完整-零件的数控雕铣机铣削编程与设计

PAGE摘要电火花成形机是当前模具业中主要的生产设备，铜电极的需求量较大，但由于铜电极一般体积较小，价格昂贵，故其加工余量较小，生产缺乏专业设备。在这里用于精加工，小刀具的雕铣机就有了用武之地，它可以高效精细加工棱角分明、形态别致的电火花成形电极。本设计研究的就是雕铣机对于紫铜电极的加工实例，由工件的三维造型选择夹具，装夹方式，确定加工顺序，选择合适刀具，切削用量。关键词：铜电极，小刀具，高效，精细目录1前言 12数控技术 22.1数控加工 22.2数控编程及其发展 22.3数控雕铣机 42.3.1雕铣机的结构与特点 42.3.2雕铣机的坐标轴控制 62.3.3雕铣机的日常保养与维护 63数控雕铣机的加工实例 83.1工件图工艺分析 83.2确定装夹方案 83.3确定加工顺序 93.4刀具选择 93.5切削用量选择 113.5.1主轴转速 113.5.2进给量 113.5.3背刀吃量 123.6拟订数控切削工序卡 123.7加工程序 133.8主要操作步骤 214总结 244.1雕铣机加工铜电极的优势 244.2设计缺陷 24参考文献 25致谢 26PAGE271前言雕铣机它是数控机床的一种。2007年我国的雕铣机产业产能已经超过10000台/年,产值超过15亿RMB。目前雕铣机的生产主要以广东、北京、浙江三大板块主导。一般认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高转速主轴电机的数控铣床。国外并没有雕铣机的概念，加工模具他们是以加工中心铣削为主的，但加工中心有它的不足，特别是在用小刀具加工小型模具时会显得力不从心，并且成本很高。国内开始的时候只有数控雕刻机的概念，雕刻机的优势在雕，如果加工材料硬度比较大也会显得力不从心。雕铣机的出现可以说填补两者之间的空白。雕铣机既可以雕刻，也可铣削，是一种高效高精的数控机床。雕铣机其实就是介于雕刻机与加工中心之间的一种数控机床，是在雕刻机的基础上加大了主轴、伺服电机功率，床身承受力，同时保持主轴的高速，更重要的是精度很高。雕铣机还向高速发展，一般称为高速机，切削能力更强，加工精度非常高，还可以直接加工硬度在HRC60以上的材料，一次成型。但由于其钢性差所以不可能进行重切削，其主要用于完成较小铣削量，小型模具的精加工，适合铜工、石墨等的加工。雕铣机可以理解为既可做精细雕刻，又能做切割、镂铣。例如做三维雕刻，尽管落差很大，但200mm宽材料可一次完成，一次进刀量相当大。雕铣机可供选用的刀具直径规格从1mm－16mm，其刀具长度为50~80mm。我们可以灵活使用，装细刀干细活，装粗刀干大活。由于机器设计注重重型负载，机架钢性大，Z轴行程大，因此不仅可以做小型雕刻机的工艺，更可高速切割厚的板材，一次进刀量可达20mm－30mm，这是雕刻机根本做不到的工艺制造。

2数控技术2.1数控加工数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件——机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行交换和放大处理，然后由传动机构驱动数控机床，从而加工零件，所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。随着改革开放深入发展，全国特别是国有大中型企业及三资企业，在生产中都广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。由于市场竞争日益激烈，从而导致对专业人才的大量需求。随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区(如广东，浙江、江苏、山东)，数控人才更是供不应求，所以我觉得数控行业有着十分广阔的前景，所以就有试着做这方面设计的念头，又因为我们在校时也开了这方面的课程，我对数控的编程又有一定的了解，就选择典型零件的数控雕铣机铣削编程与操作设计这个课题。要成为数控编程员就要具备：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握机械的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD／CAM软件，如UG、Pro-E等；熟练掌握数控手工和自动编程等技术；这样的高的要求就更能考察我们的综合知识掌握的怎么样，所以我愿意接受这个任务，来自我检验一下自己是否合格一个的大学生。2.2数控编程及其发展数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。