编程工艺范文（精选11篇）
编程工艺 第1篇
我公司2010年下半年接到“中远氨纶”一万件中滑块来料加工订单。采用加工中心铣削六等分15°斜槽,加工时间由最初样品试制的26min压缩到9.5min。从编程角度逐步改进,收到了比较满意的效果。
如图1,工件图纸要求6个斜面位置偏差±0.01°,这就必须使用自动转台来保证。另外零件6个等分槽内有一个半圈导轨倒勾,为此我们订制了第四轴转台及专用刀具来保证工件质量。在采购期间,我们又制作了准15.5mm芯轴、15°垫铁(四轴用)。
2 加工参数对效率影响
加工材料6802T6是一种硬度稍高的铝棒,先粗精车加工成半成品,之后在带四轴转台的立加上加工工件。铝是一种易切削材料,硬度低但黏性大,加工时要避免积削瘤产生。在加工过程一定要有高浓度切削液润滑保证。我们使用的FUCHS的切削液,浓度控制在7以上。因工件槽深两端差7.619mm,采用MASTERCAM传统分层切削空刀时间长,在切斜面时(0>Z>-7.619)采用手绘刀路。刀具名称及加工内容如表1。
最初加工采用五把刀加工完一槽后,旋转60°再加工另外一槽,旋转六次加工完一个工件。为了尽快试验出较
理想的加工参数,以提高产量,对提出合理化的员工给予奖励,通过三次修改加工参数,最后产量提高了100%。改进前后参数对比如表2所示。
3 换刀时间对效率影响
通过修改参数,效率得到大幅度提高;大家认为这个程序已经非常完美了,可是过了半个月,记录又被打破,运行时间再次大幅度刷新,竟然只用了9.5min。原程序加工一个槽换5次刀,加工6槽要换30次刀,新方案加工6个槽仅换5次刀,改进换刀次数前后所用时间对比见表3,合计节省时间225s。
1.下倒角刀2.中滑块3.芯轴4.第四轴转台
数控加工工艺与编程论文 第2篇
摘 要·······························2
一、数控加工的特点························3
二、数控设备的概述························4
2.1数控机床的特点·······················4 2.2数控机床的发展·······················4 2.2.1数控车床的发展史····················4 2.2.2数控车床的最新发展···················5 2.3数控机床的应用·······················6 2.3.1数控机床加工的对象···················6 2.3.2数控机床在机械制造中的应用···············6
三、数控加工工艺与程序编制····················7
3.1数控加工工艺分析······················7 3.2数控加工程序编制简介····················10
四、盘类零件的加工工艺与程序编制·················11
4.1盘类零件的选择·······················11 4.2零件加工工艺分析······················11 4.3零件加工程序编制······················12
五、总结·····························13
参考文献······························14
摘 要
本文通过对数控加工的特点，数控设备的特点，发展以及应用的一般阐述，对数控技术的发展历史以及最新的发展进行了阐述，和对数控加工工艺过程以及数控程序的编制等方面对《数控加工工艺与编程》课程，进行了一系列的理论与实际操作的论述，对数控编程方法做出了一些简单的描述，以及在数控加工工艺中要注意的几个方面进行了一定的说明，最后再以盘类零件作为数控编程的例子，对数控工艺以及编程过程进行了详细的说明。
关键字：数控工艺 数控编程 数控加工
一、数控加工的特点
数控加工体现了精度高、效率高，能适应多品种中小批量、形状复杂零件的加工等优点，在机械加工中得到了广泛的应用。概括起来，数控加工有以下几方面的特点；
1、精度高、质量稳定
数控机床是在数控加工程序控制下进行的，一般情况下加工过程不需要人工干预，这就避免了操作者人为产生的误差。在设计制造数控机床时，采取了多种措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。此外，数控机床的传动系统与和机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。通过补偿技术，数控机床可获得比本身精度更高的加工精度，尤其提高了同一批零件生产的一致性，产品合格率高，加工质量稳定。
2、适应性强
适应性是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上加工不同的零件时，不需要改变机床的机械结构和控制系统的硬件，只需要按照零件的轮廓编写新的加工程序，输入新的加工程序后就能加工新的零件。这就为复杂结构零件的单件、小批量生产新产品试制提供了极大的方便。
3、生产效率高
零件加工所需的时间主要包括机动时间和辅助时间两部分。数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，而且是无级变化的，因此数控机床每一个工序、工步都可选用最合理的切削用量。由于数控机床结构刚性好，因此允许进行大切削用量的强力切削，这就提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。数控机床的移动部件空行程运动速度快，自动换刀时间短，辅助时间比一般机床大为减少。数控机床在批量生产更换被加工零件时不需要重新调整机床，可以节省用于停机零件安装调整的时间。由于数控机床的加工精度比较稳定，一般只做首件检验或工序间关键尺寸的抽样检查，因而可以减少停机检验的时间。在使用带有刀库和自动换刀装置的数控加工中心机床时，采用工序集中的方法加工零件，减少了半成品的周转时间，大大提高了生产效率。
4、劳动强度低
数控机床对零件的加工是在程序控制下自动完成的，操作者除了控制按钮与开关、装卸工件、关键工序的中间测量以及观察切削状态是否正常之外，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度可大为减轻，劳动条件也得到了相应的改善。
5、有利于生产管理的现代化
在数控机床上加工零件所需要的时间基本上是固定的，工时费用可以计算的更精确。这有利于合理编写生产进度计划，有利于实现生产管理现代化。
6、易于建立计算机通信网络
由于数控机床与计算机联系紧密，且使用数字化信息，易于与计算机建立通信网络，便于与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）系统相连接，形成计算机辅助设计和辅助制造一体化。
7、价格较贵、调试和维修困难
数控机床采用了许多先进技术，使得数控机床的整体价格较高，并且由于数控机床的机械结构、控制系统都比较复杂，所以要求操作人员、调试和维修人员 应具有专门的知识和较高的专业技术水品，或经过专门的技术培训，才能胜任相应的工作。
二、数控设备的概述
数控机床(Numerical Control Machine Tools)是用数字代码形式的信息(程序指令)，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。2.1数控机床的特点
数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床主要由工人手工操作来加工零件。在数控机床上加工零件只要改变控制机床动作的程序，就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂，要求精度高的零件。
由于数控加工是一种程序控制过程，使其相应的形成了以下几个特点：
1、自动化程度高，可以减轻工人的劳动强度。数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作键盘、装卸零件、安装刀具、完成关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，不需要进行繁重的重复性手工操作（有的数控机床可以自动装卸零件、安装刀具等）；劳动强度与紧张程度均可大为减轻，劳动条件也得到相应的改善。
2加工精度高，加工质量稳定可靠，重复性好。加工误差一般能控制在0.01mm左右。数控机床进给传动链的反向间隙与与丝杠螺距误差等均可以由数控装置进行补偿，因此，数控机床能达到比较高的加工精度。此外数控机床传动系统与机床结构都具有很高的刚度和热稳定性，从而提高了它的制造精度和重复性，特别是数控机床的自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，同一批加工零件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量十分稳定。
3、加工生产率高。零件加工所需要的时间包括机动时间和辅助时间两部分。数控机床能够有效的减少这两部份的时间，因而加工生产率比普通机床高得多。数控机床主轴转速和进给量的范围比普通机床的范围大，每一道工序都能选择最合理的加工切削量；良好的结构刚性允许机床进行大切削量的强力切削，有效的节省了机动时间。数控机床移动部件的快速移动和定位时间比一般机床少得多。数控机床在更换被加工零件时，几乎不需要重新调整机床，而零件都装夹在简单地定位装置中，用于停机进行零件装夹，调整时间可以节省很多。
4对零件加工的适应性强、灵活性好、能加工形状复杂的零件。
5有利于生产管理现代化。用数控机床加工零件，能准确地计算加工零件的加工工时，并有效的简化检验和管理工装夹具、半成品的工作。这些特点有利于使生产管理现代化，便于实现计算机辅助制造。数控机床及其加工技术是计算机辅助制造系统的基础。
6随着市场经济的发展，产品更新周期变短，中小批量的生产所占的比例越来越大，对机械产品的精度和质量要求也在不断的提高，普通机床越来越难以满足加工的要求。同时，由于技术水平的提高，数控机床的价格也在不断下降，因此，数控机床在机械行业中的使用将越来越普遍。2.2数控机床的发展
2.2.1数控机床的发展史 1.第一代数控机床产生于1952年（电子管时代）。
美国麻省理工学院研制出一套试验性数字控制系统，并把它装在一台立式铣床上，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床，但是这台机床毕竟是一台试验性的机床。到了1954年11月，在帕尔森斯专利基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司。
2.第二代数控机床产生于1959年（晶体管时代）。
电子行业研制出晶体管元器件，因而数控系统中广泛采用晶体管和印制电路板，使数控机床跨入了第二代。同年3月，由美国克耐·杜列克公司（Keaney ＆ Trecker Corp）发明了带有自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心”。现在加工中心已成为数控机床中一种非常重要的品种，在工业发达的国家中约占数控机床总量的l/4左右。
3.第三代数控机床产生于1960年（集成电路时代）。
研制出了小规模集成电路。由于它的体积小，功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高，数控系统发展到第三代。
以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统（NC）。4.第四代数控机床产生于1970年前后。
随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降、小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统（NC），数控的许多功能由软件程序实现。由计算机作控制单元的数控系统（CNC），称为第四代。1970年，在美国芝加哥国际展览会上，首次展出了这种系统。5.第五代数控机床产生于1974年。
