畢業(yè)設(shè)計(jì)----拋物線軸造型、工藝設(shè)計(jì)及自動(dòng)編程

1、<p>　　課題名稱 拋物線軸造型、工藝設(shè)計(jì)及自動(dòng)編程</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄2</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p>　　第一章 概 述4</p>&

2、lt;p>　　1.1 數(shù)控技術(shù)簡(jiǎn)介4</p><p>　　1.2 數(shù)控加工過(guò)程仿真10</p><p>　　1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容10</p><p>　　第二章 軸零件的三維實(shí)體造型12</p><p>　　2.1 CAXA制造工程師2004簡(jiǎn)介12</p><p>　　2.2 拋物線

3、軸的實(shí)體造型12</p><p>　　第三章 數(shù)控車削加工工藝18</p><p>　　3.1 數(shù)控車削18</p><p>　　3.2 數(shù)控車削加工18</p><p>　　第四章 拋物線軸的數(shù)控加工工藝20</p><p>　　4.1 分析零件圖樣20</p><p>

4、　　4.2 加工工藝分析20</p><p>　　第五章 拋物線軸的自動(dòng)編程23</p><p>　　5.1 數(shù)控車床編程概述23</p><p>　　5.2拋物線軸加工25</p><p>　　5.3 生成G代碼31</p><p><b>　　總 結(jié)32</b></

5、p><p><b>　　致 謝33</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)34</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控加工在現(xiàn)代化生產(chǎn)中顯示出很大的優(yōu)越性，而數(shù)控加工過(guò)程仿真無(wú)論是在生產(chǎn)還是在教學(xué)上，都受到了人們的重視。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)

6、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(lái)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。掌握必要的數(shù)控知識(shí)才能使此專業(yè)的學(xué)生在未來(lái)的機(jī)械行業(yè)中利于不敗之地。因此本文主要進(jìn)行的工作如下：</p><p>　　1.利用AutoCAD2008繪制零件圖形，</p><p>　　2.簡(jiǎn)要介紹CAXA軟件及其基本功能，利用CAXA制造工程師對(duì)該零件進(jìn)行三維實(shí)體造型；</p>&l

7、t;p>　　3.對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析、工藝設(shè)計(jì)、擬定工序卡；</p><p>　　4.利用CAXA數(shù)控車自動(dòng)生成該零件的數(shù)控加工程序；</p><p>　　5.對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控加工過(guò)程仿真。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 實(shí)體造型 數(shù)控編程 軌跡生成 加工過(guò)程仿真</p><p><b>　　第一章 概 述&l

8、t;/b></p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)制造業(yè)的要求不斷提高，以及科學(xué)技術(shù)特別足計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革。以數(shù)控技術(shù)為主的現(xiàn)代制造技術(shù)占據(jù)了重要地位，數(shù)控技術(shù)集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性化、自動(dòng)化、集成化、智能化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上

9、各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，基于PC平臺(tái)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。</p><p>　　1.1 數(shù)控技術(shù)簡(jiǎn)介 </p><p>　　數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字化的信息對(duì)某一對(duì)象進(jìn)行控制的技術(shù)，控制對(duì)象可以是位移、角度、速度等機(jī)械量，也可以是溫度、壓力、流量、顏

10、色等物理量，這些量的大小不僅是可以測(cè)量的，而且可以經(jīng)A／D或D／A轉(zhuǎn)換，用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示。數(shù)控技術(shù)是近代發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)控制技術(shù)，是機(jī)械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　1.1.1 數(shù)控車床的組成與工作過(guò)程</p><p>　　數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡(jiǎn)稱，它集通用性好的萬(wàn)能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點(diǎn)于一身，是國(guó)內(nèi)使用量最大，覆

11、蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床。</p><p><b>　　1數(shù)控車床的組成</b></p><p>　　雖然數(shù)控車床種類較多，但一般均由車床主體、數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)三大部分組成。</p><p><b>　?。?）車床主體</b></p><p>　　除了基本保持普通車床傳統(tǒng)布局形式的部分經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床

12、外，目前大部分?jǐn)?shù)控車床均已通過(guò)專門設(shè)計(jì)并定型生產(chǎn)。</p><p><b>　　1）主軸與主軸箱</b></p><p>　　a）主軸 數(shù)控車床主軸的回轉(zhuǎn)精度，直接影響到零件的加工精度；其功率大小、回轉(zhuǎn)速度影響到加工的效率；其同步運(yùn)行、自動(dòng)變速及定向準(zhǔn)停等要求，影響到車床的自動(dòng)化程度。</p><p>　　b）主軸箱 具有有級(jí)自動(dòng)調(diào)速功能的數(shù)控

13、車床，其主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng)大大簡(jiǎn)化；具有無(wú)級(jí)自動(dòng)調(diào)速（包括定向準(zhǔn)停）的數(shù)控車床，起機(jī)械傳動(dòng)變速和變向作用的機(jī)構(gòu)已經(jīng)不復(fù)存在了，其主軸箱也成了"軸承座"及"潤(rùn)滑箱"的代名詞；對(duì)于改造式（具有手動(dòng)操作和自動(dòng)控制加工雙重功能）數(shù)控車床，則基本上保留其原有的主軸箱。</p><p><b>　　2）導(dǎo)軌</b></p><p>　　

14、數(shù)控車床的導(dǎo)軌是保證進(jìn)給運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性的重要部件。它在很大程度上影響車床的剛度、精度及低速進(jìn)給時(shí)的平穩(wěn)性，是影響零件加工質(zhì)量的重要因素之一。除部分?jǐn)?shù)控車床仍沿用傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌（金屬型）外，定型生產(chǎn)的數(shù)控車床已較多地采用貼塑導(dǎo)軌。這種新型滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)小，其耐磨性、耐腐蝕性及吸震性好，潤(rùn)滑條件也比較優(yōu)越。</p><p><b>　　3）機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</b></p><p&

15、gt;　　除了部分主軸箱內(nèi)的齒輪傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)外，數(shù)控車床已在原普通車床傳動(dòng)鏈的基礎(chǔ)上，作了大幅度的簡(jiǎn)化。如取消了掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱及其絕大部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而僅保留了縱、橫進(jìn)給的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)至絲杠間增設(shè)了（少數(shù)車床未增設(shè)）可消除其側(cè)隙的齒輪副。</p><p>　　a) 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 數(shù)控車床中的螺旋副，是將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成刀架在縱、橫方向上直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。構(gòu)成螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件，

16、一般為滾珠絲杠副。</p><p>　　b）齒輪副。在較多數(shù)控車床的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)與進(jìn)給絲杠間設(shè)置有一個(gè)簡(jiǎn)單的齒輪箱（架）。齒輪副的主要作用是，保證車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的脈沖當(dāng)量符合要求，避免絲杠可能產(chǎn)生的軸向竄動(dòng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的不利影響。</p><p><b>　　4）自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)刀架</b></p><p>　　除了車削中心采用隨機(jī)換刀（帶刀

17、庫(kù)）的自動(dòng)換刀裝置外，數(shù)控車床一般帶有固定刀位的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，有的車床還帶有各種形式的雙刀架。</p><p><b>　　5）檢測(cè)反饋裝置</b></p><p>　　檢測(cè)反饋裝置是數(shù)控車床的重要組成部分，對(duì)加工精度、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度有很大影響。檢測(cè)裝置包括位移檢測(cè)裝置和工件尺寸檢測(cè)裝置兩大類，其中工件尺寸檢測(cè)裝置又分為機(jī)內(nèi)尺寸檢測(cè)裝置和機(jī)外尺寸檢測(cè)裝置兩種。工

