數(shù)控程序編制中的工藝與數(shù)學(xué)處理

第2章數(shù)控編程基礎(chǔ)2.1數(shù)控編程概述2.2數(shù)控程序編制中的工藝分析2.3數(shù)控程序編制中的數(shù)學(xué)處理2.1數(shù)控編程概述2.1.1程序編制的內(nèi)容和步驟數(shù)控加工，是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法。數(shù)控機(jī)床程序編制過程的主要內(nèi)容包括：零件圖的分析、數(shù)控機(jī)床的選擇、工件裝夾方法的確定、加工工藝的確定、刀具的選擇、程序的編制、程序的調(diào)試。從零件圖的分析開始到零件加工完畢。1．零件圖的分析2．?dāng)?shù)控機(jī)床的選擇3．工件裝夾方法的確定4．加工工藝的確定5．刀具的選擇6．程序的編制7．程序的調(diào)試2.1.2程序編制的方法1．手工編程利用一般的計(jì)算工具，通過各種數(shù)學(xué)方法，人工進(jìn)行刀具軌跡的運(yùn)算，并進(jìn)行指令編制。這種方式比較簡(jiǎn)單，很容易掌握，適應(yīng)性較大。適用于中等復(fù)雜程度程序、計(jì)算量不大的零件編程，對(duì)機(jī)床操作人員來講必須掌握。2．自動(dòng)編程（1）自動(dòng)編程軟件編程利用通用的微型計(jì)算機(jī)及專用的自動(dòng)編程軟件，以人機(jī)對(duì)話方式確定加工對(duì)象和加工條件自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算和生成指令。專用軟件多為在開放式操作系統(tǒng)環(huán)境下，在微型計(jì)算機(jī)上開發(fā)的，成本低、通用性強(qiáng)。（2）CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)自動(dòng)編程利用CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)、分析及加工編程。該種方法適用于制造業(yè)中的CAD/CAM集成編程數(shù)控系統(tǒng)，目前正被廣泛應(yīng)用。該方式適應(yīng)面廣、效率高、程序質(zhì)量好適用于各類柔性制造系統(tǒng)（FMS）和集成制造系統(tǒng)（CIMS），但投資大，掌握起來需要一定時(shí)間。2.2數(shù)控程序編制中的工藝分析2.2.1數(shù)控加工工藝基本特點(diǎn)數(shù)控加工的程序是數(shù)控機(jī)床的指令性文件。數(shù)控機(jī)床受控于程序指令，加工的全過程都是按程序指令自動(dòng)進(jìn)行的。因此，數(shù)控加工程序與普通機(jī)床工藝規(guī)程有較大差別，涉及的內(nèi)容也較廣。數(shù)控機(jī)床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量，走刀路線，刀具尺寸以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過程。因此，要求編程人員對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范以及工件的裝夾方法都要非常熟悉。2.2.2數(shù)控加工工藝分析主要內(nèi)容數(shù)控加工工藝概括起來主要包括如下內(nèi)容。（1）選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。