中心对称型凸台零件的数控铣编程程序及加工-[机械毕业设计论文A2102]
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中心对称
型凸台
零件
数控
编程
程序
加工
机械
毕业设计
论文
a2102
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文档包括:
说明书一份，39页。14300字。
任务书一份。
开题报告一份。
图纸共1张，如下所示
A3-零件图.dwg
- 内容简介：
-
苏州市职业大学 毕业设计（论文）开题报告 系部 机电工程系 专业班级 04 机械设计制造及自动化 （ 2） 姓 名 王森林 学 号 043301236 题 目 中心对称型凸台零件的数控编程及加工 题目类型 工科毕业设 计 一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列出主要参考文献） 在市场经济的大潮中，产品的竞争日趋激烈，为在竞争中求得生存与发展，各企业纷纷在提高产品技术档次，增加产品种类，缩短试制与生产周期和提高产品质量上下功夫，即使是批量较大的产品，也不大可能是多年 一成不变，必须经常开发新产品，频繁地更新换代。传统的自动化生产线难以适应小批量，多品种生产要求。 已有的各类仿形加工设备在过去的生产中部分地解决了小批量，复杂零件的加工。但在更换零件时，必须重新制造靠模并调整设备，不但要耗费大量的手工劳动，延长了生产准备周期，而且由于靠模加工误差的影响，零件的加工精度很难达到较高的要求。 为了解决上述问题，一种灵活，高精度，通用，高效率的“柔性”自动化生产设备 数控机床应运而生。 随学科学技术和生产的不断发展，对各种产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。产品加工工艺过 程的自动化是实现高质量高效率的重要措施之一。数控技术是现代化工业生产中发展十分迅速的高科技，它集中体现了机械制造技术、自动控制技术、计算机软件、硬件技术、检测监控等多种学科技术的最新成就；数控技术已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志之一，更是体现一个机械制造企业技术水平的重要标志。发展数控技术是当前我国机械制造技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。数控编程是应用数控机床进行零件加工的必要前提。 我所分析的正是小批量生产较复杂零件的数控编程及加工。 参考文献 1、 数控机床及其应用 ；李业农 ；国防工业出版社； 2006 2、 数控加工程序编制 ；王洪；机械工业出版社； 2003 3、 数控加工工艺 ；徐宏海；化学工业出版社； 2004 4、 机电一体化技术 ； 李建勇 ； 科学出版社， 2004 5、 机电控制 ； 李运华 ； 北京航空航天大学出版社， 2003 6、 机电控制工程 ； 高钟毓 ； 清华大学出版社， 2002 7、 知识创新思维方法论 ； 刘助柏 ； 机械工业出版社， 1999 三、毕业设计（论文）工作进度安排 2007/4/15 毕业设计开题检查 2007/4/15 2007/4/20 总体设计 2007/4/27 毕业设计阶段检查 2007/4/28 2007/5/7 技术设计 2007/5/8 毕业设计中期检查 2007/5/28 毕业设计终期检查 2007/5/30 上交毕业设计 指导教师签字 _ 年 月 日 指 导 教 师 意 见 系（公章） _ 年 月 日 苏州市职业大学毕业实习任务书 系： 机电工程系 专业： 机械设计制造及自动化 实习时间： 2007 年 2 月 01 日 2007 年 4 月 09 日 目 的 和 意 义 生产实习是我们机制专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。 内 容 和 任 务 一） 学习机台连接及零件的装配 二） 了解零件的装配过程，熟悉材料的材质及区分和适用场合 三） 了解第三角视图，辨别出第三角视图与第一角视图的差异 将一零件分别用第一视角和第三视角绘出进行比较 四 ）了解 5S 管理 ：实际进行 5S 标准的制作 五）了解三不落地政策 进度 安 排 亚智光电科技（苏州）有限公司 联线 车间 2 月 1 日 4 月 9 日 苏州市职业大学毕业实习情况考核表 系： 机电工程系 班级： 04 机械设计制造及自动化 学生姓名： 王森林 实习时间 指导教师 电话 实习单位 电话 实习单位对学生实习情况评议： 实习成绩考核为： 单位盖章： 日 期： 注：实习成绩考核请按优、良、中、及格、不及格五级记分。 