1、第一章 概論1.1計算機(jī)數(shù)控的概念與發(fā)展1.1.1計算機(jī)數(shù)控的概念數(shù)字控制（數(shù)控）的概念GB8129-1997中對NC的定義為：用數(shù)值數(shù)據(jù)的控制裝置，在運(yùn)行過程中不斷地引入數(shù)值數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動控制。數(shù)控機(jī)床（NC machine tools）若機(jī)床的操作命令以數(shù)值數(shù)據(jù)的形式描述，工作過程按照規(guī)定的程序自動地進(jìn)行，則這種機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床行業(yè)中，數(shù)控系統(tǒng)是計算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程序控制器、進(jìn)給驅(qū)動與主軸驅(qū)動裝置等相關(guān)設(shè)備的總稱。有時則僅指其中的計算機(jī)數(shù)字控制裝置。為區(qū)別起見將其中的計算機(jī)數(shù)字控制裝置稱為數(shù)控裝置。從第一臺數(shù)控機(jī)床問世至今的40多年中，隨著微電子

2、技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控裝置也在不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計算機(jī)（1970年）和微處理機(jī)或微型計算機(jī)（1974年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。前三代數(shù)控裝置屬于采用專用控制計算機(jī)的硬接線（硬件）數(shù)控裝置，一般稱為NC數(shù)控裝置。20世紀(jì)70年代初，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計算機(jī)的價格急劇下降，出現(xiàn)了采用小型計算機(jī)代替專用硬件控制計算機(jī)的第四代數(shù)控系統(tǒng)。這種數(shù)控系統(tǒng)不僅在經(jīng)濟(jì)上更為合算，而且許多功能可用編制的專用程序?qū)崿F(xiàn)，并可將專用程序存儲在小型計算機(jī)的存儲器中，構(gòu)成控制軟件。這種數(shù)控系統(tǒng)稱為計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（compu

3、terized numerical control，即CNC ）。自1974年開始，以微處理機(jī)為核心的數(shù)控裝置（microcomputerized numerical control，即MNC）得到迅速發(fā)展。CNC和MNC稱為軟接線（軟件）數(shù)控系統(tǒng)。由于NC硬件數(shù)控系統(tǒng)早已被淘汰，而目前軟件數(shù)控系統(tǒng)均采用MNC，因此，許多書中將現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)稱為CNC。我國從1958年開始研制數(shù)控機(jī)床，20世紀(jì)60年代中期進(jìn)入實(shí)用階段。自20世紀(jì)80年代開始，引入日本、美國、德國等國外著名數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)制造商的技術(shù)，使我國數(shù)控系統(tǒng)在性能、可靠性等方面得到了迅速發(fā)展。經(jīng)過“六五”、“七五”、“八五”及“九五”

4、科技攻關(guān)，我國已掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的核心內(nèi)容。目前我國已有數(shù)控系統(tǒng)（含主軸與進(jìn)給驅(qū)動單元）生產(chǎn)企業(yè)五十多家，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)百余家。1.2 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control-NC），是利用數(shù)字化信息對機(jī)械運(yùn)動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱為計算機(jī)數(shù)控（Computerized Numerical Control-CNC）。為了對機(jī)械運(yùn)動及加工過程進(jìn)行數(shù)字化信息控制，必須具備相應(yīng)的硬件和軟件。用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體稱為數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System），數(shù)控系統(tǒng)的

5、核心是數(shù)控裝置（Numerical Controller）。采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床（NC機(jī)床）。它是一種綜合應(yīng)用了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機(jī)床設(shè)計等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。機(jī)床控制也是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域，因此，數(shù)控機(jī)床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。數(shù)控機(jī)床種類繁多，有鉆銑鏜床類、車削類、磨削類、電加工類、鍛壓類、激光加工類和其他特殊用途的專用數(shù)控機(jī)床等等，凡是采用了數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床統(tǒng)稱NC機(jī)床。帶有自動刀具交換裝置（Automatic Tool Changer-ATC）的數(shù)控機(jī)床（帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)

