1、-第一章 前 言數控加工技術及裝備是開展高新技術產業和尖端工業的使用技能和最根本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產制造技術和裝備是人類生產活動的最根本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備的核心技術。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上個工業興旺國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采用重大措施來開展自己的數控技術及其產業。雖然我國數控技術的起步相對于工業興旺國家比較晚，但是現在已經加大力度開展數控技術，近年來還取得了很大的成績。大力開展以數

2、控為核心技術的先進制造技術已成為我國加速經濟開展，提高綜合國力和國家地位的重要途徑。1.1數控加工技術Numerical Control Machining Technology數控加工是指在數控機床上進展零件加工的一種工藝方法，數控機床加工與傳統機床加工的工藝規程從總體上說是一致的，但也發生了明顯的變化。用數字信息控制零件和刀具位移的機械加工方法。它是解決零件品種多變、批量小、形狀復雜、精度高等問題和實現高效化和自動化加工的有效途徑。1.2數控機床Numerical Control Machining Tools數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。數控機床主要有

3、數控裝置、伺服驅動/進給裝置、測量反響裝置、機床主體、程序的輸入輸出設備和可編程控制器等幾局部組成。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精細、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控制技術的開展方向，是一種典型的機電一體化產品。數控機床的特點是加工精度高，具有穩定的加工質量；可進展多坐標的聯動，能加工形狀復雜的零件；加工零件改變時，一般只需要更改數

4、控程序，可節省生產準備時間；機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產率高一般為普通機床的35倍；機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高。1.3加工中心Machining Center,MC加工中心機通常由控制系統、伺服系統、檢測系統、機械傳動系統及其他輔助系統組成的使用于加工復雜形狀工件的高效率自動化機床。加工中心機備有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進展多工序加工的數控機床。加工中心機是高度幾點一體化的機床，工件裝夾后，數控系統能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等，可連續完成鉆、鏜、

5、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整等輔助工序時間，對加工形狀比較復雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果。常用加工中心有以下幾大類：立式加工中心、臥式加工中心、龍門加工中心、鏜銑加工中心、車銑復合加工中心。加工中心與數控機床的最大區別是加工中心都配置刀庫和換刀裝置。加工中心配置有容量為幾十把甚至上百把刀具的刀庫，刀庫中放置有加工過程中使用的刀具和測量工具，通過可編程序控制器程序控制，在加工中實現刀具的自動更換和加工要素的自動測量。加工中心的控制器具有控制2軸、3軸或多軸聯動的能力，可以完成復雜型面的三維加工，其輔助機能可以保證加工中心在加工過程中

6、實現刀具長度補償、半徑補償、螺距誤差補償、絲桿間隙補償、并具有過載保護、故障檢測等功能。1.4數控加工程序編制是根據計算出的運動軌跡坐標值和已確定的加工順序、加工路線、切削參數和輔助動作，以及所使用的數控系統的指令、程序段格式，按數控機床規定使用的功能代碼及程序格式，編寫加工程序單。數控加工程序編制方法有兩種，即手工編程和利用計算機進展自動編程。由于手工編程效率低、精度低、周期長，特別是對于較復雜零件的數控加工，諸如非圓曲線與曲面等零件的加工，手工編程已無法勝任，即使一般簡單零件的數控加工，假設采用自動編程，也可大大提高編程效率與編程精度，因此自動編程在數控加工中占有越來越重要的位置。第二章

7、加工中心編程的準備按設計任務書圖紙所示零件，進展數控加工中心程序編制的準備。2.1機床狀態機床已上電，完成回參考點操作，建立了測量根底準點。各把刀具已經完成對刀，建立了工件坐標系與機床坐標系的聯系，使用缺省坐標系G54。2.2刀具狀態和切削參數刀庫中刀具的安裝如表2-1所示。表2-1 刀具情況刀位刀具名稱直徑mm刀補號轉速r/min進給速度mm/min切深mm備注1銑刀盤80D01H01250505外輪廓粗加工3立銑刀20D03H035005010外輪廓精加工5鍵槽銑刀36D05H053002510型腔粗精加工7中心鉆5H078001002鉆中心定位孔9麻花鉆頭12H0912008030鉆孔加

