畢業(yè)設(shè)計(jì)論文數(shù)控車床加工及編程技術(shù)的研究

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊上海建峰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙-上海建峰職業(yè)技術(shù)學(xué)院SHANGHAIJIANFENGVOCATIONALCOLLEGE電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)課題名稱:數(shù)控車床加工及編程技術(shù)的研究專業(yè)：數(shù)控姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：摘要數(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)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)與制造技術(shù)結(jié)合發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識(shí)是現(xiàn)代機(jī)電類專業(yè)學(xué)生必不可少的。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容介紹了數(shù)控加工的特點(diǎn)、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟。目錄第一章數(shù)控加工概述…………4…………………4……………………4………5………7……………………7第二章數(shù)控編程基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)處理………………8……………………8………………9……………………102.5數(shù)據(jù)編程的格式………………11……………11第三章數(shù)控加工工藝分析……11………………12………12………………13………………13………………133.6工件定位和加緊………………143.7夾具的選擇……………………15………153.9刀具和切削用量………………16………………17第四章加工中心…………………17………………17………………17………18…………………18…………18………………20……………224.8華中數(shù)控系統(tǒng)編程指令…………234.9用戶宏程序……………………234.10加工實(shí)例………24第一章概述數(shù)控加工特點(diǎn)數(shù)控加工，也稱之為NC（NumericalControl）加工，是以數(shù)值與符號(hào)構(gòu)成的信息，控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個(gè)制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特征有兩點(diǎn)：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時(shí)間誤差精度；二是加工質(zhì)量的重復(fù)性，可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致。也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時(shí)間是由數(shù)控程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點(diǎn)：提高生產(chǎn)效率；不需熟練的機(jī)床操作人員；提高加工精度并且保持加工質(zhì)量；可以減少工裝卡具；可以減少各工序間的周轉(zhuǎn)，原來需要用多道工序完成的工件，數(shù)控加工一次裝夾完成加工，縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率；容易進(jìn)行加工過程管理；可以減少檢查工作量；可以降低廢、次品率；便于設(shè)計(jì)變更，加工設(shè)定柔性；容易實(shí)現(xiàn)操作過程的自動(dòng)化，一個(gè)人可以操作多臺(tái)機(jī)床；操作容易，極大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度；隨著制造設(shè)備的數(shù)控化率不斷提高，數(shù)控加工技術(shù)在我國得到日益廣泛的使用，在模具行業(yè)，掌握數(shù)控技術(shù)與否及加工過程中的數(shù)控化率的高低已成為企業(yè)是否具有競爭力的象征。數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）系統(tǒng)的質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床20世紀(jì)40年代末，美國開始研究數(shù)控機(jī)床，1952年，美國麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室成功研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床，并于1957年投入使用。這是制造技術(shù)發(fā)展過程中的一個(gè)重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)代開始。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，這一發(fā)明對于制造行業(yè)而言，具有劃時(shí)代的意義和深遠(yuǎn)的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究的發(fā)展。我國于是1958年開始研制數(shù)控機(jī)床，成功試制出配有電子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，1965年開始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。數(shù)控機(jī)床種類繁多，模具制造常用數(shù)控加工機(jī)床有：數(shù)控銑床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控磨床和數(shù)控車床。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)用于數(shù)控機(jī)床的運(yùn)算、管理和控制，通過輸入介質(zhì)得到數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和運(yùn)算并對機(jī)床產(chǎn)生作用；伺服系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使刀具和零件執(zhí)行數(shù)控代碼規(guī)定的運(yùn)動(dòng)；檢測系統(tǒng)則是用來檢測機(jī)床執(zhí)行件（工作臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)、滑板等）的位移和速度變化量，并將檢測結(jié)果反饋到輸入端，與輸入指令進(jìn)行比較，根據(jù)其差別調(diào)整機(jī)床運(yùn)動(dòng)；機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)是由進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)元件至機(jī)床執(zhí)行件之間的機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)裝置；輔助系統(tǒng)種類繁多，如：固定循環(huán)（能進(jìn)行重復(fù)加工）、自動(dòng)換刀（可交換指定的刀具）、傳動(dòng)間隙補(bǔ)償（補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的間隙誤差）等等。數(shù)控分類目前數(shù)控機(jī)床的品種數(shù)量很多，功能各異，通常可按下列方法進(jìn)行分類。按工藝用途分金屬切削類數(shù)控機(jī)床此類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床、加工中心等。金屬成型類數(shù)控機(jī)床此類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控板料折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控沖床等。物種加工類數(shù)控機(jī)床此類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)等。其他類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控三坐標(biāo)測量儀等。按加工路線分類點(diǎn)位控制系統(tǒng)點(diǎn)位控制系統(tǒng)又稱點(diǎn)到點(diǎn)控制系統(tǒng)，它是指刀具從某一位置向另一目標(biāo)點(diǎn)位置移動(dòng)，不管其中間刀具移動(dòng)軌跡如何而最終能準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)位置的控制方式。