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1、毕 业 设 计（论 文）题 目 数控程序的编制与精度控制 系 别 机电工程系 专 业 数控技术应用 年级班别 姓 名 学 号 指导老师 前 言数控机床主要是由程序编制及程序载体，输入装置，数控装置，驱动装置和位置检测装置，辅助控制装置，机床本体。数控加工工艺是采用数控加工零件所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。关键词：数控机床 编制数控 加工程序 控制尺寸精度的技巧 基本原理 加工工艺 尺寸计算1、数控程序编制的步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图1所示,编程工作主要包括以下步骤。1.1分析零件图样,确定工艺过程 内容包括:对零件图样进行分析
2、,明确加工的内容和要求;确定加工方案;选择适合的数控机床;选择或设计刀具和夹具;确定合理的工艺路线、工艺步骤以及切削用量等工艺参数。这一工作要求编程人员具备金属切削加工的经验和技能,并结合数控机床使用的基础知识,如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等,确定加工方法和加工路线。1.2数学计算 在确定了工艺方案后,就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等,计算刀具中心运动轨迹,以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能,对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件,只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值,得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等,就能满足编程要求。当零
3、件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时,就需要进行较复杂的数值计算,一般需要使用计算机辅助计算,否则难以完成。1.3编写零件加工程序 根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿及刀具轨迹,按照规定的程序格式,逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉,才能编写出正确的加工程序。1.4程序检验及试切削 将编写好的加工程序输入数控系统,就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前,要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式,来检查机床动作和运动轨迹的正确性,以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上,可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程,对程序
4、进行检查。对于形状复杂和要求高的零件,也可采用木材、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件,不仅可确认程序是否正确,还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切,则更能反映实际加工效果,当发现加工的零件不符合加工技术要求时,可修改程序或采取尺寸补偿等措施。2数控程序编制的方法 数控加工程序的编制方法主要有两种:手工编制程序和自动编制程序。2.1手工编程 手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。手工编程的步骤如图2。一般对几何形状不太复杂的零件,所需的加工程序不长,计算比较简单,用手工编程比较合适。手工编程的特点是工作量大,容易出现错误,无法
5、胜任复杂形状零件的编程。手工编程有两短原则:一是零件加工程序要短;二是加工路线要尽可能的短。编出的程序越简单编程人员出错的概率越低。2.2、计算机自动编程自动编程是指主要由计算机及其外围设备组成的自动编程系统完成加工程序编制的方法。采用计算机自动编程时,数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的,由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹,使编程人员可及时检查程序是否正确,需要时可及时修改,以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算,可提高编程效率几十倍乃至上百倍,因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而,自动编程的特点就在于编程工作效率
6、高,可解决复杂形状零件的编程难题。二、控制尺寸精度的技巧1 修改刀补值保证尺寸精度由于第一次对刀误差或者其他原因造成工件误差超出工件公差，不能满足加工要求时，可通过修改刀补使工件达到要求尺寸，保证径向尺寸方法如下：a. 绝对坐标输入法根据“大减小，小加大”的原则，在刀补001004处修改。如用2号切断刀切槽时工件尺寸大了0.1mm，而002处刀补显示是X3.8，则可输入X3.7，减少2号刀补。b. 相对坐标法如上例，002刀补处输入U-0.1，亦可收到同样的效果。同理，对于轴向尺寸的控制亦如此类推。如用1号外圆刀加工某处轴段，尺寸长了0.1mm，可在001刀补处输入W0.1。2半精加工消除丝杆
7、间隙影响保证尺寸精度对于大部分数控车床来说，使用较长时间后，由于丝杆间隙的影响，加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时，我们可在粗加工之后，进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后，可在001刀补处输入U0.3，调用G70精车一次，停车测量后，再在001刀补处输入U-0.3，再次调用G70精车一次。经过此番半精车，消除了丝杆间隙的影响，保证了尺寸精度的稳定。3程序编制保证尺寸精度a. 绝对编程保证尺寸精度编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上，各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。也就是说，相对编程的坐标原点经常在变换，连续位移时必
8、然产生累积误差，绝对编程是在加工的全过程中，均有相对统一的基准点，即坐标原点，故累积误差较相对编程小。数控车削工件时，工件径向尺寸的精度一般比轴向尺寸精度高，故在编写程序时，径向尺寸最好采用绝对编程，考虑到加工及编写程序的方便，轴向尺寸常采用相对编程，但对于重要的轴向尺寸，最好采用绝对编程。b. 数值换算保证尺寸精度很多情况下，图样上的尺寸基准与编程所需的尺寸基准不一致，故应先将图样上的基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。如图2b中，除尺寸13.06mm外，其余均属直接按图2a标注尺寸经换算后而得到的编程尺寸。其中， 29.95mm、16mm及60.07mm三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到
9、的编程尺寸。4修改程序和刀补控制尺寸数控加工中，我们经常碰到这样一种现象：程序自动运行后，停车测量，发现工件尺寸达不到要求，尺寸变化无规律。如用1号外圆刀加工图3所示工件，经粗加工和半精加工后停车测量，各轴段径向尺寸如下：30.06mm、23.03mm及16.02mm。对此，笔者采用修改程序和刀补的方法进行补救，方法如下：a. 修改程序原程序中的X30不变，X23改为X23.03，X16改为X16.04，这样一来，各轴段均有超出名义尺寸的统一公差0.06mm；b. 改刀补在1号刀刀补001处输入U-0.06。经过上述程序和刀补双管齐下的修改后，再调用精车程序，工件尺寸一般都能得到有效的保证。数
10、控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式，实际加工中，操作者只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能，方能编制出高质量的加工程序，加工出高质量的工件。致 谢时光匆匆如流水，转眼便是大专毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。在这个美好的季节里，我在电脑上敲出了最后一个字，心中涌现的不是想象已久的欢欣，却是难以言喻的失落。是的，随着论文的终结，意味着我生命中最纯美的学生时代即将结束，尽管百般不舍，这一天终究会在熙熙攘攘的喧嚣中决绝的来临。 五年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这些年来我遇到了许多恩师益友，无论在学习上、生活上
11、还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在诸多方面都有所成长。感恩之情难以用语言量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。还要感谢我的父母，给予我生命并竭尽全力给予了我接受教育的机会，养育之恩没齿难忘； 他们不仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬和报答他们！， 还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。最后
12、，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！ 参考文献1数控加工工艺学2. 黄勇 陈子辰 浙江学 机床数控系统的发展趋势 3. 作者：李佳 数控机床及应用4. 2001年第30卷第1期 机械设计与制造工程 5. 2005年第12期 机电新产品导报 6. 2007年第34卷第8期 机械 7. 2007年第4期 世界制造技术与装备市场 3. 作者：李佳 数控机床及应用8. 2001年第30卷第1期 机械设计与制造工程 9. 2005年第12期 机电新产品导报 10. 2007年第34卷第8期 机械 11. 2007年第4期 世界制造技术与装备市场3. 作者：李佳 数控机床及应用12. 2001年第30卷第1期 机械设计与制造工程 13. 2005年第12期 机电新产品导报 14. 2007年第34卷第8期 机械 15. 2007年第4期 世界制造技术与装备市场毕业设计（论文）成绩评定： 指导教师评语：评分： 指导教师： （签名） 年 月 日