18、件尺寸檢測(cè)裝置僅在少量的高檔數(shù)控車床上配用。</p><p><b>　　6）對(duì)刀裝置</b></p><p>　　除了極少數(shù)專用性質(zhì)的數(shù)控車床外，普通數(shù)控車床幾乎都采用了各種形式的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，以進(jìn)行多刀車削。這樣，每把刀的刀位點(diǎn)在刀架上安裝的位置，或相對(duì)于車床固定原點(diǎn)的位置，都需要對(duì)刀、調(diào)整和測(cè)量，并以確認(rèn)，以保證零件的加工質(zhì)量。</p><p

19、>　?。?）數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)</p><p>　　數(shù)控車床與普通車床的主要區(qū)別就在于是否具有數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)這兩大部分。如果說(shuō)，數(shù)控車床的檢測(cè)裝置相當(dāng)于人的眼睛，那么，數(shù)控裝置相當(dāng)于人的大腦，伺服系統(tǒng)則相當(dāng)于人的雙手。這樣，就不難看出這兩大部分在數(shù)控車床中所處的重要位置了。</p><p><b>　　a）數(shù)控裝置</b></p><p&

20、gt;　　數(shù)控裝置的核心是計(jì)算機(jī)及其軟件，它在數(shù)控車床中起“指揮”作用：數(shù)控裝置接收由加工程序送來(lái)的各種信息，并經(jīng)處理和調(diào)配后，向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出執(zhí)行命令；在執(zhí)行過(guò)程中，其驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)等機(jī)構(gòu)同時(shí)將有關(guān)信息反饋給數(shù)控裝置，以便經(jīng)處理后發(fā)出新的執(zhí)行命令。</p><p><b>　　b）伺服系統(tǒng) </b></p><p>　　伺服系統(tǒng)準(zhǔn)確地執(zhí)行數(shù)控裝置發(fā)出的命令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路和

21、執(zhí)行元件（如步進(jìn)電機(jī)等），完成數(shù)控裝置所要求的各種位移。</p><p>　　2數(shù)控車床的工作過(guò)程</p><p>　　將控制機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的位移量、位移速度、位移方向、位移軌跡多參量通過(guò)控制介質(zhì)輸入到CNC裝置，CNC根據(jù)這些參量指令計(jì)算得出進(jìn)給脈沖序列(包含上述四個(gè)參量)，然后經(jīng)伺服單元進(jìn)行功率放大，形成驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號(hào)，最后由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)按所要求的速度、軌跡、方向和距離移動(dòng)，

22、并控制所需要的輔助動(dòng)作，最后加工出合格的零件。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，工作原理不同在于數(shù)控機(jī)是按數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的。</p><p>　　1.1.2 數(shù)控車削加工的特點(diǎn)</p><p>　　數(shù)控車床是使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一，主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)休零件。它能夠通過(guò)程序控制自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧、螺紋等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等加工工作。山于

23、數(shù)控車床在一次裝夾中能完成多個(gè)表面的連續(xù)加工，因此提高了加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，特別適用于復(fù)雜形狀的回轉(zhuǎn)類零件的加工。現(xiàn)代數(shù)控車床具備如下特點(diǎn)：</p><p><b>　　（1）節(jié)省調(diào)整時(shí)間</b></p><p>　　1）采用快速夾緊卡盤，從而減少了調(diào)整時(shí)間。</p><p>　　2）采用快速夾緊刀具和快速換刀機(jī)構(gòu)，減少了刀具調(diào)整時(shí)間。<

24、/p><p>　　3）具有刀具補(bǔ)償功能，節(jié)省了刀具補(bǔ)償?shù)挠?jì)算和調(diào)整時(shí)間。</p><p>　　4）工件自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)節(jié)省了測(cè)量時(shí)間并提高了加工質(zhì)量。</p><p>　　5）由程序或操作面板輸人指令來(lái)控制頂尖架的移動(dòng)，節(jié)省了輔助時(shí)間。</p><p><b>　　（2）提高加工精度</b></p><p&g

25、t;　　1）采用傾斜式床身有利于切屑流動(dòng)和調(diào)整夾緊壓力、頂尖壓力和滑動(dòng)面潤(rùn)滑油的供給，便于操作者操作機(jī)床。</p><p>　　2）采用高精度伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠間隙消除裝置，進(jìn)給機(jī)構(gòu)速度快，并有良好的定位精度。</p><p>　　3）采用數(shù)控伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)控刀架，實(shí)現(xiàn)換刀自動(dòng)化。</p><p>　　4）具有程序存儲(chǔ)功能的現(xiàn)代數(shù)控車床控制裝置，可根據(jù)工件形狀把

26、粗加工的加工條件附加在指令中，進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算，自動(dòng)地計(jì)算出刀具軌跡。</p><p><b>　?。?）效率高</b></p><p>　　1）采用機(jī)械手和棒料供給裝置既省力又安全，并提高了自動(dòng)化程度和操作效率；</p><p>　　2）具有復(fù)合加工能力，加工合理化和工序集中化的數(shù)控車床可完成高速度、高精度的加工，達(dá)到復(fù)合加工的目的。 </

27、p><p>　　1.1.3 數(shù)控編程技術(shù)</p><p>　　數(shù)控編程就是生成用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工的數(shù)控程序的過(guò)程。數(shù)控程序是由一系列程序段組成，把零件的加工過(guò)程、切削用量、位移數(shù)據(jù)以及各種輔助操作，按機(jī)床的操作和運(yùn)動(dòng)順序，用機(jī)床規(guī)定的指令及程序格式排列而成的一個(gè)有序指令集。</p><p><b>　　1數(shù)控編程的內(nèi)容</b></p&g

28、t;<p>　　編制數(shù)控程序主要包括以下幾個(gè)方面的工作。</p><p><b>　?。?）分析零件圖 </b></p><p>　　首先要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適合在數(shù)控機(jī)床上加工，或適合在那種數(shù)控機(jī)床上加工。同時(shí)要明確加工的內(nèi)容和要求。</p><p><b&g

29、t;　　（2）工藝處理</b></p><p>　　在分析零件圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工藝分析，確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾、定位方法等）、加工路線（如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、進(jìn)給路線）及切削用量（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量等）等工藝參數(shù)，數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，而數(shù)控編程就是將數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。制定數(shù)控加工工藝時(shí)，要合理地選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀

30、具及切削參數(shù)等；同時(shí)還要考慮所用數(shù)控機(jī)床指令功能，充分發(fā)揮機(jī)床的效能；盡可能縮短加工路線，正確地選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，減少換刀次數(shù)，并使數(shù)值計(jì)算方便：合 理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過(guò)程平穩(wěn)；避免刀具與非加工面的干涉，保證加工過(guò)程安全可靠等。</p><p><b>　?。?）數(shù)值計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)零件圖的幾何尺寸、確定的工藝路

31、線及設(shè)定的坐標(biāo)系，計(jì)算零件粗、精加工運(yùn)動(dòng)的軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的零件（如由直線和圓弧組成的零件）的輪廓加工，要計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，如果數(shù)控裝置無(wú)刀具補(bǔ)償功能，還要計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值。對(duì)于形狀比較復(fù)雜的零件（如由非圓曲線、曲面組成的零件），需要用直線段或圓弧段逼近，根據(jù)加工精度的要求計(jì)算出 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值，這種數(shù)值計(jì)算一般要用計(jì)算機(jī)來(lái)完成。</p&g