點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床在刀具的移動(dòng)過程中，并不進(jìn)行加工，而是做快速空行程的定位運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床等。直線控制系統(tǒng)直線控制系統(tǒng)是控制刀具或機(jī)床工作臺(tái)以適當(dāng)速度，沿著平行于某一坐標(biāo)軸方向或坐標(biāo)軸成45°的斜線方向進(jìn)行直線加工的控制系統(tǒng)。但系統(tǒng)不能沿任意斜率的直線進(jìn)行直線加工。直線控制系統(tǒng)一般具有主軸轉(zhuǎn)速控制、進(jìn)給速度控制和沿平行于坐標(biāo)軸方向直線循環(huán)加工的功能。一般的簡易數(shù)控系統(tǒng)均屬于直線控制系統(tǒng)。用點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的數(shù)控鏜銑床，數(shù)控加工中心等。連續(xù)控制系統(tǒng)連續(xù)控制系統(tǒng)又稱輪廓控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對刀具相對于零件的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行連續(xù)控制，以加工任意斜率的直線、圓弧、拋物線或其他函數(shù)關(guān)系的曲線。這種系統(tǒng)一般都是兩坐標(biāo)或兩坐標(biāo)以上的多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，其功能齊全，可加工任意形狀的曲線或型腔。采用連續(xù)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控銑床、功能完善的數(shù)控車床、數(shù)控凸輪磨和數(shù)控線切割機(jī)床等。按伺服系統(tǒng)的類型分類開環(huán)伺服系統(tǒng)只含有信號(hào)放大和變換，不帶有位移檢測反饋的伺服系統(tǒng)稱為開環(huán)伺服系統(tǒng)或簡稱開環(huán)系統(tǒng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)既沒有工作臺(tái)位移檢測裝置，又沒有位置反饋和校正控制系統(tǒng)，所以工作臺(tái)的位移精度完全取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角精度、齒輪箱中齒輪副和絲杠螺母副的精度與傳動(dòng)間隙等，這種系統(tǒng)很難保證較高的位置控制精度。閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)有位置反饋系統(tǒng)，可以補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)裝置中的各種誤差、間隙和干擾的影響，因而可以達(dá)到很高的定位精度，同時(shí)還能達(dá)到較高的速度，因此，在數(shù)控機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用，特別是在精度要求高的大型和精密機(jī)床上應(yīng)用十分廣泛。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)用測量絲杠或電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)角位移來代替測量工作臺(tái)直線位移的伺服系統(tǒng)稱為半閉環(huán)伺服系統(tǒng)按控制坐標(biāo)數(shù)（軸數(shù)）分類兩坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床兩坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床是指同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控車床中的數(shù)控裝置可同時(shí)控制X和Z方向的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，可用于加工各種曲線輪廓的回轉(zhuǎn)體類零件。三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床是指能同時(shí)控制3個(gè)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)3個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控銑床能實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，則稱為三坐標(biāo)數(shù)控銑床，可用于加工曲面零件。兩軸半坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床這種數(shù)控機(jī)床本身有3個(gè)坐標(biāo)，能做3個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，但控制裝置只能同時(shí)控制2個(gè)坐標(biāo)，而第3個(gè)坐標(biāo)僅能作等距的周期移動(dòng)。多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床四坐標(biāo)以上的數(shù)控機(jī)床稱為多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床。多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)床精度高、加工程序設(shè)計(jì)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，主要用于加工形狀復(fù)雜的零件。數(shù)控加工數(shù)控加工是將待加工零件進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具和零件的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)零件加工的過程。被加工零件采用線架、曲面、實(shí)體等幾何體來表示，CAM系統(tǒng)在零件幾何體基礎(chǔ)上生成刀具軌跡，經(jīng)過后處理生成加工代碼，將加工代碼通過傳輸介質(zhì)傳給數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具運(yùn)動(dòng)，完成零件加工。其過程如下圖所示：【零件信息】→【CAD系統(tǒng)造型】→【CAM系統(tǒng)生成加工代碼】→【數(shù)控機(jī)床】→【零件】（1）零件數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：系統(tǒng)自設(shè)計(jì)和造型功能或通過數(shù)據(jù)接口傳入CAD數(shù)據(jù)，如STEP，IGES，SAT，DXF，X-T等；在實(shí)際的數(shù)控加工中，零件數(shù)據(jù)不僅僅來自圖紙，特別在廣泛采用Internet網(wǎng)的今天，零件數(shù)據(jù)往往通過測量或通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)确绞降玫健＃?）確定粗加工、半精加工和精加工方案。（3）生成各加工步驟的刀具軌跡。（4）刀具軌跡仿真。（5）后期處理輸出加工代碼。（6）輸出數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。（7）傳給機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工。數(shù)控編程系統(tǒng)數(shù)控加工機(jī)床與編程技術(shù)兩者的發(fā)展是緊密相關(guān)的。數(shù)控加工機(jī)床的性能提升推動(dòng)了編程技術(shù)的發(fā)展，而編程手段的提高也促進(jìn)了數(shù)控加工機(jī)床的發(fā)展，二者相互依賴。現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向發(fā)展，而編程方式也越來越豐富。數(shù)控編程可分為機(jī)內(nèi)編程和機(jī)外編程。機(jī)內(nèi)編程指利用數(shù)控機(jī)床本身提供的交互功能進(jìn)行編程，機(jī)外編程則是脫離數(shù)控機(jī)床本身在其他設(shè)備上進(jìn)行編程。機(jī)內(nèi)編程的方式隨機(jī)床的不同而異，可以以“手工”的形式分行輸入控制代碼（手工編程）、交互方式輸入控制代碼（會(huì)話編程）、圖形方式輸入控制代碼（圖形編程），甚至可以語音方式輸入控制代碼（語音編程）或通過高級(jí)語言方式輸入控制代碼（高級(jí)語言編程）。但機(jī)內(nèi)編程一般來說只適用于簡單形體，而且效率較低。機(jī)外編程也可以分成手工編程、計(jì)算機(jī)輔助APT編程和CAD/CAM編程等方式。機(jī)外編程由于其可以脫離數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控編程，相對機(jī)內(nèi)編程來說效率較高，是普遍采用的方式。