在机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质上；最后输入到书空机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因此，把从零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种：（1）手工编程手工编程是指程序编制的整个过程步骤几乎全部是由日人工来完成的。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错的机会较少，这时用手工编程即及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加工程序比较长的，使用手工编程将十分烦琐、费时，而且容易出现错误，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况。影响数控机床的开动率。此时必须用自动编程的方法编制程序。（2）自动编程自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是利用计算机和相应的处理程序后置处理程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工方案外，（有些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数）， 其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编写人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，宾噶在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，直至自动穿出数据加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。CAM软件是将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形式加工程序输入数控机床进行加工。自动编程的出现使得一些计算烦琐、手工编写横困难的。或手工无法编出的程序都能实现。本设计根据零件的具体加工位置和零件的工艺特点，可以选择手工编程、也可以利用计算机进行自动编程的方式。2.3数控雕铣机2.3.1雕铣机的结构与特点雕铣机都可以使用标准的CAD/CAM软件如：MasterCamCimatronPro-EUG等。数控雕铣机和雕刻机、加工中心在外观结构上都非常类似，下面就三者进行比较分析：（1）从概念上讲加工中心：港台、广东一带称之为电脑锣，是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。第一台加工中心出现在1958年的美国。它可以实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工，功能特别强调“铣”。雕刻机：它主轴转速高适合小刀具的加工，扭矩比较小，着重于“雕刻”功能，例如木材（专门加工木板的称为木雕机）、双色板、亚克力板等硬度不高的板材，不太适合强切削的大工件。目前市面上的大多数打着雕刻机旗号的产品都是为加工工艺品为主，成本低，由于精度不高，不宜用于模具开发；但也有例外的例如晶片雕刻机。雕铣机：顾名思义。就是可以雕、也可铣，雕刻机的基础上加大了主轴、伺服电机功率，床身承受力，同时保持主轴的高速，更重要的是精度很高。雕铣机还向高速发展，一般称为高速机，切削能力更强，加工精度非常高，还可以直接加工硬度在HRC60以上的材料，一次成型。（2）从外观体积上讲加工中心体积最大，大型的1690型机体积在4m*3m，小型的850型机也在2.5m*2.5m；雕铣机次之，比较大型的750型机一般在2.2m*2m；雕刻机最小。（3）从机械结构上讲加工中心一般采用悬臂式，雕铣机和雕刻机一般多用龙门式架构，龙门式又分为栋梁式和定梁式，目前雕铣机以定梁式居多。（4）从指标数据上讲主轴最高转速（r/min）：加工中心8000；雕铣机最常见24000，高速机最低30000;雕刻机一般与雕铣机相同，用于高光处理的雕刻机可以达到80000，但那用的就不是一般的电主轴而是气浮主轴。主轴功率：加工中心最大，从几千瓦到几十千瓦都有；雕铣机次之，一般在十千瓦以内；雕刻机最小。切削量：加工中心最大，特别适合重切削，开粗；雕铣机次之，适合精加工；雕刻机最小。速度：由于雕铣机和雕刻机都比较轻巧，它们的移动速度和进给速度比加工中心要快，特别是配备直线电机的高速机移动速度最高达到120m/min精度：三者的精度差不多。