6、控車床除外）稱為加工中心（Machine Center-MC）。它通過刀具的自動交換，只需一次裝夾即可以完成多工序的加工，實(shí)現(xiàn)了工序的集中和工藝的復(fù)合，從而縮短了輔助加工時間，提高了機(jī)床的效率；減少了零件安裝、定位次數(shù)，提高了加工精度。目前加工中心是數(shù)控機(jī)床中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的數(shù)控機(jī)床。1.3 典型數(shù)控銑床的概述數(shù)控銑床是一種用途十分廣泛的機(jī)床，主要用于精度要求高、輪廓形狀較復(fù)雜的平面、曲面及殼體類零件的加工。同時可進(jìn)行鉆、擴(kuò)、锪、鉸、螺紋切削、鏜孔等加工。加工中心、柔性制造單元等都是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的。1.3.1數(shù)控銑床的基本構(gòu)成及特點(diǎn)數(shù)控銑床的基本構(gòu)成數(shù)控銑床由以下幾個部

7、分組成1）主機(jī) 即銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)，通常由床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺等機(jī)床基礎(chǔ)件以及主傳動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給系統(tǒng)等組成。它是整臺銑床的基礎(chǔ)和框架。2）控制部分（CNC裝置） 包括專用計算機(jī)、顯示器、鍵盤、輸入輸出裝置等，其為數(shù)控銑床的控制核心。3）驅(qū)動裝置。4）輔助裝置 冷卻、潤滑等輔助裝置。數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1）高剛度和高抗震性 銑床剛度是銑床的技術(shù)性能之一，它反應(yīng)了銑床機(jī)構(gòu)抵抗變形的能力。主要采取了提高數(shù)控銑床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率，改善數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的阻尼特性，采用新材料和剛板焊接結(jié)構(gòu)等幾方面的措施。2）減小了熱變形對銑床的影響 銑床的熱變形是影響銑床加工精度的重要因素之一。由于數(shù)控銑床主軸

8、轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于普通銑床，因此熱變形對數(shù)控銑床的影響遠(yuǎn)比普通銑床嚴(yán)重。3）傳動系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化 數(shù)控銑床采用的交流、直流電機(jī)，其調(diào)速范圍大，并可無級調(diào)速，因此使得主軸箱、進(jìn)給變速箱及傳動系統(tǒng)大為簡化，箱體機(jī)構(gòu)簡單。4）高傳動效率和無間隙傳動裝置 目前數(shù)控銑床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)中常用的機(jī)械裝置主要有三種：滾珠絲杠副、靜壓蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)和預(yù)加載荷雙齒輪齒條。5）低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌 導(dǎo)軌是銑床的基本結(jié)構(gòu)之一。銑床加工精度和使用壽命在很大程度上決定于銑床導(dǎo)軌的質(zhì)量。1.3.2數(shù)控銑床的分類數(shù)控銑床從結(jié)構(gòu)上可分為立式、臥式及立臥兩用三種。立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床主軸軸線垂直于水平面，這種銑床占數(shù)控銑床的大多數(shù)

9、，應(yīng)用范圍也最廣。目前三坐標(biāo)數(shù)控立銑占數(shù)控銑床的大多數(shù)，一般可進(jìn)行三坐標(biāo)聯(lián)動加工，也可以實(shí)行兩軸半控制，即在X、Y、Z三個坐標(biāo)軸中，任意兩軸都可以聯(lián)動。一般用來加工平面曲線的輪廓。但也可加一個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，用來加工螺旋槽、葉片等立體曲面零件。臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床主軸的軸線平行于水平面。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤（或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤）來實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)、五坐標(biāo)加工。立臥兩用數(shù)控銑床這類銑床可在一臺機(jī)床上進(jìn)行立式加工或臥式加工，同時具備立、臥式銑床的功能。它的使用范圍更廣，功能更全。一般數(shù)控銑床上指規(guī)格較小的升降臺式數(shù)控銑床，其工作臺寬度多在400mm以下，規(guī)格較大的數(shù)控銑

10、床（工作臺寬度多在500mm以上），其功能已向加工中心靠近，進(jìn)而演變成柔性制造單元。1.3.3數(shù)控銑床的主要加工對象平面類零件即加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件。直紋曲面類零件即由直線依某種規(guī)律移動所產(chǎn)生的曲面類零件。立體曲面類零件即加工面為空間曲面的零件。這類零件的加工面不能展成平面，一般使用球頭銑刀切削，加工面與銑刀始終為點(diǎn)接觸，若采用其它刀具加工，易于產(chǎn)生干涉而銑傷鄰近表面。1.3.4典型數(shù)控銑床的性能本設(shè)計中的零件是利用XK5025數(shù)控銑床加工的，在這里對該機(jī)床的性能及主要規(guī)格、參數(shù)進(jìn)行簡要介紹。該機(jī)床適用于多品種小批量生產(chǎn)的零件，對各種復(fù)雜曲線的凸輪、

