宏程序数控毕业设计标准指导书

数控毕业设计指导书一、毕业设计的目的数控技术毕业设计是数控技术等相关专业教学计划中安排的最后一个教学环节，是前期各教学环节的继续、深化和拓宽，是学生在数控技术方面综合素质和工程实践能力墙养的重要阶段。数控技术毕业设计的目的是墙养学生综合应用数控技术的基础理论、专业知识和基本技能的能力，墙养学生建立正确的设计思想，掌握数控技术工程设计的一般程序、规范和方法。对于学生应侧重于从生产第一线获得生产实际知识和技能，并获得技能操作岗位工作的基本训练。而通过数控技术课题的毕业设计这一环节，对学生在创新思维、综合能力素质与工程实践能力等墙养效果方面能进行全面的检验，并使学生受到工艺设计、生产加工、协调管理第一线所必需的岗位能力训练，便于学生向工作岗位过渡。二、毕业设计的工作任务与要求1.毕业设计说明书( 字数应在 6 000 字以上)毕业设计说明书的编写是将设计工作进行分析、整理、归纳和加工的过程，其内容格式应包括:(1)毕业设计任务书( 由指导教师填写);(2)目录(应列出各组成部分的大小标题、分章分节);(3)绪论( 开场白，应说明课题设计的目的意义、国内外技术发展概况、本设计目标等);(4)正文内容( 是毕业设计说明书的主体，可分为若干章节，包含工程图样、设计方案、设计过程及结果，设计计算，设备选型、程序设计等部分);(5)设计心得或结束语( 为了尊重他人的劳动，学生应感谢相关教师的帮助，并总结经验、体会，对存在的问题分析、展望与建议等);(6)参考文献。2.毕业设计图纸根据毕业设计课题以及毕业实习所收集到的设计资料，酝酿数控技术毕业设计的总体技术实施方案，并绘制下列图形:(1)零件原图;(2)数控加工图;（刀路轨迹图）(3)各基点图及坐标点图;(4)毛坯图。（5）立体仿真效果图（UG 或其他软件绘制）3.工艺分析及工艺流程的设计工艺分析即是对数控机床加工工艺的分析，包括分析零件图样结构和加工工艺要求、确定零件在数控机床上的装夹方式、各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具、切削用量等加工参数的选择。工艺流程设计则是解决工艺设计路线的走向。4.刀具及工艺参数的选择选择数控机床用刀具时，通常要考虑数控机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。5.编制零件加工程序按照所选的数控系统的程序指令及格式，根据走刀顺序，逐段编写加工程序单。6.自动编程及仿真利用计算机软件编制加工程序的方法称为自动编程。它适用于形状复杂的零件加工的程序编制。7.零件加工，拍好照片。三、毕业设计的主要过程及要求1、绘制零件分析图为了便于在数控机床上加工此类零件，必须用 CAD 类制图软件(如 AutoCAD)绘制一张适合数控机床加工编程的零件图样，图中除了必须完整、清晰地表达出零件的全部结构形状、尺寸和技术要求之外，还必须清楚地标注出工件坐标系，基点坐标表，对刀点、起刀点、切入点、切出点、循环起点等的坐标。2、绘制毛坯图选用毛坯的形式则要根据零件的性能要求而定。主要考虑的是毛坯的形状和尺寸。由于凡是要进行机械加工的零件表面，都要留有适当、合理的加工余量，而余量的大小则由毛坯的精度、零件的加工要求和零件的结构特征等因素决定，故实践中要求通过绘制一张零件毛坯图，将各方面的要求表达在毛坯图上，以便于加工程序的编程工作。具体要求有:(1)图中要完整的表达出毛坯件的全部结构形状，尺寸标注方法和形式，技术要求等;(2)图中要标注出工件坐标系、对刀点、起刀点、毛坯加工的循环起点坐标;(3)毛坯在数控机床上的定位形式、装夹方式。确定加工余量的具体数值大小可参阅有关工艺手册。3、工艺分析工艺分析即是对数控机床加工工艺的分析，其主要内容包括分析零件图样结构和加工工艺要求、确定零件在数控机床上的装夹方式、各表面的加工顺序和刀具的进给路线以及刀具、夹具、切削用量等加工参数的选择。1.分析零件图样结构和加工工艺要求1)确定加工工艺方案：确定加工工艺方案是数控加工工艺的重中之重，应尽量考虑数控机床在加工过程中使用的合理性和经济性，充分发挥数控机床的功能作用。2)正确选择工件编程原点及工件坐标系：工件编程原点是数控加工过程中的对刀点，编程坐标系是指在编程时，在工件上确定的基准坐标系。3)零件轮廓几何要素分析：在手工编程时，要计算出零件轮廓几何构成要素中每个基点的坐标。