美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统的数控机床。30多年来，微处理机数控系统的数控机床得到飞速发展和广泛的应用，这就是第五代数控（MNC）。后来，人们将MNC也统称为CNC。
6.20世纪80年代初，国际上又出现了柔性制造单元 FMC—Flexible Manufacturing Cell。这种单元投资少、见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。所以近几十年来，得到快速发展。
2.2.2数控机床的最新发展
1.高速化
随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。2.高精度化
数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。3．功能复合化
复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。4．控制智能化
随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。5.极端化（大型化和微型化）
国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。6.新型功能部件
为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然
7.多媒体技术的应用
多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。除此以外，在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等，因此有着重大的应用价值。
2.3数控机床的应用 2.3.1数控加工的对象
1用通用机床加工时，要求设计制造复杂的专用夹具或需要很长调整时间的零件。
2.多品种、多规格、中小批量的零件生产，特别适合新产品的试制生产。3.加工精度、表面粗超度要求较高的零件。
4.形状、结构复杂，尤其是具有复杂曲线、曲面轮廓。5价格高，一旦出现废品就会造成严重的经济损失的零件。
6钻、扩、铰、镗、攻丝等工序联合进行，相对位置精度要求较高的零件。7.在普通机床上生产效率低，劳动强度大，质量难以稳定控制的零件。2.3.2数控技术在机械制造中的应用
1.数控技术在煤矿机械中的应用
我国是一个煤炭大国，煤炭资源在我国的能源系统中占有举足轻重的地位。这就决定了我国的煤机企业的任务是为煤炭系统生产高质量、高可靠性的煤炭开采及保护装备。在激烈的市场竞争的条件下，如何谋生存、求发展，煤机行业本身的水平关键要看创新能力、人员素质和企业素质的提高。企业设备数字化化程度高低(数控设备占主要设备拥有量比率)是代表工业化水平的标志，同时要组建符合厂情的生产模式，机床的配置上要根据被加工零件的图纸的复杂程度、精度、材质、数量和热处理等因素来选择机床
2.数控技术在汽车工业中的应用
汽车工业近20年来发展尤为迅猛。在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性” 与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。
三、数控加工工艺与程序编制
3.1数控加工工艺分析
1、数控加工工艺的主要内容
（1）了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等；（2）根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、材料和设计精度合理性分析、大致工艺步骤等；
（3）根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息——如：加工工艺路线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进给量、吃刀深度）以及辅助功能（换刀、主轴正转或反转、切削液开或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡；
（4）根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码及程序格式进行数控编程；
2、零件的工艺分析
在确定数控加工零件和加工内容后，根据所了解的数控机床性能及实际工作经验，需要对零件图进行工艺分析，以减少后续编程和加工中可能出现的失误，零件图的工艺分析可以从以下几个方面考虑。
（1）审查零件图的完整性和正确性。对轮廓零件，审查构成轮廓各几何元素的尺寸或相互关系的标准是否准确完整。例如：在实际工件中常常会遇到图纸中给出的几何元素的相互关系不正确、缺尺寸，使编程计算无法完成。或虽然给出了几何元素的相互关系，但同时又给出了引起矛盾的相关尺寸、尺寸多余等同样给编程带来困难。
(2)审查零件图中的尺寸标准方式是否适应数控加工的特点。对数控加工来说，最倾向于以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸，这种标准方法便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计、工艺、检测基准与编程原点位置的一致性方面带来很大方便，由于零件设计人员往往在尺寸标准中较多地考虑装机等使用性能，而不得不采取局部分散的标准方法，这样会给工序安排与数控加工带来诸多不全。事实上，由于数控加工精度及重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因而改变局部分散标准法为集中引注或坐标式标注是安全可行的。
（3）审查和分析零件所要求的加工精度，尺寸公差是否都可以得到保证。数控机床尽管比普通机床加工精度高，但数控加工车普通加工一样，在加工过程中都会遇到受力变形的困扰，因此对于薄壁零件、刚性差的零件加工，一定注意加强零件加工部位的刚性，防止变形的产生。
(4)特殊零件的处理。对于一些特殊零件，由于某些原因可能影响加工精度，可以选择恰当的粗精加工。
3、走刀路线与加工顺序的确定 在数控加工过程中，每道工序的走刀路线直接影响零件的加工精度与表面粗糙度。刀具刀位点相对于零件运动的轨迹称为走刀路线，包括切削加工的路径和刀具切入、切出等空行程。在普通机床加工中，走刀路线由操作者靠工作经验直接把握，工序设计时无须考虑。但是在数控加工中，走刀路线直接由数控程序控制的，因此，工序设计时，必须拟定好刀具的走刀路线，并绘制好走刀路线图，来指导数控程序的编写。
走刀路线的确定，应该遵循以下几点原则：
（1）走刀路线应该保证被加工零件的精度和表面粗糙度。在进行数控加工时，根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，应遵循粗、精加工分开原则来划分工序，即先粗加工全部完成之后再进行半精加工、精加工。对于某一加工表面，应按粗加工—半精加工—精加工顺序完成，粗加工时应当在保证加工质量、刀具耐用度和机床—夹具—刀具—工件工艺系统的刚性所允许的条件下，充分发挥机床的性能和刀具切削性能，尽盘采用较大的切削深度、较少的切削次数得到精加工前的各部余童尽可能均匀的加工状况，即粗加工时可快速切除大部分加工余量、尽可能减少走刀次数，缩短粗加工时间，精加工时主要保证零件加工的精度和表面质量，故通常精加工时零件的最终轮廓应由最后一力连续精加工而成
（2）应该使加工路线最短，来缩短数控加工程序，缩短空走刀时间，提高加工效率。在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线，不仅可以节省加工时间，还能减少一些不必要的刀具磨损及其它消耗。走刀路径的选择主要在于粗加工及空行程的走刀路径的确定，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿着其零件轮廓顺序进行的。一般情况下，若能合理选择起刀点、换刀点，合理安排各路径间空行程衔接，都能有效缩短空行程长度。
（3）要尽量简化数值计算，以减少编程的工作量。
（4）当某段走刀路线重复使用时，为了简化编程，缩短程序长度，应该使用子程序。
4、工艺顺序的安排原则：先加工基准面（1）一般情况下先加工平面，后加工孔。（2）先加工主要表面，再加工次要表面。（3）先安排粗加工工序，再安排精加工工序。
5、对于数控铣床
（1）对于铝镁合金，钛合金和热合金来说，建议采用顺铣加工，对于降低表面粗糙度值和提高刀具耐用度都有利。
（2）对于零件毛坯为黑色金属锻件或铸件，表皮硬且余量一般较大，这时采用逆铣较为有利。
6、数控加工刀具的选择
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材科的性能、加工工序切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
(1)选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产 中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀，加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
(2)在进行自由曲面（模具）加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。
(3)在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和按刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（3种规格）和锥柄（4种规格）2种，共包括16种不同用途的刀柄。
(4)在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。
7、切削用量的确定 1.切削用量的选择原则
合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书切削用量手册，并结合经验而定。
2.背吃刀量的选定
背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来确定，在刚度允许的情况下，应该尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。确定背吃刀量的一般方法：
（1）在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5-25μm时，如果数控加工的加工余量小于5-6mm，粗加工一次尽给就可以达到要求。但在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可以多次尽给完成。
（2）在工件表面粗糙度要求为Ra3.2-12.5μm时，可以分为粗加工和半精加工两步进行。粗加工的背吃刀量同（1）中的要求相同。粗加工后留0.5-1.0mm余量，在半精加工时切除。
（3）在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8-3.2μm时，可以分为粗加工、半精加工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5-2mm。精加工时背吃刀量取0.3-0.5mm。
3、进给量的确定
（1）当工件的质量达到要求能够保证时，为了提高生产效率，可以选择较 高的进给速度。一般在100-200m/min范围内选取。
（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选用较低的进给速度，一般在20-50m/min范围内选取。
（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应该选小一点，一般在20-50m/min范围内选取。
（4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以选择该机床数控系统设定的最高进给速度。
4、切削速度的选择
（1）工件材料的强度和硬度以及切削加工性等因素，加工材料的强度和硬度越高时，选较低的切削速度，反之取较高的速度，刀具材料切削性能越好，切削速度越高。