苏 州 市 职 业 大 学 毕业设计（论文）任务书 课 题 中心对称型零件的 数控编程及加工 2007 年 4 月 15 日至 2007 年 5 月 30 日共 6 周 系 机 电 工 程 系 专业班级 04 机械设计 制造及自动化（ 2） 姓 名 王 森 林 系 主 任 陶亦亦 教研室主任 李建蓉 指导教师 宁海霞 2007 年 5 月 30 日 一、 课题内容及要求 通过学校的两年半的专业课的学习与 公司几个月 的实习 ,使我对数控技术 的了解逐渐加深 外汉逐渐入门 控编程及加工。 此毕业设计是针对 中心对称型零件 进行 加工 ，其中包括工艺 分析， 数控编程及加工 工艺分析到选择刀具再到仿真。 软件的操作，整个过程清晰简练的数控加工工件的一整套过程。整套过程与普通机床的加工相比，必须节省很多烦琐的工序又能提高工作效率，且能完成普通机床所不能完成的加工任务，体现现代化工业的发展方向。 这次的课题要求是对 数控机床 进行一次系统的分析与回顾，例如 加工工艺的 设计 ,编程的设计 ,刀具的选择 ,再结合仿真系统的模拟加工 ，通过对数控加工零件 的分析进一步加深对数控技术 的了解 ， 使自己更加的通透 。 二、毕业设计（论文）进度计划 起讫 日期 工作内容 备 注 2007/4/15 毕业设计开题检查 2007/4/15 2007/4/20 总体设计 2007/4/27 毕业设计阶段检查 2007/4/28 2007/5/7 技术设计 2007/5/8 毕业设计中期检查 2007/5/28 毕业设计终期检查 2007/5/30 上交毕业设计 三、其他 刀 具 表 格 图纸编号 工件名称 编程人员 编程时间 文件存档位置 01 森林 2007/5 苏州市 职业大学 序号 程序名 刀具参数 加工余量 加工时间 备注 类型 直径 刀角半径 加工深度 1 铣刀 16 0 2 铣刀 10 0 3 铣刀 10 5 4 心钻 3 0 5 头 0 6 刀 10 0 说明 : 1. 用虎钳装夹 ,顶面高于虎钳 1820 2. X、 X、 点。 3. 以工件顶面为 点。 4. 粗加工程序刀补等于刀具半径家 加工程序刀补等于所用刀具半径。 数控加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 1 产品名称 零件名称 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 120毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 一 粗铣 粗加工 80 10015四边形 金工 虎钳 16刃立铣刀 二 粗铣 粗加工 轮廓 金工 虎钳 16刃立铣刀 三 精铣 精加工 80 10015四边形 金工 虎钳 16刃立铣刀 四 精铣 精加工 轮廓 金工 虎钳 16刃立铣刀 五 精铣 粗精加工 20内圆 金工 虎钳 10槽铣刀 六 精铣 倒 角 金工 虎钳 10头铣刀 七 铣削 加工 2020个内腔 金工 虎钳 10槽铣刀 八 钻孔 中心钻定位 金工 虎钳 3心钻 九 钻孔 预钻 2 个 10 金工 虎钳 头 十 铰孔 铰孔 金工 虎钳 10用铰刀 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 王森林 王森林 宁海霞 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 苏州市 职业大学机 电 工程系毕业论文 考文献 1、 数控机床及其应用 ；李业农；国防工业出版社； 2006 2、 数控加工程序编制 ；王洪；机械工业出版社； 2003 3、 数控加工工艺 ；徐宏海；化学工业出版社； 2004 4、 机电一体化技术 ； 李建勇 ； 科学出版社， 2004 5、 机电控制 ； 李运华 ； 北京航空航天大学出版社， 2003 6、 机电控制工程 ； 高钟毓 ； 清华大学出版社， 2002 7、 知识创新思维方法论 ； 刘助柏 ； 机械工业出版社， 1999 苏州市 职业大学机 电 工程系毕业论文 谢 这次设计 经过编制 典型 零件的加工程序 ，加深 了 我对 数控编程的主要内容及步骤 的理解 。 另外还学会了在计算机上进行模拟，虽然毕业 设计比较复杂 ， 但在设计过程中有 宁海霞 老师的精心指导和大力支持下 ， 还是完成的比较顺利。 在工艺方案确定后 ， 加工程序也经过多次修改最终完成了零件的加工 。 我在这里要特别感谢 宁海霞 老师。 本文是在 宁海霞 老师精心指导和大力支持下完成的。 宁 老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。她渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时，在此次毕业设计过程中我也学到了许多了关于 宏程序 方面的知识，动手能力 有了很大的提高。 