32、t;<p>　?。?）制作控制介質(zhì)。</p><p>　　把編制好的程序單上的內(nèi)容紀(jì)錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控裝置的輸入信息，通過(guò)程序的手工輸入或通訊傳輸送入數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　（5）程序校驗(yàn)與首件試切</p><p>　　編寫的程序單和制備好的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)和試切才能正式使用。校驗(yàn)的方法是直接將控制介質(zhì)上的內(nèi)容輸 入到數(shù)控系

33、統(tǒng)中，讓機(jī)床空轉(zhuǎn)，以檢查機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確。在有CRT圖形顯示的數(shù)控機(jī)床上，用模擬刀具與工件切削過(guò)程的方法更為方便。但這些方法只能檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)是否正確，不能檢驗(yàn)被加工零件的加工精度。因此，要進(jìn)行零件的首件試切。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差時(shí)，分析誤差產(chǎn)生的原因，找出問(wèn)題所在，加以修正，直至達(dá)到零件圖紙的要求。</p><p><b>　　2數(shù)控編程方法</b></p><p>　

34、　數(shù)控編程一般分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。</p><p><b>　?。?）手工編程</b></p><p>　　手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過(guò)程、數(shù)值計(jì)算、編寫零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序校驗(yàn)都是人工完成。它要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則，而且還要具備數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于加工形狀簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、程序段數(shù)不多的零件，采用手

35、工編程較容易，而且經(jīng)濟(jì)、及時(shí)。</p><p><b>　　（2）自動(dòng)編程</b></p><p>　　自動(dòng)編程是利用計(jì)算機(jī)專用軟件來(lái)編織數(shù)控加工程序。編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語(yǔ)言，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過(guò)直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。自動(dòng)編程使得一些計(jì)算繁瑣、手工編程困難，出錯(cuò)概率很大或無(wú)法

36、編出的程序（如形狀復(fù)雜零件，特別是具有非圓曲線、表曲線、及曲面組成的零件）能夠順利完成。</p><p>　　1.1.4 數(shù)控技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p><b>　　1軟件伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)</b></p><p>　　伺服技術(shù)是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分。廣義上說(shuō)，采用計(jì)算機(jī)控制，控制算法采用軟件的伺服裝置稱為“軟件伺服”。它有以下優(yōu)

37、點(diǎn)：（1）無(wú)溫漂，穩(wěn)定性好。（2）基于數(shù)值計(jì)算，精度高。（3）通過(guò)參數(shù)對(duì)設(shè)定，調(diào)整減少。</p><p>　　對(duì)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，伺服技術(shù)取得的最大突破可以歸結(jié)為：交流驅(qū)動(dòng)取代直流驅(qū)動(dòng)、數(shù)字控制取代模擬控制、或者把它稱為軟件控制取代硬件控制。這兩種突破的結(jié)果產(chǎn)生了交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給和主軸裝置。由于電力電子技術(shù)及控制理論、微處理器等微電子技術(shù)的快速發(fā)展，軟件運(yùn)算及處理能力的提高，特別是DSP的應(yīng)

38、用，使系統(tǒng)的計(jì)算速度大大提高，采樣時(shí)間大大減少。這些技術(shù)的突破，使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng)。大大推動(dòng)了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。</p><p>　　2 CNC系統(tǒng)的連網(wǎng)</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)從控制單臺(tái)機(jī)床到控制多臺(tái)機(jī)床的分級(jí)式控制需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是進(jìn)行通信，共享信息。這種通信通常分三級(jí)：（1）工廠管理級(jí)。一般由以太網(wǎng)組成。（2）車間單元控制級(jí)

39、。一般由DNC功能進(jìn)行控制。通過(guò)DNC功能形成網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零件程序的上傳或?F傳：讀、寫CNC的數(shù)據(jù)：  PLC數(shù)據(jù)的傳送；存貯器操作控制；系統(tǒng)狀態(tài)采集和遠(yuǎn)程控制等。更高檔次的DNC還可以對(duì)CAD／CAM/CAPP以及CNC的程序進(jìn)行傳送和分級(jí)管理。CNC與通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起還可以傳遞維修數(shù)據(jù)，使用戶與NC生產(chǎn)廠直接通信：進(jìn)而，把制造廠家聯(lián)系一起，構(gòu)成虛擬制造網(wǎng)絡(luò)。（3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)。現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間單元控制級(jí)及信息集成

40、系統(tǒng)主要完成底層設(shè)備單機(jī)及工／0控制、連線控制、通信連網(wǎng)、在線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)等功能，保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備高質(zhì)量完成生產(chǎn)任務(wù)，并將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息傳送到工廠管理層，向工廠管理層提供數(shù)據(jù)。同時(shí)也可接受工廠管理層下達(dá)的生產(chǎn)管理及調(diào)度命令并執(zhí)行。</p><p>　　3功能不斷發(fā)展和擴(kuò)大</p><p>　　NC技術(shù)經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展，已經(jīng)成為制造技術(shù)發(fā)展的基

41、礎(chǔ)。這里以FANUC最先進(jìn)的CNC控制系統(tǒng)15i／150i為例說(shuō)明系統(tǒng)功能的發(fā)展。這是一臺(tái)具有開(kāi)放性，4通道、最多控制軸數(shù)為24軸、最多聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為24軸、最多可控制4個(gè)主軸的CNC系統(tǒng)。它的技術(shù)特點(diǎn)反映了現(xiàn)代NC發(fā)展的特點(diǎn)：</p><p><b>　?。?）開(kāi)放性</b></p><p>　　系統(tǒng)可通過(guò)光纖與PC機(jī)連接，采用Window兼容軟件和開(kāi)發(fā)環(huán)境。功能以高速

42、、超精為核心，并具有智能控制。特別適合于加工航空機(jī)械零件，汽車及家電的高精零件，各種模具和復(fù)雜的需5軸加工的零件。15i／150主具有高精納米插補(bǔ)功能；即使系統(tǒng)的沒(méi)定編程單位為1um，通過(guò)納米插補(bǔ)也可提供給數(shù)字伺服以lnm為單位的指令，平滑了機(jī)床的移動(dòng)量，提高了加工表面光潔度，大大減少加工工表面的誤差。當(dāng)分辨率為0.00l mm時(shí)，快速可達(dá)240m/min速度；系統(tǒng)還具有高速高精加工的智能控制功能：（1）預(yù)計(jì)算出多程序段刀具軌跡，并進(jìn)行

43、預(yù)處理。（2）智能控制，計(jì)及機(jī)床的機(jī)械性能，可按最佳的允許進(jìn)給率和最大的允許加速度J：作，使機(jī)床的功能得到最大的發(fā)揮。以便降低加工時(shí)間，提高效率，同時(shí)提高加工精度。（3）系統(tǒng)可在分辨率為1nm時(shí)工作，適用于控制超精機(jī)械。</p><p>　　（2）高級(jí)且復(fù)雜的功能</p><p>　　15i／150i可進(jìn)行各種數(shù)學(xué)的插補(bǔ)，如直線、圓弧、螺旋線、漸開(kāi)線、螺旋漸開(kāi)線、樣條等插補(bǔ)。可以減少NC程