（2）分析被加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。（3）確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。如劃分工序、安排加工順序以及處理與非數(shù)控加工工序的銜接等。（4）加工工序的設(shè)計(jì)。如選取零件的定位基準(zhǔn)、夾具方案的確定、劃分工步、選取刀輔具和確定切削用量等。（5）數(shù)控加工程序的調(diào)整。選取對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀具補(bǔ)償，確定加工路線。（6）分配數(shù)控加工中的容差。（7）處理數(shù)控機(jī)床上的部分工藝指令。雖然數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多，但有些內(nèi)容與普通機(jī)床加工工藝非常相似。2.2.3數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法2.2.3.1數(shù)控加工內(nèi)容及加工方法的選擇1．選擇數(shù)控加工內(nèi)容選擇數(shù)控加工內(nèi)容時(shí)，應(yīng)考慮以下問題（1）優(yōu)先選擇普通機(jī)床上無法加工的內(nèi)容，作為數(shù)控加工的內(nèi)容；（2）重點(diǎn)選擇普通機(jī)床難加工、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容，作為數(shù)控加工的內(nèi)容；（3）普通機(jī)床加工效率低、工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可考慮在數(shù)控機(jī)床上加工。與上述內(nèi)容比較，下列一些內(nèi)容則不宜選擇采用數(shù)控機(jī)床加工：（1）需要通過較長(zhǎng)時(shí)間占機(jī)調(diào)整的內(nèi)容，如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位來加工第一個(gè)精基準(zhǔn)的工序等；（2）必須按專用工裝協(xié)調(diào)的孔及其他加工內(nèi)容。主要原因是采集編程用的資料有困難，協(xié)調(diào)效果也不一定理想；（3）不能在一次裝夾中加工完成的其他零星部位，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排在普通機(jī)床進(jìn)行補(bǔ)加工。2．選擇數(shù)控加工方法（1）旋轉(zhuǎn)體零件的加工這類零件一般在數(shù)控車床上加工。（2）孔系零件的加工宜用點(diǎn)位元直線控制的數(shù)控鉆鏜床或數(shù)控加工中心加工。（3）平面和曲面輪廓零件的加工 加工曲面輪廓的零件，多采用三個(gè)或三個(gè)以上坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床或加工中心加工。（4）模具型腔的加工 此時(shí)可考慮選用數(shù)控電火花機(jī)床成形加工。（5）平板形零件的加工 該類零件可考慮選擇數(shù)控線切割機(jī)床加工。2.2.3.2加工工序的劃分工序劃分的原則有兩種：工序集中原則和工序分散原則。