11、樣板、弧形槽等零件的加工效能尤為顯著。其驅(qū)動部件為高性能、很可靠的混合式步進(jìn)電機(jī)，輸出力矩大，高、低速性能均好，且系統(tǒng)具備手動回機(jī)械零點(diǎn)功能，機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度較高，不需要模具就能確保零件的加工精度，同時本機(jī)床所配系統(tǒng)具備刀具半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償功能，降低了編程復(fù)雜性，提高了加工效率。此外，其還具備零點(diǎn)偏置功能，可實(shí)現(xiàn)多工件的同時加工第二章 槽類零件的加工工藝分析如下圖2.1所示，為鍵槽零件。其材料為45，毛坯尺寸長×寬×高為160×120×10,其數(shù)控銑床加工 圖2.12.1 零件圖工藝分析該零件主要由外輪廓、鍵槽、不規(guī)則形形槽、孔組成。總體表

12、面粗糙度要求較低，零件材料為45，切削加工性能較好。根據(jù)以上分析，零件孔可以一次性粗加工，鍵槽、不規(guī)則形槽的加工應(yīng)分粗、精加工兩部分進(jìn)行，以保證表面粗糙度要求。2.2 加工方法的選擇、鍵槽、不規(guī)則形槽可選擇粗銑精銑方案。、孔加工方案的選擇 孔選擇鉆頭一次性加工到位。2.3 確定裝夾方案該零件的外形比較規(guī)則，因此，在加工鍵槽、不規(guī)則形槽及孔時，選用平口虎鉗夾緊。2.4 確定加工順序及走刀路線按照基準(zhǔn)先行，先面后孔，先粗后精的原則確定加工順序。詳見表2-2鍵槽端蓋底版數(shù)控加工工序卡，不規(guī)則形槽加工采用逆銑方式，刀具沿切線方向切入與切出。2.5 刀具選擇、鍵槽、不規(guī)則形槽采用立銑刀加工，根據(jù)側(cè)吃刀量

13、選擇立銑刀直徑，使銑刀工作時有合理的切入/切出角；且銑刀直徑應(yīng)盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。、孔加工選擇12鉆頭，該零件加工所選刀詳見表2-1鍵槽端蓋底板數(shù)控加工刀具卡片。表2-1鍵槽端蓋底板數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號數(shù)控銑工藝分析零件名稱鍵槽端蓋底板零件圖號序號刀具編號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T18硬質(zhì)合金平刀1銑削鍵槽2T212鉆頭1鉆孔編制*審核批準(zhǔn)共1頁第1頁2.6 切削用量選擇該零件材料切削性能較好，銑削鍵槽及不規(guī)則形槽時留0.5mm精加工余量； 1、進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速計算、銑削鍵槽、三角形槽1）確定銑削深度 a2）確定每

14、齒進(jìn)給量f 3）確定切削速度V 、鉆孔1）確定進(jìn)給量f 2）確定切削速度2.7 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片為了更好地指導(dǎo)編程和加工操作，把零件的加工順序、所用刀具和切削用量等參數(shù)編入表2-2所示的鍵槽端蓋底板零件數(shù)控加工工序卡片。 表2-2 鍵槽端蓋底板數(shù)控加工工序卡片單位名稱河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號數(shù)控銑削工藝分析槽類零件工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間平口虎鉗XK5025數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/r·min進(jìn)給速度/mm·min背吃刀量/mm備注1粗銑不規(guī)則形槽T185751004.5自動2精銑不規(guī)則形槽T181000

15、720.5自動3鉆孔T2126001004.5自動4粗銑槽T18575720.5自動5精銑槽T2810002352.5自動編制*審核批準(zhǔn)共1頁第三章 數(shù)控加工程序的編制3.1 數(shù)控銑床的基本編程技術(shù)3.1.1 數(shù)控銑床的編程特點(diǎn)數(shù)控銑床是通過兩軸聯(lián)動來加工零件的平面輪廓，通過兩軸半控制、三軸或多軸聯(lián)動來加工空間曲面零件。數(shù)控銑削加工編程具有如下特點(diǎn)：、數(shù)控銑床一般僅具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能，因此非圓曲線的加工是按編程允許誤差將曲線分割成許多小段再用直線或圓弧逼近得到，編程時需計算各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。、具備刀補(bǔ)功能，可直接按工件尺寸編程。、具備鏡像功能，加工軸對稱零件時只要編寫一半加工程序即可。、具備子