由于能力有限 ， 经验不足 ， 数控技术发展迅速 ， 设计中还有许多不足之处 ，希望各位老师多加指教 ,提出宝贵的意见 。 苏州市 职业大学机 电 工程系毕业论文 第 1页 共 1页 中心对称型凸台零件的数 控 编程 及加工 摘 要 数控技术是现代化工业生产中发展十分迅速的高科技，它集中体现了机械制造技术、自动控制技术、计算机软件、硬件技术、检测监控等多种学科技术的最新成就；数控技术已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志之一，更是体现一个机械制造企业技术水平的重要标志。发展数控技术是当前我国机械制造技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。数控编程是应用数控机床进行零件加工的必要前提。 本次设计从一个初学者的角度入手，从数控技术到数控机床再到数控编程的精简介绍含盖了数控最主要的信息 。零件的加工从工艺分析到选择刀具再到仿真软件的操作，整个过程清晰简练的数控加工工件的一整套过程。再拿整套过程与普通机床的加工相比，既节省了很多烦琐的工序又提高了工作效率，而且完成了普通机床所不能完成的加工任务，体现了现代化工业的发展方向。 通过本题设计，提到数控加工中心的原理、零件编程所用的指令，加工的零件各部分尺寸精度和表面质量均达到零件的要求。在数控加工工艺中，使我对数铣床的整个加工过程有了较全面的理解，基本掌握了机床的操作方法。 关键词： 数控技术 数控铣床 数控编程 宏程序 仿真软件 对刀 刀具补偿 苏州市 职业大学机 电 工程系毕业论文 he of he is to in it as is to of a is a is of a is a s is to to at to of no be by of by by at In 州市 职业大学机 电 工程系毕业论文 II my a is 苏州市职业大学机电工程系毕业论文 录 摘要 . I . 录 . 前言 .控技术的概念 .控机床的产生与发展 . 数控机床的产生 . 数控机床的发展 . 2 国数控机床的发展状况 . 3 控程序的编制 . 一般程序编程 . 宏程序编程 . 数控加工及其软件仿真操作的说明书 . 13 使用数控机床的介绍 . 13 控铣床的概述 . 13 床参数的介绍 . 14 用刀具及具体参数 . 15 坯参数 . 15 件工艺分析及加工工序 . 15 工程序单 . 16 控机床操作面板的介绍 . 25 作面板介绍 . 26 床操作面板介绍 . 29 真软件操作说明 . 32 零件图 . 具表格 . 控加工工艺过程卡片 . 考文献 . 谢 . 机电工程系毕业论文 1 1 前 言 控技术的概念 数控技术，简称数控（ C），是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控（ 数控系统有如下特点： ( 1 ) 可用不同的字长表示不同精度的信息，表达信息准确。 ( 2 ) 可进行逻辑，算术运算，也可以进行复杂的信息处理。 ( 3 ) 可不用改动电路或机械结构，通过改变软件来改变信息处理的方 式，具有柔性化。 由于数字控制系统具有以上特点，使数控机床得到广泛发展。除此之外，数控技术还被广泛应用于工业机器人，数控线切割机，数控火花切割机，坐标测量机，绘图仪等设备上 。 控机床的产生与发展 控机床的产生 随学科学技术和生产的不断发展，对各种产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。产品加工工艺过程的自动化是实现高质量高效率的重要措施之一。飞机，汽车，农机，家电等生产企业大多采用了自动机床，组合机床和自动生产线，从而保证了产品质量，提高了生产效率，减轻了操作者的劳动强度。 但是， 在产品加工中，大批量生产的零件并不很多，据统计，单件与小批量生产的零件约占机械加工总量的 80%以上。对这些多品种且加工批量小，零件形状复杂，精度要求高的零件的加工，采用专业化程度很高的自动机床和自动生产线就显得很不合适。在市场经济的大潮中，产品的竞争日趋激烈，为在竞争中求得生存与发展，各企业纷纷在提高产品技术档次，增加产品种类，缩短试制与生产周期和提高产品质量上下功夫，即使是批量较大的产品，也不大可能是多年一成不变，必须经常开发新产品，频繁地更新换代。传统的自动化生产线难以适应机电工程系毕业论文 2 小批量，多品种生产要求。 已有 的各类仿形加工设备在过去的生产中部分地解决了小批量，复杂零件的加工。但在更换零件时，必须重新制造靠模并调整设备，不但要耗费大量的手工劳动，延长了生产准备周期，而且由于靠模加工误差的影响，零件的加工精度很难达到较高的要求。 