8、工2.3加工中心編程題目按圖2-1及圖2-2要求編制加工程序，該零件材料牌號為Gr12MoV，名稱：凸凹模，寸為20020025，并已經過精加工。1.工藝處理加工前用平虎鉗夾緊并找平。1工步和走刀路線確實定。按刀具確定工步和走刀路線。1外輪廓加工：先用銑刀盤完成10mm高的臺階的粗加工，六角形周邊留余量1mm，再用立銑刀完成臺階精加工。2型腔粗精加工：完成828210的型腔。3孔加工：用中心鉆鉆定位孔，再鉆孔。零件的粗精加工通過改變由刀具半徑補償量實現。2刀具和切削用量參見表2-1。2.建立工件坐標系，數值計算(1)方案一:工件坐標系如圖2-1所示。圖2-1 加工中心編程方案一2經計算，點坐標

9、為：P1(-41,-70), P2(41,-70), P3(81,0), P4(41,70), P5(-41,70), P6(-81,0), P7(-21,-41), P8(21,-41), P9(41,-21), P10(41,21),P11(21,41), P12(-21,41), P13(-41,21), P14(-41,-21)。1方案二:工件坐標系如圖2-2所示。圖2-2 加工中心編程方案二2經計算點坐標為：P1(59,30),P2(141,30),P3(181,100),P4(141,170),P5(59,170),P6(19,100), P7(79,59), P8(121,59)

10、, P9(141,79), P10(141,121),P11(121,141), P12(79,141), P13(59,121), P14(59,79)。第三章 編制加工程序根據上述的兩種方案分別進展數控加工中心程序的編制。3.1方案一編程主程序O0001；程序名N01 G54G90G17G00*0. Y0. Z100.； 建立工件坐標系，絕對坐標編程N02 M06TO1；換1號刀N03 M03S200；啟動主軸轉速200r/minN04 G00*-150. Y-150.；移至起刀點N05 G43Z50. H01；建立刀具長度補償N06 G00G42Y-70D01；建立刀具半徑補償N07 Z

11、10.；刀具端面移至離工件上外表高度10mm處N08 G01Z-5. F50；下刀至深度5mmN09 M98P0100；調用子程序粗銑六角形外輪廓N10 G01Z-10F50；下刀至深度10mmN11 M98P0100；調用子程序粗銑六角形外輪廓N12 G49G00Z100. M05；取消刀具長度補償,主軸停N13 G40G00*0 .Y0.；取消刀具半徑補償N14 M06T03；換3號刀N15 M03S500；啟動主軸轉速500 r/minN16 G00*-120. Y-120.；移至起刀點N17 G43Z10. H03；建立刀具長度補償N18 G42Y-70. D03；建立刀具半徑補償N1

12、9 G01Z-10. F50；下刀至深度10mmN20 M98P0100；調用子程序精銑六角形外輪廓N21 G49G00Z100. M05；取消刀具長度補償,主軸停N22 G40G00*0. Y0.；取消刀具半徑補償N23M06T05；換5號刀N24MO3S400；啟動主軸轉速400 r/minN25 G43Z10. H05；建立刀具長度補償N26G00*0. Y20. Z2.；移動至粗加工起點圖3-1N27 G01Y-20. Z0. F25；之字形下刀N28 Y20. Z-2.；之字形下刀至深度2mm圖3-1 型腔加工刀具路徑N29 Y-20. Z-4.；之字形下刀至深度4mmN30 Y20

13、. Z-6.；之字形下刀至深度6mmN31 Y-20. Z-8.；之字形下刀至深度8mmN32 Y20. Z-10.；之字形下刀至深度10mmN33 Y-20. Z-10.；之字形下刀至深度10mmN34 *-20.；行切加工開場N35 Y20.；行切加工N36 *20.；行切加工N37 Y-20.；行切加工N38 *0.；行切加工完畢N39 G00G42*0. Y0. D05；建立刀具半徑補償N40G02*0. Y-41. R20.5F25；圓弧進刀，精加工開場N41 G01*-21.；精加工型腔直邊N42 G02*-41. Y-21. R20.；精加工型腔圓弧到P14點N43 G01Y21

14、.；精加工型腔直邊到P13點N44 G02*-21. Y41. R20.；精加工型腔圓弧到P12點N45 G01*21.；精加工型腔直邊到P11點N46 G02*41.Y21. R20.；精加工型腔圓弧到P10點N47 G01Y-21.；精加工型腔直邊到P9點N48 G02*21. Y-41. R20；精加工型腔圓弧到P8點N49 G01*-21.；精加工型腔直邊到P7點N50 G02*1. Y1. R20.5；圓弧退刀，精加工完畢N51 G49G00Z100.M05；取消刀具長度補償,升起刀，主軸停N52 G40*0. Y0.；取消刀具半徑補償，移至換刀點N53 M06T07；換7號刀N54

