数控机床加工编程

《数控机床加工编程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床加工编程（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第II页 共I页本科毕业设计说明书xxxxxx 大 学毕 业 论 文（设计）论文题目 数控机床加工编程 姓 名 _ xxxx _ 学 号 _xxxxx_ 院 系 _工学院_ 专 业 机械制造及自动化指导教师 xxxxx 职 称 xxxx 中国合肥二o一五 年 五 月目录目录I1 引言12 数控机床编程简介12.1数控编程分类22.2 程序的结构与格式23 CNC控制系统33.1 CNC系统的组成34 工件的加工工艺设计64.1 工件加工的内容和工艺分析64.2 工件加工的工艺路线的拟定74.3 切削用量等参数的确定125 工件数控加工的编程135.1 坐标系的确定135.2 程序的编制136

2、刀具的选择16 6.1 数控机床的刀具16 6.2 复杂轴零件的刀具选择16 6.3 确定对刀点和换刀点16结论17致谢17参考文献18第 19 页 共 21 页数控机床加工编程数控机床加工编程作者：xx 指导老师：xxxxxxx大学工学院 11机制 合肥230036下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。另外：有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。摘要：我国数控机床技术正在飞速发展，市场对机械产品的要求也来越高，数控机床正解决了机械产品市场的供求问题，数控技术成为了机械制造业

3、竞争的实质。本此设计就零件加工编程做了详细的研究，重点研究了零件加工工艺的分析，加工路线的确定及加工程序编制。本文介绍了数控机床编程的方法，简要说明里数控系统的组成及优缺点，对零件进行了加工工艺分析，并运用数控知识对零件加工进行了编程，同时对编程过程中的出现的问题进行了探讨，得出了几种较为简便的编程方法。关键词：数控编程 数控加工 加工路线1 引言近年来，世界的科学技术及经济处于迅猛发展阶段，为适应当今飞速变化的市场环境，我们的机械产品必须更精确、高效、灵活。尽管已经有很多汽车、家电、机械制造厂采用了数控机床及专用的生产流水线，用来提高生产产品的效率、减少人工成本同时提高产品品质，但这并不能满

4、足日益激烈的市场竞争，因此企业的新产品研发及推广仍为企业发展的重中之重。随着新产品的不断研发生产，不可变的自动化装置渐渐无法适应不断变化生产要求，其生产工艺繁复的缺点逐渐显现。此外，小批量的零件生产在制造业中也占有不小的比重。有数据显示，大批量生产仅占总生产量的20%左右。若把不可变的自动化装置用于小批量生产中，那么将会使生产成本大幅提高，并无法满足产品的精度要求，大大降低生产效率。为了方便新产品的研发生产及小批量生产的自动化要求，人们研制出了数控机床用以满足生产对于灵活性、适应性的需求。数控机床是为了解决这些在新的生产技术问题而产生的新型全自动车床。作为机电一体化的一个重要分支，数控机床涵盖

5、了计算机编程技术、自动化技术、精密仪器制造技术及伺服系统等的机电一体化成都较高的产品。数控机床为当前世界上的主流机床，数控机床技术的高低直接反映了机械制造的工作水平。数控机床因其设备精密而造价昂贵，但它在当今制造行业中起着基础核心的作用，与普通机床有着不同的作用。2 数控机床编程简介数控设备是通过程序来控制的，其加工轨迹及运转动作严格按照程序进行，可达到高效自动化的目的。在使用数控机床加工零件之前，要编写程序来是其加工轨迹按要求进行，这类程序即为零件程序。因此，在数控编程之前，程序员应该先学习数控机床的规格，以及数控系统的性能和编程指令的格式功能。在程序编写前，要先了解零件的尺寸、形状、功能要

6、求及技术要求，拟定工艺路线，然后通过数量计算确定刀位，再根据规定的数控代码和程序格式编写程序，是之能够完成确定零件尺寸、刀具运动轨迹、切削参数并进行对刀、换刀、主轴正反转等工作。最后输入控制系统，使数控机床自动加工控制系统。2.1数控编程分类数控机床的加工程序是一种按特定格式通过代码进行编制的程序，当前的加工程序编制主要有两种方法。（1） 手动编程利用一般计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并编制指令。这种方法相对简单，较易学习，能使用于大部分零件加工。主要用于较简单的，计算量少的程序编制，为机床编程的基础部分。（2） 自动编程利用CAD技术对零件进行设计、分析和建模，经后置处

7、理后自行生成加工程序，在透过人工校正修改，形成程序。此方法适用范围较大，目前广泛用于CAD集成系统。2.2 程序的结构与格式2.2.1程序名程序名用汉语拼音进行命名。每个程序又有一个符号表示用以对程序进行分类储存、识别、管理。（1）程序名的格式开始的两个符号必须是字母。之后可以使用数字、字母及下划线。最多16字符。不可使用分隔符（2）应用说明通常在确认了程序名的时候，要将它和加工对象及特点联系起来，一是为了方便程序管理，二是为了方便用程序名和加工对象统一起来。若零件图号、名称满足上述规则的话，亦可作为程序名。2.2.2程序结构和内容数控程序是由小的程序段组成的，每一个程序段都代表了一个加工步骤

8、，多个宇又构成了程序段，最后的程序段一定包括结束符N0或M30。2.2.3程序段结构（1）功能。每个程序段中都包含进行一道工序所需要的完整的信息。程序段有两大组成部分，字符和结束符“”。在换行和插入输入键是都会自动生成结束符。（2）字顺序。程序段中一般含有有很多指令，推荐按如下顺序：NGX Z I KFSTDM一；其中：G表示准备功能字；x、z表示零件尺寸字；I、K为插补参数；N表示程序段号；M表示辅助功能字F表示进给功能字(mmr)；s表示主轴转数字(rnun)；T表示刀具功能字；“；”后是对程序段的说明，“；”把程序段和后边的注释分开。（3）程序段号。为了防止后期修正时插入程序段时对源程序