为了解决上述问题，一种灵活，高精度，通用，高效率的“柔性”自动化生产设备 数控机床应运而生。 1952 年美国帕森斯公司和麻省理工学院在美国空军的委托下，合作研究出世界上第一台三坐标数控铣床，完成了直升机叶片轮廓检查用样板的加工。这是一台采用专用计算机进行运算与控制的直线插补轮廓控制数控铣 床。经过三年的试用，改进与提高，数控机床于 1955 年进入实用化阶段，在复杂曲面的加工中发挥了重要作用。 尽管这种初期数控机床采用电子管和分立元件硬接线电路来进行运算和控制，体积庞大而功能单一，但它采用了先进的数字控制技术，且具有普通设备和各种自动化设备无法比拟的优点，具有强大的生命力，它的出现开辟了工业生产技术的新纪元。从此，数控机床在全世界得到了迅速发展。 控机床的发展 最早采用数字控制技术进行机械加工的想法，是在 20世纪 40年代初提出的。当时，美国北密执安的小型飞机工业承包商帕森斯公司在制 造飞机框架及直升机叶片轮廓样板时，利用计算机对叶片轮廓的加工路径进行了数据处理，并考虑了刀具半径对加工路径的影响，使得加工精度达到 寸， 1 英寸 = 1952 年，美国麻省理工学院研制出的三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的试验性数字控制系统是数控机床的第一代。 1959 年，电子行业研制出晶体管元器件，因而数控系统中广泛采用晶体管和印制电路板技术，跨入了第二代。 1959 年 3 月，由美国克耐 为“加工中心”。 1960 年，出现了小规模集成电 路。由于其体积小，功耗低，使数控系统的可靠性进一步提高，数控系统发展到第三代。 机电工程系毕业论文 3 以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统 ( 1967 年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是最初的柔性制造系统 (之后美，欧，日也相继进行开发和应用。 随着计算机技术的发展，小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统(数控的许多功能由软件程序实现。由计算机作控制单元的数控系统 (称为第四代。 1970 年，在美国芝加 哥国际展览会上，首次展出了这样系统。 1970 年前后，美国英特尔公司开发和使用了微处理器。 1974 年，美，日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统的数控机床。 20 多年来，微处理器数控系统的数控机床得到了飞速发展和广泛应用，这就是第五代数字控制(后来，人们将 统称为 20 世纪 80 年代初，国际上又出现了柔性制造单元 ( 认为是实现计算机集成制造系统 (基础。 国数控机床的发展状况 我国对数控系统的研究开发开始于 20 世纪 50 年代，但真正得到发展是从80 年代开始，经历了“六五”，“八五“期间科技攻关开打自主产权数控系统两个阶段，已为数控机床的产业化奠定了良好的基础，并取得了长足的进步。“九五”期间数控机床的发展已进入实现产业化阶段。数控机床新开发品种 300 多个，已有一定的覆盖面。新开发的国产数控机床产品大部分达到国际 80 年代中期水平，部分已达到 90 年代水平，为国家重点建设提供了一批高水平数控机床。在技术上也 取得了突破，如高速主轴制造技术 (12000r/ 18000r/,快速进给( 60r/,快速换刀 (柔性制造，快速成型制造技术等为下一代国产数控机床的发展奠定了基础。 我国数控系统在技术上已趋于成熟，在重大关键技术上 (包括关键技术 )，已达到国际先进水平。目前，已新开发数控系统 80 多种。自“七五”以来，国家一直把数控系统的发展作为重中之重来支持，现已开发出具有中国版权的数控系统，掌握了国外一直对我国封锁的一些关键技术。例如，曾长期困扰我国，并受机电工程系毕业论文 4 到西方国家封锁的多坐标联动技 术对我们已不再是难题， 量的超精密数控系统、数控仿型系统、非圆齿轮加工系统、高速进给系统、实时多任务操作系统都已研制成功。尤其是基于 的开放式智能化数控系统，可实施多轴控制，具备联网进线等功能，既可以作为独立产品，又是一代开放式的开发平台，为机床厂及软件开发商二次开发创造了条件。特别重要的是，我过数控系统的可靠性也有很大的提高， 可以在 15000h 以上。同时大部分数控机床配套产品已能国内生产，自我配套率超过 60%。这些成功为中国数控系统的自行开发和生产奠定了基础。 控程序的编 制 般程序编程 以前广泛采用数控穿孔纸带作为加工程序信息输入介质，常用的标准纸带有五单位和八单位两种，数控机床多用八单位纸带。纸带上表示代码的字符及其穿孔编码标准有 美国电子工业协会）制定的 S 244 和 际标准化协会）制定的 种标准。