工序集中的特點(diǎn)是：（1）有利于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備和數(shù)控機(jī)床，可大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；（2）設(shè)備數(shù)量少，減少了操作工人和操作面積：（3）工序數(shù)目少，工藝路線短，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作；（4）工件安裝次數(shù)少，縮短了輔助時(shí)間，容易保證加工表面的相互位置精度；（5）數(shù)控機(jī)床、專用設(shè)備和工藝裝備投資大，尤其是專用設(shè)備和工藝裝備調(diào)整和維修比較麻煩，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，新產(chǎn)品轉(zhuǎn)換周期長(zhǎng)。工序分驢散的特尿點(diǎn)是：（1）抖設(shè)備與錯(cuò)工藝裝玻備比較佩簡(jiǎn)單，雞調(diào)整方伯便，工休人容易躺掌握，是生產(chǎn)準(zhǔn)洽備工作理量少，里容易適膨應(yīng)產(chǎn)品引的更換址；（2）奮便于采爪用最合返理的切艦削用量飛，減少茂基本時(shí)拘間；（3）嘆設(shè)備數(shù)重量少，噸操作人掠員多，誓生產(chǎn)面李積大。加工工起序劃分名時(shí)，除襯應(yīng)考慮況工序集績(jī)中和工本序分散恒外，還科需考慮哄如下一磨些原則躬。（1）撕按粗、夠精加工忌劃分工民序（2）按娘先面后孔狠劃分工序（3）按狗所用刀具陶劃分工序2.2.唯3.3稈工件的疏裝夾方式（1）友盡可能踐選用標(biāo)未準(zhǔn)夾具露（組合金夾具）毯，在成副批生產(chǎn)箱時(shí)才考郵慮專用來夾具，辛并力求卷夾具結(jié)氏構(gòu)簡(jiǎn)單巷。（2）蛇裝卸工牙件要方串便可靠朽，以縮建短輔助匆時(shí)間和泡保證安恥全。（3）旺工件定吉位夾緊窄的部位獅應(yīng)不妨么礙各部搭位的加倡工、刀疏具更換餅及重要責(zé)部位的由測(cè)量。茅尤其要脹避免刀嘗具與工姜件、刀炮具與夾辭具產(chǎn)生久碰撞的里現(xiàn)象。（4）呼夾具的絨安裝要統(tǒng)準(zhǔn)確可漆靠，同張時(shí)應(yīng)具濕備足夠速的強(qiáng)度投和剛度總，以減隨小其變跨形對(duì)加印工精度禽的影響兩。（5）架應(yīng)盡可粘能采用震氣、液忠壓夾具萄。2.2蒜.3.把4陣對(duì)刀點(diǎn)命和換刀杜點(diǎn)的確殼定“對(duì)刀點(diǎn)邊”是指數(shù)蠟控加工時(shí)扶，刀具相傲對(duì)工件運(yùn)傾動(dòng)的起點(diǎn)藏，這個(gè)起住點(diǎn)也是編擇程時(shí)程序老的起點(diǎn)。貪因此，“洗對(duì)刀點(diǎn)”吉也稱“程競(jìng)序起點(diǎn)”火或“起刀床點(diǎn)”。在憐編程時(shí)應(yīng)的正確選擇身對(duì)刀點(diǎn)的腰位置。選固擇的原則竹如下：（1）文選定的邁對(duì)刀點(diǎn)輝位置應(yīng)等便于數(shù)繁學(xué)處理盯和使程獅序編制男簡(jiǎn)單；（2）購在機(jī)床雹上容易伍找正；（3）加傅工過程中娘便于檢查姿；（4）熟引起的托加工誤貧差小。對(duì)刀時(shí)，姨應(yīng)使刀位本點(diǎn)與對(duì)刀犁點(diǎn)重合。鍛“刀位點(diǎn)手”一般是屬指車刀、隊(duì)鏜刀的刀蟲尖；鉆頭迫的鉆尖；突立銑刀、此面銑刀刀涂頭底面的遲中心；球刻頭銑刀的棟球頭中心酬。2.2.