加工尺寸：工作台面积可以比较好的反应这个。国内加工中心最小的工作台面积（单位mm，下同）在830*500（850机）；雕铣机的最大的工作台面积在700*620（750机），最小的是450*450（400机）；雕刻机一般不会超过450*450，常见的是45*270（250机）。应用对象：加工中心用于完成较大铣削量的工件的加工设备，大型的模具，硬度比较的材料，也适合普通模具的开粗；雕铣机用于完成较小铣削量，小型模具的精加工，适合铜工、石墨等的加工；低端的雕刻机则偏向于木材、双色板、亚克力板等硬度不高的板材加工，高端的适合晶片、金属外壳等抛光打磨。一般认为：加工中心、雕铣机既可以做产品，也可以做模具，雕刻机只可以做产品。数控雕铣机用于完成较小铣削量，或软金属的加工设备。雕铣机非移动部分钢性要求好移动部分钢性要以灵活为前题下，尽可能的轻一些，同时保持一定的钢性。优点：可进行比较细小的加工，加工精度高。对于软金属可进行高速加工；缺点：由于钢性差所以不可能进行重切削。对于数控铣和加工中心因为要求低转速大扭据，所以一定需要主轴变速箱来的减速比来提升扭力的转速低而精度差是不可避免的，所以不大可能用小半径刀具。对于雕铣机来说要主轴工作在2~3万RPM才可工作，回转精度一般2个μ左右，不然断刀现象全很严重，所以一定要用电主轴，即电机和主轴是一体的。对于高速切削设备来讲，要求内藏式电主轴，而且在低转速时也要用一定的扭矩要有油水冷却机来保持主轴工作温度恒定主轴功率要在7.5~8KW以上,转速要超过25000RPM数控雕铣机。数控雕铣机进给系统机械传动类似铣床，模型图如图2-1：图2-12.3.2雕铣机的坐标轴控制（1）在机床操作面板上，把MODESELECTION上的旋扭转到手动挡，进入手动工作模式，按住方向键“+Z”，“+X”，“+Y”或“-Z”，“-X”，“-Y”可以移动单轴、两轴或三轴，移动速度由进给旋扭控制。（2）如果同时按下快速移动键和相应的坐标轴，则坐标轴以快进速度运行。如同时按下快速移动键和“-X”键，则工作台快速向X轴负方向移动。（3）在机床操作面板上，把MODESELECTION上的旋扭转到手轮挡，进入手轮工作模式，可实现用手摇脉冲发生器控制各坐标轴增量移动，增量值的大小由手摇脉冲发生器中步距按扭来控制。如图2-2所示：图2-2按住手摇脉冲发生器左侧的小黄扭，选择需要移动的坐标轴，转动手持操作器上的把手，向+方向转动，可使相应坐标轴向正方向移动，反之亦然。当改变步距倍率时，坐标轴移动速度会发生相应变化。“x1”代表手轮每转一小格，机床相应坐标轴移动0.001mm；“x10”代表手轮每转一小格，机床相应坐标轴移动0.01mm,“x100”代表手轮每转一小格，机床相应坐标轴移动0.1mm。2.3.3雕铣机的日常保养与维护雕铣机为精密数控设备，必要的日常维护与保养对本机的使用寿命及精度至关重要。要按以下要求进行保养及维护：（1）每次开机后都要使机床的机械坐标原点复位。（2）连续运行时间每天10小时以下，保证冷却水的清洁及水泵的正常工作，绝不可使水主轴电机出现缺水现象，定时更换冷却水，以防止水温过高。冬季如果工作环境温度太低可把水箱里面的水换成防冻液。（3）每次机器使用完毕，要注意清理，务必将平台及传动系统上的粉尘清理干净，定期（每周）对传动系统（X、Y、Z三轴）润滑加油。X、Y、Z三轴光杆用机油进行保养；丝杆部分加高速黄油；冬季如果工作环境温度太低丝杆、光杆（方形导轨或圆形导轨）部分应先用汽油进行冲洗清洁，然后加入机油，否则会造成机器传动部分阻力过大而导致机器错位。（4）对电器进行保养检查时，一定要切断电源，待监视器无显示及主回路电源指示灯熄灭后，方可进行。3数控雕铣机的加工实例3.1工件图工艺分析该工件为电火花加工用的紫铜电极，工件图主要由平面、孔系及内外轮廓组成。原材料为60×40×30的紫铜毛坯，表面粗糙度要求不高。成件轮廓如图3-1所示（详细资料见附件9）：图3-13.2确定装夹方案在装夹前，要先将工件“打平打直”，方式有很多种，应实际情况而变，但目的都是将工件几何在机床的机械坐标系中定位。这里介绍一种：使要加工工件的顶面与机床机械坐标系的X与Y轴所成的面相平行；工件高与机床机械坐标系的Z轴相平行，或工件长与机床机械坐标系的X轴相平行。在雕铣机上装夹工件用的最多，也是最普遍的是502胶水。由于其价格便宜，操作简便，效果明显，得到了广泛的应用。一般装夹工件有以下几种方式：（1）直接将工件用502胶水粘在机床基台上。优点：固定方便，成本低，工件几何定位较准确。缺点：将502铲除时，会破坏机床基台的平整，下次装夹工件时工件较难打平打直；其次当工件与机床基台的接触面积较小时，工件会承受不了刀具的作用力而与基台脱离。