国际上大都采用 码，由于码发展较早，已有的数控机床中，有一些是应用 码的，现在我国规定新产品一律采用 码。也有一些机床，具有两套译码功能，既可采用码也可采用 码。 目前绝大多 数数控系统采用通用计算机编码，并提供与通用微型计算机完全相同的文件格式，保存、传送数控加工程序，因此，纸带已逐步被现代化的信息介质所取代。 除了字符编码标准外，更重要的是加工程序指令的标准化，主要包括准备功能码（ G 代码）、辅助功能码（ M 代码）及其它指令代码。 我国机械工业部制定了有关 G 代码和 M 代码的 与国际上使用的 1975E 标准基本一致。 （ 1） 数控机床的坐标系定义 数控机床通过各个移动件的运动产生刀具与工件之间的相对运动来实现切削加工。为表示各移动件的移 动方位和方向（机床坐标轴），在 准中统一规定采用右手直角笛卡儿坐标系对机床的坐标系进行命名，在这个坐标系下定义刀具位置及其运动的轨迹。 机床坐标的命名方法如图所示： 机电工程系毕业论文 5 通常在坐标轴命名或编程时，不论在加工中是刀具移动，还是被加工工件移动，都一律假定工件相对静止不动而刀具在移动，并同时规定刀具远离工件的方向作为坐 标轴的正方向。在坐标轴命名时，如果把刀具看作相对静止不动，工件移动，那么，在坐标轴的符号上应加注标记（），如、等。 确定机床坐标轴 ,一般是先确定轴，再确定轴和轴。 对于有主轴的机床，如车床、铣床等则以机床主轴轴线方向作为 Z 轴方向。对于没有主轴的机床，如刨床，则以与装卡工件的工作台相垂直的直线作为 Z 轴方向。如果机床有几个主轴，则选择其中一个与机床工作台面相垂直的主轴作为主要主轴，并以它来确定轴方向。 轴一般位于与工件安装面相 平行的水平面内。对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为轴，且刀具远离主轴轴线方向为轴的正方向。对于机床主轴带动刀具旋转的机床， 当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对主轴，选定主轴左侧方向为轴正方向；当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对主轴，选定主轴右侧方向为轴正方向。对于无主轴的机床，如刨床，则选定切削方向为轴正方向。 轴方向可以根据已选定的、轴方向，按右手直角坐标系来确定。 （ 2） 坐标运动命名 如果机床除有、主要直线运动之外，还有平行于它们的坐标运动，则应分别命名为、。如果还有第三组运动，则应分别命名为、。如在第一组回转运动、和的同时，还有第二组回转运动，可命名为或等。 （ 3） 数控加工程序的程序段格式 字地址格式 一个零件的加工程序是由许多按规定格式书写的程序段组成。每个程序段包含着各种指令和数据，它对应着零件的一段加工过程。常见的机电工程系毕业论文 6 程序段格式有固定顺序格式、分隔符顺序格式及字地址格式三种。而目前常用的是字地址格式。典型的字地址格式如图 。 数控加工程序的程序段格式 每个程序段的开头是程序段的序号，以字母 着一般是准备功能指令，由字母 G 和两位数字组成，这是基本的数控指令；而后是机床运动的目标坐标值，如用、等指定运动坐标值；在工艺性指令中， F 代码为进给速度指令， S 代码为主轴转速指令， T 为刀具号指令， M 代码为辅助机能指令。 准中的程序段结束符号（在准中为 某些数控系统中，程序段结束符用符号 “*”或 “； ”表示）。 程序字 程序段由若干个部分组成，各部分称为程序字。 地址码和数据 每一个程序字均由一个英文字母和后面的数字串组成。英文字母称为地址码，其后的数字串称为数据，这种形式称为字地址格式。 字地址格式特点 字地址格式用地址码来指明指令数据的意义，因此程序段中的程序字数目是可变的，程序段的长度也就是可变的，因此，字地址格式也称为可变程序段格式。字地址格式的优点是程序段中所包含的信息可读性高，便于人 工编辑修改，是目前使用最广泛的一种格式。字地址格式为数控系统解释执行数控加工程序提供了一种便捷的方式。 （ 4） 主程序与子程序结构 主程序 程序号程序段一般用 O 来设置程序号；设定工件坐标系程序段应用 令建立工作坐标系；加工前准备程序段将完成刀具快速定位到切入点附近、冷却液泵启动、 主轴转速设定与启动等设置工作；切削程序段是加工程序的核心，一般包括刀具半径补偿设置、插补、进给速度设置等指令； 系统复位包括加工程序中所有设置的状态复位、机械系统复位等工作；程序结束一般由 实现。一般加工程 序典型结构如左下图所示。 机电工程系毕业论文 7 子程序 在程序中，某一固定的程序部分反复出现时，则可以把它们作为子程序，事先储存在存储器中，这样 可以简化加工程序。右上图反映了子程序调用的执行过程 。 首先，子程序可以由主程序调用，也可由其它子程序调用。