44、序的數(shù)據(jù)輸入量，減少加工時(shí)間，特別適用模具加工。</p><p>　?。?）強(qiáng)力的聯(lián)網(wǎng)通信功能。適應(yīng)工廠自動(dòng)化需要，支持DNC的連接</p><p>　　（4）具有高速內(nèi)裝的PLC，以減少加工的循環(huán)的時(shí)間</p><p>　　（5）先進(jìn)的操作性和維修性。</p><p>　　1）具有觸摸面板，容易操作。</p><p>

45、;　　2）可采用存儲(chǔ)卡改變輸入輸出。</p><p>　　1.2 數(shù)控加工過(guò)程仿真</p><p>　　數(shù)控仿真系統(tǒng)就是模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床的操作,學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)、演示講解數(shù)控操作編程、工程技術(shù)人員檢驗(yàn)數(shù)控程序防止碰刀，提高效益的工具軟件。通過(guò)在PC機(jī)上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)掌握各種系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作。且利用計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，不僅可以迅速提高被培訓(xùn)人員的理論

46、、操作水平，而且非常安全，可靠好，培訓(xùn)費(fèi)用低。</p><p>　　1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械制造技術(shù)；（2）信息處理、加工、傳輸技術(shù)；（3）自動(dòng)控制技術(shù)；（4）伺服驅(qū)動(dòng)

47、技術(shù)；（5）傳感器技術(shù)；（6）軟件技術(shù)等。</p><p><b>　　1工作的步驟包括：</b></p><p>　?。?）利用AutoCAD2008繪制零件圖形；</p><p>　?。?）利用CAXA制造工程師對(duì)該零件進(jìn)行三維實(shí)體造型；</p><p>　?。?）對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析、工藝設(shè)計(jì)、擬定工序卡；<

48、/p><p>　?。?）利用CAXA數(shù)控車確定加工工藝（裝卡、刀具等）；生成刀具軌跡；加工仿真；產(chǎn)生后置代碼；輸出加工代碼；加工工藝的確定。</p><p>　　加工工藝的確定目前主要依靠人工進(jìn)行，其主要內(nèi)容有：核準(zhǔn)加工零件的尺、公差和精度要求、確定裝卡位置、選擇刀具、確定加工路線、選定工藝參數(shù)。</p><p>　　（5）對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控加工過(guò)程仿真</p>

49、;<p>　　1）選擇機(jī)床（FUNAC）菜單“機(jī)床/選擇機(jī)床”,在選擇機(jī)床對(duì)話框中控制系統(tǒng)選擇FUNAC 0I，是標(biāo)準(zhǔn)（平身前置刀架），并按確定按鈕</p><p>　　2）機(jī)床回零點(diǎn)（X、Z）</p><p>　　3）安裝毛坯。點(diǎn)擊菜單“零件/定義毛坯”，在定義毛坯對(duì)話框中將零件尺寸改為直徑50，高125，并按確定鈕，</p><p>　　4）輸入編

50、輯程序 數(shù)控程序可以通過(guò)記事本或?qū)懽职宓染庉嬡浖斎氩⒈４鏋槲谋靖袷轿募部芍苯佑肍ANUC系統(tǒng)的MDI鍵盤輸入。 </p><p>　　5）對(duì)基準(zhǔn)、裝刀具 運(yùn)行軌跡正確，表明輸入的程序基本正確，數(shù)控程序以零件上表面中心點(diǎn)為原點(diǎn)</p><p>　　6）確定工件與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系有兩種方法，一種是通過(guò)G54-G59設(shè)定，另一種是通過(guò)G92設(shè)定。此處采用的是G54方法：將對(duì)基準(zhǔn)得到的工

51、件在機(jī)床上的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，結(jié)合工件本身的尺寸算出工件原點(diǎn)在機(jī)床中的位置，確定機(jī)床開(kāi)始自動(dòng)加工時(shí)的位置。 刀具補(bǔ)償參數(shù)的輸入：此處半徑補(bǔ)償值。</p><p><b>　　7）自動(dòng)加工</b></p><p>　　機(jī)床位置確定和刀補(bǔ)數(shù)據(jù)輸入后，就可以開(kāi)始自動(dòng)加工了。</p><p>　　第二章 軸零件的三維實(shí)體造型</p><p

52、>　　三維實(shí)體是最方便的三維模型，它具有體的特征，表示整個(gè)對(duì)象的體積。在三維模型類型中，實(shí)體的信息最完整，歧義最少，并且非常容易構(gòu)造和編輯。形成實(shí)體后用戶還可以對(duì)其進(jìn)行挖孔、切糟、倒角以及布爾運(yùn)算等操作。</p><p>　　三維實(shí)體造型的方法有以下三種：</p><p>　　1利用CAXA2008提供的基本實(shí)體（例如長(zhǎng)方體、圓錐體、圓柱體、球體、圓環(huán)體和楔體）創(chuàng)建簡(jiǎn)單實(shí)體。<

53、/p><p>　　2沿路徑將二維對(duì)象拉伸，或者將二維對(duì)象繞軸旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　3將利用前兩種方法創(chuàng)建的實(shí)體進(jìn)行布爾運(yùn)算（交、并、差），生成更復(fù)雜的實(shí)體。</p><p>　　2.1 CAXA制造工程師2004簡(jiǎn)介 </p><p>　　CAXA制造工程師2004是CAXA集十多年在CAM領(lǐng)域?qū)χ袊?guó)數(shù)控加工企業(yè)近距離地理解和積極吸納國(guó)際

54、先進(jìn)技術(shù)，打造出的具有“貼近中國(guó)用戶”和“國(guó)際技術(shù)水準(zhǔn)”的全新一代CAM精品。CAXA制造工程師2004是面向2～5軸數(shù)控銑床與加工中心、具有優(yōu)越的工藝性能的數(shù)控編程軟件，是CAXA制造解決方案的重要構(gòu)件之一，具有精、穩(wěn)、易、快四大顯著特點(diǎn)。主要功能包括</p><p><b>　　1 特征實(shí)體造型</b></p><p><b>　　2 自由曲面造型<

55、;/b></p><p>　　3 兩軸到五軸的數(shù)控加工</p><p><b>　　4 宏加工</b></p><p><b>　　5 編程助手</b></p><p><b>　　6 生成加工工序單</b></p><p><b>　　

56、7 加工工藝控制</b></p><p><b>　　8 加工軌跡仿真</b></p><p><b>　　9 通用后置處理</b></p><p>　　2.2 拋物線軸的實(shí)體造型</p><p>　　如圖2―1所示為拋物線軸的零件圖</p><p>　　2.2

57、.1 繪制拋物線軸的加工輪廓</p><p><b>　　【操作步驟】</b></p><p>　　1啟動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行CAXA數(shù)控車XP軟件</p><p>　　運(yùn)行CAXA數(shù)控車XP軟件，進(jìn)入軟件的操作界面，將繪圖平面切換至XOZ平面。</p><p><b>　　2繪制零件主要輪廓</b><

58、;/p><p>　　（1）單擊“曲線生成” 菜單中的“公式曲線”命令或單擊“曲線工具”工具條中的“公式曲線”按鈕，在屏幕中央出現(xiàn)公式曲線對(duì)話框，設(shè)置起始值-10，終止值10。X=-（t^2）/10、y=t、z=0，按“確定”按鈕。此時(shí)，在界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“曲線定位點(diǎn)”，選擇坐標(biāo)原點(diǎn)為拋物線的定位點(diǎn)。</p><p>　?。?）單擊主菜單的“曲線——“直線”或單擊“曲線工具”工具條中的