（2）对于与基台接触面小的工件，在工件底部打螺纹孔，将其用螺丝固定在一块较大的平板上，然后再将平板固定在基台上。优点：固定较方便，成本低，选材方便。缺点：需另外钻螺纹孔；对于加工深度较大的小工件不适用；工件几何定位不准。（3）先将台虎钳固定在基台上，然后夹紧工件。优点：对于加工余量小的工件一样适用，工件几何定位较准确。缺点：台虎钳装夹的工件大小有限；工件底部余量要大，必须足够夹紧工件。由于工件体积较小，在机床基台上较难固定，综合各方面因素，本设计装夹方式选用第3种。把台虎钳放置在基台上，将百分表坐固定在机床主轴上，百分表测量头接触台虎钳内钳口，手动沿X方向往复移动工作台，观察百分表指针，校正钳口对X轴方向的平行度，应使百分表指针变化范围不超过0.03mm，然后将台虎钳固定在机床基台上（固定方式可选择螺母或502胶水）。然后夹上毛坯，由于毛坯加工的最大深度为10.400mm,故将毛坯的15mm露出钳口以上。稍微夹紧工件，然后用相同的方法用百分表使其竖直方向与机床Z轴相平行，夹紧毛坯。装夹如图3-2所示：图3-23.3确定加工顺序加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序。对于精加工可使用小刀具的雕铣机而言，确定加工顺序时，一般使用的刀具都是从大到小。由于毛坯上表面装夹之时很难使其保持水平，故加工之前先编一个光平面的程序；然后粗铣内外轮廓，底大圆，底座；铣4个圆角；光刀精铣；钻顶小孔，叠中心孔。3.4刀具选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。雕铣机常用的刀具为双刃硬质合金立铣刀，属高速刀。常用规格（直径￠）为0.5mm-4mm(4mm的刀把现磨)，6mm，8mm，10mm，12mm。大型雕铣还可用16mm乃至20mm雕铣机对于刀具的运用十分灵活，一般除了打定位和穿孔选择无刀尖半径的“平刀”外，基本都有适量的刀尖半径。磨出来的刀刀尖要齐平，两个刀刃要在同一条直线上，中心要向里凹，刀头呈V字型。对于球刀（即刀尖半径等于刀具半径的刀具），刀头要足够圆，呈半圆型。当加工较深加工面时，刀具的刀刃后部要适当磨掉一些，以助排削。刀头要呈V字型的原因：一般铣刀切削，当铣底面时，是靠刀尖来进行切削的，如刀头不凹，刀具会切不动工件，导致刀具过热泛红，冒火星，严重时还会使刀断裂，破坏所加工的工件。但球刀例外，它完全相反，靠的是刀头中心进行切削的，所以当用到球刀时，所编的程序吃刀量都要比其他刀具小。随着雕铣机、雕刻机的普及，从事本行业的师傅们自我摸索出了一种新型刀具，此刀具磨起来更方便，排削更畅通。他们称之为单片刀。此刀磨法：将刀具的刀头磨去一半的量，即刀头的圆柱体磨去一半，把磨出来的那条直径作为刀刃。但要注意的是，刀刃要磨斜，只留一个刀尖。单片刀优点：磨起来方便，排削通畅，不易出现断刀现象，对于铣窄而深的槽效果尤为明显。缺点：应用单一，易磨损。本设计加工选用高速钢立铣刀。具体选刀如下表(表3-1)：序号刀具编号刀具规格名称加工表面刀尖半径/mm1T01￠6mm硬质合金立铣刀光上表面0.22T02￠6mm硬质合金立铣刀粗铣内外轮廓，内底圆孔0.23T03￠6mm硬质合金立铣刀铣底折角基台壁0.24T04￠3mm硬质合金立铣刀精铣内外轮廓壁，铣内圆角0.25T05￠3mm硬质合金立铣刀精铣内底面0.26T06￠1.5mm硬质合金立铣刀精铣圆弧壁0.27T07￠1mm硬质合金立铣刀钻顶面小孔0.28T08￠0.6mm硬质合金立铣刀叠中心孔0.3（球刀）表3-13.5切削用量选择切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。3.5.1主轴转速雕铣机的主轴转速的确定一般以刀的大小和加工的材料而定。刀具越小，转速越大。本设计加工的毛坯材料为紫铜，纯度达到99%以上，材质较软，主轴转速一般为10000r/min左右。一般雕铣机控制面板上有一个转速调节旋钮，为50%-120%，参照标准为所编程序里的转速，操作时可按情况通过调百分比来调节转速。3.5.2进给量确定进给量时，要综合考虑质量和效率，在不影响加工质量的情况下提高生产效率。空刀进给时速度要设尽量快，切削时要以质量为先。3.5.3背刀吃量一般机床的背刀吃量应根据加工余量确定。作为高速机，数控雕铣机加工金属工件有着吃刀量小的特点。对于材质较硬的工件，在粗加工时，其吃刀量往往只有0.1mm左右，紫铜材质较软，背刀吃量一般设在0.2mm左右。精加工时，吃刀量甚至只有0.05mm。3.6拟订数控切削工序卡由于雕铣机的主轴转速，进给量，背刀吃量都已编制在程序中，故一般雕铣机的数控切削工序卡只需要说明对应各程序的程序号，刀具规格，用途和加工最深度。