子程序结构与一般加工程序非常相似，只是程序结束指令用 替，如 ： 0（或：）* 利用 令调用子程序，其程序段格式为 :*，其中 是子程序号。 （ 5） 数控程序指令 数控程序指令包括准备功能 G 指令、辅助功能 M 指令和工艺指令（ F、 S、T）。准备功能 G 指令用来规定刀具和工件的相对运动轨迹（即指令插补功能）、机床坐 标系、坐标平面、刀具补偿等多种加工操作； 辅助功能 M 指令的作用是实现机床各种辅助动作的控制，包括主轴起停、润滑油泵起停、冷却液泵起停、加工程序结束等功能控制； F 指令用来设定进给速度； S 指令用来指定主轴的转速； T 指令用来设定加工所用的刀具。 （ 6） 切触点与切触点曲线 机电工程系毕业论文 8 切触点 在曲面加工过程中，切削过程中刀具与工件曲面的理论接触点称为切触点。切触点是变化的。从几何学的角度来看，刀具与工件曲面之间的接触关系均为点接触。不同的刀具形状与工件的接触点位置是不一样的，如图。 切触点曲线 切触点曲线指刀具在加工过程中由切触点构成的曲线。切触点曲线是生成刀具轨迹的基本要素， 既可以显式地定义在加工曲面上，如曲面的等参数线、两曲面的交线等，也可以隐式定义，使其满足一些约束条件，如约束刀具沿导动线运动，而导动线的投影可以定义刀具在加工曲面上的切触点，还可以定义刀具中心轨迹，切触点曲线由刀具中心轨迹隐式定义。这就是说，切触点曲线可以是曲面上实在的曲线，也可以是对切触点的约束条件所隐含的 “虚拟 ”曲线。 （ 7） 刀位点数据与刀具运动轨迹 刀位点数据是指准确确定刀具在加工过程中每一位置所需的坐标值。一般来说，刀具在工件坐标系中的准确位置可以用刀具中心点和刀轴矢量来进行描述，其中刀具中心点可以是刀心点（如球心），也可以是刀尖点。刀具运动轨迹是指在加工过程中由刀位点运动所构成的曲线，曲线上的每一点还包含着一个刀轴矢量。对于二、三坐标数控加工，刀具运动轨迹一般由切触点曲线经过刀具偏置计算得到，计算结果一般存放于刀位文件之中。 程序编程 在编程工作中，我们经常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那样存人存储器，用一个总指令来代表它们，使用时只需给出这个总指令就能执行其功能所存 入 的这一系列指令称作用户宏程序本体，简称宏程序。这个总指令称作用户宏程序调用指令。在编程时，编程员只要记住宏指令而不必记住宏程序。 用户宏程序与普通程序的区别在于 ： 在用户宏程序本体中，能使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，程序可以跳转 ;而普通程序中，只能指定常量，机电工程系毕业论文 9 常量之间不能运算，程序只能顺序执行，不能跳转，因此功能是固定的，不能变化。用户宏功能 是用户提高数控机床性能的一种特殊功能，在相类似工件的加工中巧用宏程序将起到事半功倍的效果。 宏程序本体既可以由机床生产厂提供，也可以由机床用户自己编制。使用时，先将用户宏主体像子程序一样存人到内存里，然后用子程序调用指令调用。 1、变量概述：一个变量由符号 #和变量号组成，如 #i（ i=1,2,3 ） ，也可用表达式来表示变量，表达式需加方括号，即 #表达式 ，例如： #50， #2001 #4/2， #1+#2在地址号后可使用变量，如： F#9，若 #9=表示 6,若 #26=表示 程序中定义变量时，可以忽略小数点，例如，当 #1=123 被定义时，变量#1 的实际值为 引用的变量值根据地址的最小输入增量自动进行四舍五入，例如 #1；其中 #1 值为 小分辨率 1/1000实际命令为 量有局部变量，公用变量（全局变量）和系统变量 3 种： （ 1） #0 表示“空”变量，这个变量总是空的，不能赋值。 （ 2） #1 #3 表示局部变量，只能在宏中使用，以保存操作的结果。关闭电源 时，局部变量被初始化为空。宏调用时，自变量分配给局部变量。 （ 3） #100 #199， #500 #999 表示公用变量，在不同的宏程序间变义相同。关闭电源时， #100 #199 被初始化为空，而变量 #500 #999 数据保持。 （ 4） #1000 表示系统变量，用于读和写 行时各种数据的变化，例如刀具当前位置和补偿值， 口信号，报警信息等。 注意：程序号，顺序号，任选段跳跃号不能使用变量。例如； O#1/#2 N#3 是错误的。 2、运算指令 编程中变量的用途有 4 个 ：运算，递增量或递减量（计数器），进行比较操作后决定是否实现程序的跳转，在程序之间传递参数。 运算指令包括： 机电工程系毕业论文 10 算术运算（赋值，加，减，乘，除，绝对值，四舍五入整数化和舍去小数点以下部分），例如： #i = #j； #i = #j + #k； #i = #j / #k。 