因此，在分析零件图时，首先要对零件轮廓几何要素进行必要的分析及计算。4)零件加工精度及技术要求分析：对被加工零件的加工精度及技术要求进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面质量的基础上，才能对加工方法、装夹形式、刀具及切削用量等参数进行正确和合理的选择。其主要内容包含有以下几点:(1)分析零件加工精度及各项技术要求是否达到齐全，是否设计的合理; (2)分析本道加工工序的数控切削加工精度能否达到图样设计的要求。若达不到而需采用其他措施(如磨削加工)进行弥补时，则应给后续加工工序留有一定的余量值;(3) 找出零件图样上有位置精度要求的表面，这些表面应在一次装夹下完成其加工过程;(4) 对零件表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速方式进行切削加工。5)结构工艺性分析：零件的结构工艺性是指零件对数控加工方法的适应性，即所设计的零件结构应便于在数控机床上加工成形。2.工件在数控机床上的定位与装夹合理地选择被加工零件的定位基准和夹压方式是确定工件在数控机床上安装的关键。工件安装的好坏将直接影响工件的加工质量。在工序高度集中的数控机床上加工零件，对于如何提高零件的加工定位精度，最大限度地减少零件的夹压变形显得更为重要，数控加工的特点对工装夹具提出了两个基本要求:一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定;二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。1)数控车床上的定位与装夹(1)只要待加工的零件表面属于回转体表面，则要尽可能采用三爪自定心卡盘装夹。如若由于零件结构原因造成装夹不便，则再考虑采用四爪单动卡盘来装夹。(2)对于一些形状复杂、不规则的异形工件，则必须用花盘、角铁进行装夹，必要时也可采用专用工装夹具进行装夹。2)数控铣床、加工中心上的定位与装夹(1)首选应是在数控铣床、加工中心的工作台上安装一台平口钳，它能解决较大一部分零件在数控铣床与加工中心上的定位与装夹问题。(2)如若由于零件结构原因造成定位与装夹不到位，则再考虑采用组合夹具的使用，这样可以相对缩短生产准备周期。(3)对于一些形状复杂、不规则的异形工件，则必须采用专用工装夹具来进行装夹。3)确定合适的零件夹紧方案考虑零件的夹紧方案时，要注意考虑夹紧力的作用点和作用方向。夹紧力应力求通过和靠近中心点或在支持点所组成的三角区域之内，做到力求靠近切削部位，并设在零件刚性较高的地方，尽量不要在零件被加工孔的上方进行夹压。3.进给路线的选择进给路线是指数控加工过程中刀具相对于工件的运动轨迹和方向。进给路线除了作为编程时刀具轨迹坐标计算的依据外，还应保证工件的加工精度和表面粗糙度要求，同时还应简化程序设计和减少编程工作量。进给路线的选择主要根据以下原则来设计:(1)进给路线应保证被加工零件的加工精度和表面粗糙度要求，且做到效率要高。(2) 做到数值计算简单，以减少编程工作量。(3)加工进给路线要短，以减少加工过程的执行时间、刀具和传动机构部件的磨损。 (4)数控车床加工中进给路线的选择：正确选择起刀点以及毛坯切削循环起点，合理安排“回空路线”都能使空行程路线缩短。充分利用数控系统中的各种毛坯切削循环功能，可以达到使切削进给路线最佳、最短的效果。(5)数控铣床、加工中心加工中进给路线的选择：在加工零件的外表面轮廓时，为防止在刀具切入、切出零件时产生刀痕，应采用沿零件轮廓切线方向切入、切出的路线设计方案，而不应沿零件加工表面法向切入、切出。同时，在编程时最好沿切线方向延长一段距离来计算刀具的切入点和切出点坐标，以避免在建立或取消刀补时，刀具与工件产生碰撞而损伤工件表面。比如铣削加工零件的整圆轮廓时，应安排刀具从切向方向进入圆周进行铣削加工，当整圆加工完毕之后，不要在切点处取消刀补和退刀，而应安排一段沿切线方向继续运动的距离，这样可以避免在取消刀补时，刀具与工件相撞而造成工件和刀具的报废。4、刀具及工艺参数的选择在数控机床上进行零件加工，是根据预先编好的程序自动进行的，机床主轴转速也比普通机床的转速要高。因此，合理选择刀具的种类、型号、大小就显得尤为重要。