数控切削工序卡如下表3-2：单位名称兴旺模具厂零件名称零件图号紫铜电极加工工序号程序编号夹具名称使用设备车间平口台虎钳控中心数工步号工步内容程序号刀具规格/mm刀尖半径/mm加工深度/mm01光上表面A160.202粗铣内外轮廓，内底圆孔A260.28.93103铣底折角基台壁A360.210.40004精铣内外轮廓壁，铣内圆角A430.29.03005精铣内底面A530.29.03006精铣圆弧壁A2007钻顶面小孔A710.20.48008叠中心孔A80.6球刀0.828表3-23.7加工程序3.7.1确定编程原点雕铣机上编程坐标原点的位置是任意的，他是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：（1）编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。（2）编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。（3）对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。（4）Z轴方向的零点一般设在工件表面。3.7.2对刀使用G54、G55、G56等零点偏置指令，将机床坐标系原点偏置到工件坐标系零点上。也就是确定工件上指定的相对坐标原点在机床机械坐标系中位置。一般实际加工时使用G54指令即可。对刀时，用手动模式移动主轴和基台，当刀具离工件只有几毫米时，改用手轮模式。在实际操作时Z轴对刀时，操机师傅们,为了防止刀具划伤工件,一般会取8mm刀把对刀,取把刚好能从刀头和工件表面滚过时,Z方向刀补取-8mm。3.7.3编制各部分加工程序（1）光平面。此程序要注意的是必须完全把面光出来，如果有一些地方没有光出来，要加深Z轴，直到完全光出来为止。加工程序见电子附件1。刀路模拟图如图3-3所示：图3-3（2）粗铣内外轮廓。加工深度为8.931mm。加工程序见电子附件2。刀路模拟图如图3-4所示：图3-4（3）铣底座。加工深度为10.400mm。加工程序见电子附件3。刀路模拟图如图3-5所示：图3-5（4）精铣内外轮廓,内圆角。加工深度为9.030mm。加工程序见电子附件4。刀路图如图3-6所示：图3-6（5）光刀精铣内底面。加工深度为9.030mm。加工程序见电子附件5。刀路模拟图如图3-7所示：图3-7（6）光刀精铣内圆弧壁。加工深度为6.020mm。加工程序见电子附件6。刀路模拟图如图3-8所示：图3-8（7）铣顶小圆孔。加工深度为0.480mm。加工程序见电子附件7。刀路模拟图如图3-9所示：图3-9（8）叠圆锥孔。加工深度为0.828mm。加工程序见电子附件8。刀路模拟图如图3-10所示：图3-103.7.4程序范例本设计是用Cimatron绘图软件自动生成程序的。由于程序较长，打印版以程序5为例：(TD=2.86CR=0.2)G90G80GG00Z10.M03S10000G00X19.51Y2.974Z10.Z-4.83G01Z-5.83F750X19.518Y3.164Z-5.847X19.489Y3.395Z-5.867X19.421Y3.618Z-5.887X19.316Y3.826Z-5.908X19.177Y4.013Z-5.928X19.009Y4.174Z-5.949X18.816Y4.304Z-5.969X18.604Y4.4Z-5.989X18.379Y4.459Z-6.01X18.147Y4.479Z-6.03X17.501F2500Y1.198G02X18.792Y4.479Z-6.03I8.498J-1.45G01X18.147Y5.479X16.501Y-3.09X17.501Y-4.479X18.486G02X17.501Y-1.702Z-6.03I7.514J4.227G01Y-3.09X16.501Y-5.479X20.453G02X20.388Y4.905Z-6.03I5.546J5.227G01X20.405Y4.923X20.786Y5.298X20.984Y5.479X18.147Y6.479X15.501Y-6.479X23.749G02X22.36Y-5.783Z-6.03I2.251J6.227G01X22.47Y-5.616G02X21.271Y4.093Z-6.03I3.53J5.364G01X21.609Y4.425G02X27.349Y6.019Z-6.03I4.382J-4.649G01X27.686Y5.945X28.362Y5.72X28.699Y5.566X29.044Y5.402X29.375Y5.203X29.712Y4.988G02X26.677Y-6.637Z-6.