（2）断续切削时，为减小冲击力和热应力，要适当降低切削速度。
（3）在容易发生震动的情况下，切削速度应该避开自激震动的临界速度。
（4）加工大件、细长件和薄壁件时，选用较低切削速度。
（5）加工带外皮的工件时，适当降低切削速度。
（6）应该尽量避开积削瘤产生的区域。主轴转速计算公式：
N=1000Vc/（πD）Vc为切削速度，N为主轴转速，D为工件直径。计算主轴转速要根据机床说明书选取机床具有的或是接近的转速。3.2数控加工程序编制简介
1、数控编程的内容与方法 1．数控编程的内容
数控编程的主要内容有：分析零件图样，确定数控加工工艺方案、数值计算、编写零件加工程序、校对程序及首件试切。
2．数控编程的步骤（1）分析图样。
（2）确定加工工艺规程。（3）数值计算。
（4）编写零件加工程序单。（5）程序校验与首件试切。3.数控编程的方法 1．手工编程
手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。
这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。
2.自动编程
对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。
随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。
2、程序结构与格式
1.程序开始符、结束符
程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP，书 写时要单列段。2.程序名
程序名有两种形式：一种是英文字母O（%或P）和1～4位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字多字符混合组成的程序名(如TEST1 等)。一般要求单列一段。3.程序主体
程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。4.程序结束
程序结束可以用M02或M30指令。一般要求单列一段。
加工程序的一般格式举例： % // 开始符 O2000 // 程序名
N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 //程序主体 N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08 N30 X80.0 „„.N200 M30 // 程序结束
四、盘类零件的加工工艺与程序编制
4.1盘类零件的选择
由于本次工艺编程加工的零件可以自由选择，所以我选择的盘类零件的零件图如下图所示：
要求：毛坯为70㎜×70㎜×18㎜板材，六面已粗加工过，要求数控铣出如图所示的槽，工件材料为45钢。
4.2零件加工工艺分析
1．根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1.以已加工过的底面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面，台虎钳固定于铣床工作台上。2.工步顺序 ① 铣刀先走两个圆轨迹，再用左刀具半径补偿加工50㎜×50㎜四角倒圆的正方形。
② 每次切深为2㎜，分二次加工完。2．选择机床设备
根据零件图样要求，选用经济型数控铣床即可达到要求。故选用XKN7125型数控立式铣床。3．选择刀具
现采用φ10㎜的平底立铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。
4．确定切削用量
切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5．确定工件坐标系和对刀点
在XOY平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件表面为工件原点，建立工件坐标系。4.3零件的程序编制
按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。
考虑到加工图示的槽，深为4㎜，每次切深为2㎜，分二次加工完，则为编程方便，同时减少指令条数，可采用子程序。该工件的加工程序如下： N0010 G00 Z2 S800 T1 M03； N0020 X15 Y0 M08；
N0030 G20 N01 P1.-2； N0040 G20 N01 P1.-4； N0050 G01 Z2 M09；
N0060 G00 X0 Y0 Z150；
N0070 M02； N0010 G22 N01； N0020 G01 ZP1 F80；
N0030 G03 X15 Y0 I-15 J0； N0040 G01 X20；
N0050 G03 X20 YO I-20 J0；
N0060 G41 G01 X25 Y15； N0070 G03 X15 Y25 I-10 J0； N0080 G01 X-15；
N0090 G03 X-25 Y15 I0 J-10； N0100 G01 Y-15；
N0110 G03 X-15 Y-25 I10 J0； N0120 G01 X15；
N0130 G03 X25 Y-15 I0 J10； N0140 G01 Y0；
N0150 G40 G01 X15 Y0； N0160 M30；
五、总结 时间很快，《数控加工工艺与编程》这门课程就结束了，在这门课的学习过程中，我学到了很多东西，对数控加工有了更加深入的了解，明白了哪些零件适合数控加工，以及数控加工的特点，学会了基本数控车床与铣床的程序编制，掌握了一些数控编程的基本指令，对数控加工过程也有了充分的了解，尤其是对数控加工工艺过程的分析，使得对零件加工有了一个新的认识，加工时刀具的走刀路线，刀具的选择，切削用量的选择等等，一个零件加工后质量的好坏，与这个过程是密不可分的，经过学习，我能够对一个零件从编程到加工完成，有一个很明确的认识，虽然在学习过程中，遇到了不少的问题，但是通过老师的指点，和与同学们的探讨，我都能够理解并且掌握。
总之，通过对这门课的学习使我对数控有了全面的了解，在学习中应与理论与实践相结合，更好的掌握基础，我相信在未来的工作我将把我所学的理论知识和实践经验不断应用到实际工作来，充分展示自我价值和人生价值，为实现自我的理想而努力奋斗。
参考文献
编程工艺 第3篇
【关键词】数控加工工艺 编程 教学方法 实践 综合能力
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.03.004
一、课程建设背景
最近二十年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国。《数控加工工艺与编程》是许多高校机械类专业的一门重要基础课程，同时也是数控技术方向的专业核心基础课程之一，同时它又是一门专业性与实践性都较强的专业课程。该课程的主要任务是使学生对数控加工过程及原理和方法有广泛而深入的实质性理解，为后续数控技术的专业学习奠定理论与实践基础。
二、师资队伍建设
鉴于《数控加工工艺与编程》这门课程自身的特殊性，它要求教师必须同时掌握扎实的数控加工工艺与数控编程的理论知识和熟练的数控机床操作技能。这就要求教师不仅要经常为自身的理论知识充电，还应该多进行数控机床实际操作甚至是零件的生产。在每次外出的学习或者交流中也要利用机会接触更多的行业最新情况，以便掌握数控机床与数控技术最前沿的发展趋势和动态，扩充自身的知识面，为课程的讲解做好知识储备。
三、理论课教学方法建设与实践
1.根据教学目标制定教学内容。对高校教育来说，教科书从某种程度上来说只是主要的参考书，教师的授课内容不应仅限于此，而必须具有一定的前瞻性、开放性和实用性，这对于培养学生的创新意识是非常重要的。在教学组织过程中，首先以数控加工工艺方案制订和加工程序编制为基础，然后充分注意到各类不同机床加工程序编制的共性，同时重视各类机床程序编制的不同特点，让学生建立清晰、完整的数控机床程序编制的概念，同时应适当增加工厂实际情况的讲解和最新前沿技术方面的知识普及，为接下来的实践教学和学生就业后即将遇到的实际问题打下坚实的基础，使学生能够更好的适应社会。同时应重视探究性学习，我们将一些工厂中实际生产的零件作为例题向学生进行讲解，并组织和引导学生对该零件进行分析和探讨，形成互动良好的学习氛围，有效提高了教学效果。
2.采用多媒体电化教学。我们采用的《数控加工工艺与编程》课件内容丰富，它可以提供大量的信息，包括文字、图像、动画、影像和声音等，这样可以增加学生直观感受，使学生更容易理解教学内容，同时也为老师节省了大量教学时间，尤其为启发式教学方法创造了有利条件。在教学中把现场实录视频、实物照片等在大屏幕上播放，再辅助以文字说明，使学生很快就能了解零件的实际加工过程，部分的弥补了学生没有实际操作经验的问题。例如在讲解数控铣床的一些代码的差异时，我们常先播放加工视频，引导学生产生疑问，最后再进行详细分析。这样，既吸引了学生的注意力，又能让学生准确地掌握相关知识点，且印象深刻。
四、实训课教学方法建设与实践
1.进行数控仿真模拟与练习。
首先，由于本门课程是学生最初接触的专业基础课程之一，因此他们对数控机床接触甚少，如果直接就让他们上机床操作不一定会产生很好的教学效果，甚至会引发一些安全事故。因此，在亲自动手操作数控机床之前让学生先用仿真软件模拟真实的数控加工过程，一来可以起到进一步加深巩固的效果，二来可以为实际操作机床打下更牢固的基础。比如，在让学生操作FANUC-OIM系统的加工中心前，我们会先利用斯沃数控仿真系统调出该系统的加工中心让学生先熟悉控制面板和一些操作按钮，然后再让他们自己编一些简单的程序加工出来，同时还要给他们强调安全注意事项。如果一些同学学习过自动编程，那么也可以利用这样一个虚拟的平台完成整个操作流程。这样，当他们接触真正的加工中心的时候，稍作讲解便会很快上手，而且做得很好。
2.产学研结合，打破学校围墙、开拓学生眼界。
近年来，我们与东风电机、XXX等著名企业建立了人才联合联系，经常组织学生和老师到企业进行毕业实习、毕业设计和学习培养等实践活动，实现了校、企优势互补、联合指导。学生通过到基地进行实践训练和项目研发，取得了很好的学习效果；通过参观实习企业，感受企业文化，了解企业生产过程，感受制造氛围，解决课堂中存在的实际问题，从而真正提高学生的综合素质；教师到基地学习也提高了综合能力。有时，我们也会有一些厂家提供的生产任务，这个时候我们就会带上学生严格地按照厂家的要求来生产产品，从而使学生第一次真正的参与进企业的生产中，为学生以后走进社会参加工作打下坚实的基础。
五、狠抓点滴小事，提高学生科学素养
1.注重作业训练。
作业是课堂教学的延伸，每一次的作业，是在充分掌握理论知识的基础上对课堂上老师所讲内容的梳理和总结，作业的内容尽量与生产实际相结合，尽可能启发学生创新思维。在解答数控加工工艺与编程作业的过程中，要求学生该简时一定要简，该繁时一定要繁。要写明自己的工艺方案和数控程序，从而养成严谨的学习态度。学生的平时作业一定要干净、整洁，促使学生养成认真细致的作风。虽然这看似小事，但通过这些小事，却可以培养一个人严谨的学习态度和作风以及良好的科学素养，这对学生将来参加工作是十分重要的。
2.实行教考分离。
成绩评定反映了对学生所学知识的认可程度，传统的纯知识记忆考试方式和终结考评形式在一定程度上约束了学生的思维，同时对学生造成了一定的思想压力，甚至会挫伤其积极性。在成绩评定中，加大平时成绩和实验成绩在总评成绩中的比例，其比例至少占总分的30%，由于这一方法促使学生注重平时的学习与积累，使许多学生不再“临阵磨枪”，既减轻了期末考试的压力又使学生更加注重平时的学习效果。
六、結束语
通过本门课程的教学建设和实践，提高了学生的兴趣，充分调动了学生的积极性和主动性，培养了学生获取知识、发现问题、解决问题的能力，使教学质量得到了明显的提高。《数控加工工艺与编程》具有较强的专业性，是数控方向的核心基础课程，因此在专业的教学方法建设上有较大的紧迫性。虽然目前我们在该门课程的教学上积累的一些经验，但在教学内容调整、教学质量保证、学生综合素质培养等方面，我们还将根据自身实际情况和未来行业发展做进一步的探索与实践。
参考文献
[1]刘全坤主编.材料成形基本原理.北京：机械工业出版社，2004.