59、“直線”按鈕，在左側(cè)出現(xiàn)直線立即菜單，將其設(shè)置成兩點(diǎn)線、連續(xù)、非正交、點(diǎn)方式。此時(shí)，在界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“第一點(diǎn)（切點(diǎn)，垂足點(diǎn)）：”，要求輸入直線的第一點(diǎn)。</p><p>　　（3）按回車鍵，繪圖界面中心部位會(huì)出現(xiàn)坐標(biāo)輸入條，輸入坐標(biāo)為（-10，10，0），然后按回車鍵結(jié)束。</p><p>　?。?）根據(jù)界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“第二點(diǎn)（切點(diǎn)，垂足點(diǎn)）：”，要求輸入直線的第二

60、點(diǎn)。輸入第二點(diǎn)坐標(biāo)為（-20，10，0），然后按回車鍵結(jié)束，便生成一條直線。</p><p>　?。?）按照相同的方法，根據(jù)零件圖依次輸入第三點(diǎn)（-20，12，0）、第四點(diǎn)（-38，12，0）、第五點(diǎn)（-38，10，0）、第六點(diǎn)（-43，10，0）、第七點(diǎn)（-43，14.995，0）、第八點(diǎn)（-50，14.995，0）、第九點(diǎn)（-50，17.995，0）、第十點(diǎn)（-75，17.995，0）、第十一點(diǎn)（-75，23

61、.995，0）、第十二點(diǎn)（-115，23.995，0）、第十三點(diǎn)（-115，25，0），便可完成該零件的加工輪廓。</p><p>　　3繪制零件的凹圓弧部分</p><p>　?。?）首先畫出R15的輔助線，刪除多余線段。</p><p>　　單擊主菜單的“曲線——“等距線”或單擊“曲線工具”工具條中的“等距線”按鈕，在左側(cè)出現(xiàn)等距線立即菜單，將等距線的立即菜單設(shè)

62、置成等距、距離為10、精度為0.1。</p><p>　?。?）根據(jù)界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“拾取曲線”，要求拾取生成等距線的基準(zhǔn)線。用鼠標(biāo)左鍵拾取零件圖左數(shù)第二條的垂直線段。</p><p>　?。?）出現(xiàn)雙向箭頭，同時(shí)在界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“選擇等距方向：”，用鼠標(biāo)單擊向左的箭頭，即可生成一條直線段。</p><p>　　（4）再選擇剛生成的直線段，又會(huì)

63、在該直線上出現(xiàn)雙向箭頭，同時(shí)在界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“選擇等距方向：”，用鼠標(biāo)單擊向左的箭頭，即可生成另一條直線段。按此方法依次生成三條直線段。</p><p>　?。?）單擊主菜單的“曲線”——“圓弧”或單擊“曲線工具”工具條中的“圓弧”按鈕，在左側(cè)出現(xiàn)圓弧的立即菜單。</p><p>　?。?）將圓弧的立即菜單設(shè)置為“兩點(diǎn)-半徑”。在系統(tǒng)提示區(qū)顯示“第一點(diǎn)（切點(diǎn)）：”，要求輸入圓弧

64、的第一點(diǎn)。單擊剛利用“等距”方法做出的第一條直線段，在系統(tǒng)提示區(qū)顯示“第二點(diǎn)（切點(diǎn)）：”，要求輸入圓弧的第二點(diǎn)。單擊剛利用“等距”方法做出的第三條直線段。按回車鍵，繪圖界面中心部位出現(xiàn)坐標(biāo)輸入條，輸入圓弧半徑值為15，然后按回車鍵或單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。</p><p>　　（7）單擊主菜單的“編輯——“刪除”或單擊“線面編輯”工具條中的“刪除”按鈕，根據(jù)界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“拾取元素：”，要求拾取要?jiǎng)h除的元素

65、（點(diǎn)或線）。用鼠標(biāo)左鍵拾取直線，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。零件上的凹圓弧即繪制完成。</p><p>　　4零件上各倒角和圓弧倒角的繪制</p><p>　?。?）單擊主菜單的“曲線——“曲線過(guò)渡”或單擊“線面編輯”工具條中的“曲線過(guò)渡”按鈕，左側(cè)出現(xiàn)曲線過(guò)渡立即菜單。</p><p>　　（2）將曲線過(guò)渡立即菜單設(shè)置成倒角、角度為45、距離=標(biāo)注數(shù)字*sin45

66、76;、裁剪曲線1、裁剪曲線2。</p><p>　?。?）根據(jù)界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“拾取第一條直線”，要求拾取裁剪的第一條直線。用鼠標(biāo)左鍵拾取第一條和第二條直線后，單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。則螺紋倒角繪制完成。</p><p>　　（4）按上述方法依次完成零件圖上C1.5、C0.5和R1的倒角、倒圓。</p><p>　　2.2.2 拋物線軸的實(shí)體造型</p

67、><p><b>　　【操作步驟】</b></p><p>　　1啟動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行CAXA制造工程師2004軟件</p><p>　　運(yùn)行CAXA制造工程師2004軟件，進(jìn)入軟件的操作界面，</p><p>　　2單擊文件菜單中的“打開(kāi)”命令，打開(kāi)如圖2—2所示的文件，在單擊“特征樹(shù)欄”下方的“零件特征”，然后按F2鍵進(jìn)入草圖

68、，點(diǎn)擊“曲線生成欄”的“曲線投影”命令，根據(jù)提示欄提示的拾取曲線，選取全部曲線。</p><p>　　3單擊“特征生成欄”工具條中的“旋轉(zhuǎn)增料”按鈕，對(duì)零件進(jìn)行實(shí)體造型如圖2-3所示，造型結(jié)果見(jiàn)圖2-4.</p><p><b>　　4螺紋造型</b></p><p>　?。?）單擊“曲線生成” 菜單中的“公式曲線”命令或單擊“曲線工具”工具條

69、中的“公式曲線”按鈕，在屏幕中央出現(xiàn)公式曲線對(duì)話框，設(shè)置起始值0，終止值90,螺旋線：x=1.5*t/6.28,y=12.1*（cos（t））,z=12.1*（sin（t））、按“確定”按鈕如圖2-5所示。此時(shí)，在界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“曲線定位點(diǎn)”，選擇坐標(biāo)原點(diǎn)為拋物線的定位點(diǎn)。</p><p>　?。?）單擊“幾何變換”菜單中的“平移”命令或單擊“曲線工具條”中的“平移”按鈕，在左側(cè)選擇“偏移量”——DX

70、=-40. 0,DY=0,DZ=0。選擇螺紋線并按回車鍵如圖2-5所示。</p><p>　?。?）在螺紋線開(kāi)始處畫一個(gè)類似于螺紋車刀的倒三角形如圖2-6所示，然后單擊“特征生成欄”中的“導(dǎo)動(dòng)除料”按鈕，生成螺紋。實(shí)體造型完成如圖2-7所示。</p><p>　　第三章 數(shù)控車削加工工藝</p><p><b>　　3.1 數(shù)控車削</b>

71、</p><p>　　數(shù)控車床是目前使用比較廣泛的數(shù)控機(jī)床，主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體工件的加工，能自動(dòng)完全內(nèi)外圓面、柱面、錐面、圓弧、螺紋等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工，適合復(fù)雜形狀工件的加工。與常規(guī)車床相比，數(shù)控車床還適合加工如下工件。</p><p>　　1 輪廓形狀特別復(fù)雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 </p><p>　　2 精度要求高的零