15、 M03S800；啟動主軸轉速800 r/minN55 G00G43Z20. H07建立刀具長度補償刀具到初始平面N56 *-85. Y-85.；移至起始點N57 G99G81*-85. Y-85. Z-4.R4. F80；鉆下排第一個孔，回R平面N58 *0.； 鉆下排第二個孔N59 G98*85.； 鉆下排第三個孔，回初始面N60 G99G81*-85.Y85. Z-4. R4F80；鉆上排第一個孔，G81鉆孔循環N61 *0.； 鉆上排第二個孔N62 G98*85.； 鉆上排第三個孔，G98回初始面N63 G8OM05；取消鉆孔，主軸停轉N64 G49G00Z100.；取消刀具長度補償N

16、65 GOO*0. Y0.；移至換刀點N66 M06T09；換9號刀N67 M03S1200；主軸轉動轉速1200 r/minN68 G00G43Z20. H09；建立刀具長度補償，刀具到初始平面N69 G00*-85.Y-85.；移至起始點N70 G99G83*-85. Y-85. Z-27.R4Q3F50；鉆下排第一個孔N71 *0.；鉆下排第二個孔N72 G98*85.；鉆下排第三個孔G98回初始面N73 G99G83*-85. Y85. Z-27. R4. Q3F50；鉆上排第一個孔N74 *0.；鉆上排第二個孔N75 G98*85.；鉆上排第三個孔G98回初始面N76 G80M05；

17、取消鉆孔，主軸停轉N77 G49G00Z100.；取消刀具長度補償N78 G00*0. Y0.；移至換刀點N79 M30；程序復位，返回第一段程序子程序O0100；程序名N01 G01*41.；加工六角形外輪廓到P2點N02 *81. Y0.；加工六角形外輪廓到P3點N03 *41.Y70.；加工六角形外輪廓到P4點N04 *-41.；加工六角形外輪廓到P5點N05 *-81. Y0.；加工六角形外輪廓到P6點N06 *-41. Y-70.；加工六角形外輪廓到P1點N07 G00Z10.； 刀具提升到工件外表上方N08G00*-150. Y-70.；移至起刀點N09 M99；返回主程序3.2方

18、案二編程主程序O0002；程序名N01 G54G90G17G00*0. Y0. Z100.； 建立工件坐標系絕對坐標編程，平安高度N02 M06T01；換1號刀N03 M03S200；啟動主軸，轉速每分鐘200轉N04 G00*-50. Y-50.；移至起刀點N05 G43Z50. H01；建立刀具長度補償N06 G00G42Y30. D01；建立刀具半徑補償N07 Z10.；刀具端面移至離工件上外表高度10mm處N08 G01Z-5. F50；下刀至深度5mmN09 G01*141.；粗銑六角形外輪廓到P2點N10 *18. 1Y. 100.；加工六角形外輪廓到P3點N11 *141. Y1

19、70.；加工六角形外輪廓到P4點N12 *59.；加工六角形外輪廓到P5點N13 *19. Y100.；加工六角形外輪廓到P6點N14 *59. Y30.；加工六角形外輪廓到P1點N15 G00*-50. Y30.；移至起刀點N16 G01Z-10.；下刀至深度10mmN17 G01*141.；粗銑六角形外輪廓到P2點N18 *181. Y100.；加工六角形外輪廓到P3點N19 *141. Y170.；加工六角形外輪廓到P4點N20 *59.；加工六角形外輪廓到P5點N21 *19. Y100.；加工六角形外輪廓到P6點N22 *59. Y30.；加工六角形外輪廓到P1點N23 G49G00

20、Z100 .M05；取消刀具長度補償,主軸停N24 G40G00*-50. Y-50.；取消刀具半徑補償N25 M06T03；換3號刀N26 M03S500；啟動主軸轉速500N27 G00*-20. Y-20.；移至起刀點N28 G43Z10. H03；建立刀具長度補償N29 G42Y30. D03；建立刀具半徑補償N30 G01Z-10. F50；下刀至深度10mmN31 G01*141.；精銑六角形外輪廓到P2點N32 *181. Y100.；加工六角形外輪廓到P3點N33 *141. Y170.；加工六角形外輪廓到P4點N34 *59.；加工六角形外輪廓到P5點圖3-2 型腔加工刀具路