隨著編程技術(shù)的發(fā)展，機(jī)外編程處理能力不斷增強(qiáng)，已可以進(jìn)行十分復(fù)雜形體的靈敏控加工編程。隨著微電子技術(shù)和CAD技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)編程系統(tǒng)也逐漸過渡到以圖形交互為基礎(chǔ)的與CAD集成的CAD/CAM系統(tǒng)為主的編程方法。與以前的語言型自動(dòng)編程系統(tǒng)相比，CAD/CAM集成系統(tǒng)可以提供單一準(zhǔn)確的產(chǎn)品幾何模型，幾何模型的產(chǎn)生和處理手段靈活、多樣、方便，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造一體化。雖然數(shù)控編程的方式多種多樣，毋庸置疑，目前占主導(dǎo)地位的是采用CAD/CAM數(shù)控編程系統(tǒng)進(jìn)行編程。第二章數(shù)控編程基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)處理坐標(biāo)系及運(yùn)動(dòng)方向在數(shù)控機(jī)床上加工工件，刀具與工件的相對運(yùn)動(dòng)是以數(shù)字的形式來體現(xiàn)的，因此，必須建立相應(yīng)的坐標(biāo)系，才能明確刀具和工件的位置。為了便于編程時(shí)描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，簡化編程方法保證記錄數(shù)據(jù)的互換性，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向均已標(biāo)準(zhǔn)化。坐標(biāo)系的命名在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了以右手直角笛卡兒坐標(biāo)系作為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。在笛卡兒坐標(biāo)系中，用X、Y、Z表示3個(gè)直線坐標(biāo)軸，三者之間的相互關(guān)系及正方向用右手定則判定，其正方向用+X、+Y、+Z表示；圍繞X、Y、Z各軸的回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸分別為A、B、C坐標(biāo)軸，其正方向分別為+A、+B、+C用右手螺旋定則判斷。機(jī)床坐標(biāo)軸的確定方法確定機(jī)床坐標(biāo)軸時(shí)，一般順序是先確定Z軸，再確定X軸和Y軸。（1）先確定Z軸一般是選取產(chǎn)生切削力的軸線作為Z軸，同時(shí)規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工作的方向作為Z軸的正方向。（2）對于有主軸的機(jī)床X軸一般平行于工件裝夾面且與Z軸垂直。（3）最后確定Y軸轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為A、B或C坐標(biāo)。各回轉(zhuǎn)坐標(biāo)的正方向根據(jù)右手螺旋定則確定。Y軸垂直于X軸和Z軸。當(dāng)X軸和Z軸及正方向確定后，按右手直角笛卡兒坐標(biāo)系即可判定Y軸及正方向。（4）機(jī)床的的附加坐標(biāo)系為了編程和加方便，有時(shí)要設(shè)置附加坐標(biāo)系。如果在X、Y、Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)之外還有第二組和第三組坐標(biāo)平行于它們，則分別用U、V、W和P、Q、R指定。（5）機(jī)床的加轉(zhuǎn)坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床上有回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，且回轉(zhuǎn)軸線平行于X、Y、或Z坐標(biāo)，則對應(yīng)的加機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系在確定機(jī)床各坐標(biāo)軸及方向后，還需要進(jìn)一步明確機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的區(qū)別，并確定坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置。機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)又稱為機(jī)械原點(diǎn)，是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。該點(diǎn)是機(jī)床上一個(gè)固定的點(diǎn)，其位置是由機(jī)床設(shè)計(jì)和制造單位確定的，通常不允許用戶改變。它是其他所有坐標(biāo)，如工件坐標(biāo)系，機(jī)床參考點(diǎn)的其準(zhǔn)點(diǎn)，也是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)。機(jī)床原點(diǎn)是通過機(jī)床參考點(diǎn)間接確定的，機(jī)床參考點(diǎn)也是機(jī)床上一個(gè)固定的點(diǎn)，它與機(jī)床原點(diǎn)之間有一確定的相對位置，一般設(shè)置在刀具運(yùn)動(dòng)的X、Y、Z軸正向最大極限位置，其位置由機(jī)械擋塊確定。機(jī)床參考點(diǎn)由機(jī)床制造廠測定后輸入數(shù)控系統(tǒng)，用戶不能更改。數(shù)控機(jī)床通電時(shí)并不知道機(jī)床原點(diǎn)的位置，在機(jī)床每次通電之后，工作之前，必須進(jìn)行回參考點(diǎn)操作，使刀具或工作臺(tái)移動(dòng)到機(jī)床參考點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。當(dāng)完成回參考點(diǎn)操作后，顯示器即顯示出機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，表明機(jī)床坐標(biāo)系已自動(dòng)建立?？梢哉f，回參考點(diǎn)操作是對基準(zhǔn)的重新核定，可消除多種原因產(chǎn)生的基準(zhǔn)偏差。工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn)工件坐標(biāo)系是由編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝，以零件上某一固定點(diǎn)為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系，又稱為編程坐標(biāo)系或工作坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系是用來確定工件幾何形體上各要素的位置而設(shè)置的坐標(biāo)系。工件原點(diǎn)的位置是根據(jù)工件的特點(diǎn)人為設(shè)定的，所以也稱編程原點(diǎn)。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇要盡量滿足編程簡單、尺寸換算少、引起的加工誤差小等條件。一般情況下，以坐標(biāo)式尺寸標(biāo)注的零件，選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)即尺寸標(biāo)注起點(diǎn)作為編程原點(diǎn)；對稱零件或同心圓為主的零件，編程原點(diǎn)應(yīng)選在對稱中心線或圓心上。2.2數(shù)控編程的步驟分析零件圖樣和進(jìn)行工藝處理在數(shù)控機(jī)床上加工零件，零件圖是操作者的原始資料。對零件圖樣規(guī)定的技術(shù)特點(diǎn)、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，確定加工方案，選擇合適的數(shù)控機(jī)床，選擇、設(shè)計(jì)刀具和夾具，確定合理的走刀路線，選擇合理的切削用量。在確定工藝過程中，應(yīng)充分考慮數(shù)控機(jī)床的所有功能，做到加工路線短、走刀次數(shù)少、換刀次數(shù)少等。進(jìn)行數(shù)據(jù)處理根據(jù)零件的形狀、尺寸和走刀路線，計(jì)算出零件輪廓線上各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)和圓弧的圓心坐標(biāo)。若數(shù)控系統(tǒng)沒有刀補(bǔ)功能，則應(yīng)計(jì)算刀心軌跡。當(dāng)用直線、圓弧來逼近非圓曲線時(shí)，應(yīng)計(jì)算曲線上各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值。若某尺寸帶有上下偏差時(shí)，通常編程時(shí)應(yīng)取尺寸的平均值。編寫零件加工程序根據(jù)工藝過程的先后順序，用機(jī)床規(guī)定的代碼和程序格式編寫零件加工程序單。編程員應(yīng)對數(shù)控機(jī)床的性能、程序代碼非常熟悉，才能編寫出正確的零件加工程序。程序輸入目前常用的方法是能過操作面板上的鍵盤直接將程序輸入數(shù)控機(jī)床，或插入存儲(chǔ)卡輸入，或采用微機(jī)存儲(chǔ)加工程序，經(jīng)過串行接口RS-232將加工程序傳入數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)直接數(shù)控（DNC）通信接口，可以邊傳送邊加工。