幅3.5智進(jìn)給路睬線的選擇1．?dāng)?shù)東控車床愉進(jìn)給路提線的選錄擇（1）最揀短的切削末進(jìn)給路線（2）裙最短的管空行程單路線（3）養(yǎng)大余量叨毛坯的征階梯切雖削進(jìn)給漁路線2．?dāng)?shù)仇控銑床敏進(jìn)給路溜線的選臂擇（1）揪銑削外褲輪廓表蜂面的進(jìn)窮給路線（2）銑笛削內(nèi)輪廓樓表面的進(jìn)栽給路線3．順化銑和逆電銑的選繳擇當(dāng)工件嗎表面無拒硬皮，喉機(jī)床進(jìn)吵給機(jī)構(gòu)蝕無間隙冶時(shí)，應(yīng)拖選用順仿銑，按陜照順銑患安排進(jìn)墓給路線慨。當(dāng)工件表帖面有硬皮擔(dān)，機(jī)床的山進(jìn)給機(jī)構(gòu)飯有間隙時(shí)軟，應(yīng)選用周逆銑，按目照逆銑安沫排進(jìn)給路慕線。因?yàn)榱?xí)逆銑時(shí)，訪刀齒是從紀(jì)已加工表蝴面切入，膠不會(huì)崩刀法；機(jī)床進(jìn)首給機(jī)構(gòu)的跌間隙不會(huì)請(qǐng)引起振動(dòng)拐和爬行。2.2.訓(xùn)3.6紙數(shù)控加煮工余量的掃選擇1．查表瘡法查表法糖是根據(jù)爐各工廠理的生產(chǎn)箱實(shí)踐和貧實(shí)驗(yàn)研壇究積累傅的資料爭(zhēng)，先制您成各種仙表格，刑再匯集朋成手冊(cè)攝。2．經(jīng)驗(yàn)鼻估算法經(jīng)驗(yàn)估算陵法是根據(jù)殖工藝編制未人員的實(shí)挖際經(jīng)驗(yàn)確蜘定加工余犧量。3．分析錢計(jì)算法分析計(jì)算轎法是根據(jù)款一定的試搞驗(yàn)資料和箱上述的加掩工余量計(jì)襖算公式，氣分析影響杰加工余量控的各項(xiàng)因匹素，并計(jì)副算確定加校工余量。2.2愁.3.爬7揭數(shù)控加證工刀具柏的選擇1．?dāng)?shù)構(gòu)控刀具卻的選擇目前涂鍍盜刀具，立眾方氮化硼血等刀具已炭廣泛用于憐加工中心霧，陶瓷刀弦具與金剛?cè)A石刀具也至開始在加抽工中心上讀運(yùn)用。2．?dāng)?shù)琴控刀具連的使用衰特點(diǎn)數(shù)控刀具晉應(yīng)具有較貴高的耐用牙度和剛度好，刀頭材濫料熱脆性說好，有良壁好斷屑性大能，和可境調(diào)、易更示換等特點(diǎn)盒。（1）銑沸削加工的巖刀具平面銑削弓應(yīng)該用不冊(cè)重磨硬質(zhì)弱合金端銑紛刀或立銑之刀。立銑刀評(píng)和鑲硬悶質(zhì)合金衣刀片的甜立銑刀名主要用拆于加工邁凸輪，亭凹槽和廚箱口面哲。為了提吩高槽寬劃的加工種精度減濫少銑刀剃的種類系，加工湯時(shí)可采嘉用直徑步比槽寬貪小的銑枕刀，先熟銑槽的陸中間部鎖分，然孟后用刀您具半徑等補(bǔ)償功種能來銑致槽的兩慨邊，以稼達(dá)到提兄高槽的敲加工精卡度的目糾的。（2）炸鉆孔刀拌具的使三用特點(diǎn)在加工譯中心上定鉆孔都撈是無鉆屈模直接啦鉆孔，側(cè)因此一明般鉆孔常深度約魔為直徑賭的5倍紹左右，份細(xì)長(zhǎng)孔追子的加縫工易于牽折斷，升要注意逢冷卻和沈倒屑齒。（3）疫鏜孔刀循具的使槽用特點(diǎn)在加工中漫心上進(jìn)行何鏜削加工森通常是采這用懸臂式石的加工，救因此要求唇鏜刀有足腎夠的剛性飼和較好的穴精度。在鏜孔過碧程中一般灘采用移動(dòng)忌工作臺(tái)或攔立柱完成Z向進(jìn)給（繞臥式），按保證懸伸掃不變，從呢而獲得進(jìn)宏給的剛性戒。（4）螺所孔攻絲刀詠具的使用俗特點(diǎn)（5）數(shù)斧控車刀特搭點(diǎn)及選用圖2-始20所熄示為一辦現(xiàn)代數(shù)琴控車刀君，它主警要由刀鞭體、刀拍片和刀灣片緊固掉系統(tǒng)3蟲部分組疫成。機(jī)夾式筐車刀按小刀片緊尖固方法疼的差異氣可分為繪杠桿式呆、契塊尸式、螺澡釘式、販上壓式下。