和加工方向，輸入相應(yīng)的加工工藝參數(shù)，通過(guò)軟件系統(tǒng)的處理自動(dòng)生成刀具路徑文件，并動(dòng)態(tài)顯示刀具運(yùn)動(dòng)的加工軌跡，最終生成適合指定數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控加工程序。由此即可看出，Mastercam軟件是一種典型的交互式圖形CAD/CAM軟件。下一個(gè)項(xiàng)目我們就來(lái)研究自動(dòng)編程軟件MastercamX2在數(shù)控加工領(lǐng)域的應(yīng)用。

第三章加工工藝分析3.1零件圖紙分析此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)圖3-1所示。圖3-1零件圖該零件適合使用車削加工，就是在車床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)來(lái)改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要求。車削加工是在車床上利用工件相對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。車削加工的切削主要由工件而不是刀具提供。車削是最基本、最常見(jiàn)的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉(zhuǎn)表面，大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削方法加工，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等。圖3-1零件屬于車削加工。針對(duì)該零件主要進(jìn)行外形輪廓加工、挖槽。3.2數(shù)控車削加工工藝路線制定先粗后精精基準(zhǔn)加工好以后，整個(gè)零件的加工工序，應(yīng)是粗加工工序在前，相繼為半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原則先加工精度要求較高的主要表面，即先粗加工再半精加工各主要表面，最后再進(jìn)行精加工和光整加工。先近后遠(yuǎn)通常在粗加工時(shí)，距離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工，遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)的距離，以減少空行程的時(shí)間。刀具集中用一把刀加工完相應(yīng)各部位，再換另外一把刀，加工相應(yīng)的其他部位，以減少空行程和換刀時(shí)間。3.2.1加工準(zhǔn)備零件毛坯：（p32mmX77mm的圓柱形材料，材料為45鋼。工件裝夾：三爪卡盤(pán)加工刀具：左偏外圓初車刀、左偏外圓精車刀、刀刃寬為2mm的切槽刀3.2.2加工工藝規(guī)劃數(shù)控機(jī)床的加工工藝是由操作者操作機(jī)床一步一步實(shí)現(xiàn)的，數(shù)控機(jī)床的加工工藝是預(yù)先在所編制的程序中實(shí)現(xiàn)的，由機(jī)床自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，因此，一個(gè)合格的編程員首先應(yīng)該是一個(gè)很好的工藝員。合理的加工工藝對(duì)提高數(shù)控機(jī)床的加工效率和加工精度至關(guān)重要。3.2.3加工工序的劃分1、該零件如圖2-1所示，主要對(duì)零件進(jìn)行左端的表面車削和切槽。加工工序如下：⑴、建立工件坐標(biāo)系，并輸入刀補(bǔ)值。坐標(biāo)系如圖2-1所示；⑵、端面加工，采用90°的外圓車刀；⑶、外圓粗車加工，可選用90°的外圓車刀，可用G90指令；⑷、外圓精車加工，可選用90°的外圓車刀，可用G90指令；⑸、外圓槽加工，可選用切槽刀，可用G01、M98、M99指令;⑹、采用G01指令切斷，選用刀寬為4mm的切斷刀；2、各工序刀具及切削參數(shù)選擇（如表3.1）表3.1刀具及切削參數(shù)序加刀刀具規(guī)劃主軸進(jìn)給號(hào)工面具號(hào)類型材料轉(zhuǎn)速n/r.min速度V/mm.min1端面01T90°的外圓車刀400602外圓粗車加工01T90°的外圓車刀硬質(zhì)5001003外圓精車加工01T90°的外圓車刀合金1000404外圓槽加工02T切槽刀（刀寬2mm）400405切斷02T切槽刀（刀寬2mm）40040說(shuō)明：01號(hào)刀為基準(zhǔn)刀，采用試切法對(duì)刀。3、測(cè)量量具用游標(biāo)卡尺、剛板尺等，精度要求較高的圓柱面可以用千分尺測(cè)量。3.3切削用量的確定在編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時(shí)，一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確地選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效提高機(jī)械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。銑削加工的切削用量包括：切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。切削用量各參數(shù)在MasterCAM軟件加工中都要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。授人以漁能力為本（1）主軸轉(zhuǎn)速S是根據(jù)機(jī)床性能允許的切削速度來(lái)確定（2）進(jìn)給速度F（mm/min/或mm/r）是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)工件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料進(jìn)行選擇。最大進(jìn)給速度受到機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能制約，不同的機(jī)床和系統(tǒng)，最大進(jìn)給速度不同。