叶片零件的多轴加工工艺分析与编程 第4篇
关键词：多轴加工,工艺分析,叶片,编程
随着产品的要求越来越高, 多轴加工已经成为机械加工中的发展趋势, 多轴数控加工可以很好的解决传统加工中的重复装夹次数多, 工人劳动强度大, 技能水平要求高等缺点, 从而提高劳动效率, 提高产品合格率, 降低成本等特点。
1 零件的工艺分析
图1所示为一科研院所的一款新型产品, 现委托我校技能大师工作室制造样品, 数量为十件。由图中可知该零件属于轴类零件, 零件较长, 加工难度较大。其工艺难点与解决方案总结如下。
1) 该零件为轴类叶片零件, 轴向尺寸和径向尺寸之比大约为10:1, 加工时刚性较差。
解决方案:走刀路线和进刀方式采用轴向受力, 避免径向受力使零件出现较大的变形, 过切及加工震颤。
2) 两端台阶长度较短, 影响装夹和刀具进退刀。
解决方案:根据装夹实际情况合理选择刀具尺寸和进退刀点。
3) 同轴度要求较高。
解决方案:采用一夹一顶方式, 装夹时应进行同轴度的校正;同时注意机床第四轴与X轴线的平行度, 若误差过大可改变坐标系的X轴角度进行补偿。
4) 叶片较薄, 最薄处为3mm, 叶片根部为4.3mm, 加工时易引起震动, 造成零件表面出现振纹。
解决方案:采用轴向受力的方式切削加工, 半精加工和精加工时切削宽度尽量小, 刀具应选用主偏角为90度立铣刀或带小R圆角刀具, 减小径向切削力。
5) 叶片角度公差要求高。
解决方案:零件在实现圆周旋转过程中避免反向旋转, 避让反向间歇;A轴的旋转角度编程时应使用绝对指令, 避免出现积累误差。
6) 工件材料为合金钢, 属于难加工材料。
解决方案:选用耐磨性能高, 切削性能较好的刀片:如W系列刀片等;刀具夹持长度应尽量缩短, 刀具长度, 直径, 切削用量的选用关系应考虑:缩短刀具玄伸长度→增大刀具直径→合理选择切削用量这一原则。
7) 加工时间是本零件的另一个重要考虑因素。
解决方案:采用等高走刀方式;加工时采用定轴加工。
2 数控加工工艺设计
2.1 工艺方案设计
工序1:
数控车削加工, 在数控车削精加工时应采用双顶针的方式装夹保证两端的同轴度要求。
工序2:
该零件叶片采用在四轴立式数控加工中心上完成加工, 装夹方案采用一夹一顶方式, 三爪夹持零件长度为15mm, 见图2。
2.2 加工设备
根据零件的总长为497mm, 故设备采用四轴数控加工中心, 机床参数X轴行程为1000mm;Y轴行程为400mm;Z轴行程为600mm;A轴为360度旋转, 系统为FANUC 0I—MD系统, 不具备RTCPT功能, 刀库装容量为24把。
2.3 进退刀设计
进到和退刀应考虑卡盘的夹持长度和尾座顶针的干涉情况, 经过CAD模型干涉体构建和实际测量后发现卡盘三爪和叶片右端面距离只有不到13mm (见图3) , 故进刀点选择在工件左端面处, 即尾座顶针方向, 进刀方式为直线进刀, 见图4, 退刀点为了防止退刀与夹具发生碰撞, 选择在刀具中心过叶片边缘1mm出直接抬刀, 见图5。
2.4 工件坐标系零点建立
考虑到零件重新装夹后在X方向上的坐标尺寸将发生改变, 二Y和Z方向不会变化。考虑对刀的方便性, 选择叶片左端面与整个工件的轴线交点处为工件坐标系零件, 见图6。
2.5 切削路径
为了节约加工时间, 零件属于较规则的叶片, 不需要在切削加工中实现多轴联动, 故考虑采用定轴加工, 加工方式为等高铣削的方式完成。
2.6 刀具选择
工件材料58Si Mn属较难加工材料, 考虑粗加工后换刀的方便性, 粗加工选用机架立铣刀, 具体刀具参数见表1。
2.7 切削用量选择
根据零件材料牌号58Si Mn可知, 其为合金结构钢, 其硬度高, 强度高。根据相关手册和相关经验得出切削用量参数, 见表2。
3 编程与仿真
3.1 UG多轴编程
UG多轴编程简介:
Ug是一款集成CAD/CAM/CAE于一体的软件, 是一个交互式CAD/CAM (计算机辅助设计与计算机辅助制造) 系统, 它功能强大, 刀轴定义灵活, 可以生成用于5轴加工的数控程序, 满足各种复杂曲面的要求。
3.2 UG多轴编程设计
打开零件三维图并进入CAM模块, 选择变轴加工模块或固定轴加工模块, 本零件采用定轴加工, 故选用固定轴加工模块, 而后改变其刀轴方向即可, 见图7。
1) 设定加工坐标系, 设定加工坐标系即设定工作坐标原点, 此处要注意两点:一是设定的坐标系一定要跟机床坐标系相同;二是最好将工件坐标系和WCS坐标系重合, 这样可以避免错误, 见图8。
2) 设定加工刀具。
设定加工刀具有很多方法, 可以事先做一个加工模板或是在创建操作中设定, 本零件一共需要设定10把刀, 刀具大小参数见图9。
3) 创建程序组。
创建程序组用于组织各加工操作和排列各操作在程序中的次序, 一般情况可以根据加工的方式命名, 也可以根据加工的刀具命名, 见图10。
4) 设定加工几何体。
设定加工几何体是将加工的零件, 毛坯, 碰撞几何体等加以设定, 在本文中的碰撞几何体为尾座顶针和三爪卡盘及三爪, 见图11。
5) 创建加工操作及设定相关参数。
创建加工操作是编制加工程序中最主要的一步, 本文中为了节约加工时间和解决叶片受力问题, 采用等高铣削的方式编制零件的加工程序, 参数设定见图12, 图13, 部分程序轨迹见图14。
6) 选择相关后处理生成程序。
后处理文件是刀轨能否生成符合机床特定程序的又一关键点, UG的后处理构造器能帮助用户根据自身需要制定特定的后处理文件, 本文中选用本校自己定义的FANUC 0I—MD系统后处理文件, 见图15。
7) 部分加工程序。
结束语
本文通过对叶片零件的工艺分析, 阐明了该零件的技术难点, 加工注意事项, 并利用UG软件对该零件进行了编程步骤的讲解, 经过实际加工能顺利的加工出该零件, 为我校在加工该类零件的方面积累了宝贵的经验。
参考文献
[1]彼得·斯密德.数控编程手册.化学工业出版社, 2005.
编程工艺 第5篇
课程编号：.课程总学时：40
课程学分：2.5课程类别：职业技术课
适用专业：数控技术
考核方式：考试
首选教材：数控铣削编程与加工
制定（或修订）单位：扬州职业大学机械工程学院
制定（或修订）时间：2012.21、课程总述
1.1课程性质、任务与目的性质：本课程是数控类专业的专业课。着重介绍数控铣/加工中心工艺及编程的相关知识。
任务：主要讲授数控铣/加工中心工艺编程及基本操作，通过数控铣床/加工中心上六个常见的结构要素进行项目化教学
目的：使学生掌握数控铣/加工中心加工编程的基础知识，配合机械制造基础的相关内容，初步学会数控加工工艺处理方法，基本掌握数控铣床、加工中心的编程方法，了解数控技术的发展及机械加工自动化技术。
1.2与其他课程的关系
数控工艺与编程的先修课应是《机械制图》，《机械制造技术》，《机床数控技术及应用课程》，目的是要求学生能够读懂图纸，掌握一定的数控机床结构、原理及工艺基础。它的后续课是《数控设备故障诊断及维修》、和《数控机床操作技能培训》、《CAD/CAM软件技能培训》等实践性环节。
1.3课程特点
机床数控技术及应用课程是一门理论性和实践性结合很强的课程，在本专业中起到承前启后的作用。而且数控技术的发展日新月异，需要不断补充新鲜材料。所以必须通过认真细致的课堂学习和上机操作、模拟编程才能掌握所学的知识，所以强调紧扣理论主线，强化工程实践意识，教师与学生形成良好互动，才能保证良好的教学效果。
1.4教学总体要求
通过本门课程的学习，学生应达到以下要求：
1、数控铣/加工中心的基本操作
2、槽的加工
3、轮廓的加工
4、孔系的加工
5、综合件的加工
6、配合件的加工
1.5教学手段及教学环节配制
本课程采用理论讲授与上机实践相结合的教学模式，讲授与上机交叉进行。课程教学结束后，安排二周左右的课程设计。1.6教学总学时分配
本课程共40学时, 理论教学 40学时。
表一：各章节学时分配表
1.7考核及计分方式 1.考核方式为考试。
2.笔试成绩70﹪、平时成绩30﹪。1.8教材选择：
教材建议选用教材：数控铣削编程与加工
2、课程具体教学内容和要求
项目一数控铣/加工中心的基本操作
项目目标：
一、了解数控铣床/加工中心的用途、分类和基本结构。
二、了解数控铣削的主要加工对象。
三、熟悉数控铣床/加工中心的坐标系，能正确设定工件坐标系。
四、能正确使用刀具、夹具、附件并进行工件的装夹。
五、了解数控系统的操作面板各功能键的作用。
六、熟悉对刀方法，能正确进行对刀。
七、掌握数控机床的操作流程，培养操作技能和文明生产的习惯。
八、了解数控铣床/加工中心的日常维护保养。
九、熟悉数控铣削加工工艺过程的处理。
十、正确使用常用铣削检测工具，能对工件进行检测。相关知识：
一、数控铣床/加工中心认知
二、数控铣床/加工中心常用附件
三、刀具、刀柄及辅具
四、工件常见安装方式
五、数控铣床/加工中心坐标系
六、机床日常维护保养
拓展知识
数控铣削加工工艺
重点难点
一、重点
1）几种坐标系；
2）数控铣床的对刀。3）数控铣床的基本操作。
二、难点
工件坐标系与机床坐标系的关系。
项目二槽的加工
项目目标：
一、了解槽类零件的数控铣削加工工艺，合理安排槽加工的走刀路线，正确进行数控加工参数的选择。
二、正确选择和安装铣削刀具，掌握对刀的方法并能进行对刀正确性的检验。
三、掌握工件坐标系的设定方法。
四、了解数控铣削程序的基本结构，正确编制槽类零件的数控加工程
序。
五、进一步掌握数控铣床的操作流程，培养操作技能和文明生产的习
惯。
六、掌握检测量具的使用，能对槽类工件作简单质量分析。
相关知识：
一、槽加工的工艺
二、工件坐标系的设定
三、基本编程指令
四、子程序调用
五、缩放镜像指令
六、旋转指令 拓展知识