16、程序調(diào)用功能。當(dāng)工件上有相同加工部位時，可以調(diào)用子程序，以簡化程序編制。3.1.2 數(shù)控銑床的坐標(biāo)系、機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床本身固有的，是以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來的 X 、 Y 、 Z 軸直角坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動。、工件坐標(biāo)系為了確定零件加工時在機(jī)床中的位置，必須建立工件坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系采用與機(jī)床坐標(biāo)系一致的坐標(biāo)方向，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)即工件原點(diǎn)，工件原點(diǎn)是任意的，它由編程人員在編制程序時根據(jù)零件的特點(diǎn)選定。它在工件裝夾完畢后，通過對刀確定。3.1.3 數(shù)控銑床的編程指令表31 常用文字碼及其含義功能

17、 文字碼 含義 程序號 O/：（ISO/EIA） 表示程序名代號(19999) 程序段號 N 表示程序段代號(19999) 準(zhǔn)備功能 G 確定移動方式等準(zhǔn)備功能 坐標(biāo)字X、Y、Z 、A、B、C 坐標(biāo)軸移動指令(±99999.999mm) R圓弧半徑(±99999.999mm)I、J、K 圓弧圓心坐標(biāo)(±99999.999mm) 進(jìn)給功能 F 表示進(jìn)給速度(11000mm/min) 主軸功能 S 表示主軸轉(zhuǎn)速(09999r/min) 刀具功能 T 表示刀具號(099) 輔助功能 M 冷卻液開、關(guān)控制等輔助功能(099) 偏移號 H 表示偏移代號(099) 暫停 P

18、、X 表示暫停時間(099999.999s) 子程序號及子程序調(diào)用次數(shù) P 子程序的標(biāo)定及子程序重復(fù)調(diào)用次數(shù)設(shè)定(19999) 宏程序變量 P、Q、R 變量代號 數(shù)控銑床的編程功能指令與數(shù)控車床的編程功能指令相似，也可分為準(zhǔn)備功能指令和輔助功能指令兩大類。由于生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的廠家眾多，且所用數(shù)控系統(tǒng)也各不相同，故編程時必須嚴(yán)格遵守機(jī)床使用說明書中的規(guī)定。常用文字碼及其含義見表31。、準(zhǔn)備功能指令選擇準(zhǔn)備功能指令是編制程序的核心問題。準(zhǔn)備功能指令也稱為G功能，其由地址字G和兩位數(shù)值來表示，跟在G后面的數(shù)字決定了該程序段的指令的意義。常用準(zhǔn)備功能代碼如表32所示。其中00組的G代碼為非模態(tài)代碼，其余

19、均為模態(tài)代碼。表32 常用G功能代碼指 令組功 能指 令組功能G0001快速定位G4207刀具半徑右補(bǔ)償G01直線插補(bǔ)G4308正向刀具長度補(bǔ)償G02圓弧插補(bǔ)/螺旋線插補(bǔ)CWG44負(fù)向刀具長度補(bǔ)償G03圓弧插補(bǔ)/螺旋線插補(bǔ)CCWG49刀具長度補(bǔ)償取消G0400暫停G5300選擇機(jī)床坐標(biāo)系G1702選擇XY平面G5414選擇工件坐標(biāo)系1G18選擇XZ平面G55選擇工件坐標(biāo)系2G19選擇YZ平面G56選擇工件坐標(biāo)系3G2006英寸輸入G57選擇工件坐標(biāo)系4G21毫米輸入G58選擇工件坐標(biāo)系5G2700返回參考點(diǎn)檢測G59選擇工件坐標(biāo)系6G28返回參考點(diǎn)G9003絕對值方式編程G29從參考點(diǎn)返回G9