21、徑N35 *19. Y100.；加工六角形外輪廓到P6點N36 *59. Y30.；加工六角形外輪廓至延長線到P1點N37 G49G00Z100. M05；取消刀具長度補償,主軸停N38 G40G00*-20. Y-20.；取消刀具半徑補償N39 M06T05；換5號刀N40 M03S400；啟動主軸轉速400N41 G43Z10. H05；建立刀具長度補償N42 G00*100. Y120. Z2.；移動至粗加工起點圖3-2N43 G01Y100. Z0. F25；之字形下刀N44 Y120. Z-2.；之字形下刀至深度2mmN45 Y80. Z-4.；之字形下刀至深度4mmN46 Y120

22、. Z-6.；之字形下刀至深度6mmN47 Y80. Z-8.；之字形下刀至深度8mmN48 Y120. Z-10.；之字形下刀至深度10mmN49 Y80. Z-10.；之字形下刀至深度10mmN50 *80.；行切加工開場N51 Y120.；行切加工N52 *120.；行切加工N53 Y80.；行切加工N54 *100.；行切加工完畢N55 G00G42*100. Y100. D05；建立刀具半徑補償N56 G02*100. Y59.R20.5F25；圓弧進刀，精加工開場N57 G01*79.；精加工型腔直邊到P7點N58 G02*59. Y79. R20.；精加工型腔圓弧到P14點N59

23、 G01Y121.；精加工型腔直邊到P13點N60 G02*79. Y141. R20.；精加工型腔圓弧到P12點N61 G01*121.；精加工型腔直邊到P11點N62 G02*141. Y121. R20.；精加工型腔圓弧到P10點N63 G01Y79.；精加工型腔直邊到P9點N64 G02*121. Y59. R20.；精加工型腔圓弧到P8點N65 G01*79.；精加工型腔直邊到P7點N66 G02*100. Y100. R20.5；圓弧退刀，精加工完畢N67 G49G00Z100. M05；取消刀具長度補償,升起刀，主軸停N68 G40*-20. Y-20.；取消刀具半徑補償，移至換

24、刀點N69 M06T07；換7號刀N70 MO3S800；啟動主軸轉速800N71 G00G43Z20. H07；建立刀具長度補償刀具到初始平面N72 *15. Y15.；移至起始點N73 G99G81*15. Y15. Z-4. R4. F80； 鉆下排第一個孔，G99回R平面N74 *100.； 鉆下排第二個孔N75 G98*185.； 鉆下排第三個孔G98回初始平面N76 G99G81*15. Y185. Z-4. R4. F80； 鉆上排第一個孔，G81鉆孔循環N77 *100.； 鉆上排第二個孔N78 G98*185.；鉆上排第三個定位孔，G98回初始面N79 G8OM05；取消鉆孔

25、，主軸停轉N80 G49G00Z100.；取消刀具長度補償N81 GOO*0. Y0.；移至換刀點N82 M06T09；換9號刀N83 M03S1200；主軸轉動轉速1200 r/minN84 G00G43Z20. H09；建立刀具長度補償，刀具到初始平面N85 G00*15. Y15.；移至起始點N86 G99G83*15. Y15. Z-27. R4. Q3. F50；鉆下排第一個孔，G8排屑鉆孔循環N87 *100.；鉆下排第二個孔N88 G98*185.；鉆下排第三個孔，G98回初始平面N89 G99G83*15. Y185. Z-27. R4. Q3. F50；鉆上排第一個孔，Q為每

26、次鉆孔深度N90 *100.；鉆上排第二個孔N91 G98*185.；鉆上排第三個孔G98回初始面N92 G80M05；取消鉆孔，主軸停轉N93 G49G00Z100.；取消刀具長度補償N94 G00*0.Y0.；移至換刀點N95 M30；程序復位，返回第一段程序第四章 論述兩種不同編程方案的優劣下面我們對以上兩種不同的加工中心編程進展比照分析，看哪一種方法更好。4.1方案一的優點先加工六邊形的輪廓在加工槽和鉆孔，這樣加工就不會出現明顯的毛刺，如果把六邊形的輪廓放在最后加工的話，孔和槽都會出現明顯的毛刺，所以方案一采取了先加工六邊形的輪廓在加工槽額鉆孔，這樣會大大的提高產品的合格率。工件坐標系