SIEMENS 802D M系统基本编程指令及应用
重点难点
一、重点
1）槽类零件加工工艺特点，槽加工的刀具选择和加工工艺的制定。2）工件坐标系设定、子程序调用、缩放镜像、坐标系旋转等编程
指令的应用。
二、难点 1）子程序编制和调用。
项目三轮廓的加工
项目目标：
一、了解轮廓零件的数控铣削加工工艺，合理安排轮廓加工的走刀路
线，正确进行数控加工参数的选择。
二、正确选择和安装刀具，掌握刀具半径补偿、刀具长度补偿的设置。
三、正确运用编程指令编制轮廓类零件的数控加工程序。
四、进一步掌握数控铣床的独立操作技能。
五、正确使用检测量具，并能够对轮廓类工件进行质量分析。相关知识：
一、轮廓加工的工艺
二、刀具半径补偿指令
三、刀具长度半径补偿指令
拓展知识
SIEMENS 802D M系统基本编程指令及应用
重点难点
一、重点
1）轮廓零件加工工艺特点，轮廓铣削的刀具选择和加工工艺的制定。
2）铣削加工刀具补偿、刀具长度补偿指令的应用。
二、难点
轮廓铣削的编程。
项目四孔系的加工
项目目标：
一、了解孔系零件的数控铣削加工工艺，合理安排孔加工的走刀路线，正确进行数控加工参数的选择。
二、正确选择和安装刀具，避免加工过程中刀具的干涉。
三、掌握常用的孔加工循环指令的功能及应用。
四、掌握加工中心的换刀方法及编程格式。
五、掌握刀具补偿的设置方法。
六、掌握加工中心的操作流程，培养操作技能和文明生产的习惯。
七、正确使用检测量具，并能够对孔系工件进行质量分析。相关知识：
一、孔加工的工艺
二、换刀程序
三、加工中心刀具长度补偿的设定
四、固定循环指令
拓展知识
SIEMENS 802D M系统基本编程指令及应用
重点难点
一、重点
1）孔加工的工艺知识，孔系零件加工的刀具选择和加工工艺的制定。2）加工中心刀具补偿的设置。3）孔加工循环指令的功能及应用
二、难点
1）孔系零件的编程。
项目五综合件的加工
项目目标：
一、掌握综合件的加工工艺，能正确选用刀具及合理的切削参数。
二、能正确设置刀具参数和工件零点偏置。
三、能区分各种常用铣削刀具的应用特点。
四、通过对含二次曲线的铣削零件的宏程序编程，掌握数控加工该类零件的基本方法和工艺路径。
五、培养数控机床的独立操作能力。
六、正确使用检测量具，能对综合零件加工质量进行分析。相关知识：
FANUC 0i系统的宏程序
SIEMENS 802S M系统的宏程序指令及应用
拓展知识
重点难点
一、重点
1）铣削综合件的加工工艺特点，加工刀具的选择和加工工艺的制定。2）铣削宏程序编程指令。
二、难点
含二次曲线的综合件的宏程序编程。
项目六配合件的加工
项目目标：
1）掌握定总长、掉头加工及配合件的车削加工方法。
2）掌握尺寸精度、形状位置公差和表面粗糙度的综合控制方法，保证配合精度。
3）懂得配合件的车削工艺、加工质量的分析和编程方法。4）能按装配图的技术要求完成套件零件的加工与装配。5）培养数控车床的独立操作能力。
6）正确使用各种车削检测量具，并能够对配合件进行质量分析。
相关知识：
配合件的车削工艺、加工质量的分析
拓展知识
重点难点
一、重点
1）铣削配合件的加工工艺特点，加工刀具的选择和加工工艺的制定。2）配合件的编程。
二、难点
编程工艺 第6篇
关键词：中职教学 数控加工工艺与编程 翻转课堂
一、背景
从当前中职院校数控加工与编程课程教学的现状来看，教学模式多以传统模式为主。在传统教学模式下，学生的学习过程一般分为三个阶段，即第一阶段学生课前预习，第二阶段学生课堂拓展并接受教师的指导解答，第三阶段学生课后复习巩固。这种学习模式是在教师开展面向全班学生教学的情况下进行的，表现为较为突出的同步性，而且知识是以同样的模式传递给所有学生，会导致这种教学模式无法顾及学生是否接受并内化知识。在这种背景下，数控加工与编程课堂教学充分考虑到学生个体间的差异，引入基于微课的翻转课堂教学方法，能够使学生在翻转课堂建立的框架内获得适合个人学习的教育，极大地提高了学生学习的积极性和教学效果。
二、翻转课堂与微课在数控加工与编程教学中运用分析
1.运用优势
翻转课堂及微课教学模式在教育界引起了巨大反响，其成功经验值得中职教学借鉴。随着教育界对翻转课堂与微课研究与实践运用的不断深入，翻转课堂与微课以其优势共同点融合在职业课堂教学中成为教学创新点。以中职数控加工与编程教学为例，翻转微课运用与课堂教学中具有以下优势：一是数控加工与编程课程的知识点较多，而且较为繁杂，翻转微课模式有利于学生自主学习；二是数控加工与编程课程具有较强的实践性，单纯的课堂讲解不足以满足教学需求，而翻转微课模式则可以实现这一教学目的；三是中职学生的基础、学习水平等存在较大的个体差异，面向整个班级的同步性教学无法顾及学生个体差异，而翻转微课模式则能够引导学生结合自己知识掌握程度而加深学习。
2.实践运用的效率效果
对于中职数控加工与编程课程教学而言，该课程对设备要求较高，而且实训实践课所占比例较大，需要所有学生通过教学实训才能够达到理论结合实践的教学效果。而从当前中职技工院校的教学设备水平来看，由于近些年学校生源规模的扩大，学生数量不断增加，班级学生规模增大，导致人机配比极不协调。在传统教学模式下，教师在车间或机房进行现场操作示范讲解时，经常出现一些客观问题，比如学生只能里三层外三层地围簇在一起来观摩教师的演示操作和讲解。这导致站在外围的学生很难获得细致的观察和学习，进而使他们失去了学习兴趣，造成班级学习两极分化问题严重。而在引入翻转微课模式之后，教师的操作演示可通过微课视频的方式让每位学生都能够直观、细致地学习，并跟随微课进行实践操作，进而大大提高了学生学习积极性，也提高了教学效果和质量。
3.注意事项
翻转微课在中职数控加工与编程课程教学中取得了良好的效果，极大地激发了学生学习兴趣，但是翻转微课的运用需要掌握一定的原则，因此在实际运用中还需注意以下几个方面：一是保证数控加工与编程翻转微课的合理课堂时间，尤其是微课环节尽量保持在10分钟以内，制作短小精悍，语言精练；二是一个微课只讲一个知识点；三是翻转微课制作需要结合中职数控专业学生的实际情况和特点；四是翻转课程中应恰当、分层次地设置提问，遵循循序渐进的原则，并在结束后有简明扼要的总结。
三、数控加工工艺与编程课程教学中翻转微课制作过程
1.选择教学内容并确定具体教学目标
翻转微课的第一步是结合中职数控加工与编程课程的重点内容或难点进行选题，选题的原则是在传统课堂或演示操作中不易进行的内容，需要通过微课来分层次的面向所有学生。微课教学内容选择必须恰当，而且要结合课程内容和学生实际情况制定合理的目标。微课内容一定能够清晰完整地表达数控加工与编程课程的某个知识点、难点或重点，而且能够借助多媒体来表达其内容。这样才能够最大限度地发挥翻转微课的作用。
2.结合学生实际情况确定知识要点
中职数控教学对学生职业能力培养的要求较高，需要学生具备较强的实际运用能力，而且在此基础上提升创新能力，因此翻转微课内容的选择需要结合学生的实际情况和教学要求来决定。在数控加工与编程知识要点的选择上，需要对所有学生具有全面了解，包括学生数控基础、学习能力、学习兴趣、学习态度等各个方面。翻转微课知识要点的选择要具有针对性，能够体现对每个层次学生的不同要求。
3.撰写翻转微课教案设计
数控加工与编程课程的翻转微课教案设计必须结合该课程与中职学生的实际情况进行，而且一个翻转微课通常只有十分钟左右，给微课教案设计提出了较高的要求。在微课教案设计上，教学内容中的知识点必须清晰完整，教学语言必须简洁准确，教学思路清晰，微课结构完整，而且尽可能采用新颖的课堂导入方式，提出有吸引力的问题，能够使学生第一时间进入课堂氛围和学习状态。然后通过合理的互动答疑设计激发学生学习兴趣和思维，最终使翻转微课的知识点问题全部解决到位。
4.翻转课堂优化中职数控加工工艺与编程教学结构的实践
（1）优化翻转课堂教学结构。从中职数控加工与编程课堂教学中的翻转微课实践运用来看，优化翻转微课课堂教学结构主要从三个部分进行。第一部分，将该节课的知识要点设计成微课视频，让学生在课前学习观看视频。微视频的构建需要结合教学知识要点和课堂教学经验，并辅以自主学习单。学生在观看微视频过程中将不能理解的内容进行记录。第二部分，观看完微视频后，在课堂上对学生提出的难点、疑点等问题进行互动沟通、讲解和演示，并进行课堂拓展练习，结合简单案例指导学生独立自主地完成；第三部分，翻转微课完成之后，教师结合各小组完成的实际情况以及学习结果进行点评，然后布置下一节课的课前学习内容。
（2）有关教学结构的相关讨论。随着电子产品以及移动电子终端设备的日益普及，中职学生在电子产品方面的拥有率较高，尤其是智能手机，几乎人手一部。这极大地方便了翻转微课在数控加工与编程课程教学中的应用。教师将数控加工与编程课程内容进行梳理，并建立课程内容的重点、难点知识框架，设计成为微课资源上传到班级的网络共享平台，让学生能够随时进行微课学习，提高学生自主学习能力。微课教学结构的内容不仅包括数控加工与编程的主要教学内容，还要包括学生自主学习任务单，鼓励不同层次的学生获得更高层次的提升。
（3）优化教学结构的实践与分析。在数控加工与编程课程教学中引入翻转微课教学模式能够取得良好的教学效果。比如在进行螺纹件的加工教学中，教师在上课前制定好微视频，包括指定章节内容和PPT讲义，让学生在课前观看视频并对不理解的地方进行记录。然后进入课堂与学生进行问题互动解决，之后分组实践动手操作。这种教学模式不仅缩短了教师示范实践，而且也给学生更多时间自主思考和完成编写完整的零件加工程序，提高了教学效率。
参考文献：
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[3]郭中万.翻转课堂教学模式下的中职数控教学[J].职业，2015（12）.