20、1相對值方式編程G3301螺紋切削G9200設(shè)定工件坐標(biāo)系G4007取消刀具半徑補(bǔ)償G9810固定循環(huán)返回到初始點(diǎn)G41刀具半徑左補(bǔ)償G99固定循環(huán)返回到R點(diǎn)、輔助功能指令XK5025立式數(shù)控銑床的輔助功能指令與數(shù)控車床基本相同。如表33所示。表33 常用M功能代碼指令功 能指令功 能M00程序停止M05主軸停止旋轉(zhuǎn)M01選擇停止M08切削液開M02程序結(jié)束M09切削液關(guān)M03主軸順時針方向旋轉(zhuǎn)M98子程序調(diào)用M04主軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)M99子程序結(jié)束、其它功能指令1)、進(jìn)給功能進(jìn)給功能也稱為F功能。表示刀具中心運(yùn)動時的進(jìn)給速度，由地址碼F和數(shù)字構(gòu)成。F功能以每分鐘進(jìn)給距離的方式指定進(jìn)給速度。F

21、功能的單位可以是mm/min ，也可以是mm/r；可以按公制形式輸入，也可以轉(zhuǎn)換成英制。2)、主軸功能主軸功能也稱S功能，即用來指定主軸的轉(zhuǎn)速。它由地址碼S及后面的整數(shù)數(shù)字組成，單位為r/min。3)、刀具功能刀具功能也稱T功能。由地址碼T及后面的兩位整數(shù)數(shù)字組成，數(shù)字代表刀具的編號，用來選擇刀具。3.1.4 數(shù)控銑床的基本編程方法、絕對值方式和增量值方式編程1)、絕對值方式編程程序格式：G902)、增量值方式編程程序格式：G91、工件坐標(biāo)系的建立1)、設(shè)置工件坐標(biāo)系 2)、選擇機(jī)床坐標(biāo)系3)、選擇16號工件坐標(biāo)系G54、G55、G56、G57、G58、G59 選擇16號工件坐標(biāo)系，這些指令可

22、以分別用來選擇相應(yīng)的工件坐標(biāo)系。編程格式：G54(G55G59) G00 (G01) XYZ(F) ； 、快速定位與直線插補(bǔ)a、快速定位b、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)圓弧插補(bǔ)的編程格式有兩種，分別如下：1)、用分矢量I、J、K表示圓心位置2)、用圓弧半徑R指定圓心位置 、刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G421)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)哪康臄?shù)控機(jī)床在實(shí)際加工過程中是通過控制刀具中心軌跡來實(shí)現(xiàn)切削加工任務(wù)的。在編程過程中，為了避免復(fù)雜的數(shù)值計算，一般按零件的實(shí)際輪廓來編寫數(shù)控程序，但刀具有一定的半徑尺寸，如果不考慮刀具半徑尺寸，那么加工出來的實(shí)際輪廓就會與圖紙所要求的輪廓相差一個刀具半徑值。因此，采用刀具半徑補(bǔ)

23、償功能來解決這一問題。2)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ褂玫毒甙霃窖a(bǔ)償指令，并在控制面板上手工輸入刀具半徑，數(shù)控裝置便能自動地計算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運(yùn)動。即執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，刀具自動偏離工件輪廓一個刀具半徑值，從而加工出所要求的工件輪廓。 、刀具半徑補(bǔ)償?shù)牟襟E1)、刀補(bǔ)建立2)、刀補(bǔ)進(jìn)行3)、刀補(bǔ)取消 、刀具半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用：1)、避免計算刀心軌跡，直接用零件輪廓尺寸編程；2)可用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀補(bǔ)值進(jìn)行粗、精加工。3)、利用刀補(bǔ)值控制輪廓尺寸精度。因刀補(bǔ)值具有小數(shù)點(diǎn)后24位的精度，故可控制輪廓尺寸精度。4)、利用刀具補(bǔ)償功能，可用同一個程序，加工同一公稱尺寸的內(nèi)、外兩個

24、型面。3.2 數(shù)控編程的數(shù)值計算根據(jù)零件圖樣，用適當(dāng)?shù)姆椒▽?shù)控系統(tǒng)編制程序所需的有關(guān)數(shù)據(jù)計算出來的過程，稱為數(shù)值計算。數(shù)值計算的內(nèi)容包括計算零件輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及刀位點(diǎn)軌跡的坐標(biāo)。3.2.1基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的含義數(shù)控機(jī)床一般只有直線和圓弧插補(bǔ)功能，因此，對于由直線和圓弧組成的平面輪廓，編程時主要是求各基點(diǎn)的坐標(biāo)。所謂基點(diǎn)就是構(gòu)成零件輪廓不同幾何素%O0001G54G90G40S800M03T01D01S600G00X-39.93 Y37.93 Z0G01Z-10G03X-54.07 Y52.07G01 X-72.07 Y34.07G02X-57.93Y19.93G01X-39.93Y37.93