72、件 </p><p>　　3 特殊的螺旋零件  如特大螺距（或?qū)С蹋⒆兟菥?、等螺距與變螺距或圓柱與圓錐螺旋面之間作平滑過(guò)渡的螺旋零件，以及高精度的模數(shù)螺旋零件和端面螺旋零件。</p><p>　　4 淬硬工件的加工  在大型模具加工中，有不少尺寸大而形狀復(fù)雜的零件。這些零件熱處理后的變形量較大，磨削加工困難，可以用陶瓷車刀在數(shù)控機(jī)床上對(duì)淬硬后的零件進(jìn)行車削加工，以車代

73、磨，提高加工效率。</p><p>　　3.2 數(shù)控車削加工</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對(duì)具體零件制定加工順序時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對(duì)待，靈活處理。只有這樣，才能使所制定的加工順序合理，從而達(dá)到質(zhì)量?jī)?yōu)、效率高和成本低的目的。</p><p>&

74、lt;b>　?。?）加工參數(shù)</b></p><p>　　1）主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）的直徑來(lái)選擇其公式為：n=1000v/πD</p><p>　　2）進(jìn)給速度的確定。</p><p>　　進(jìn)給速度是主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具工件的材料性質(zhì)選取。確定進(jìn)給速度的原則：</p><

75、p>　　當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。</p><p>　　在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取</p><p>　　當(dāng)加工精度及表面粗糙度要求高時(shí)，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取</p><

76、;p>　　當(dāng)?shù)谰呖招谐?，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以選擇該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)給定的最高速進(jìn)給速度</p><p>　　3）背吃刀量。背吃刀量根據(jù)機(jī)床工件和刀具的剛度來(lái)確定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2～0.5mm</p><p>　?。?）切削刀具。正確選擇刀具是數(shù)控加工工藝中的

77、重要內(nèi)容，通?？紤]機(jī)床的加工能力、工件的材料、加工面類型、機(jī)床的切削用量、刀具的耐用度、剛度等。數(shù)控加工刀具有高速、高效的特點(diǎn)，所以要嚴(yán)格選擇。一般情況下應(yīng)首選質(zhì)量好、耐用度高的；首選以標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的。</p><p><b>　?。?）加工工藝路線</b></p><p><b>　　1）先粗后精。</b></p><p&

78、gt;　　當(dāng)加工零件精度要求較高時(shí)都要經(jīng)過(guò)粗加工、半徑加工、精加工階段，有的甚至還要進(jìn)行光整加工階段</p><p>　　2）基準(zhǔn)面先行原則。用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工。</p><p><b>　　3）先面后孔。</b></p><p>　　對(duì)于箱體、支架等零件，用平面定位比較穩(wěn)定，而且孔的深度尺寸又是以平面為基準(zhǔn)的，故應(yīng)先面后孔。</p

79、><p><b>　　4）先主后次。</b></p><p>　　先加工主要表面，再加工次要表面。</p><p>　　刀具應(yīng)避免沿零件輪廓的法向切入，而應(yīng)沿著外輪廓曲線延長(zhǎng)線的切向切入，以免在切入處產(chǎn)生刀具軌跡。要加工的均勻分布的孔時(shí)，欲使走刀路線最短，必須保證各定為點(diǎn)間路線的總長(zhǎng)最短。切除工件時(shí)也要避免在工件的外輪廓處直接抬刀，要沿著零件輪廓曲

80、線延長(zhǎng)線的切線逐漸切離工件.</p><p>　　第四章 拋物線軸的數(shù)控加工工藝</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要把被加工的全部工藝過(guò)程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序，并以數(shù)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)（如穿孔紙帶，磁盤等）上，用它控制機(jī)床加工。由此可見(jiàn)，數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個(gè)過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的，因而又有其特點(diǎn)。</p>

81、<p>　?。?）工序的內(nèi)容復(fù)雜。</p><p>　　這是由于數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床價(jià)格貴，若只加工簡(jiǎn)單工序在經(jīng)濟(jì)上不合算，所以在數(shù)控機(jī)床上通常安排較復(fù)雜的工序，甚至在普通機(jī)床上難以完成的工序。</p><p>　?。?）工步的安排更為詳盡。</p><p>　　這是因?yàn)樵谄胀C(jī)床的加工工藝中不必考慮的問(wèn)題，如工序內(nèi)工步的安排、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及加工路線的

82、確定等問(wèn)題，在編制數(shù)控機(jī)床加工工藝時(shí)卻不能忽略。</p><p>　　4.1 分析零件圖樣 </p><p>　　1 該零件是一個(gè)軸類零件，其表面有圓柱面、圓弧面、螺紋面、槽等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，尺寸完整，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為右端面，零件圖如2-1所示。</p><p>　　2 Ф48、Ф36、Ф30的圓柱面尺寸精度要求較高，為保證表面的尺寸精度。</p><

83、;p>　　3 橢圓軸零件沒(méi)有表面粗超度要求。</p><p>　　4 根據(jù)加工參數(shù)設(shè)定毛坯尺寸：直徑為50mm，長(zhǎng)度為125mm。</p><p>　　4.2 加工工藝分析</p><p>　　程序編制人員在進(jìn)行工藝分析時(shí)，應(yīng)該根據(jù)被加工零件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的數(shù)控機(jī)床，然后制定加工方案，并確定零件的加工順序，以及各工序所用刀具、夾具和切削

84、用量等，力求高效率地加工出合格的零件。</p><p>　　4.2.1 確定裝夾方案、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)、加工起始點(diǎn)、換刀點(diǎn)</p><p>　?。?）根據(jù)零件類型，選用三爪卡盤加持毛坯，由于零件長(zhǎng)徑比不大所以未使用頂尖等其它夾具如圖4-1所示。</p><p>　?。?）根據(jù)零件圖確定毛坯件軸線和左側(cè)端面(設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。</p><p

85、>　　（3）根據(jù)零件類型和選擇原則設(shè)定零件最右端中心點(diǎn)為編程原點(diǎn)。</p><p>　　（4）根據(jù)零件選擇加工起始點(diǎn)為右端面中心點(diǎn)。</p><p>　　（5）根據(jù)機(jī)床和毛坯尺寸選擇進(jìn)退刀點(diǎn)為：X=50，Z=50。（以零件最右端中心點(diǎn)為編程原點(diǎn)）</p><p>　　4.2.2 制定加工方案加工路線</p><p>　　1．選擇數(shù)控機(jī)

86、床及數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　數(shù)控機(jī)床通過(guò)以下幾個(gè)方面分析：</p><p>　　根據(jù)所需要的加工零件選擇</p><p>　　根據(jù)零件的工藝范圍進(jìn)行選擇；</p><p>　　根據(jù)數(shù)控機(jī)床的規(guī)格進(jìn)行選擇；</p><p>　　根據(jù)機(jī)床的精度進(jìn)行選擇；</p><p>　　根據(jù)機(jī)床選擇功能及

87、附件進(jìn)行選擇。</p><p>　　根據(jù)以上幾個(gè)方面和所學(xué)知識(shí)選用FANUC 0i系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床（平床身前置刀架），</p><p>　　2．制定加工方案及加工路線</p><p>　　該零件表面由外圓柱面、拋物線弧、槽、倒角及螺紋等組成。考慮表面粗糙度，用三爪自定心卡盤定心夾緊右側(cè)。加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定.即先從右（圓?。┨幍阶筮M(jìn)行粗車端面、粗車