编程工艺 第7篇
关键词：现代制造业,数控制造技术,应用型人才,课程教学
数控加工技术是具有先进代表性的制造技术, 在汽车、航空、军工等精加工领域中具有举足轻重的地位, 近年来在我国发展十分迅速, 从而导致了数控加工技术人才的严重匮乏, 据资料显示, 我国数控专业方面的技术人才缺口高达60万。《数控加工工艺与编程》课程的教学目的与任务正是培养理论知识扎实、实践动手能力强的复合型、应用型人才。基于目前数控加工制造业领域的现状, 无疑给机械制造专业学生, 尤其是数控方向的学生提供了良好的发展机遇。然而, 学生能否掌握好数控加工编程技术, 能否适应市场的需求是实现本门课程培养任务的关键。鉴于此, 本文着眼于民办普通本科高校机械类专业学生, 就数控加工工艺与编程课程教学进行了分析与探讨。
一、数控加工工艺与编程的教学现状
1. 学生对本门课程的重要性认识不够。
由于大多数学生都是初次接触这门专业课程, 不了解本课程的作用, 对实际数控机床又缺少认识和了解, 所以学生对课程中所讲的概念难以理解和接受, 再加上编程全都是各种不同功能的程序代码, 没有实际的应用操作, 显得十分枯燥。此外, 学生的基础不牢固, 先修的相关主干课程学的不扎实, 导致不会安排走刀路线、切削用量等问题。这些问题的恶性循环, 导致学生对本门课程逐渐失去兴趣, 对课程的重要性渐渐忽视。
2. 学生的实践动手能力不强。
实践动手能力是建立在对理论知识熟练掌握程度下的, 对数控机床进行实际的操作是将理论知识与实际结合起来的过程。前提条件是学生对数控编程的理论知识要过关, 再通过实际操作机床加工零件, 来加深对理论知识的理解, 从而达到对知识的灵活运用。一方面, 由于学生对实际数控机床缺乏认识和了解, 在学习理论知识时有很大的困难, 导致在实际操作机床时实践动手能力不强。另一方面, 学生在课余时间没有对课堂上所学知识进行很好的消化和巩固, 导致理论知识理解不深, 实践动手能力不强。
二、数控加工工艺与编程的教学改革
1. 转变课程教学理念。
民办普通本科院校的人才培养目标是培养复合型和应用型的高级人才, 其教学理念应紧紧围绕人才培养目标来进行制定。教学理念作为指导教学、开展教学具有重要的意义, 是社会市场需求同高校课程建设的纽带, 直接关联到学生所学专业知识、技能能否适应毕业后的工作需要, 能否跟上本专业、本领域的发展步伐。传统的教学理念不能跟上社会科技发展的步伐, 不能满足社会的工作需求, 培养出来的人才参差不齐, 重点不突出。为了适应社会日益多样化的需求, 其课程教学理念必须紧跟社会科技, 立足于用人单位需求来进行转变。
2. 改进课程教学方法。
(1) 引导式教学法。所谓引导式教学法, 即以学生为主体, 老师进行引导, 充分让学生认识到本课程的重要性, 激发学生对本课程的兴趣。这就要求在课堂中引进新的教学方法, 从学生的角度出发, 思考学生喜欢什么样的授课方式, 什么样的教学方法能最大程度提高教学效果。充分利用网络手段, 搜集相关知识的视频等教学资料, 发挥多媒体的作用, 教学互动, 积极引导学生深入学习。传统的教学方法只是将教学内容灌输给学生, 学生被动地学习, 缺乏主动性思考。通过引导式教学法, 使学生参与教学过程, 从而激发学生的学习兴趣和培养学生的创造性思维。 (2) 案例教学法。在课程学习中, 有一些比较典型的案例, 知识的综合性较强, 能够很好地起到教学效果, 应该拿出来进行分析讲解。比如, 数控车床实例中, 涉及到车外圆、切槽、车螺纹等知识于一体的案例。数控铣床实例中, 涉及到铣内外轮廓、钻孔等知识于一体的案例。这些案例的共同特点是综合性强、实用性强, 能够很好地检查学生对所学知识的理解和掌握程度。 (3) 小组式教学法。所谓小组式教学法, 即将班级学生分成若干小组, 每组2~3人, 以小组为单位, 进行组内合作式学习, 一人会则全组皆会, 达到以点带面的教学效果。小组选出小组长, 由组长监督本组成员的学习, 组内相互帮助、合作。老师的精力毕竟有限, 不可能照顾到所有的学生, 通过采用这种教学方法, 可以起到良好的效果。此外, 老师可以分配给每个小组一个小项目, 由小组成员共同完成, 但每个成员必须有明确的分工, 最后利用课余时间向老师讲述自己的编程思路。 (4) 形象生动式教学法。所谓形象生动式教学法, 主要是针对理论课教学提出来的, 是指利用形象生动的实例、语言等方式, 使学生能够充分理解较难的概念和方法。比如, 在讲解铣床的刀具补偿时有左刀补和右刀补之分, 很多学生都搞不清楚如何判断。如果告诉学生这样想:假设所铣的轮廓是一堵墙, 人沿着轮廓走, 如果左手空出来了, 就是左刀补, 反之则为右刀补。这种方法不仅通俗易懂, 而且容易掌握。也许短时间内学生并不一定明白其中的原理, 但是时间长了, 实践次数多了, 就会理解这种方法。
3. 更新课程教学手段。
(1) 采用实用型先进教学手段。实用型先进教学手段主要包括:PPT教学、仿真软件教学等。PPT教学的最大优点在于授课方式灵活, 授课内容丰富且形象生动, 学生能直观地理解知识点而且不用忙于做笔记, 大大提高了教学效果。仿真软件教学主要用于上机实践课, 能够提供给学生一个虚拟的数控机床, 让学生能够将所学的知识应用到实际操作中, 而且为数控编程实训奠定了良好的基础。 (2) 建立学习型社团组织。建立学习型社团组织, 旨在让更多的学生融入进来, 为更多喜欢数控编程的学生提供一个相互学习的平台。可以针对机械专业的所有学生, 由1~2名指导老师来指导学习。低年级的学生可以提前接触到数控编程的基本知识, 为日后深入学习本门课程打下坚实的基础。对高年级的学生, 主要围绕数控编程技术问题进行学习和探讨, 共同提高数控编程的能力。 (3) 积极组织学生参加各类科技制作竞赛。因为科技制作类竞赛, 要求制作和加工零件, 涉及到数控加工方面的知识, 可以以此为契机, 让参赛学生提前接触到数控加工与编程, 为日后正式接受数控加工与编程这门课程打下良好的基础。 (4) 鼓励学生积极考取数控职业资格证。通过考证, 不仅使学生深入学习数控加工与编程, 而且为日后就业增强了竞争力和就业砝码。学生要想拿到数控职业资格证书, 必须要花大量的时间去钻研数控加工与编程方面的知识。通过考证这一举措, 能够充分调动学生的主观能动性, 从而更好地掌握好这门课程的相关知识。
4. 完善课程教学内容。
(1) 针对人才培养目标, 优化理论教学内容。数控加工与编程是一门多学科融合的课程, 涉及到数控加工方面的很多知识。随着数控技术的迅猛发展, 在教学内容的编排和讲授时, 应该针对人才培养目标, 优化教学内容, 突出强调实践技能性强的教学内容。并且进行相关知识的资源整合, 形成一套既适应学校的人才培养目标, 又适应社会用人单位需求的教学内容体系。 (2) 根据学生的应用能力, 加强实践教学环节。因为理论知识只是基础, 而实际操作才是最终目的。学校必须得配有数控加工实训中心、数控仿真实验室等, 使学生有操作实际机床和训练的过程。此外, 必须建立完善的理论与实践相结合的课程体系, 使理论课程与实际操作紧密结合、互不脱节。
5. 改革课程教学模式。
(1) 改变传统的授课模式, 提倡新的授课方式。传统的教学方法中, 学生被动地接受知识, 缺乏独立思考, 遇到困难退缩不想听课。新的授课方式, 是将学生融入到教学环节中, 这样就充分调动了学生的积极性, 学生是主动的学习而不是被动的学习。 (2) 改变传统的考试模式, 引进新的考核方式。考试的考查方式应该多样化, 才能反映出学生的能力和水平。考试成绩应有理论考试、实际操作考核和综合评定三部分组成。理论考试占40%, 实际操作考核50%, 综合评定10%。其目的主要让学生明白, 数控加工与编程具有很强的实践性, 最终能够运用所学的理论知识进行实际操作, 理论知识的学习不能仅仅停留在理解的层面上, 更应该注重知识的迁移与应用。
基于民办普通本科院校的人才培养目标, 《数控加工与编程》的课程教学应与时俱进, 根据数控技术的发展以及社会用人单位需求, 不断优化和完善《数控加工与编程》的教学内容、教学方法、教学手段, 为培养理论知识扎实、实践动手能力强、创新能力强的复合型和应用型人才做出贡献。
参考文献
[1]夏卫锋.数控加工与编程实践教学模式的研究[J].装备制造技术, 2009, (3) :180-182.
[2]张冬梅.数控编程教学现状与改革[J].科技创新导报, 2011, (18) .
[3]吕宜忠, 宋英超《.数控加工与编程》课程教学改革探索[J].科技创新导报, 2011, (22) .
[4]潘平盛.数控编程教学方式的探讨[J].安徽电子信息职业技术学院学报, 2011, (4) :14.
编程工艺 第8篇
随着科技的发展, 机械加工对数控技术也提出了更高的要求。在生产实践中, 机械零件的型腔越来越复杂, 曲面加工尤为突出。曲面的加工编程的方法有两种, 分为自动编程和手动编程。
在自动编程中, 借助CAM软件通过软件绘图和刀具的后置处理来生成轨迹的程序, 曲面的程序非常繁琐, 不便于理解编程程序。自动编程对构造规则或不规则的曲面由软件带来的很多二次拟合逼近误差, 并且机床与PC的传输速度对实际加工精度也有影响。因此, 简化编程对数控生产加工有很重要的意义。目前的数控系统都有为客户配备的类似编程语言的宏程序功能, 我们可以使用变量进行算术运算、逻辑运算。通过循环语句, 执行宏变量, 提高机床插补运算效率。在现实生产加工中应用宏程序, 能够较好地解决构造复杂但型腔规则零件的编程。虽然人工设计过程较复杂, 但程序简短, 灵活性很强, 效率明显提高。
2 编程的方法及工艺分析
本文以R25的凹圆球为例, 如图1所示, 基于华中世纪星数控系统来介绍利用宏程序简化编程的手工编程技巧。
编写凹圆球的加工程序首先应确定加工路线和选用的加工刀具。对于凹圆球粗加工量很大, 开粗选用准8的硬质合金平底立铣刀, 采用螺旋下刀方式加工, 以螺旋线半径为循环条件判断。精加工选用准6的硬质合金球头铣刀加工, 为保证扇形误差均匀, 以圆心角为循环条件的判断, 以达到零件尺寸的精度和形位公差要求。
3 凹圆球的粗加工
现假定待加工毛坯为80mm×80mm×50mm规格的立方体, 以立方体上表面的中心作为工件坐标系的原点。开粗是以螺旋下刀去除材料, 螺旋线的半径#2为宏变量, #2的最大变量为凹球的半径 (不考虑刀偏) 。本文开粗是从内到外变化。如图2所示, 凹圆球的编程参数方程式为#22+Z2=R2。粗加工程序如下:
%1234 (用键槽刀粗加工凹球, 余量在等高距离上2mm处)
4 凹圆球的精加工
精加工采用自上而下等高方式逐层加工, 以XZ平面角度#12变量为自变量, 设置初始值为#12=-95, 凹圆球的编程参数方程式Z=R×cos[#12], #11=R×sin[#12]。如图3所示, 精加工编程如下:
5 结语
利用宏程序编制凹圆球的加工程序, 大大简化了程序, 提高了程序的可读性、理解性, 提高了编程效率。结合实际生产, 灵活运用宏程序对于加工复杂曲面不仅减轻了工人的劳动, 对于提高机床程序利用率也有着重要意义。
参考文献
[1]李勇峰.球形凸曲面的宏程序编制与加工[J].煤矿机械, 2008 (3) :103-105.