程序校驗(yàn)通過數(shù)控機(jī)床的圖形模擬功能，可進(jìn)行圖形模擬加工，檢查刀具軌跡是否正確。由于只能大致檢查出刀具運(yùn)行輕跡的正確性，而且驗(yàn)出出對刀誤差和因某些計(jì)算機(jī)誤差引起的加工誤差及加工精度，所以還要進(jìn)行首件試切，試切后若發(fā)現(xiàn)工件不符合要求，可修改程序或進(jìn)行刀具尺寸補(bǔ)償。數(shù)控編程的方法手工編程手工編程主要由人工來完成數(shù)控機(jī)床程序編制各個(gè)階段的工作，一般補(bǔ)加工零件形狀不復(fù)雜和程序較短時(shí)，可以采用手工編程的方法，它要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則，還要具備數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。自動(dòng)編程自動(dòng)編程即計(jì)算機(jī)輔助編程，是利用計(jì)算機(jī)及專用自動(dòng)編程軟件，以人一機(jī)對話方式確定加工對象和加工條件，自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算并生成指令的編程過程。自動(dòng)編程主要用于曲線輪廓、三維曲面等復(fù)雜型面的編程。利用自動(dòng)編程，可縮短生產(chǎn)周期，提高機(jī)床的利用率，有效地解決各種模具及復(fù)雜零件的加工。語言數(shù)控自動(dòng)編程（APT）他是指加工零件的幾何尺寸、工藝要求、切削參數(shù)及輔助信息等用語言編寫的零件源程序后，輸入到計(jì)算機(jī)中，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理得到零件加工程序。繪圖數(shù)控自動(dòng)編程他指用CAD/CAM軟件將零件圖形信息直接輸入計(jì)算機(jī)，以人一機(jī)方式確定加工條件，并進(jìn)行虛擬加工，最總得到加工程序。數(shù)據(jù)編程的結(jié)構(gòu)一個(gè)完整的程序由程序號(hào)、程序的內(nèi)容和程序結(jié)束3部分組成程序號(hào)：在數(shù)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)的存儲(chǔ)器里可以存儲(chǔ)多個(gè)程序。為了把這些程序想互區(qū)別開，在程序的開頭，冠心用地址O（FANUC系統(tǒng)）及后續(xù)4位數(shù)值構(gòu)成的程序名。程序內(nèi)容：程序內(nèi)容是整個(gè)程序的核心，它由許多程序段組成，每個(gè)程序段由一個(gè)或多個(gè)指令構(gòu)成，它表示數(shù)控機(jī)床要完成的全部動(dòng)作。程序結(jié)束：程序從程序名開始，用M30、M02或M99結(jié)束。在執(zhí)行程序中，如果檢測出程序結(jié)束：M30、M02或M99，則系統(tǒng)結(jié)束執(zhí)行程序。數(shù)據(jù)編程的格式1、程序段格式程序段格式是指在同一個(gè)程序段中關(guān)于字母、數(shù)字、符號(hào)等各個(gè)信息代碼的排列順序和含義在規(guī)定表示方法。2、編程規(guī)則（1）絕對值編程和增量值編程數(shù)控加工程序中表示幾何點(diǎn)的坐標(biāo)位置有絕對值和增量值兩種方式，絕對坐標(biāo)是指點(diǎn)的坐標(biāo)值是相對于“工作原點(diǎn)”計(jì)量的。增量坐標(biāo)又叫相對坐標(biāo)，是指運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)值是以“前一點(diǎn)”的坐標(biāo)為起點(diǎn)來計(jì)量的。（2）小數(shù)點(diǎn)編程數(shù)控編程時(shí)，可以使用小數(shù)點(diǎn)編程，每個(gè)數(shù)字都有小數(shù)點(diǎn)。也可使用脈沖數(shù)編程，數(shù)字中不寫小數(shù)點(diǎn)。（3）續(xù)效性功能大多數(shù)G指令和M指令都具有有續(xù)效性功能，除非它們被同組中的指令取代或取消，否則一直保持有效。另外，當(dāng)X、Y、Z、F、S、T字的內(nèi)容不變時(shí)，下一個(gè)程序段會(huì)自動(dòng)接受此內(nèi)容，因?yàn)橐部墒÷圆粚憽?shù)控編程的數(shù)據(jù)處理數(shù)控機(jī)床是將工藝規(guī)劃好的加工路徑等信息編寫成程序，控制刀具與工件間的相對運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行加工的，刀具路徑規(guī)劃的原始依據(jù)是零件圖紙。無論是手工編程還是自動(dòng)編程，都要按已經(jīng)確定的加工路線和允許的誤差進(jìn)行刀位點(diǎn)的計(jì)算。所謂刀位點(diǎn)即為刀具運(yùn)動(dòng)過程中的相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)，包括基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)。一般數(shù)控機(jī)床只有直線和圓弧插補(bǔ)功能，當(dāng)?shù)毒呗窂揭?guī)劃好后，需要知道刀具路徑上各直線和圓弧要素的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行編程。這些編程所需要的數(shù)據(jù)在零件圖上往往未必都能直接獲得。當(dāng)被加工工件輪廓是非圓曲線，而數(shù)控機(jī)床又不具備相應(yīng)的插補(bǔ)功能時(shí)，就只能用若干直線或圓弧段對非圓曲線進(jìn)行擬合，以近似代替實(shí)際輪廓曲線，這就需要計(jì)算出各擬合段的交點(diǎn)坐標(biāo)，從而編制出各擬合段程序。第三章數(shù)控加工工藝分析數(shù)控工藝加工工藝是隨著數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)、發(fā)展而逐步建立起來的一種應(yīng)用技術(shù)，是通過大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，是數(shù)控機(jī)床加工零件過程中所使用的各種技術(shù)、方法的綜合。數(shù)控加工零件圖的工藝性分析數(shù)控加工零件的加工內(nèi)容確定后，應(yīng)對零件的數(shù)控加工工藝進(jìn)行全面、仔細(xì)、認(rèn)真的分析。主要是零件圖分析、結(jié)構(gòu)工藝性分析、零件安裝方式的選擇等內(nèi)容。尺寸標(biāo)注方式分析為使編程方便，在數(shù)控加工零件圖上，尺寸的標(biāo)注方式應(yīng)體現(xiàn)數(shù)控加工的特點(diǎn)，即以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接按坐標(biāo)方式標(biāo)注尺寸。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)生較大的累積誤差而破壞零件的使用特性，因此，可將局部的分散標(biāo)注法改為同一基準(zhǔn)標(biāo)注或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。輪廓幾何要素分析由于手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)基點(diǎn)的坐標(biāo)，在自動(dòng)編程時(shí)，要對構(gòu)成輪廓的所有幾何要素進(jìn)行定義，在分析零件圖時(shí)，要分析幾何要素的給定條件是否充分。在零件圖設(shè)計(jì)時(shí)，如果出現(xiàn)構(gòu)成加工輪廓的條件不充分，尺寸模糊不清，將使編程存在困難。精度及技術(shù)要求分析在確定加工方法，裝夾方式、刀具及切削用量之前，必須對零件的加工精度及技術(shù)要術(shù)進(jìn)行分析，分析的主要內(nèi)容有4個(gè)方面：一是分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全合理；二是分析機(jī)床的加工精度能否達(dá)到加工要求；三是找出有位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)安排在一次安裝中完成；四是對表面粗糙度要求較高的表面應(yīng)采取恒線速度切削功能進(jìn)行加工。零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)地零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。良好的結(jié)構(gòu)工藝性，可以使零件加工容易，節(jié)省工時(shí)和材料。而較差的零件結(jié)構(gòu)工藝性，會(huì)使加工困難，浪費(fèi)工時(shí)和材料，有時(shí)甚至無法加工，因此，零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。零件的內(nèi)腔和外形應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，尤其是加工面轉(zhuǎn)接處的凹圓弧半徑，一根軸上直徑差不大的各軸肩處的退刀槽寬度最好統(tǒng)一尺寸。