03I-3.712J-5.239X22.47Y-5.616Z-6.03I-0.677J6.386G01X22.36Y-5.783G02X21.124Y4.228Z-6.03I3.64J5.531G01X21.472Y4.57G02X27.391Y6.214Z-6.03I4.519J-4.795G01X27.739Y6.139X28.435Y5.907X28.784Y5.748X29.139Y5.579X29.48Y5.373X29.828Y5.151G02X28.251Y-6.479Z-6.03I-3.828J-5.403G01X36.499Y2.838X34.499Y4.479X33.208G02X34.499Y1.196Z-6.03I-7.208J-4.73G01Y2.838X35.499Y5.479X31.025G02X33.183Y-2.798Z-6.03I-5.025J-5.73G01X34.126Y-3.132G02X33.514Y-4.479Z-6.03I-8.126J2.88G01X34.499Y-1.7G02X34.126Y-3.132Z-6.03I-8.499J1.448G01X33.183Y-2.798G02X31.546Y-5.479Z-6.03I-7.183J2.546G01X35.499Y2.838X36.499Y6.479X18.147Y7.479X14.501Y-6.959G02X14.508Y-7.479Z-6.03I-4.588J-0.32G01X37.492G02X37.499Y-6.958Z-6.03I4.592J0.198G01Y7.479X18.147Y8.479X13.452X13.48Y8.306X13.501Y7.809Y-6.996G02X13.307Y-8.479Z-6.03I-3.588J-0.283G01X38.693G02X38.499Y-6.995Z-6.03I3.391J1.198G01Y7.708G02X38.548Y8.479Z-6.03I3.484J0.165G01X18.147Y9.479X11.924G02X12.474Y8.262Z-6.03I-1.963J-1.621G01X12.483Y8.205X12.501Y7.787Y-7.039G02X11.678Y-9.187Z-6.03I-2.588J-0.24G01X11.67Y-9.203G02X11.519Y-9.496Z-6.03I-4.091J1.918X11.819Y-9.479Z-6.03I0.292J-2.42G01X40.168G02X40.473Y-9.495Z-6.03I0.027J-2.424X40.305Y-9.173Z-6.03I4.034J2.31X39.499Y-7.038Z-6.03I1.779J1.892G01Y7.734G02X40.082Y9.479Z-6.03I2.484J0.14G01X18.147Y10.479X11.817G02X10.445Y11.48Z-6.03I-0.012J1.424G01X10.361Y11.817G03X9.343Y11.856Z-6.03I-0.517J-0.176G01X9.318Y11.79X9.31Y11.755X9.29Y11.48X9.291Y10.922G02X10.858Y9.116Z-6.03I-1.853J-3.192X11.487Y8.103Z-6.03I-0.897J-1.259G01X11.501Y7.766Y-7.09G02X10.874Y-8.557Z-6.03I-1.588J-0.188G01X10.765Y-8.779G02X9.291Y-10.359Z-6.03I-3.185J1.493G01X9.29Y-11.48X9.298Y-11.689G03X10.361Y-11.817Z-6.03I0.545J0.049G02X11.044Y-10.701Z-6.03I1.56J-0.187X11.817Y-10.479Z-6.03I0.768J-1.216G01X40.179G02X41.555Y-11.48Z-6.03I0.016J-1.424G01X41.639Y-11.817G03X42.69Y-11.756Z-6.03I0.517J0.176G01X42.71Y-11.48X42.709Y-10.359G02X41.128Y-8.559Z-6.03I1.798J3.175X40.499Y-7.09Z-6.03I0.956J1.279G01Y7.766G02X40.854Y8.844Z-6.03I1.484J0.108G01X41.142Y9.116G02X42.205Y10.564Z-6.03I3.261J