编程工艺 第9篇
1 产品图纸要求
图1是产品图纸对曲轴油孔的尺寸要求,在正视图中,此产品图纸轴向距离的要求基准是芯轴端止推面,图纸明确要求油孔入口及出口对芯轴端止推面的距离。同时还有曲轴油孔对垂直中心线的角度。在侧视图中,产品图纸要求的油孔距离是和曲轴中心线的垂直距离。同时还有曲轴油孔与连杆颈中心线的角度。
2 加工与测量设备的坐标系介绍
在正常生产中,加工设备通过A轴和B轴的旋转使油孔与刀的进给方向平行,再通过刀具的X、Y、Z轴的进给实现曲轴油孔的加工。
在三坐标测量仪中,测头伸入到曲轴油孔内部,扫描油孔一圈,虚拟出的圆心构成曲轴油孔。因为在曲轴的正视图中,曲轴油孔是偏斜的,所以三坐标测量仪虚拟与油孔平行的坐标系,以构成正交视图计算位置度。
综上所述,加工设备和测量设备均是以与油孔平行方向的轴向距离加工和控制的。因为油孔是使用深孔钻加工成型的,所以宏观上油孔是直的。通过采用本文介绍的方法,可以实现产品图纸对曲轴油孔的要求。
3 工艺参数计算
在使用CAD软件模拟加工过程前,需要计算曲轴在油孔加工工位的轴向距离。通过尺寸链计算影响油孔的尺寸,确保最终曲轴油孔符合产品图纸要求。以上汽通用五菱汽车股份有限公司其中一条曲轴线为例,计算在钻油孔工位对曲轴油孔加工油影响的尺寸。
3.1 加工工艺介绍
产品图纸对油孔的要求包括正视图中油孔两端距离芯轴端止推面的轴向距离、油孔与垂直中心线的角度、侧视图中油孔对中心的距离、油孔对垂直中心线的角度。
如图2所示,此曲轴线的油孔钻工位是在滚压校直工艺之后,因为滚压校直会使曲轴有伸长,所以在滚压校直后油孔钻工位不需要计算曲轴伸长量。
在钻油孔工位后,是重钻中心孔工位。因为中心孔也是曲轴油孔的基准,所以在此曲轴加工工艺中,要明确曲轴油孔工艺基准是在第一步的中心孔基础上的。
因为油孔的入口和出口均是在连杆颈和主轴颈上,在钻油孔后有精磨连杆颈和主轴颈的工序,产品图纸要求的是油孔入口和出口对止推面的距离,所以如果使用计算的方法确定油孔位置度,需要考虑此工序对油孔轴向距离的影响。
在后工序中,有一步工序是精车止推面和法兰端面。因为曲轴油孔的轴向距离的基准在产品图纸中明确要求是芯轴端止推面,所以需要计算芯轴端止推面的去除量确定在油孔加工工位的工件是否合格。
3.2 工艺参数计算
明确前后工序对曲轴油孔的影响后,需要根据工艺要求计算在钻油孔工位时零件的状态。
在图3中,第一连杆颈油孔的入口要求距离芯轴端止推面宽度为101.675 mm,与垂直中心线角度为27.45°,侧视图中要求油孔距离中心为13.4 mm,与垂直中心线角度为26.76。。
此油孔在钻油孔工位需要首先明确零件状态。零件已经滚压校直,整体轴向距离确定;未重钻中心孔,使用前工位加工的中心孔。
在后工序,精车止推面去除量为单边0.1 mm,精磨主轴颈和连杆颈工位去除量为单边0.3 mm。使用CAD软件模拟钻油孔的工艺参数,就不需要考虑精磨工位的影响,只需要计算精车止推面工位的去除量即可。
假设在钻油孔工位油孔距离芯轴端止推面距离为X,则X-0.1=101.675 mm,因此X=101.675+0.1=101.775 mm。
4 CAD软件模拟
在确定影响油孔尺寸的工艺,同时根据产品图纸计算出油孔的轴向距离后,即可在CAD软件中模拟出钻油孔的加工及工艺参数,同时此工艺参数可以作为加工程序编制基数。
4.1 初始位置
在CAD软件中,按照1:1的比例模拟出机床各原点以及曲轴在机床中的夹紧位置。如图4所示,通过机床图纸画出曲轴在机床的初始位置,曲轴的各尺寸要求按照前一步工艺参数计算为准。注意事项如下。
(1)在CAD软件中测量出的曲轴尺寸必须是通过工艺尺寸链计算后的尺寸。例如:第一连杆颈油孔入口距离芯轴端止推面的距离应为101.775 mm,这是通过工艺尺寸链计算得出的结果。
(2)俯视图的曲轴油孔方向必须同产品图纸要求一致。避免油孔反向造成油孔加工方向相反。
4.2 投影油孔
在根据产品图纸的要求绘制完成初始转换图后,即可模拟加工过程。
图5是先将俯视图的曲轴以曲轴中心为圆心旋转27.76°,至油孔水平,表示设备A轴旋转到位;然后将第一连杆颈油孔投影至正视图,模拟出正视图中的油孔。
图6是将正视图的曲轴以机床B轴中心为圆心旋转至油孔水平,表示设备B轴旋转到位。
通过以上两步,曲轴已经确定在正确的位置待加工。验证方法为在正视图中,测量曲轴中心线与旋转圆心的垂直线角度,正确的角度应该是产品图纸中要求的27.45°。
4.3 确定工艺及编程参数
通过以上两步,确定了曲轴的加工位置,测量油孔入刀点到各轴原点的距离,即可确定油孔在程序中的基本程序参数。
同时,在此基础上,可以根据产品图纸的要求,以及加工与测量设备的需求,设定合理的工艺控制参数。
图7为编程参数图。在正视图与俯视图中,测量第一连杆颈油孔距离X和Y轴原点的距离,即可确定加工此油孔的程序中X轴和Y轴的位置,即X1和Y1。此参数可以作为新加工程序的基础参数。对于不同设备,由于设备精度等原因,初加工的零件会出现超差,因此只需要微调即可确保加工程序合格。
图8为工艺控制参数图。以上汽通用五菱汽车股份有限公司的工艺控制参数为例,由于三坐标测量仪可以在虚拟的坐标系中模拟油孔距离远点的距离合成位置度,同时三坐标测量仪测量的轴向距离L1和径向距离L2在加工设备中与X轴和Y轴平行,所以油孔工艺控制参数设为图8中的L1和L2。
在工艺控制参数中,产品图纸中的角度要求不变。用上述方法可以简便、快捷地确定工艺控制参数及编程参数。
5 总结
通过模拟加工过程,应用简单的尺寸链计算及CAD软件制图基础,即可完成工艺控制参数及编程参数的确定,此方法省略了繁杂的直径尺寸链计算,简便快捷,同时避免大量计算造成的错误。对于不同工艺控制参数及编程参数的生产工艺,只需要合适的转化即可实现目的。
参考文献
[1]李海国,王华立.曲轴斜油孔加工工艺参数的计算与应用[J].机械制造,2001(11).
编程工艺 第10篇
近期在中小企业调研时发现,不少企业的数控技术人员从普通车床转位到数控车床上,利用传统加工技术和数控技术结合,完成了很多复杂零件的加工,极大地提高了数控机床的加工范围,提升了企业的竞争能力[1,2]。铝合金喷嘴零件的加工就是一个很好的实例。
2 零件分析
图l所示为应用于激光加工领域的某医用激光机铝合金喷嘴零件,材料为LY12铝合金,其加工难点分析如下:(1)内腔有31°小直径锥孔,小端尺寸仅为准5mm,普通刀具无法加工。(2)薄壁件,壁厚约为2mm,容易引起夹紧变形。
3 加工工艺简介
零件毛坯为准30mm的棒料,生产批量为400件。加工设备型号:CAK6136(沈阳第一机床厂),数控系统:GSK980TA。为提高加工效率,生产中采用两道数控加工工序:工序1完成内孔及准29mm的外形加工;工序2完成外锥面加工及定总长。
零件加工选用了5把刀具。T01为YT15外圆刀,用于工序1中零件的端面及外圆加工。T02为硬质合金内孔镗刀,刀宽2mm,用于镗工序1中内孔。T03为硬质合金内螺纹刀,用于加工工序1中M25×0.75mm内螺纹。T04为硬质合金割刀,刀宽4mm,用于切断及工序2中零件的外锥面粗、精车。T05为刃磨后的HSS钻头,用于工序1中零件的内锥孔钻削(手动加工)。
工序1的工艺路线为:用专用夹具夹持工件,伸出卡盘长度约60mm;用T01外圆刀车端面;用T05专用刀具加工内锥孔;用T01外圆刀粗、精车外圆尺寸至准29.1mm、准28.95mm并倒角;用T02内孔镗刀粗、精镗准21mm、准24.25mm、准25.3mm内孔并倒角;用T03内螺纹刀车M25×0.75mm内螺纹;用T04割刀切断,保证总长43mm。
工序2的工艺路线为:工件调头装夹,伸出卡盘长度约30mm;用T04割刀粗、精车外锥面尺寸至图样要求。
为完成内腔锥孔的加工,采用了在砂轮机上刃磨HSS钻头得到成形刀具的传统工艺方法(见图2),改进了加工工艺。为防止零件夹紧变形,采用了专用的扇形卡爪(见图3),其圆弧面和零件外圆接触,可增大受力面积,减少形变。
4 程序编制[3,4]
将程序原点选定在工件轴线与工件前端面的交点上,编制加工程序如表1所示。其中,O1300为工序1加工编程,O0800为工序2加工编程。程序设计中的编程要点如下:
(1)将程序原点选定在工件轴线与工件前端面的交点上,使编程基准与设计基准重合,方便计算和编程。
(2)退刀点的安排要注意防止刀具干涉。O1300中T01退刀点选择在X150.Z-20.,可防止刀具和尾座干涉,确保执行M00后,用T05专用刀具手动加工内锥孔时安全生产。
(3)螺纹加工要合理安排进刀段和退刀段距离,一般进刀段为5~10mm,退刀段为1~2mm。O1300中T03内螺纹刀加工螺纹时进刀段为5mm、退刀段为1.5mm。
(4)螺纹加工一般安排光整加工。O1300中T03内螺纹刀加工程序中重复X25.05一次可无进给光刀一次,若要安排多次可依此类推。
(5)O1300中T04割刀切断中使用G75指令比使用G01X0F0.08加工效果好,有利于断屑,防断刀,确保加工过程平稳进行。
(6)O0800中采用循环指令G72可提高编程速度、简化程序,且使用T04割刀来加工外形能更好地保证零件的加工质量。
5 结语
本案例提供了零件的数控车削加工工艺及数控编程,并探讨了程序设计中的编程要点。本方案的核心难点是铝合金喷嘴零件的小直径内锥孔的加工和零件的夹紧变形问题,通过刃磨钻头及使用扇形卡爪装夹来解决,为同类零件的加工提供了有益参考。
摘要：对铝合金喷嘴零件的数控车削加工工艺与编程进行了研究,分析了零件的加工难点。针对小直径内锥孔、薄壁件等问题,编制了合理的数控加工工艺,设计了专用刀具与夹具,编写了数控程序并总结了编程要点。
关键词：铝合金喷嘴,数控车床,数控加工工艺,数控编程
参考文献
[1]刁振华.薄壁铝合金箱体零件的数控加工[J].机械设计与制造,2008(12):168-170.