27、定在工件的中心，計算各個點的尺寸相比照擬容易。采用子程序來加工六邊形的輪廓，這樣做大大減少了程序的長度，使程序顯得沒則復雜，并提高了加工速度從而提高了生產效率。為了保證孔的質量鉆孔時必須先鉆中心孔，雖然走多了很多步驟，但是為了生產出優質的產品，這點是不能馬虎的。4.2方案二的優點方案二的加工工藝過程是跟方案一的一樣的，唯一不同的是方案二沒有采用子程序來編程，如果在切削深度少的情況下建議使用方案二，但是為了跟方案一比較一下，我方案二采取了不使用子程序，這樣的話程序的篇幅大大的增加了，但是優點是不用去記更多的子程序代碼如M99M98，這樣的編程方法比較適合初學者。方案二的工件坐標定在了工件的左下角

28、，這樣編程時就不會出現負號的坐標，編程的時候沒則容易出錯。坐標系定在工件的坐下角對刀的時候也比較容易。4.3方案一的缺點方案一加工六邊形輪廓的時候深度分了兩刀切，這有點快了，切輪廓邊的時候更是一刀切，這樣刀很容易斷掉，所以切削速度一定要慢。編程采用了子程序，對編程的難度會有點提高，如果是初學者有可能會出錯。坐標系定在工件的中心，對刀的時候也沒有則方便。4.4方案二的缺點之前提過方案二和方案一的加工工藝過程是一樣的，所以方案一出現六邊形輪廓切削時有可能會斷刀的情況在方案二也會出現。方案二采用的坐標系是定在了工件的左下角，這樣的話計算各個點的坐標是復雜了很多，有可能計算錯誤使得工件加工時報廢。方案

29、二沒有采用子程序來編程，使程序的篇幅增大了許多，如果六邊形的切削深度改為更深的話，則編程的時候就更加的繁瑣，所以要不怕麻煩，掌握好子程序的應用，就不怕遇到切削量大的工件而大大增加程序的篇幅了。4.5結論綜合了以上兩種加工方案，兩種方案都各有優點也有缺點，當加工切削量不大的時候可以采用方案二直接變成不使用子程序；而當加工工件的切削量比較大的時候就采用方案一使用子程序來編程，這樣會使程序更加的簡單易懂。不管什么時候，子程序的應用還是十分常見的，不能應為懶而不去掌握子程序的使用。當然了，如果工件的切削量不大和不用重復加工一個步驟的話，那就直接編程就行了，也不是說要特意地使用子程序來編程的。但就這次題

30、目的要求來說，我還是會采用方案一，因為方案一能夠滿足各種要求的同時能夠保證產品的質量和生產的效率，生產各種工件的目的都是為了賺錢，能夠保證質量的同時提高生產效率，這樣的方案才是好的方案。致 非常感校領導和教師，給我們創造了一個學習的時機，讓我在畢業的最后一段時間里學到了很多知識, 本次的設計是三年來學習過程中涵蓋面最廣的一次設計，它不僅表達了我們對設計思考，更重要的是對我們三年來所學知識應用到了實踐，使我明白了在今后設計過程中的一般步驟和方法，經過這幾個月的緊的畢業設計,使我在理論和動手能力上都有了進一步的提高。此次畢業設計的順利完成離不開指導教師的大力支持,在這里，我特別要感我的指導教師，是

31、他將最新的畢業設計信息通知給我們，并且在自己緊的工作中，還盡量抽出時間關心我們的設計進度情況，催促我們抓緊學習。在整個設計中，用到了以前所學的知識，最開場教師就教給了我們遇到問題，如何去分析問題、解決問題的方法，使我們受益非淺，從確定設計題目到現在完成畢業設計論文的過程中，尤其是在課題設計的前期準備工作和設計的過程中，教師提出了許許多多珍貴的設計意見，在短暫的相處時間里，淵博的知識、敏銳的思路和實事的工作作風給我留下了深刻的印象，這也將對我不久的工作，起到很大的煽動作用，將使得我終身受益，謹此向教師表達我衷心的感和崇高的敬意！ 在此，我還要感工程系所有教師，正是因為他們的鼓勵和支持，才使我不畏困難，迎難而上，不斷地抑制一個又一個