函数运算（正弦，余弦，正切，反正切和平方根），例如： #i = j； #i = j； #i = j，角度以度为单位。 逻辑操作（与，或，异或），例如： #i = #j k， #i = #j k。 比 较操作（等于，大于，小于，大于等于，小于等于，不等于）见下表： 另外，还有代码转换指令。 3、程序控制语句 程序控制语句起控制程序流向的作用，有分支语句和循环语句两种。 （ 1）分支语句 无条件分支语句（ ，其功能是转向程序的第 n 句。当指定的顺序号大于 9999 时，出现 128 报警。顺序可用表达式。 格式： n 是顺序号（ 1 9999）。 条件分支（ 句 ） ，其功能是在 面指定一个条件表达式，如果条件满足，转向第 n 句，否则执行下一段。 格式： 件表达式 一个条件表达式一 定要有一个操作符（见下表），这个操作符插在两个变量或一个变量和一个常数之间，并且要用方括号括起来，如 #245。 操作符 意义 操作符 意义 （ 2）循环语句 m=1,2,3 )； 当条件式满足时，就遵循执行 间的程序段，若条件不满足就执行 下一个程序段。 注意：若指定了 没有 句，循环将在 间无机电工程系毕业论文 11 限执行下去。程序执行 支语 句时。要进行顺序号的搜索，所以反向执行的时间比正向执行的时间长。可用 句减少处理时间。在使用 条件表达式中，空值和零的使用结果不同，而含其他操作符的条件表达式将空值看作零。 4、宏程序的使用 统经常使用 模态调用）和 67（模态调用）两种方式调用宏程序，另外，还可以在参数中设置调用宏程序的 G， M 代码来调用宏程序。 （ 1）非模态调用 非模态调用（单纯调用）指一次性调用宏主体，即宏程序只在一个程序段内有效。 指定时，地址 P 所指定的用户宏被调用，自变量表中的变 量值能传递到用户宏程序中。 格式： （宏程序号） L（程序执行次数）自变量表； 其中，程序执行次数的默认值为 1，可取值范围为 1 9999。通过使用自变 量表，值被分配给宏程序中对应的局部变量。 自变量分为两类。第一类可以使用除 G， L， O， N， P 之外的字母并且只能使用一次，地址 G， L， N， O， P 不能当作自变量使用。第二类可以使用 A， B，C（一次），也可以使用 I， J， K（最多 10 次）。 注意：为了程序的兼容性，建议使用带小数点的自变量。最多可以嵌套 4级含有 程序。不包括子程序调用（ （ 2）模态调用（ 67） 一旦指定了 么在以后的含有轴移动命令的程序段执行之后，地址 到发出 令，该方式被取消。 格式： （宏程序号） L（程序执行次数） ； 其中，程序执行次数的默认值为 1，可取值范围为 1 9999。与 用一样，通过使用自变量表，值被分配给相应的宏程序中的局部变量。 注意：在含有像 M 代码这样与轴移动无关的段中不能调用宏。局部变量（自变量）只能在 设定，每次模调用执行时不能设定 。 宏调用程序与子程序调用之间的区别： 机电工程系毕业论文 12 （ 1）用 以指定一个自变量（传递给宏的数据），而 有这个功能。 （ 2）当 含有一个 句时（如： 98 则执行该语句之后再调用子程序，而 条件调用一个宏。 机电工程系毕业论文 13 2 数控加工及其软件仿真操作的说明书 使用数控机床的介绍 数控铣床是一种用途十分广泛的机床，主要用于精度要求高、轮廓形状较复杂的平面、曲面及壳体类零件的加工。同时可进行钻、扩、锪、铰、螺纹切削、镗孔等加工。加 工中心、柔性制造单元等都是在数控铣床的基础上产生和发展起来的。 控铣床的概述 一、数控铣床的基本构成 数控铣床由以下几个部分组成。 1、主机 即铣床机械结构，通常由床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台等机床基础件以及主传动机构、进给系统等组成。它是整台铣床的基础和框架。 2、控制部分（ 置） 包括专用计算机、显示器、键盘、输入输出装置等。其为数控铣床的控制核心。 3、驱动装置 4、辅助装置 冷却、润滑等辅助装置。 二、数控铣床的结构特点 与普通铣床相比，数控铣床具有如下结构特点。 1、高刚度和高抗振性 2、减小了热变形对铣床的影响 3、传动系统机械结构简化 4、高传动效率和无间隙传动装置 5、低摩擦系数的导轨 三、数控铣床的分类 数控铣床从结构上可分为立式、卧式及立卧两用三种。 四、数控铣床的主要加工对象 1、 平面类零件 2、 直纹曲面类零件 机电工程系毕业论文 14 3、 立体曲面类零件 本章以配置 i 统的 控铣床为例介绍其程序编制。 床参数的介绍 控立式升降台式铣床，对主轴套筒和工作台纵横向移动进行数字式自动控制或手动控制。用户加工零件时，按照待加工 零件的尺寸及工艺要求，编制零件加工程序，通过控制器面板上的操作键盘输入计算机，计算机经过处理发出伺服需要的脉冲信号，该信号经驱动单元放大后驱动步进电机，实现数控铣床的 X、 Y、 Z 三坐标联动功能（也可加装第四轴），从而完成各种复杂形状零件的加工。 