88、外輪廓、粗車內(nèi)凹圓弧、然后精車、車槽、車螺紋、最后車斷。</p><p>　　4.2.3 選擇刀具</p><p>　　依據(jù)加工表面的形狀、尺寸、加工性質(zhì)等選擇每個(gè)表面的每個(gè)工步所用的刀具的材料、類型和規(guī)格制定：粗車外圓選用90°外圓車刀，因零件表面有內(nèi)凹圓弧，且測(cè)得干涉后角為43度，為防止與工件輪廓干涉，取副偏角Kr＇=45度。精車選用主偏角為90度外圓車刀，且干涉后角為45

89、度。車槽選用刀寬為5切槽刀。車螺紋采用60度外螺紋車刀。所選刀具全部為硬質(zhì)合金刀具。</p><p><b>　　確定加工參數(shù)</b></p><p>　　毛坯為45#鋼，刀具全部為硬質(zhì)合金刀具。</p><p><b>　　1確定背吃刀量</b></p><p>　　背吃刀量是已加工表面和待加工表

90、面之間的垂直距離，其單位為mm。</p><p>　　該零件粗車循環(huán)時(shí)取背吃刀量3mm，精車時(shí)0.25mm。</p><p><b>　　2確定進(jìn)給速度</b></p><p>　　先選取進(jìn)給量，查參考資料[4]知，粗車時(shí)選取進(jìn)給量f=0.4mm/r，精車時(shí)選取f=0.15mm/r，切槽時(shí)選取進(jìn)給量f=0.2mm/r，切斷時(shí)選取進(jìn)給量f=0.4

91、mm/r，車螺紋的進(jìn)給量等于螺紋導(dǎo)程，短距離空行程的進(jìn)給速度取Vf=300mm/min.</p><p><b>　　3確定主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　1） 車直線和圓弧輪廓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速，查表取粗車的切削速度Vc=90m/min，精車的切削速度Vc=120m/min,切槽的切削速度Vc=70m/min，切斷的切削速度Vc=90m/min，根據(jù)坯件直徑（精車時(shí)

92、取平均值），利用式Vc=3.14dn/1000計(jì)算，并結(jié)合說(shuō)明書選取，粗車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min,精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=700r/min。切槽時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min, 切斷時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min。</p><p>　　2） 車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速，用式n≤1200/p –k計(jì)算取主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min。</p><p><b>　　數(shù)控加工工序卡片</

93、b></p><p>　　整理得到加工工序卡，如表4-1所示</p><p>　　表4-1 數(shù)控加工工序卡片</p><p>　　第五章 拋物線軸的自動(dòng)編程</p><p>　　自動(dòng)編程（Automatic Programing）即：計(jì)算機(jī)輔助編程（Computer Aided Programing）。使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床程序編制

94、工作，即由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，編寫零件加工程序單，自動(dòng)地打印輸出加工程序單，并將程序記錄到穿孔紙帶上或其他的數(shù)控介質(zhì)上。</p><p>　　5.1 數(shù)控車床編程概述</p><p>　　1數(shù)控加工程序的格式與組成</p><p><b>　　（1）程序結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　程序段是可作為一個(gè)單位來(lái)處

95、理的連續(xù)的字組，它實(shí)際是數(shù)控加工程序中的一段程序。零件加工程序的主體由若干個(gè)程序段組成。多數(shù)程序段是用來(lái)指令機(jī)床完成或執(zhí)行某一動(dòng)作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段結(jié)束指令構(gòu)成。在書寫和打印時(shí)，每個(gè)程序段一般占一行，在屏幕顯示程序時(shí)也是如此。</p><p><b>　　（2）程序格式</b></p><p>　　常規(guī)加工程序由開(kāi)始符(單列一段)、程序名(單列一段)

96、、程序主體和程序結(jié)束指令(一般單列一段)組成。程序的最后還有一個(gè)程序結(jié)束符。程序開(kāi)始符與程序結(jié)束符是同一個(gè)字符：在ISO代碼中是%，在EIA代碼中是ER。程序結(jié)束指令可用M02(程序結(jié)來(lái))或M30（紙帶結(jié)束）。現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床一般都使用存儲(chǔ)式的程序運(yùn)行，此時(shí)M02與M30的共同點(diǎn)是:在完成了所在程序段其它所有指令之后，用以停止主軸、冷卻液和進(jìn)給，并使控制系統(tǒng)復(fù)位。M02與M30在有些機(jī)床(系統(tǒng))上使用時(shí)是完全等效的，而在另一些機(jī)床(系統(tǒng))

97、上使用有如下不同：用M02結(jié)束程序場(chǎng)合，自動(dòng)運(yùn)行結(jié)束后光標(biāo)停在程序結(jié)束處；而用M3O結(jié)束程序運(yùn)行場(chǎng)合，自動(dòng)運(yùn)行結(jié)束后光標(biāo)和屏幕顯示能自動(dòng)返回到程序開(kāi)頭處，一按啟動(dòng)鈕就可以再次運(yùn)行程序。雖然M02與M30允許與其它程序字合用一個(gè)程序段，但最好還是將其單列一段，或者只與順序號(hào)共用一個(gè)程序段。</p><p>　　程序名位于程序主體之前、程序開(kāi)始符之后，它一般獨(dú)占一行。程序名有兩種形式:一種是以規(guī)定的英文字(多用O)打

98、頭、后面緊跟若干位數(shù)字組成。數(shù)字的最多允許位數(shù)由說(shuō)明書規(guī)定，常見(jiàn)的是兩位和四位兩種。這種形式的程序名也可稱作程序號(hào)。另一種形式是，程序名由英文字、數(shù)字或英文、數(shù)字混合組成，中間還可以加入“—”號(hào)。這種形式使用戶命名程序比較靈活，這就給使用、存儲(chǔ)和檢索等帶來(lái)很大方便。程序名用哪種形式是由數(shù)控系統(tǒng)決定的。</p><p><b>　?。?）程序段格式</b></p><p&g

99、t;　　程序段中字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式的規(guī)則稱為程序段格式(blockformat)。目前國(guó)內(nèi)外都廣泛采用字地址可變程序段格式，又稱為字地址格式。在這種格式中，程序字長(zhǎng)是不固定的，程序字的個(gè)數(shù)也是可變的，絕大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)允許程序字的順序是任意排列的，故屬于可變程序段格式。但是，在大多數(shù)場(chǎng)合，為了書寫、輸入、檢查和校對(duì)的方便，程序字在程序段中習(xí)慣按一定的順序排列。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的編程說(shuō)明書中用詳細(xì)

100、格式來(lái)分類規(guī)定程序編制的細(xì)節(jié)：程序編制所用字符、程序段中程序字的順序及字長(zhǎng)等。</p><p>　　2數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能</p><p>　　（1）自動(dòng)化程度與生產(chǎn)效率高；</p><p>　　（2）加工警告且質(zhì)量穩(wěn)定；</p><p>　　（3）廣泛的適應(yīng)性和較大的柔性加工；</p><p>　　（4）減輕工作強(qiáng)度，

101、改善工作環(huán)境；</p><p>　　（5）有利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理。</p><p>　　3數(shù)控機(jī)床的編程規(guī)則</p><p>　　數(shù)控加工是按照事先編譯好的程序運(yùn)行的。組成這些程序的代碼格式目前有兩種：ISO格式和EIA格式。我國(guó)采用的是ISO格式，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)大多提供了一定的編程能力，如具有循環(huán)調(diào)用、函數(shù)、條件判斷功能。這些功能是直接使用國(guó)際通用的G代碼編程