輪廓加工中，在拐角處應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低進(jìn)給量，以克服由于慣性或工藝系統(tǒng)變化在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現(xiàn)象。（3）背吃刀量背吃刀量有機(jī)床、夾具、刀具、工件組成的工藝系統(tǒng)的剛度確定。在系統(tǒng)剛度允許的情況下，盡量選取背吃刀量等于加工余量，這樣可以減少加工次數(shù)提高加工效率。對(duì)質(zhì)量要求較高的工件，可以留少量的加工余量以便最后進(jìn)行精加工，一般留0.2?0.5mm。（4）切削用量的選取原則粗加工首先選用盡可能大的背吃刀量;其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件等選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具壽命確定最佳的切削速度。精加工首先根據(jù)粗加工后的加工余量確定背吃刀量;其次根據(jù)已加工表面粗糙度的要求選用較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具壽命的前提下盡可能選用較高的切削速度。（5）切削用量的確定由于任意增大切削3要素中的一個(gè)都可以提高加工效率，這似乎說(shuō)明切削用量選用得越大越好，但是事實(shí)并非如此。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，當(dāng)增加切削用量到一定程度后，刀具會(huì)加速磨損，這樣就會(huì)得不償失。深入分析還發(fā)現(xiàn)，分別增加切削用量的3個(gè)要素對(duì)刀具磨損的影響各不相同：切削速度最嚴(yán)重，進(jìn)給量其次，切削深度最小。首先選用盡可能大的切削深度，然后選用盡可能大的進(jìn)給量，最后選擇盡可能快的切削速度。在確定具體參數(shù)數(shù)值時(shí)，可以依據(jù)已有加工經(jīng)驗(yàn)或查閱相關(guān)加工手冊(cè)。第四章子程序的驗(yàn)證4.1子程序⑴確定工件坐標(biāo)系和對(duì)刀點(diǎn)如圖3-1在XOZ平面內(nèi)確定已工件右端面軸心線上點(diǎn)為工件原點(diǎn)，建立工件坐標(biāo)系，采用手動(dòng)試切對(duì)刀法對(duì)刀，T01刀具為對(duì)刀基準(zhǔn)刀具。⑵編程%O5001；N10G00X100Z200；刀具換刀參考點(diǎn)N20T0100；換1號(hào)刀N30M03S400；主軸啟動(dòng)N40G00X35Z2；刀具定位N50G94X0Z0F60；端面車削循環(huán)N60G00X35Z2S500；刀具定位N70G90X30.5Z-54F100；外圓粗車N80X30S1000F40；外圓精車N90X100Z200；刀具定位N100T0202S400；換2號(hào)刀N110G00X32Z0；刀具定位N120M98P20001；調(diào)用子程序2次N130G00W-12；刀具定位N140G01X1F40；切斷N150G00X100Z200；回?fù)Q刀點(diǎn)N160M05T0200；主軸停止，取消2號(hào)刀補(bǔ)N170M30；程序結(jié)束O0001；N10G00W-12；子程序開(kāi)始點(diǎn)授人以漁能力為本N20G01U-12F40；加工第一個(gè)槽N30G04X1；暫停1秒N40G00U12；退刀N50W-8；刀具定位N60G01U-12F40加工第2個(gè)槽；N70G04X1；暫停1秒N80G00U12；退刀N90M99；子程序返回4.2數(shù)控仿真驗(yàn)證子程序4.2.1斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件簡(jiǎn)介南京斯沃軟件技術(shù)有限公司是一支專業(yè)從事可視化軟件開(kāi)發(fā)的隊(duì)伍。主要提供CAD/CAM、數(shù)控仿真、UG關(guān)鍵技術(shù)的示范、推廣和應(yīng)用。根據(jù)客戶要求進(jìn)行專業(yè)CAD\CAM的軟件開(kāi)發(fā)，以及數(shù)控系統(tǒng)、面板仿真的開(kāi)發(fā)，提供基于UG軟件的二次開(kāi)發(fā)服務(wù)，指導(dǎo)客戶利用UG軟件建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)流程，縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期，降低改型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件包括八大類，28個(gè)系統(tǒng)，62個(gè)控制面板。開(kāi)發(fā)的法拉克(FANUC)、西門(mén)子(SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)＞廣州數(shù)控(GSK)、華中世紀(jì)星(HNC)、北京凱恩帝(KND)、大連大森(DASEN)、南京華興(WA)等數(shù)控車、銑及加工中心仿真軟件，結(jié)合了機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校教學(xué)的訓(xùn)練。學(xué)生通過(guò)在計(jì)算機(jī)上操作該軟件，達(dá)到實(shí)訓(xùn)的目的，既能在短時(shí)間內(nèi)掌握各系統(tǒng)的數(shù)控車、銑及加工中心的操作，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入。4.2.2啟動(dòng)仿真系統(tǒng)選擇數(shù)控加工仿真系統(tǒng)啟動(dòng)斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，選擇“FANUC18iT”系統(tǒng)，并單擊“運(yùn)行”按鈕，進(jìn)入F