這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，提高生產(chǎn)效率。內(nèi)槽及緣板之間轉(zhuǎn)接圓角的大小決定著刀具直徑的大小，所以內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太小。銑削零件槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑R不要過大。應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位在數(shù)控加工中若沒有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，則會(huì)因工作的二次裝夾而造成加工后兩個(gè)面上的輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。另外，零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔。若沒有則應(yīng)設(shè)置工藝作為定位基準(zhǔn)孔。若無法制出工藝孔，也要用精加工表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，以減少二次裝夾主生的誤差。注意分析零件的變形情況零件在數(shù)控加工時(shí)的變形，不僅影響加工質(zhì)量，而且當(dāng)變形較大時(shí)，將使加工不能繼續(xù)進(jìn)行下去，這時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮采取一些必要的工藝措施時(shí)行預(yù)防，如對鋼件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，對鑄鋁件進(jìn)行退火處理，對不能用熱處理方法解決的，也可考慮粗、精分步加工及對稱去余量等常規(guī)方法?？紤]分析毛坯的結(jié)構(gòu)工藝件在數(shù)控加工零件時(shí)，加工過程是自動(dòng)的，毛坯余量的大小、如何裝夾等問題在選擇毛坯時(shí)就要仔細(xì)考慮好。否則，一旦毛坯不適合數(shù)控加工，加工過程將很難進(jìn)行下去。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定毛坯的余量和裝夾應(yīng)注意毛皮加工余量要充足和均勻、分析毛坯裝卡的適應(yīng)性兩點(diǎn)。數(shù)控加工刀具路徑刀具路徑是指數(shù)控機(jī)床在整個(gè)加工工序中刀具中心相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。在確定刀具路徑時(shí)主要遵循以下幾點(diǎn)原則：應(yīng)能保證零件具有良好的加工精度和表面質(zhì)量。應(yīng)盡量縮短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率。應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單，程序段數(shù)量少。確定軸向移動(dòng)尺寸時(shí)，應(yīng)考慮刀具的引入距離和超越距離。數(shù)控車削刀具路徑進(jìn)給路線的選擇最短的切削進(jìn)給路線大余量毛坯的切削進(jìn)給路線車螺紋時(shí)的加工路線和軸向進(jìn)給距離循環(huán)切削余量退刀路徑的確定數(shù)控機(jī)床加工過程中，為了提高加工效率，刀具從起始點(diǎn)或換刀點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到接近工件部位，以及加工完成后退回起始點(diǎn)或換刀點(diǎn)，是以快速運(yùn)動(dòng)方式完成的。數(shù)控銑削道路路徑順銑和逆銑的選擇在銑削加工中，采用順銑還是逆銑方式是影響加工表面粗糙度的重要因素之一。逆銑時(shí)切削力F的水平分力FH的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)vf的方向相反；順銑時(shí)切削力F的水平分力FH的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)vf的方向相同。銑削方式的選擇應(yīng)視零件圖樣的加工要求，工件材料的性質(zhì)、特點(diǎn)以及機(jī)床、刀具等條件綜合考慮。通常，由于數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)采用滾珠線杠結(jié)構(gòu)，其進(jìn)給傳動(dòng)間隙很小，順銑的工藝性優(yōu)于逆銑。一般來說，對于鋁鎂合金、鐵合金或耐熱合金的銑削加工，為了降低表面粗糙度和提高刀具耐用度，應(yīng)盡量采用順銑；而對于黑色金屬鍛件或鑄件，表皮硬而且加工余量較大時(shí)，可采用逆銑加工，使刀齒從已加工表面切入，不易崩刃。平面零件輪廓的刀具路徑對于平面輪廓的銑削，無論是外輪廓或內(nèi)輪廓，銑刀在切入工件時(shí)應(yīng)沿輪廓曲線的切向進(jìn)入輪廓進(jìn)行加工，而不應(yīng)沿法線直接切入工件，以保證零件輪廓切入處的表面光滑。當(dāng)輪廓加工完畢之后，要安排一段沿切線方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的退刀距離，這樣可以避免刀具在工件上的切入點(diǎn)和退出點(diǎn)處留下接刀痕。銑削內(nèi)輪廓表面時(shí)，刀具同樣不能沿法向切入和切出，此時(shí)刀具可沿一過渡圓弧切入和切出工件輪廓。型腔加工的刀具路徑型腔加工事銑削中常見的加工，通常采用立銑刀銑削，由于進(jìn)給路線的不一致名加工結(jié)果也將各異。銑削曲面的刀具路徑銑削曲面時(shí)，常用球頭刀進(jìn)行加工。當(dāng)采用平行直紋刀路加工時(shí)，每次直線進(jìn)給，刀位點(diǎn)計(jì)算簡單，程序較短，而且加工過程符合直紋面的形成規(guī)律，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用垂直直紋刀路加工時(shí)，符合這類工件表面資料給出情況，便于加工檢驗(yàn)，葉形的準(zhǔn)確度高，因此在實(shí)際生產(chǎn)中最好將以上兩種方案結(jié)合起來，另外，由于曲面工件的邊界的敞開的，沒有其他表面限制，所以曲面邊界可以外延，為保證加工的表面質(zhì)量，球頭刀應(yīng)從曲面邊界外部進(jìn)刀和退刀。當(dāng)邊界不敞開時(shí)，確定走刀路線要另行處理?？准庸さ毒呗窂娇准庸r(shí)，一般是首先將刀具在xy平面內(nèi)快速定位運(yùn)動(dòng)到孔中心線的位置上，然后沿Z向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工，所以，孔加工進(jìn)給路線的確定包括XY平面內(nèi)和Z向進(jìn)給路線。工件定位和加緊工件定位、安裝基本原則力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。盡量減少工件的裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。避免采用點(diǎn)機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)按數(shù)控機(jī)床的效能。工件的定位基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致在工件定位方案制定時(shí)，工件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致，注意防止定位干涉現(xiàn)象，且便于工件的安裝，決不允許出現(xiàn)欠定位的情況。工件裝夾直接找正裝夾劃線找正裝夾用夾具裝夾零件加緊在夾緊過程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置。夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng)。夾緊機(jī)構(gòu)要能自鎖，保持工件在加工中不產(chǎn)生松動(dòng)和振動(dòng)。夾緊工件時(shí)不允許產(chǎn)生過大變形和表面損傷。夾緊裝置應(yīng)操作方便、安全、省力。夾緊方案或夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力求簡單緊湊，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)化組件。夾具的選擇選擇夾具的基本要求單件小批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。成批生產(chǎn)時(shí)，可考慮采用專用夾具，但結(jié)構(gòu)要力求簡單。數(shù)控機(jī)床夾具的精度要求更高。零件在夾具上的裝卸要快速、方便、可靠，實(shí)現(xiàn)夾具的高效自動(dòng)化。常用數(shù)控夾具數(shù)控車床夾具數(shù)控銑床上的夾具專用夾具刀具與工件的相對位置對刀點(diǎn)所選的對刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡單。對刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置。對刀點(diǎn)的位置應(yīng)檢驗(yàn)方便、可靠。對刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。刀位點(diǎn)在使用對刀點(diǎn)確定工件原點(diǎn)時(shí)，就需要進(jìn)行“對刀”，對刀是指使“刀位點(diǎn)”與“對刀點(diǎn)”重合的操作。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，常用刀具的刀位點(diǎn)規(guī)定：立銑刀、端銑刀的刀位點(diǎn)是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)，球頭銑刀刀位點(diǎn)為球心，鏜刀、車刀刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心，鉆頭為鉆尖。換刀點(diǎn)換刀點(diǎn)是為數(shù)控車床、加工中心等采用多刀時(shí)行加工的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中要自動(dòng)換刀。對于手動(dòng)換刀的數(shù)控銑床、刀應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。這防止換刀時(shí)碰傷零件、刀具或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。刀具和切削用量數(shù)控刀具種類按刀具結(jié)構(gòu)按刀具結(jié)構(gòu)，分整體式、鑲嵌式和特殊型式。整體式由整塊材料麿制而成，使用時(shí)根據(jù)不同用途將切削部分修磨成所需要的形狀；鑲嵌式分焊接或機(jī)夾式兩種，機(jī)夾式又可分為不重磨和可重磨兩種；特殊型式有復(fù)合式刀具，減震式刀具等。按刀具材料按刀具材料，分高束鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具和其他材料刀具（如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具）等。目前數(shù)控機(jī)床用的最多最普遍的是高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具。按切削工藝按切削工藝，分車削刀具、銑削刀具、鉆削刀具、鏜削刀具等。車削刀具有外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；銑削刀具有端銑刀、立銑刀、球頭銑刀等；鉆削刀具有麻花鉆、鉸刀、絲錐等。數(shù)控刀具的特點(diǎn)高的切削效率。刀具精度高，精度穩(wěn)定。剛性好，抗振及熱變形小。耐用度好，切削性能穩(wěn)定、可靠。刀具的尺寸調(diào)整方便，換刀調(diào)整時(shí)間短。系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。刀具選擇的原則思路選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部形狀容易造成較大殘留面積，因此為保證加工精度，切削行距一般必須取得很密。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按照程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作，因此采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，能迅速、準(zhǔn)確的裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。切削用量確定數(shù)控編程時(shí)，變成人員必須確定每道工序的切削用量，包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度等。通常切削用量的選擇順序是：先確定背吃刀量，其次確定進(jìn)給給量，最后確定切削速度。典型數(shù)控零件的加工工藝分析零件圖工藝分析確定零件的定位基準(zhǔn)確定裝夾方案確定加工順序和進(jìn)給路線刀具的選擇切削用量的選擇填寫數(shù)控加工工藝卡第四章加工中心加工中心概念加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一，他主要用于箱體類零件和復(fù)雜曲面零件的加工，能把銑削、镋削、鉆削、攻螺紋等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上。因?yàn)樗哂卸喾N換刀或選刀功能及自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置，故工作程度大大提高，因此加工中心又稱為自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床或多工序數(shù)控機(jī)床。加工中心分類按功能特征分類鏜銑加工中心，以鏜銑為主，適用于箱體、殼體加工以及各種復(fù)雜零件的加工。鉆削加工中心，以鉆削為主，刀庫形式以轉(zhuǎn)塔頭形式為主，適用于中、小批量零件鉆孔、擴(kuò)孔等多序加工。復(fù)合加工中心，復(fù)合加工中心主要指復(fù)合面加工，可自動(dòng)回轉(zhuǎn)主軸頭，進(jìn)行立臥加工。按結(jié)構(gòu)特征分類加工中心工作臺(tái)有各種結(jié)構(gòu)，按工作臺(tái)結(jié)構(gòu)特征分類，可分單、雙鶴多工作臺(tái)。設(shè)置工作臺(tái)的目的是為了縮短零件的輔助準(zhǔn)備時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和機(jī)床自動(dòng)化程度，最常見的是單工作臺(tái)和雙工作臺(tái)兩種形式。按主軸分類根據(jù)主軸結(jié)構(gòu)特征分類，可分為單軸、雙軸、三軸及可換主軸箱的加工中心。按自動(dòng)換刀裝置分類轉(zhuǎn)塔頭加工中心刀庫+主軸換刀加工中心刀庫+機(jī)械手+主軸換刀加工中心。刀庫+機(jī)械手+雙主軸轉(zhuǎn)塔頭加工中心按主軸在加工時(shí)的空間位置分類加工中心常按主軸在空間所處的狀態(tài)分為立式加工中心和臥式加工中心，加工中心的主軸在空間處于垂直狀態(tài)的成為立式加工中心，主軸空間處于水平狀態(tài)的成為臥式加工中心。另外，按照加工中心立柱的數(shù)量分類，有單柱式和雙柱式。按加工中心運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)數(shù)和同時(shí)控制坐標(biāo)數(shù)分類，有三軸二聯(lián)動(dòng)、三軸三聯(lián)動(dòng)、四軸三聯(lián)動(dòng)、五軸四聯(lián)動(dòng)等。按加工精度分，有普通加工中心和高精度加工中心。4．3加工中心的加工對象箱體類零件復(fù)雜曲面異型零件盤、套、板類零件特殊加工4．4加工中心的自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置的形式自動(dòng)換刀裝置的結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床的類型，工藝范圍及刀具的種類、數(shù)量等。自動(dòng)換刀裝置主要有回轉(zhuǎn)刀架和帶刀庫的制動(dòng)換刀兩種形式。刀庫的形式刀庫的形式很多，結(jié)構(gòu)各異，加工中心常用的刀庫有鼓輪式和鏈?zhǔn)絻煞N。換刀過程自動(dòng)換刀裝置的換刀過程由選刀和換刀兩部分組成。刀具的選擇方法數(shù)控機(jī)床常用的選刀方式有順序換刀方式和任選方式兩種。4．5加工中心程序編程加工中心是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，又稱為自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床或多工序數(shù)控機(jī)床。準(zhǔn)備功能（G指令）準(zhǔn)備功能也稱為G指令，是建立坐標(biāo)平面，坐標(biāo)系偏置、刀具與工具相對運(yùn)動(dòng)軌跡以及刀具補(bǔ)償?shù)榷喾N加工操作方式的指令。常有G指令及其功能G指令組別功能G指令組別功能*GOO01快速定位G4408負(fù)向長度補(bǔ)償GO1直線插補(bǔ)*G49長度補(bǔ)償取消G02順（時(shí)針）圓弧插補(bǔ)G5200局部坐標(biāo)系設(shè)定GO3逆（時(shí)針）圓弧插補(bǔ)*G54選擇工件坐標(biāo)系1GO400暫停G5514選擇工件坐標(biāo)系2*G1517極坐標(biāo)指令取消G56選擇工件坐標(biāo)系3G16極坐標(biāo)指令G57選擇工件坐標(biāo)系4G1702XY平面設(shè)定G58選擇工件坐標(biāo)系5G18XZ平面設(shè)定G59選擇工件坐標(biāo)系6G19YZ平面設(shè)定G7309排屑鉆孔循環(huán)G2006英制單位輸入G74左旋攻螺紋循環(huán)*G21公制單位輸入*G80固定循環(huán)取消G2800返回參考點(diǎn)G81-G89鉆、攻螺紋、鏜孔固定循環(huán)G29由參考單位返回*G9003絕對值編程*G4007刀具半徑補(bǔ)償取消G91增量值編程G41左側(cè)刀具半徑取消G9200工作坐標(biāo)系設(shè)定G42右側(cè)刀具半徑取消G9810固定循環(huán)返回到初點(diǎn)G4308正向長度補(bǔ)償G99固定循環(huán)返回到R點(diǎn)輔助功能（M指令）輔助功能也稱為M指令，由地址字M后跟1-2位數(shù)字組成。