-1.28G01X42.709Y10.922X42.71Y11.48X42.702Y11.69G03X41.639Y11.817Z-6.03I-0.545J-0.05G02X40.413Y10.496Z-6.03I-1.485J0.148G01X40.179Y10.479X18.147G00Z10.X27.412Y-0.65Z-7.83G01Z-8.83F750X27.404Y-0.46Z-8.847X27.355Y-0.232Z-8.867X27.268Y-0.016Z-8.887X27.146Y0.182Z-8.908X26.992Y0.357Z-8.928X26.811Y0.503Z-8.949X26.607Y0.616Z-8.969X26.388Y0.694Z-8.989X26.158Y0.733Z-9.01X25.926Z-9.03G03X25.361Y0.492Z-9.03I0.083J-0.975F2500G01X25.35Y0.482G03X25.482Y-1.095Z-9.03I0.649J-0.74X26.951Y-0.507Z-9.03I0.517J0.837G01X26.955Y-0.493G03X25.926Y0.733Z-9.03I-0.946J0.251G01X25.841Y1.73G03X24.699Y1.241Z-9.03I0.168J-1.972G01X24.691Y1.234G03X24.956Y-1.946Z-9.03I1.308J-1.492X27.919Y-0.759Z-9.03I1.043J1.688G01X27.921Y-0.749G03X25.841Y1.73Z-9.03I-1.913J0.507G01X25.756Y2.726G03X24.037Y1.991Z-9.03I0.253J-2.968G01X24.032Y1.986G03X24.431Y-2.797Z-9.03I1.967J-2.244X28.886Y-1.012Z-9.03I1.568J2.539G01X28.888Y-1.005G03X25.756Y2.726Z-9.03I-2.879J0.763G01X25.671Y3.722G03X23.375Y2.74Z-9.03I0.338J-3.964G01X23.372Y2.738G03X23.905Y-3.648Z-9.03I2.626J-2.996X29.854Y-1.265Z-9.03I2.094J3.39G01X29.855Y-1.261G03X25.671Y3.722Z-9.03I-3.846J1.019G01X25.586Y4.719G03X22.713Y3.49Z-9.03I0.423J-4.961X23.38Y-4.499Z-9.03I3.286J-3.748X30.821Y-1.517Z-9.03I2.619J4.241X25.586Y4.719Z-9.03I-4.813J1.275G00Z10.M303.8主要操作步骤3.8.1先开机床启动电源，接通CNC与机床电源。本设计所用的数控雕铣机型号为DC-1080A,基本参数如下表3-3：序号性能指标项目DC-1080A标准值1XYZ定位精度±0.02mm2XYZ轴重复定位精度±0.01mm/300mm3XYZ轴工作行程1000x800x360mm4工作台尺寸790x900mm5Z向空间高度500mm6床体重量4.5T7雕刻加工最大功耗12KW8主轴电机输入功率8KW9主轴转速15000rpm10运动和雕刻最高速6000mm/min11数控系统台湾SYNTEC高速雕刻

(选配HIGERMAN系统)12刀具夹头ER32(Φ4-Φ20)13驱动电机交流伺服电机14外形尺寸2500x1800x2500(mm)表3-33.8.2原点回归数控雕铣机开机后会弹出窗口提示“X轴原点未回归”、“Y轴原点未回归”、“Z轴原点未回归”。首先要将机床的各机械坐标轴返回原点。步骤如下：（1）在机床操作面板上，把MODESELECTION上的旋扭转到原点回归项，进入返回原点模式。（2）分别按下各轴进给方向键“+Z”，“+X”，“+Y”则使各轴分别移动到原点位置。（3）在提示窗口中可观察坐标轴是否已回原点，如已回归，提示自动消失。（4）原点回归操作注意事项：①为了防止刀具或主轴与工作台发生碰撞，应先操作Z轴回零，然后操作其他轴回到零。②各坐标轴手动回零时，若某坐标轴在回参考点前已处于零位，则应将该轴沿负方向移动一段距离后，再行回零。③回零后用自动、手动或手轮等工作模式结束回原点操作。④当数控机床断电后（或按下紧急停止按扭），应重新回机床参考点。记住开机后首先要执行“原点回归”操作。3.8.3装夹工件按照3.2中的第3种方式装夹好工件。