选择数控机床用刀具时，通常要考虑数控机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。5、手工编程在完成以上步骤后，接下来的工作就该进入手工编程阶段了。 。编程者应按照所选的数控系统的程序指令及格式，根据走刀顺序，逐段编写加工程序单。6、自动编程及仿真利用计算机软件编制加工程序的方法将其称之为自动编程。它适用于形状复杂的零件加工的程序编制，与手工编程相比，可减轻编程者的劳动强度，缩短编程时间和提高编程质量。7、零件加工四、关于宏程序用户宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移，使用编制相同加工操作的程序更方便，更容易。可将相同操作编为通用程序，如型腔加工宏程序和固定加工循环宏程序。（一） 、变量普通加工程序直接用数值指定 G 代码和移动距离：例如，G01 和 X100.0。使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时，变量值可用程序或用 MDI 面板上的操作改变。1变量的表示计算机允许使用变量名，用户宏程序不行。变量用变量符号（#）和后面的变量号指定。例如：#1 表达式可以用于指定变量号。此时，表达式必须封闭在括号中。例如：#1+#2-12注：宏程序中，方括号用于封闭表达式，圆括号只表示注释内容。2变量的类型变量根据变量号可以分成四种类型。3小数点的省略当在程序中定义变量时，小数点可以省略。例：当定义#1=123；变量#1 的实际值是 123.000.4变量的引用为在程序中使用变量值，指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。例如：G0 X#1+#2 F#3；变量号 变量类型 功能#0 空变量 该变量总是空，没有值能赋给该变量。#1#33 局部变量 局部变量只能用在宏程序中存储数据，例如，运算结果。当断电时，局部变量被初始化为空。调用宏程序时，自变量对局部变量赋值。#100#109#500#999公共变量 公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时，变量#500#999 的数据保存，即使断电也不丢失。#1000 系统变量 系统变量用于读写 CNC 运行时的各种数据，例如，刀具当前位置和补偿。被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动舍入。例如：当 G01X#1；以1/1000mm 的单位执行时， CNC 把 12.3456 赋值给变量 #1，实际指令值为G00X12.3456。改变引用的变量值的符号，要把负号“”放在“#”的前面。例如：G00X#1；当引用末定义的变量时，变量及地址字都被忽略。例如：当变量#1 的值是 0，并且变量#2 的值是空时，G00X#1Z#2 的执行结果为 G00X0；。（二） 、算术和逻辑运算下表中列出的运算可以在变量中执行。运算符号右边的表达式可包含常量，或由函数或运算符组成的变量。表达式中的变量#j 和#k 可以用常数赋值。左边的变量也可以用表达式赋值。名称 形式 意义 具体示例102= 10定义转换 i=j 定义、转换20=500i=j+k 和 5=10+ 102i=j-k 差 20=3-8i=j OR k 逻辑和 8=3 OR100加法形演算i=j XOR k 异或 12=5 XOR 25i=j*k 积 120= 1*24i=j/k 商 110= 21/12i=j AND k 逻辑乘 220= 3 AND 4乘法形演算i=j MOD k 取余 20=8 MOD 2i=SINj 正弦 1=SIN2i=COSj 余弦 5=COS60i=TGj 正切 9=TG23i=CTGj 余切 8=CTG2i=SQRTj 平方根 50=SQRT5i=ABSj 绝对值 200=ABS122函数运算i=ROUNDj 四舍五入整数化 32=ROUND 25（三） 、宏程序语句和 NC 语句下面的程序段为宏程序语句：包含算术或逻辑运算（=）的程序段。包含控制语句（例如：GOTO，DO ，END ）的程序段。包含宏程序调用指令（例如，用 G65，G66，G67 或其它 G 代码，M 代码调用的宏程序）的程序段。除了宏程序语句以外的任何程序段都为 NC 语句。（四） 、转移和循环转移和循环： A、无条件转移转移到标有顺序号