M指令主要用來設(shè)定數(shù)控機(jī)床電控裝置單純的開或關(guān)動(dòng)作，以及控制加工程序的執(zhí)行走向。M指令及其功能M指令功能M指令功能M00程序終止M06刀具交換M01程序選擇性停止M08切削液開啟M02程序結(jié)束M09切削液關(guān)閉M03主軸正轉(zhuǎn)M30程序結(jié)束，返回開頭M04主軸反轉(zhuǎn)M98調(diào)用子程序M05主軸停止M99子程序結(jié)束F、S、T功能F是控制刀具位移速度進(jìn)給速率指令，為狀態(tài)指令，用字母F及其后面的若干位數(shù)字來表示。S功能用以指定主軸轉(zhuǎn)速，為模態(tài)指令，用字母S及其后面的若干位數(shù)字來表示單位是r/min。T是刀具功能代碼，后跟兩位數(shù)字指示更換刀具的代號(hào)，即T00-T99,因數(shù)控銑床無ATC，必須用人工換刀，所以T功能只用無加工中心。加工中心的基本編程指令編程術(shù)語起始平面：是程序開始時(shí)刀具的起始位置所在的平面。進(jìn)刀平面：刀具以高速下刀至要切削材料時(shí)編程以進(jìn)刀速度下刀，以免撞刀，此速度轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置為進(jìn)刀平面，也稱R面，其高度為進(jìn)刀高度，也稱接近高度，一般加工平面5mm左右。退刀平面：零件或加工零件的某區(qū)域加工結(jié)束后，刀具以切削進(jìn)給速度離開工件表面，其高度為退刀高度。安全平面：是指刀具在完成工件的一個(gè)區(qū)域加工后，刀具以其軸向反向運(yùn)行一段距離，此事刀尖所處的平面，其對應(yīng)的高度稱為安全高度，他一般定義為高出被加工零件的零件10mm左右，刀具處于安全平面時(shí)，可以以G00速度進(jìn)行移動(dòng)。返回平面：指程序結(jié)束后，刀尖點(diǎn)所在的Z平面，他在被加工零件表面最高點(diǎn)100mm左右位置上，一般與起始高度重合或高于起始高度，以便在工件加工完畢后觀察和測量，同時(shí)機(jī)床移動(dòng)式能避免工件和刀具發(fā)生碰撞現(xiàn)象，刀具在返回平面以上以高速移動(dòng)。與坐標(biāo)、坐標(biāo)系有關(guān)的指令工件坐標(biāo)系零點(diǎn)偏移及取消指令G54-G59、G53,指令格式：G54/G55/G56/G57/G58/G59;設(shè)定工件坐標(biāo)零點(diǎn)偏移指令。G53:取消工件坐標(biāo)系設(shè)定，即選擇機(jī)床坐標(biāo)系。零點(diǎn)偏置設(shè)定工件坐標(biāo)系的實(shí)質(zhì)就是在編程與加工之前讓數(shù)控系統(tǒng)知道工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的具體位置工件坐標(biāo)系設(shè)定指令 G92并不驅(qū)使機(jī)床刀具或工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，數(shù)控系統(tǒng)通過G92命令確定刀具當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)位置相對于工件原點(diǎn)的距離關(guān)系，以求建立起工件坐標(biāo)系。絕對坐標(biāo)G90與相對坐標(biāo)G91指令。加工平面設(shè)定指令G17、G18、G19。局部坐標(biāo)系設(shè)定指令G52。極坐標(biāo)系設(shè)定指令G15/G16，G16指令可以是坐標(biāo)值用極坐標(biāo)半徑和角度輸入，角度的正向是所選平面的第1軸向的逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，而負(fù)向是順時(shí)針轉(zhuǎn)向。半徑和角度兩者可以用絕對值指令或相對值指令（G90、G91）。G16出現(xiàn)后，刀具移動(dòng)指令的定位參數(shù)第1軸表示極坐標(biāo)系下的極徑，第2軸表示極坐標(biāo)系下的極角。G15指令則可以取消極坐標(biāo)方式，使坐標(biāo)值返回到用直角坐標(biāo)輸入?；疽苿?dòng)指令，包括快速定位、直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)3種指令?？焖俣ㄎ恢噶頖00直線插補(bǔ)指令G01圓弧插補(bǔ)指令G02/G03刀具補(bǔ)償指令,在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行工件輪廓的銑削時(shí)，由于刀具半徑的存在，刀具中心軌跡和工件輪廓不重合。一般情況下都要應(yīng)用刀具補(bǔ)償來擺成，編程時(shí)編程人員考慮刀具長度或半徑的具體值，而可以直接根據(jù)圖紙對工件尺寸進(jìn)行編程。刀具補(bǔ)償通常有3中：刀具半徑補(bǔ)償、刀具長度補(bǔ)償和刀具磨損補(bǔ)償?？准庸す潭ㄑh(huán)固定循環(huán)功能，孔加工是數(shù)控加工中常見的加工工序，加工中心通常都能完成鉆孔、擴(kuò)孔、絞孔、鏜孔和攻絲等固定循環(huán)功能。在孔加工編程時(shí)，只需給出第一個(gè)孔加工的所有參數(shù)，接著交給那個(gè)的孔，，凡與第一個(gè)孔相同的參數(shù)均可省略，這樣可以大大簡化程序，而使程序簡單易懂。固定循環(huán)的動(dòng)作組成一般由X、Y軸快速定位、快速移動(dòng)到R點(diǎn)、孔加工、孔底動(dòng)作、返回R點(diǎn)和返回到起始點(diǎn)組成。固定循環(huán)的代碼組成，規(guī)定一個(gè)固定循環(huán)動(dòng)作由數(shù)據(jù)形式代碼、返回點(diǎn)平面代碼、孔加工方式代碼3中方式代碼決定，他們分別由G代碼指定。固定循環(huán)指令組的書寫格式，如GXYZRQPFK，其中?？孜恢脭?shù)據(jù)和孔加工數(shù)據(jù)的基本含義如下表：孔位置數(shù)據(jù)和孔加工數(shù)據(jù)的基本含義指定內(nèi)容參數(shù)字說明孔加工方式G參照運(yùn)行方式孔位置數(shù)據(jù)X、Y指定孔位置孔加工數(shù)據(jù)Z在絕對值方式時(shí)，是指孔底的Z坐標(biāo)值，在增量值方式時(shí)，是指R點(diǎn)到孔底的距離。R在絕對值方式時(shí)，是指R點(diǎn)的Z坐標(biāo)值在增量值方式時(shí)，是指初始點(diǎn)平面到R點(diǎn)的距離。Q指定G73、G83中每次切入量或者G76、G87平移量（增量值）P指定在孔底的暫停時(shí)間。固定循環(huán)指令都可以帶一個(gè)參數(shù)P，P的參數(shù)值4位整數(shù)，單位毫秒F指定切削進(jìn)給速度K指定重復(fù)次數(shù)，K僅在被指定的程序段內(nèi)有效，可省略不寫，默認(rèn)為一次，最大鉆孔次數(shù)受系統(tǒng)參數(shù)限定，當(dāng)指定負(fù)值時(shí)，按其絕對值進(jìn)行執(zhí)行，為零時(shí)，不執(zhí)行鉆孔動(dòng)作，只改變模態(tài)(5)常用固定循環(huán)方式，鉆孔循環(huán)G81、鉆孔循環(huán)G82、固定循環(huán)取消G80、告訴深鉆孔鉆循環(huán)G73、深孔排屑G83、攻右螺紋循環(huán)G84、攻左螺紋循環(huán)G74、精鏜循環(huán)G76。（6）鏜孔循環(huán)G85，指令格式：G85XYZRFK；（7）鏜孔循環(huán)G86,指令格式：G86XYZRFK；（8）同類孔重復(fù)多次加工，采用G91、G99方式。4．7加工中心的編程簡化子程序在一個(gè)加工程序的若干位置上，如果包含一連串在寫法上完全相同或相似的內(nèi)容，為了簡化程序可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)抽出，并按一定的格式編成子程序，然后像主程序一樣將他們存儲(chǔ)到程序存儲(chǔ)區(qū)中。調(diào)用子程序M98指令，指令格式：M98P□□□XXX,其中，XXX為要調(diào)用的子程序號(hào)，□□□為重復(fù)調(diào)用次數(shù)，省略重復(fù)一次。子程序的格式，0XXX；……；M99；其中，XXXX為子程序占用的程序號(hào)；M99表示子程序結(jié)束，并返回主程序M98P的下一程序段繼續(xù)運(yùn)行主程序。平面內(nèi)的圖形縮放坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)對于某些圍繞中心旋轉(zhuǎn)得到的特殊輪廓交給加工，如果根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的實(shí)際加工軌跡進(jìn)行編程，就可能使坐標(biāo)系計(jì)算的工作量大大增加。而通過圖形旋轉(zhuǎn)功能，可以大大簡化工作量，同時(shí)節(jié)省存儲(chǔ)空間。極坐標(biāo)編程極坐標(biāo)是以坐標(biāo)原點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)連線的長度和連線與坐標(biāo)軸夾角來確定目標(biāo)點(diǎn)的位置。通常情況下，圓周分布的孔類零件以及圖樣尺寸以半徑與角度形式標(biāo)示的零件，采用極坐標(biāo)編程較為合適?？