圖2匠-21砌是上壓嘗式緊固吵系統(tǒng)結(jié)暈構(gòu)圖，憐它由楔魚塊式夾拼具、銷騎、刀墊封和螺絲鞭釘組成猾。車刀刀畫片的材俘料主要壁有高速刊鋼、硬拒質(zhì)合金套、涂層慘硬質(zhì)合設(shè)金、陶凍瓷和金鞏剛石等帳，其中守應(yīng)用最等多的是寬硬質(zhì)合悉金和涂擱層硬質(zhì)糊合金刀串片。2.2認(rèn).3.摧8丑切削用格量的選點(diǎn)擇影響切削濁條件的因廊素有：（1）機(jī)饅床、工具遭、刀具及室工件的剛舊性；（2）強(qiáng)切削速嶼度、切辮削深度扯、切削鳴進(jìn)給率美；（3）款工件精美度及表慶面粗糙券度；（4）刀峰具預(yù)期壽偶命及最大儀生產(chǎn)率；（5）叛切削液譜的種類眼、冷卻充方式；（6）工映件材料的清硬度及熱稅處理狀況扭；（7）湯工件數(shù)蘋量；（8）機(jī)水床的壽命扎。上述諸文因素中例以切削挖速度、漿切削深雞度、切民削進(jìn)給蔽率為主漢要因素欺。決定切削填速度的因巡壽素很多，圍概括起來陽有如下幾說種。（1）刀優(yōu)具材質(zhì)。（2）號(hào)工件材扣料。（3）刀系具壽命。（4）谷切削深舍度與進(jìn)嗽刀量。（5）生刀具的繭形狀。（6）醋冷卻液拐使用。（7）機(jī)匯床性能。2.2.漿4數(shù)后控加工工德藝文件數(shù)控加工雙工藝文件敞是編程員場(chǎng)編制的與萬程序單配食套的有關(guān)饒技術(shù)文件寺，它是操灘作者必須蓮遵守、執(zhí)是行的規(guī)程芳。1．工藝贊規(guī)程卡數(shù)控加勁工工藝勞規(guī)程卡賽是數(shù)控晶加工工成藝文件堆重要組寨成部分賺之一，桶它規(guī)定蛋了工序權(quán)內(nèi)容、澇加工順謠序、加葡工面回卵轉(zhuǎn)中心去的距離努（立式厚加工中詞心無此仔項(xiàng)）、途刀具編維號(hào)（碼豎）、刀胃具類型普和規(guī)格返、刀輔魯具（工型具）型急號(hào)和規(guī)排格、主悉軸轉(zhuǎn)速濟(jì)、進(jìn)給械量和切切削深度偵等。2．刀柳具調(diào)整叢卡刀具調(diào)整蜻卡是指導(dǎo)容機(jī)外對(duì)刀棵、預(yù)置、樸調(diào)整或修寇改刀具尺譜寸的工藝積性文件。3．?dāng)?shù)控丑加工程序侵單數(shù)控加工崖程序單是更數(shù)控機(jī)床擇運(yùn)動(dòng)的指曬令，也是叼技術(shù)準(zhǔn)備矛和生產(chǎn)作蒼業(yè)指令性猴文件。該爛文件記錄欄了數(shù)控加崖工的工藝斬過程、切被削用量、球走刀路線藏、刀具尺離寸以及機(jī)狠床運(yùn)動(dòng)的握全過程。2.3幕數(shù)肺控程序沾編制中鉤的數(shù)學(xué)顫處理2.3假.1院數(shù)學(xué)窯處理的堆概念根據(jù)零裁件圖樣徒，按照傲已確定茅的加工蜘路線和鵲允許的圈編程誤需差，計(jì)振算編程竄時(shí)所需揮要的資稠料，稱僻為數(shù)控脾加工的吧數(shù)值計(jì)斜算。數(shù)井值計(jì)算槐的內(nèi)容替包括計(jì)敢算零件緞?shì)喞姆Q基點(diǎn)和纖節(jié)點(diǎn)的予坐標(biāo)以恭及刀具扮中心運(yùn)思動(dòng)軌跡夾的坐標(biāo)曾。所謂基胖點(diǎn)，是伴指各幾桿何元素沾間的連猴接點(diǎn)，蹦如直線緊與直線釀的交點(diǎn)索，直線嶺與圓弧例的交點(diǎn)賤或切點(diǎn)棕，圓弧宴與圓弧瞞的交點(diǎn)恩或切點(diǎn)念等。逼近直線蘿小段和圓約弧小段與棚輪廓曲線蕉的交點(diǎn)或戴切點(diǎn)稱為湊節(jié)點(diǎn)。2.3.遣2常泄見的數(shù)學(xué)僑處理方法2.3.粱