25、G00X-24.37Y36G01Z-10G02X-17.44Y40G01X42.71Y40G02X47.28Y25.44G03X47.26Y-25.44G02X42.71Y-40G01X-42Y-40G02X-41.5Y-31.5G01X-50Y-8.39G01X-24.37Y36G00Z100M05M03T02D02S600G73X71Y-25.44Z-20R10Q1F100G00Z100G80M30%4.1 FANUC 0i 加工中心的仿真操作加工中心配用不同的數(shù)控系統(tǒng)，選擇用南京二機(jī)床（配以FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)） ，選擇零件原點(diǎn)，建立刀具補(bǔ)償參數(shù)，機(jī)床控制面板逐步輸入已編寫程序，進(jìn)行

26、自動加工。4.2 仿真結(jié)果通過對鍵槽端蓋底板的工藝分析、程序編制和操作過程的介紹，數(shù)控銑仿真結(jié)果見下圖。 設(shè)計總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計小結(jié)本論文是在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計課題編寫的。本設(shè)計的特點(diǎn)是加強(qiáng)了對數(shù)控銑床編程的認(rèn)識。本設(shè)計共分為四章：第一章緒論簡要介紹了計算機(jī)數(shù)控的概念與發(fā)展及數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床，并且重點(diǎn)介紹了典型數(shù)控銑床的基本構(gòu)成及特點(diǎn)、分類、主要加工對象及其性能和參數(shù)。第二章利用一典型零件對其進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，包括零件圖的工藝分析、加工方案的選擇、裝夾方案的確定、加工順序及走刀路線的確定、刀具選擇、切削用量選擇、對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定及擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片這八個部分。第三章

27、闡述了典型零件槽類零件的數(shù)控加工程序的編制。首先介紹了數(shù)控銑床的一些基本編程技術(shù)，其中有數(shù)控銑床的編程特點(diǎn)、數(shù)控銑床的坐標(biāo)系、編程指令及編程方法；其次闡述了數(shù)控編程的數(shù)值計算，簡要介紹了基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的含義，基點(diǎn)的坐標(biāo)計算；最后編寫了典型零件鍵槽類零件的加工程序。第四章闡述了數(shù)控加工中心的仿真操作系統(tǒng)，主要內(nèi)容有控制面板介紹、操作過程及仿真結(jié)果。在本設(shè)計完成之際，我由衷地感謝關(guān)懷、教誨、幫助、支持和鼓勵我完成學(xué)業(yè)的老師、朋友和親人。首先，我要感謝我的老師在論文的開題、實(shí)施、撰寫和完成的每一個過程中，都得到了他的悉心指導(dǎo)和幫助。指導(dǎo)老師淵博的知識、寬廣無私的胸懷、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、誨人不倦的教師風(fēng)范和

28、對問題的洞察力，都將使我記憶猶新。在此，我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示衷心的感謝和深深的敬意。再次，我要感謝我的同學(xué)。在做工藝的可行性分析和方案的論證時，同事之間的溝通、相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)，使我受到不少啟發(fā)和鼓舞。學(xué)會了如何將自己在工作和學(xué)習(xí)中獲得的經(jīng)驗(yàn)以及有價值的內(nèi)容以論文的形式表達(dá)出來。可能沒有做到十分的規(guī)范，存在很多不足之處，但在這半年時間里，自覺從中獲益匪淺。最后，我也衷心感謝在百忙之中抽出寶貴時間對論文進(jìn)行審評的各位專家數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對策 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾

29、說過“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行

30、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）自動控制技術(shù)；（4）伺服驅(qū)動技術(shù)；（5）傳感器技術(shù)；（6）軟件技術(shù)等。1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個方面：（1）

31、高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些壁、筋進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺

32、釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。（2）5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為

33、簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床的發(fā)展。在EM02001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。（3）智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工

34、質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。（4）重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立 a關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)規(guī)范 如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新