删幊嚏R像當(dāng)工件具有相對于某一軸對稱形狀時(shí)，可以利用鏡像功能和程序的方法，只對工件的一部分進(jìn)行編程，在通過鏡像加工出其他對稱部分，這就是鏡像功能。4．8華中數(shù)控系統(tǒng)編程指令華中數(shù)控系統(tǒng)是武漢華中數(shù)控股份開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、性能價(jià)格比較高的數(shù)控系統(tǒng)。華中HNC-21M數(shù)控系統(tǒng)的絕大指令與FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)指令在用法和格式上相同，在此重點(diǎn)介紹與FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)不同指令。進(jìn)給速度單位設(shè)定，指令格式：G94F或G95F,G94:每分鐘進(jìn)給；G95：每轉(zhuǎn)進(jìn)給；G94、G95為模態(tài)功能，可相互注銷。G95為數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定默認(rèn)值。固定循環(huán)，包括G73、G74、G76、G80、G89，功能與FANUC0i系統(tǒng)相同。G73高速深孔加工循環(huán)，格式G98/G99G73XYYZRQPKFL；G73用于Z向德間歇進(jìn)給，使深孔加工時(shí)容易排屑，減少退刀量，可以高效率的加工。G83高速深孔加工循環(huán)指令格式：G98/G99G83XYYZRQPKFL；G76精鏜循環(huán)，指令格式：G98/G99G76XYYZRQPKFL；子程序，程序格式：M98PXXXXL□□□,其中，PXXXX為要調(diào)用的子程序號(hào)，L□□□為重復(fù)調(diào)用次數(shù)（1-999次），省略為一次。鏡像功能G24、G25,指令格式：G24XYZ；M98P；G25XYZ；G24：建立鏡。G25：取消鏡像，為默認(rèn)值。X,Y,：鏡像位置。鏡像加工工序步驟表機(jī)床：數(shù)控銑床加工數(shù)據(jù)表工序加工內(nèi)容刀具刀具類型主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給量刀具半徑補(bǔ)償長度補(bǔ)償1銑外形輪廓T1直徑16立銑刀600100D01H012鏡像銑削T1直徑16立銑刀600100D01H014．9用戶宏程序在一般的程序中，程序字為常數(shù)，只能描述固定的幾何形狀，有時(shí)缺乏靈活性好通用性。若用該變參數(shù)的方法使用同一程序能加工形狀相同尺寸不同的零件，加工就會(huì)非常的方便，也提高了可靠性。用戶程序應(yīng)用特點(diǎn)，相類似的工作，秩序修改相應(yīng)參數(shù)量，即可滿足加工需求，不易出錯(cuò)；程序通用性強(qiáng)，能達(dá)到舉一反三，事半功倍的效果；程序簡單，易于修改，分析和調(diào)整。1、變量變量的形式，在宏程序中可以使用多個(gè)變量，以變量號(hào)進(jìn)行識(shí)別，變量符號(hào)“#”和后面的變量符號(hào)組成的。變量的使用，在程序使用變量時(shí)，應(yīng)指定后跟變量號(hào)的地址，當(dāng)用表達(dá)式指定變量時(shí)，必須把表達(dá)式放在括號(hào)中；改變引用變量的值的符號(hào)，要把負(fù)號(hào)放在#的前面；當(dāng)引用未定義的變量時(shí)其值為空，變量及地址都被忽略；不能引用變量的地址有：程序號(hào)O,順序號(hào)N，人選程序段號(hào)/。變量的賦值，有直線賦值和引述賦值。變量種類，系統(tǒng)變量：用于系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算時(shí)各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。用戶變量：包括局部變量和公共變量，用戶可以單獨(dú)使用，系統(tǒng)作為處理資料的一部分。算術(shù)與邏輯運(yùn)算，運(yùn)算類型，宏程序具有賦值、算術(shù)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等功能。混合運(yùn)算順序，即涉及運(yùn)算的優(yōu)先級(jí)，其運(yùn)算順序與一般數(shù)學(xué)上的定義基本一致。2、轉(zhuǎn)移與循環(huán)無條轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)n的程序段。當(dāng)指定1-99999以外的順序號(hào)時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警。條件轉(zhuǎn)移IF（條件表達(dá)式）GOTOn，表示如果指定的條件表達(dá)式滿足時(shí)，則轉(zhuǎn)移到標(biāo)有順序號(hào)n的程序段。IF（條件表達(dá)式）THEN,如果指定條件表達(dá)式滿足時(shí)，則執(zhí)行預(yù)先指定的宏程序語句，而且只執(zhí)行一個(gè)紅程序語句。循環(huán)在WHLE后指定一個(gè)條件表達(dá)式，當(dāng)指定條件滿足時(shí)，則反復(fù)執(zhí)行從DO到END之間的程序，否則，轉(zhuǎn)到END后的程序段。3、宏程序調(diào)用放在主程序中作程序來調(diào)用4．10、宏程序加工實(shí)例；數(shù)控銑削工藝分析與數(shù)控程序編制（孔系類）用加工中心完成圖示零件的加工（加工圖中外形和孔）加工工藝步驟：ф20立銑刀加工90X86外形；①ф20立銑刀加工左視圖中ф40外圓，②ф20立銑刀加工左視圖中ф26雙D外形，③ф6銑刀加工左視圖中ф26雙D外形R3拐角圓?。?、①ф9.5鉆頭預(yù)鉆４－ф10H7,②ф10鉸刀精加工４－ф10H7,③ф6鉆頭鉆２－ф6通孔④ф１6鉆頭鉆中心ф16通孔４、工件翻身①ф20立銑刀加工右視圖中ф45外圓，②ф20立銑刀加工右視圖中28臺(tái)階。程序如下：N100G21N102G0GN164G0Z50.(T00L–1DIA.OFF.–1DIA.-20.)N104T!M6N168Z10.N106GN170G1Z-13.N108G43H1Z50.N172Y25.F300.N110Z10.N174GN112GN176G300.N178GN116G3X-48.607R20.N118G2X-38.Y55.R15.N182G1Y-25.N120GN184GN122G2X53.Y40.R15.N186GN124G1Y-40.N188GN126GN128G1X-38.N192GN130G2X-53.Y-40.R15.N194GN132G1Y40.N196GN134G2X-48.607Y50.607R15.N136G3Y78.891R15.N200G0Z50.N138GN202M5N204G91GN142G0Z50.N206G28X0.Y0.A0.N144X-70.Y-20.N208Mo1N146Z10.(TooL-2DIA.OFF.-2DIA-6)N148G1Z-8.N210T2M6N150X-50.F300.N212GN152G3X-30.Y0.R20.N214G43H2Z50.N154G2X30.R30.218G1Z-13.F1000.N156X-30.R30..N218G1Z-13.F1000.150.N290G80N222G3X-21.178Y8.972R6.N292M5N226G1Y25N294G91GN228G2X16.R16.N296G28X0.Y0.A0.N230GN298M01N232G2X23.Y0.R23.(T00L-5DIAOFF-5LEN.-5DIA.-9)N234X16.Y-16.523R23.N300T5M6N236G1Y-25.N3002GN238G2X-16.R16.N304G43H5Z10..N240GN306G99GN242G2X-23.Y0.R23.N308X25.N244X-21.178Y8.972R23.N310Y-34.N246G3X-24.362Y16.837R6.N312X-25.N248GN314G80N250Z-3.F1000.N316M5N252G0Z50.N318G91GN254M5N320G28X0.Y0.A0.N256G91GN322M01N258G28X0.Y0.A0.(T00L-6DIA.OFF.-6LEN.-6DIA.-10)N26oM01N324T6M6(T00LN326GN262T3M6N328G43H6Z10.N264GN330G99GN268G99GN332X25.N270G80N334Y-34.N272M5N336X-25.N274G91GN338G80N276G28X0.Y0.A0.N340M5N278M01N342G91G(T00I–4DIA.OFF-4LEN.-4DIA.--6N344G28X0.Y0.A0.N280T4N6N346M30N282G％N284G43H4Z10.N286G99GN100G21N148X43.F300.N102G0G(T00L-7DIA.OFF.-7LEN.-7DIA.-20)N152G0Z50.N104T7M6N154M5N106GN156G91GN108G43H1Z50.N158G28X0.Y0.A0.N110Z10.(MCUPTOOLT1D20.L20.F20.)N112G(MCUPTOOLT1D20.L20.F20.)N114X300.(MCUPTOOLT1D20.L20.F20.)N116G3X-32.5Y0.R20.(MCUPTOOLT2D6.L20.F20.)N118G(MCUPTOOLT3D16.L20.F20.A118)(MCUPTO