3.8.4编程原点与对刀本设计X、Y轴编程原点定在毛坯靠近机床X轴负半轴方向的那条宽的中点上（如图3-11所示，黑点处为编程原点），Z轴原点定在工件上表面上。对刀时，Y轴分中时可忽略对刀刀具的规格，但对于单边碰，必须要考虑刀具规格，对刀方式见3.6.2。本设计用6mm刀具单边碰找X轴原点，故X轴刀补要取3mm。图3-11找到X、Y轴编程原点后，使用G54零点偏置指令将工件相对坐标的原点偏置到机床的机械坐标系中。以后每次换刀都不用再对X和Y轴进行对刀，只需对Z轴对刀。3.8.5导入程序通过控制面板接通电脑，拷入各程序，装夹刀具时，要注意程序里所显示的刀具是否与程序单一致，以防拷错程序。3.8.6手轮模拟手轮模拟是数控雕铣机和雕刻机特有的功能。其作用是在程序已经启动的情况下，用手轮来控制主轴的进给。这是安全需要，一般在实际自动加工之前，都要先用手轮模拟加工，确定无异常之后再自动加工。3.8.7实际加工由于工件质地较软，易粘刀，手轮模拟确定无异常之后打开切削液喷口开关，关闭机床门窗，进行自动实际加工。每个程序加工完之后警报器会响，换上对应刀具，继续加工下面一个程序。4总结4.1雕铣机加工铜电极的优势通过这个加工实例，我发掘出了雕铣机加工铜电极的一些优势：（1）经济成本方面：雕铣机价格相对于其他数控机床较便宜，其加工工件的成本也较低。（2）硬件设施方面：雕铣机系统结构类似加工中心，比较智能，功能强大，而它又有小型雕刻机的大部分优点。主轴、伺服电机功率大，床身承受力强，同时保持主轴的高速。其加工精度高，完全可达到设计误差的要求。雕铣机可雕、可铣、可钻，加工此工件可一次成型，不需要再用到其他机床。雕铣机配备有手轮模拟，可最大程度地减小损坏工件的可能。雕铣机Z轴行程较大，对于加工用台虎钳夹持的电极工件绰绰有余。雕铣机配备有切削液喷口和全密封试门窗。由于紫铜电极材质易粘刀，很容易导致断刀，故加工时必须开启切削液喷头。密封式门窗可防止碎削和切削液四溅。（3）实际操作方面：雕铣机操作简单，易上手。操作时，其刀具的应用与把握十分灵活，应实际情况可磨出任何相适应的刀具，加工出来的工件质量大部分取决于刀具。相应的，雕铣机刀具基本全是靠人工在砂轮上磨出来的，故操作雕铣机必须会磨刀。对于一般的石墨电极，小型雕刻机即可胜任，但加工铜电极时明显力不从心。首先，雕刻机Z轴加工行程较小，对于加工需要用台虎钳夹持的工件很难把握；其次，雕刻机对于三维雕刻，主轴精度无法达到要求；还有，鉴于紫铜材料粘刀的特性，加工时必须喷切削液或者切削油，而一般雕刻机没有配备切削液喷口。4.2设计缺陷由于条件有限，本设计没有讨论工件表面粗糙度的要求，但一般雕铣机加工出来的电极的表面粗糙度完全可以达到普通电火花加工的要求。在以后的学习研究中，我将会侧重于工件表面粗糙度研究，这是我本次设计所没有学习到的。参考文献[1]王宏睿.数控机床加工工艺的研究.[J].机械研究与应用.2004年[2]中国机械工业教育协会.数控加工工艺及编程.[M].机械工业出版社.2004[3]刘文信.机床数控技术.[M].机械工业出版社[4]黄大贵.微机数控系统.[M].电子科技大学出版社[5]韩鸿鸾.基础数控技术.[M].机械工业出版社出版.2000年[6]王爱玲.机床数控技术.[M].高等教育出版社.2006年[7]刘跃南.机床计算机数控及其应用.[M].机械工业出版社.2001年[8]张超英，罗学科.数控机床加工工艺、编程及操作实训.[M].高等教育出版社.2003年[9]刘雄伟.数控机床操作与编程培训教程.[M].机械工业出版社.2001年[10]张建钢，胡大泽.数控技术.[M].华中科技大学出版社.2000年[11]于华.数控机床的编程及实例.[M].机械工业出版社.1998年[12]熊熙.数控加工与计算机辅助制造及实训指导.[M].中国人民大学出版社.2000年致谢四年的大学生活即将结束，我们将要踏入社会，在这个大舞台去更好的历练自己。非常感谢各位老师的关心和培养，是你们让我们懂得了更多。毕业设计是我们在学校的最后一个任务，毕业设计对我们来说的确是一个不小的考验，起初很慌乱，不知如何下手，由于对题目不限制，这使我们的设计范围扩大了，减少了很少难度，两个月认真查找资料，和同学配合，终于告一段落，这次设计又使我学到了很多知识，温故了以前的知识。同时也明白了老师的良苦用心，也知道的自己的知识是多么的少，还需要学习。两个月的努力我学到了很多知识，更多的了解了数控，知道自己的以后人生方向在哪，以后的路懂得怎么走了，找到了自己的人生价值观。借此机会向各位老师说声谢谢，谢谢你们的培养，祝你们身体健康，事业顺利！基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究HYPERLINK"/detai