[2]黄杰.一种薄壁零件数控车削加工工艺分析与编程加工[J].南京工业职业技术学院学报,2011,11(2):13-15.
[3]焦红卫.数控技术基础[M].北京:机械工业出版社,2010.
编程工艺 第11篇
实际加工中影响数控加工零件质量的因素很多, 例如工艺、编程、设备条件、操作者技术水平等。本文从控制数控加工精度、数控加工表面质量两大方面入手, 简述数控加工误差产生的原因, 并提出相应的控制措施。
一、数控加工精度的保证
加工精度包括被加工零件的尺寸精度和形位精度。只有当零件的加工精度满足设计要求时, 才能保证零件的使用性能得以实现。影响零件加工精度的因素很多, 在数控加工中, 我们要切实注意工艺和编程问题对加工精度的影响, 采取相应措施, 提高数控机床的加工精度。
(一) 确定合理的工艺流程
1.对于零件加工精度要求控制其变形误差的工序, 可采用多次走刀的方法。例如, 精车零件要求为M96x1.5—6g螺纹外径时, 其加工余量为8毫米。如两次走刀切除, 则会因加工余量过大, 造成同轴度超差、表面粗糙度过大, 且外径尺寸变化较大。若采用三次以上走刀切除余量, 最后一次走刀切除1毫米, 则较好地保证了工件的粗糙度和同轴度。在程序编制时, 应灵活运用子程序功能, 通过主程序多次调用子程序, 就可以实现对同一表面的多次走刀加工, 提高加工精度。
2.对位置精度要求不高的孔系加工可遵循加工路线最短原则。针对位置精度要求较高的孔系, 刀具移动路线要考虑避免机床各轴反向间隙的影响。以图1 (a) 所示的孔系加工为例, 图1 (b) 所示的加工路线最短, 但带入了Y向误差, 图1 (c) 所示的加工路线避免了Y向误差, 但加工路线较长。
(二) 确定合理的编程数据
数控编程对加工精度的影响主要来自编程原点的确定、数据处理、轨迹拟合、加工路线选择等方面。
1.确定编程原点。编程坐标系一般是编程人员根据零件加工特点和零件图纸确定的。编程原点的选择直接影响零件的加工精度, 确定编程坐标系最根本的原则是编程基准、设计基准、工艺基准统一, 这样可最大限度地减少尺寸公差换算所引起的误差。
2.编程时的数据处理。数控编程时的数据处理对轮廓轨迹的加工精度有直接影响, 其中比较重要的因素是未知编程节点的计算以及编程尺寸公差带的换算。
(1) 有的数控系统可根据已知轮廓几何条件自动计算节点坐标, 但有的数控系统必须手工计算。手工计算未知节点坐标值时遇到的最大问题是计算精度, 经过大量验证发现, 有时手工计算结果与计算机辅助计算结果会相差0.01—0.03毫米。为提高手工计算精度, 笔者建议:①手工计算的中间数据 (包括角度值) 应保留4位以上小数 (以脉冲当量为0.001毫米的数控机床为例) , 若使用计算器计算, 应尽量保留全部小数。②编程尺寸圆整要依据数控机床的脉冲当量。脉冲当量是数控机床的最小设定单位, 也是数控机床的最小控制单位。例如, 数控机床的脉冲当量为0.001毫米, 则最终的计算结果应保留3位小数。
(2) 工件各处尺寸公差不一致或不对称时, 需要人工计算编程尺寸, 若使用同一把刀具加工, 需取公差中值编程, 使公差对称分布, 为机床加工误差留出空间, 这样才容易保证加工精度。但是若编程尺寸公差带对称或公差带基本一致, 则可利用公称尺寸编程, 这样可以大大减少计算量。例如, 完成两个外轮廓尺寸的加工, 比较方便的方法是取公称尺寸18和26进行编程, 用刀具半径补偿来保证公差, 即在刀具半径补偿值中修正0.01毫米。
(3) 当图纸标注尺寸与编程尺寸不一致时, 需经过加、减, 甚至几何等方法求解编程尺寸。在尺寸换算时, 尤其是带公差带尺寸的换算, 必须同时进行尺寸链计算, 否则可能无法满足工件精度要求。
3.插补累计误差的控制。
(1) 尽量用绝对方式编程。绝对方式编程以某一固定点 (编程坐标原点) 为基准, 每一段程序和整个加工过程都以此为基准;而增量方式编程, 是以前一点为基准, 连续执行多段程序必然产生累积误差。
(2) 在加工过程中插入回参考点指令, 特别是需要长时间运行才能完成的程序这一点尤为重要。机床回参考点时, 会使各坐标清零, 这样便消除了数控系统运算的累积误差, 实际加工时回参考点换刀不失为一种两全其美的方法。
(3) 数控机床进行非圆曲线加工时, 对于具有规则的非圆曲线, 应优先使用数控系统自带的变量编程功能。其他非圆曲线一般利用CAM软件进行自动编程来完成, 常用的拟合方法有等间距法、等弦长法和等误差法, 其中等误差法拟合精度较高, 且尽量采用等误差法进行轨迹拟合, 根据形状特点综合等弦长法进行轨迹拟合, 可有效地控制加工误差。
二、数控加工表面质量的保证
零件的表面质量, 一般指表面层物理机械性能及表面微观几何形状误差 (即表面粗糙度) 。表面粗糙度值是直接影响零件使用性能的主要因素, 在加工中, 我们必须采取相应的工艺措施来提高零件的表面质量。
(一) 确定正确的加工工艺方案
1.正确选择切削加工方式。顺铣和逆铣得到的表面粗糙度会不同, 精加工时, 应尽量采用顺铣以有利于提高零件表面的质量。车削圆钢类零件时, 尽量使用同一把刀车削不同外圆, 以减少接刀痕迹。一般来说, 应避免车削非连续表面, 如工件上有槽等表面要加工, 则安排在外圆车削完成之后再加工。车削成形回转表面时, 要注意选择合适大小的主偏角和副偏角, 以避免刀具的干涉而产生刀痕。加工此类零件的圆弧表面时应取较小的偏角, 并将刀尖倒成圆角, 圆角半径应小于加工表面的半径。
2.合理设计切入切出路线。在数控机床上加工零件时, 为减少接刀痕迹, 保证轮廓表面质量, 对刀具切入和切出程序要仔细设计。刀具的切入切点要沿零件周边外延, 以保证工件轮廓光滑。如刀具沿零件轮廓直接垂直切入零件, 会在零件的外形上留下明显的刀痕, 所以刀具要沿零件轮廓的法线切入和切出。在轮廓加工过程中应避免进给停顿, 否则由于切削力的变化也会产生刀痕。首先, 刀具切入过程一般需要采取较小的进给速度。为提高切削效率, 切入时从一个切削层缓慢地进入另一个切削层, 这样可以保证恒定的进给速度。其次, 尽量保持一个稳定的切削参数, 包括切削速度、进给量与切削深度的一致性。最后, 要尽量提高毛坯的成形精度, 使各表面加工余量均匀。另外, 同一加工面若分两次加工时, 尽量使刀具运动轨迹方向一致, 做到无干涉及碰撞等要求。
3.使用新型高效刀具。为提高零件加工表面质量, 应尽量选择较高的切削速度, 而这样便对刀具提出了更高的要求。为充分发挥数控机床的性能, 应选择高强度、高耐用度的新型高效刀具。我们在用数控机床加工数控车工技师配件时, 采用了各种型号的数控刀具, 较好地保证了产品的表面质量。
(二) 采用最佳的数控加工程序
1.功能指令的合理使用。当同一零件, 有多种工艺加工方法可以选择时, 应在仿真模拟后, 选择其中一种最佳的切削方式。如采用了G83高速深孔钻指令模式, 在切削时实现了间歇进给, 有利于排屑, 减轻了在进行此类加工工序时孔的另一端毛刺加重的情况, 手工略微修整就可完全达到合格标准。
2.倒角加工程序的优化。对于大多数数控加工零件来说, 都存在需要对零件某些锐边进行倒角的情况。倒角一般包括45°倒角和倒圆角, 45°倒角时, 由于程序走的是直线段, 加工结束后往往会产生棱边的微量毛刺, 影响零件手感和配合流畅度, 这时可以在精加工的倒角程序前后加入走R0.2或R0.3mm圆角程序。
三、结语
本文从加工工艺和编程的角度探讨了提高数控加工质量的一系列方法, 并且在实际加工中得到了验证, 为数控加工操作人员提供了一些解决问题的参考方案, 有助于更高效地利用数控机床。另外, 数控加工的刀具参数、机床系统误差、操作者水平等都会对数控加工精度产生影响, 在实际加工时都应予以考虑, 这将有利于保证数控机床的加工精度及良好的加工效果。
摘要：数控加工零件质量直接关系到机械产品的最终质量, 在制订零件加工工艺规程时, 必须充分考虑零件的加工质量, 认真分析加工过程中出现的质量问题并找出原因, 提出改进措施以保证加工质量。数控零件加工质量指标包括两个方面:一方面是数控加工精度, 另一方面是数控加工表面质量。研究这两方面参数对数控加工零件质量有着重要的现实意义。
关键词：零件质量,数控加工精度,表面质量
参考文献
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