9、的改变，一般选择5或10间隔为程序段号。（4）被跳跃的程序段。有些程序段并不需要每次运行时都进行执行，在这些程序段的段号字之前输入“/”那么就可以跳过不再重复执行。跳跃程序段功能要通过对机床的控制面板进行操作或用PLC接口输入信号才可生效。若要跳过连续的程序段只要在其所有程序段前输入“/”即可。跳跃程序段功能生效后，所有带“/”的程序段都将不再执行，程序从下一个“/”d的程序段开始执行。3 CNC控制系统计算机数控系统是一种用来对位置进行控制的操作系统。它的本质是基于的所加工零件的几何分析和加工工艺分析进行程序编制。然后将编制的程序输入系统并进行数据处理，而后通过输出装置将编写好的程序进行几何

10、还原，是刀具按设定好的轨迹对零件进行加工。3.1 CNC系统的组成 CNC系统包含两大部分，分别是计算机硬件和软件。数控机床可以按要求进行零件的自动加工是通过系统硬件和软件的配合实现的。CNC系统的控制元件是计算机，通过程序的编制与录入，计算机可以对数据进行处理、插补、修正，并通过输出设备完成对机床的实时控制。所以，若想改变原有的控制方式只需要对CNC系统进行变更即可。 数控机床的核心机构是CNC系统，数控系统组成部分如下：中央处理单元、只读储存器、随机储存器、输入/输出设备、操作面板、PLC、显示器和键盘等。下图为CNC系统的结构框图。主轴控制单元主轴电动机进给电动机机床电器输入设备输出设备

11、电气控制单元速度控制单元位置检测单元PLC数控系统硬件及其软件CNC控制器图3.1 CNC系统的一般结构框图图中CNC控制器主要由数控系统硬件、软件及PLC构成。专用计算机起到数字控制的作用，PLC则为逻辑控制。3.2 CNC系统的功能CNC控制装置能控制多个轴，一般的数控机床需要轴控制和轴联动各两个，而铣床需要两到三个轴控制。随着需要同时控制的轴数的增加，所需要的程序也越复杂。(1)准备功能准备功能是让数控机床处于准备状态的指令，应用字母G加数字表示，共有G00到G99等100种表示方法。 G代码包括模态和非模态代码，00组代码为非模态代码，其余均为模态代码。非模态代码仅适用于一个程序段，而

12、模态代码则可用于多个程序段。 （2）进给功能 进给功能用F代码加数字表示，F代码可控制进给速度。 G00代码表示快速进给，其进给速度为最大速度。进给速度也可以通过中给倍率开关进行调控，调控范围在0200%。(3)辅助功能(M代码)辅助功能用M代码加数字表示，它控制系统的开关，共一百种表示方式（M00M99）。辅助功能一般需要使用时自行编程，不同的数控装置辅助功能也大不相同。常用的辅助工能包括换刀、通冷却液、关闭程序等。(4)刀具功能刀具功能用T加数字表示。其中数字表示刀号。 (5)主釉速度功能主轴转速功能用S加数字表示。在介绍了CNC数控系统的主要功能之后，已对该系统有了整体的了解，在今后加工

13、过程中也会越来越多地运用到计算机数控系统。3.3数控系统的选择数控车床与普通车床相比较先进，其加工效率高生产成本较低，因其生产密度大不需经常更换模具的特点通常用来生产复杂精密的、单件及小批量的零件。但是在选型时需要十分注意，因为选型不合理会导致效益的降低，资金不能得到合理的运用，造成风险的增加。为了减少数控系统风险，在选择合适型号的机床时需要注意以下几个方面：性价比较高，可用寿命较长，维修比较方便。总之应该主要考虑满足主机性能，全面综合地考虑整体性能与价格的比例选择合适的型号，而不能单方面追求高效率的新型系统。根据本次工件的加工要求我们选择的操作系统为GSK980TDb。GSK980TDb可控

14、制2个模拟主轴、5个进给轴，插补速度为2ms，控制精度为0.1m。 零件图4 工件的加工工艺设计4.1 工件加工的内容和工艺分析4.1.1 工件加工的内容数控机床通常被用来加工高精度、形状不规则的零件，相对于传统车床来说其适用范围更大。但数控机床的造价要比普通车床高，且数控技术较为繁杂不宜学习。复杂零件加工可分为以下几个阶段：（1） 车削外圆：车削外圆是通过车刀加工零件外圆的加工方法，是基本的撤销方法。（2） 车削内圆：车削内圆是通过车刀加工零件的内表面或零件的孔进行车削加工的方法。（3） 车削平面：车削平面一般选用左偏刀对车端面进行车削，刀具的背吃刀量大，被加工零件的切削表面光滑。（4） 车削锥面：车削锥面是将内、外锥面当做特殊的内、外圆进行切削的一种方式。（5） 车削螺纹：车削螺纹一般在普通车床上进行，通过成形车刀对普通螺纹及一些特殊螺纹进行加工。 尽管数控机床有着适用性广的特点，但由于其制造成本高等特点，并不适用于某些零件的加工。4.1.2工件的加工工艺分析（1） 确定表面的加工工艺。（2） 划分加工阶段选择定位基准。（3）热处理工序的安排。（4）加工顺序安排。4.2 工件加工的工艺路线的拟定4.2.1 工艺路线的确定（1） 车基准面。（