35、的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。 B關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于IS06983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G,M代碼描述如何加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)IS014649（STEP-NC）,其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。2 對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計 我國數(shù)控技術(shù)起步于

36、1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有

37、率達(dá)百分之五十，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了百分之十。 3對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考（1） 戰(zhàn)略考慮我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就

38、業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物資，對我國實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。（2） 發(fā)展策略從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨越式發(fā)展。強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床，高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械，重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)

39、業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。在高尖端裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出，用得上，賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國家之急需。在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。Numerical control technology and equipment trend of development and cou

40、ntermeasure The equipment industry technical level and the modernized degree were deciding the entire national economy level and the modernized degree ，the numerical control technology and the equipment are the development emerging high technology and new technology industry and the state-of-art ind

41、ustry enables the technology and the most basic equipment 。marx had said “each kind of economical time defference ，does not lie in products any ，but how lies in produces ，with any means of labor production ”。The technique of manufacture and the equipment is the humanity produces active the most basi

42、c producer goods ，but the numerical control technology also is advanced now the technique of manufacture and the equipment most core technology 。Now the various countries manufacturing industry widely uses the numerical control technology ，sharpens the manufacturing capacity and the level ，enhances

43、to the dynamic changeable market adaptiveness and competitive ability 。In addition in the world various industries developed country also lists as the national strategic resources the numerical control technology and the numerical control equipment ，not only takesthe significant measure to develop o

44、wn numerical control technology and the industry ，moreover implements the blockade and the limit policy in “precise and advanced ”the numerical control key technologies and the equipment aspect to our country 。In brief ，developes vigorously take the numerical control technology has become the world

45、each developed country acceleration economy development as the core advanced technique of manufacture ，enhances the comprehensive national strength and the national status important way 。The numerical control technology is carries on the control with the numerical information to the mechanical movem

46、ent and the work process the technology ，the numerical control equipment is take the numerical control technology as representative is new technology the integration of machinery product which forms to the traditional manufacture industry and the emerging manufacturing industry seepage ，namely so-ca

47、lled digitized equipment ，its technical scope cover very many domain：（1）machine manufacture technology （2）information processing ，processing ，transmission technology （3）automatic control technology （4）servo actuates the technology (5)sensor technology （6）software technology and so on 1 Development t

48、rend of a numerical control technology The application of numerical control technology has not only brought the revolutionary change to manufacturing industry of the tradition ，make the manufacturing industry become the industrialized symbol ，and with the constant development of numerical control te

49、chnology and enlargement of the application ，the development of some important trades to the national economy and the peopleslivelihood of his plays a more and more important role ，because the digitization that needed to equip has already been the main trend of modern development 。Numerical control

50、technology in the world at present and equiping the development trend to see ，there is the following several research focus 。A high-speed,high finish machining technology and new trend equipped The efficiency ，quality are subjavanufacturing technology 。high-speed ，high finish machining technology ca

51、n raise the efficiency greatly ，improve the quality and grade of the products ，shorten production cycle and improve the market competitive power 。japan carries the technological research association first to classify it as one of the 5great modern manufacturing technologies for this ，learn to confir

52、m it as the center in the 21st century and study one of the directions in international production engineering 。In the field of car industry ，produce one second when beat such as production of 300000vehicle per year ，and many variety process it is car that equip key problem that must be solved one o

53、f ；in the fields of aviation and aerospace industry ，spare parts of its processing are mostly the thin wall and thin muscle ，rigidity is very bad ，the material is aluminum or aluminum alloy ，only in a situation that cut the speed and cut strength very small high ，could process these muscles ，walls 。

54、Adopt large-scale whole aluminum alloy method that blank “pay empty ”make the wing recently ，such large-scale parts as the fuselage ，e to substitute a lot of parts to assemble through numerous rivet ，screw and other connection way ，make the intensity ，rigidity and dependability of the component impr

55、oved 。all these ，to processing and equiping the demand which has proposed high-speed ，high precise and high flexibility 。 Link and process and compound to process the fast development of the lathe in 5 axes Adopt 5axles to link the processing of the three-dimensional curved surface part ，can cut with the best geometry form of the cutter ，not only highly polished ，but also efficiency improves by a large margin 。it is generally acknowledged ，the efficiency of an 5axle gear beds can equal 2 3axle gear beds ，is it wait for to use the cubic nitrogen boron t