该机床适用于多品种小批量生产的零件，对各种复杂曲线的凸轮、样板、弧形槽等零件的加工效能尤为显著。其驱动部件为高性能、很可靠的混合式步进电机，输出力矩大，高、低速性能均好，且系统具备手动回机械零点功能，机床的定位精度和重复定位精度较高，不需要模具就能确保零件的加工精度， 同时本机床所配系统具备刀具半径补偿和长度补偿功能，降低了编程复杂性，提高了加工效率。此外，其还具备零点偏置功能，可实现多工件的同时加工。 下面列出 控铣床的一些主要规格和参数供参考。 工作台面积（宽 x 长） 2501120作台纵向行程 680作台横向行程 350降台垂直行程 400 型槽数及宽度 3 3 14 T 型槽间距 65作台允许最大载重 250轴中心至床身导轨面的距离 360轴孔锥度 7:24 主轴套筒行程 130轴转速 有级 65 4750r/轴转速 无级 60 3500r/电工程系毕业论文 15 铣削进给速度 0 350mm/速移动速度 2500 mm/辨率 位精度 0 00复定位精度 0 床外形尺寸 1405 1712 2296床净重 1500床电源 380V 用刀具及具体参数 （ 1） 16四刃立铣刀 （ 2） 10键槽铣刀 （ 3） 10球头铣刀 （ 4） 3 中心钻 （ 5） 头 （ 6） 10机用铰刀 坯参数 （ 1） 工件材料： 45 （ 2） 尺寸： 120000 工件工艺分析及加工工序 该零件 4 个侧面及底面、顶面均无机加工要求无需要再加工，所以采用平口虎钳装夹即可，选择以下 6 种刀具进行加工： 1 号刀为 16四刃立铣刀，用于加工 80 100 形和 轮廓； 2 号刀为 10槽铣刀， 用于加 20和 20 20 个内腔； 3 号刀为 10球头铣刀，用 于加工倒角； 4 号刀为 3心钻，用于打定位孔； 5 号刀为 头，用于预钻 10； 6 号刀为机用铰刀，用于铰孔。 该零件的加工工序为：粗加工 80 10015四边形 粗加工 16 外轮廓 精加工 80 10015四边形 精加工 轮廓 粗精加工 20内圆 倒 角 加工 2020个内腔 中心钻定位 预钻 2个 10 铰孔。 工程序单 1、 80 100形粗加工程序 （ 1） 主程序名： 子程序名： 2） 使用 16四刃立铣刀 （ 3） 通过改变刀具半径补偿的值实现粗切循环 （ 4） 程序如下（走刀路线见图）： （ 主程序） 06 ； 换一号刀 500 ； 主轴正转，转速为 500r/90 00 100 ； 快速点定位到 O 点 验刀 60 ； 下刀，留精加工余量 0012 4） 调用子程序 1 号刀补 0012 （ 1） 调用子程序 2 号刀补 0012 （ 调用子程序 3 号刀补 机电工程系毕业论文 17 100 ； 抬刀 程序结束 （子程序） 01 08 ； 由 O 点进给至 A 点，并建立 刀具左补偿切削液开 由 A 点进给至 B 点 40 由 B 点进给至 C 点 40 ； 由 C 点进给至 D 点 50 10 ； 由 D 点进给至 E 点 由 E 点进给至 F 点 40 10 ； 由 F 点进给至 G 点 由 G 点进给至 H 点 10 ； 由 H 点进给至 A 点 10 ； 切向退刀 40 09 ； 取消刀具补偿，切削液关 返回主程序 2、 加工程序 （ 1）主程序名： 子程序名： 2）使用 16四刃立铣刀 （ 3）通过改变刀具半径补偿的值实 现粗精加工 （ 4）程序如下（走刀路线见图）： 机电工程系毕业论文 18 （主程序） 500 ； 主轴正转，转速为 500r/90 00 100 ； 快速点定位到 O 点 验刀 80 ； 下刀，留精加工余量 0014 调用子程序 100 ； 抬刀 程序结束 （子程序） 01 08 ； 由 O 点进给至 A 点，并 建立刀具左补切削液开 由 A 点进给至 B 点 50 ； 由 B 点进给至 C 点 由 C 点进给至 D 点 10 由 D 点进给至 E 点 由 E 点进给至 F 点 35 由 F 点进给至 G 点 机电工程系毕业论文 19 由 G 点进给至 H 点 10 由 H 点进给至 I 点 45 ； 由 I 点进给至 J 点 45 由 J 点进给至 K 点 由 K 点进给至 L 点 50 ； 由 L 点进给至 A 点 01 09 ； 取消刀具补偿，切削液关 返回主程序 3、 80 10015边形精加工程序 （ 1）主程序名： 子程序名： 2）使用 16四刃立铣刀 （ 3）刀具半径补偿的值等于刀具半径 （ 4）程序如下： 80 10015精加工 主程序 800 ； 主轴正转，转速为 800r/90 00 100 ； 快速点定 位到 O 点 验刀 100 ；
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