102、，有些則需要使用系統(tǒng)提供的專用語(yǔ)言編程。</p><p>　　國(guó)際通用的G代碼具有包括G指令和M指令等。在正常走到加工之前，需要定義某些輔助項(xiàng)。首先要確定是俺絕對(duì)坐標(biāo)編程還是按相對(duì)坐標(biāo)編程。在即床的允許的情況下，手工編程經(jīng)常使用混合編程方式。</p><p>　?。?）絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)編程指令（G90、G91）</p><p>　?。?）設(shè)定坐標(biāo)系指令（G54、G

103、55、G56、G57等） </p><p>　　對(duì)于大多數(shù)機(jī)床可以設(shè)置多個(gè)工件坐標(biāo)系。</p><p><b>　?。?）刀具調(diào)用指令</b></p><p>　　一般用T指令作為刀具調(diào)用指令。</p><p>　　4CAXA數(shù)控車簡(jiǎn)介</p><p>　　CAXA 數(shù)控車是在全新的數(shù)控加工平臺(tái)上

104、開(kāi)發(fā)的數(shù)控車床加工編程和二維圖形設(shè)計(jì)軟件。具有 CAD 軟件的強(qiáng)大繪圖功能和完善的外部數(shù)據(jù)接口，可以繪制任意復(fù)雜的圖形，可通過(guò)DXF、IGES等數(shù)據(jù)接口與其它系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。CAXA 數(shù)控車具有功能強(qiáng)大，使用簡(jiǎn)單的軌跡生成及通用后置處理功能。該軟件提供了功能強(qiáng)大、使用簡(jiǎn)潔的軌跡生成手段，可按加工要求生成各種復(fù)雜圖形的加工軌跡。通用的后置處理模塊使CAXA 數(shù)控車可以滿足各種機(jī)床的代碼格式，可輸出G代碼，并可對(duì)生成的代碼進(jìn)行校驗(yàn)及加工仿真。

105、</p><p><b>　　5.2拋物線軸加工</b></p><p>　　1 如圖5-1為被加工零件輪廓圖</p><p>　　該零件表面由外圓柱面、拋物線弧、槽、倒角及螺紋等組成。考慮表面粗糙度，用三爪自定心卡盤定心夾緊右側(cè)。加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定.即先從左（圓弧）處到右進(jìn)行粗車、然后精車、車外槽、車螺紋、最后車斷。<

106、;/p><p>　　5.2.1加工前的準(zhǔn)備工作</p><p>　　零件加工前的準(zhǔn)備工作相當(dāng)重要。</p><p><b>　　1定義毛坯</b></p><p>　　將毛坯定義為長(zhǎng)125mm,直徑50mm的45#鋼。</p><p><b>　　2設(shè)定加工刀具</b></

107、p><p>　　粗車外圓選用90°外圓車刀，因零件表面有內(nèi)凹圓弧，且測(cè)得干涉后角為43度，為防止與工件輪廓干涉，取副偏角Kr＇=45度。精車選用主偏角為90度外圓車刀，且干涉后角為45度。車槽選用刀寬為5切槽刀。車螺紋采用60度外螺紋車刀。</p><p><b>　　3后置設(shè)置</b></p><p>　　編程方式絕對(duì)、代碼是否優(yōu)、坐標(biāo)

108、輸出格式為小數(shù)、機(jī)床分辯率為1000、輸出到小數(shù)點(diǎn)后3位、圓心坐標(biāo)、圓心相對(duì)起點(diǎn)、X值表示直徑如圖5-2所示。</p><p><b>　　程序說(shuō)明：</b></p><p>　　O $POST_CODE ;</p><p><b>　　程序頭：</b></p><p>　　$G90 $ $WCOO

109、RD $ $CHANGE_TOOL $TOOL_NO $COMP_NO $ $SPN_CW $ $COOL_ON $ $SPN_F $SPN_SPEED @$G0 $ $COORD_Y $ $COORD_X</p><p><b>　　換刀：</b></p><p>　　$CHANGE_TOOL $TOOL_NO $COMP_NO $ $SPN_F $SPN_SPEE

110、D $ $SPN_CW </p><p><b>　　程序尾：</b></p><p><b>　　$PRO_STOP</b></p><p><b>　　機(jī)床設(shè)置見(jiàn)圖5-3</b></p><p><b>　　4設(shè)定加工范圍</b></p>

111、<p>　　加工范圍即零件外表面。</p><p>　　5.2.2 粗加工</p><p>　　輪廓粗車是實(shí)現(xiàn)對(duì)工件外輪廓內(nèi)輪廓和端面的粗車加工，用來(lái)快速清除毛坯的多余部分。</p><p>　　單擊主菜單的加工－輪廓粗車，系統(tǒng)彈出粗車參數(shù)表對(duì)話框如圖5-4和圖5-5所示，根據(jù)實(shí)際情況，填寫需要的加工參數(shù)，填寫完畢后單擊確定按鈕。根據(jù)系統(tǒng)提示，拾取被

112、加工工件表面輪廓，拾取完畢后單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)提示拾取定義毛坯輪廓，拾取完后點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，此時(shí)系統(tǒng)顯示輸入進(jìn)退刀點(diǎn)，根據(jù)要求點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)生成輪廓粗車的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5-6所示。</p><p>　　5.2.3 精加工</p><p>　　輪廓精車是實(shí)現(xiàn)對(duì)工件外輪廓，內(nèi)輪廓和端面的的精車加工，用來(lái)保證零件的尺寸精度和表面粗糙度等。</p><p>　　

113、單擊主菜單的加工－輪廓精車，系統(tǒng)彈出精車參數(shù)表對(duì)話框如圖5-7所示，根據(jù)實(shí)際情況，填寫需要的加工參數(shù)，填寫完畢后單擊確定按鈕。根據(jù)系統(tǒng)提示，拾取被加工工件表面輪廓，拾取完畢后單擊鼠標(biāo)右鍵，（由于在粗車時(shí)已經(jīng)拾取了定義毛坯輪廓，精車時(shí)就不需要在拾取了）此時(shí)系統(tǒng)顯示輸入進(jìn)退刀點(diǎn)，根據(jù)要求點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)生成輪廓精車的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5-8所示。</p><p><b>　　5.2.4車槽</

114、b></p><p>　　車槽參數(shù)及軌跡如圖5-9、5-10所示</p><p>　　5.2.5 螺紋加工</p><p>　　單擊主菜單的“加工”――“車螺紋”，在界面的左下方系統(tǒng)提示區(qū)顯示“拾取螺紋起始點(diǎn)”按加工情況拾取，繪圖界面中心會(huì)出現(xiàn)“螺紋參數(shù)表對(duì)話框”如圖5-11所示，根據(jù)實(shí)際加工情況，確定參數(shù)表對(duì)話框中的內(nèi)容，填寫完畢后點(diǎn)擊確定，此時(shí)系統(tǒng)顯示輸

115、入進(jìn)退刀點(diǎn)，根據(jù)要求點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)生成螺紋的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，完成零件的螺紋加工如圖5-12所示。</p><p><b>　　5.2.6車斷</b></p><p>　　車斷參數(shù)及軌跡如圖5-13、5-14所示</p><p><b>　　5.2.7全部軌跡</b></p><p>　　全