【正文】 83。 絕對(duì)坐標(biāo)系與增量（相對(duì)）坐標(biāo)系 第五章 數(shù)控編程中的數(shù)值計(jì)算 基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 非圓曲線(xiàn)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算 第六章 數(shù)控加工手工編程 數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)和基本內(nèi)容 結(jié)束語(yǔ) 致 謝 參考文獻(xiàn) 3 第一章 數(shù)控編程基礎(chǔ) 數(shù)控編程的概念 我們都知道，在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，一般是由工藝人員按照設(shè)計(jì)圖樣事先制訂好零件的加工工藝規(guī)程。在工藝規(guī)程中給出零件的加工路線(xiàn)、切削參數(shù)、機(jī)床的規(guī)格及刀具、卡具、量具等內(nèi)容。操作人員按工藝規(guī)程的各個(gè)步驟手工操作機(jī)床，加工出圖樣給定的零件。也就是說(shuō)零件的加工過(guò)程是由工人手工操作的。 數(shù)控機(jī)床卻不一樣，它是按照事先編制好的加工程序，自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線(xiàn)、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、吃刀量等）以及輔助功能（換刀、主軸 正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開(kāi)、關(guān)等），按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫(xiě)成加工程序單，再把這一程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上（如穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、磁泡存儲(chǔ)器），然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。這種從零件圖的分析到制成控制介質(zhì)的全部過(guò)程叫數(shù)控程序的編制。 從以上分析可以看出，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工零件的區(qū)別在于數(shù)控機(jī)床是按照程序自動(dòng)進(jìn)行零件加工，而普通機(jī)床要由人來(lái)操作，我們只要改變控制機(jī)床動(dòng)作的程序就可以達(dá)到加工不同零件的目的。因此，數(shù)控機(jī)床特別適用于加工小批量且形狀復(fù)雜精度要 求高的零件。 由于數(shù)控機(jī)床要按照預(yù)先編制好的程序自動(dòng)加工零件，因此，程序編制的好壞直接影響數(shù)控機(jī)床的正確使用和數(shù)控加工特點(diǎn)的發(fā)揮。這就要求編程員具有比較高的素質(zhì)。編程員應(yīng)通曉機(jī)械加工工藝以及機(jī)床、刀夾具、數(shù)控系統(tǒng)的性能，熟悉工廠(chǎng)的生產(chǎn)特點(diǎn)和生產(chǎn)習(xí)慣。在工作中，編程員不但要責(zé)任心強(qiáng)、細(xì)心，而且還能和操作人員配合默契，不斷吸取別人的編程經(jīng)驗(yàn)、積累編程經(jīng)驗(yàn)和編程技巧，并逐步實(shí)現(xiàn)編程自動(dòng)化，以提高編程效率。 數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟 數(shù)控編程的內(nèi)容 數(shù)控編程的主要內(nèi)容包括：分析零件圖樣，確定加工工藝過(guò)程 ；確定走刀軌跡，計(jì)算刀位數(shù)據(jù)；編寫(xiě)零件加工程序；制作控制介質(zhì)；校對(duì)程序及首件試加工。 數(shù)控編程的步驟 這一步驟的內(nèi)容包括：對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析以明確加工的內(nèi)容及要求，選擇加工方案、確定加工順序、走刀路線(xiàn)、選擇合適的數(shù)控機(jī)床、設(shè)計(jì)夾具、選擇刀具、確定合理的切削用量等。工藝處理涉及的問(wèn)題很多，編程人員需要注意以下幾點(diǎn)： 工藝方案及工藝路線(xiàn) 應(yīng)考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性及經(jīng)濟(jì)性，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能；盡量縮短加工路線(xiàn)，減少空行程時(shí)間和換刀次數(shù)，以提高生產(chǎn)率；盡量使數(shù)值計(jì)算方便，程 序段少，以減少編程工作量；合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過(guò)程平穩(wěn)，沒(méi)有沖擊；在連續(xù)銑削平面內(nèi)外輪廓時(shí)，應(yīng)安排好刀具的切入、切出路線(xiàn)。盡量沿輪廓曲線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)切入、切出，以免交接處出現(xiàn)刀痕， 零件安裝與夾具選擇 盡量選擇通用、組合夾具，一次安裝中把零件的所有加工面都加工出來(lái)，零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差；應(yīng)特別注意要迅速完成工件的定位和夾緊過(guò)程，以減少輔助時(shí)間，必要時(shí)可以考慮采用專(zhuān)用夾具。 4 編程原點(diǎn)和編程坐標(biāo)系 編程坐標(biāo)系是指在數(shù)控編程時(shí)，在工件上確 定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系，其原點(diǎn)也是數(shù)控加工的對(duì)刀點(diǎn)。要求所選擇的編程原點(diǎn)及編程坐標(biāo)系應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單；編程原點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在零件的工藝基準(zhǔn)或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上，并在加工過(guò)程中便于檢查的位置；引起的加工誤差要小。 刀具和切削用量 應(yīng)根據(jù)工件材料的性能，機(jī)床的加工能力，加工工序的類(lèi)型，切削用量以及其他與加工有關(guān)的因素來(lái)選擇刀具。對(duì)刀具總的要求是：安裝調(diào)整方便，剛性好，精度高，使用壽命長(zhǎng)等。 切削用量包括：主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度等。切削深度由機(jī)床、刀具、工件的剛度確定，在剛度允許的條件下，粗加工取較大切削深度，以減少走刀次數(shù) ，提高生產(chǎn)率；精加工取較小切削深度，以獲得表面質(zhì)量。主軸轉(zhuǎn)速由機(jī)床允許的切削速度及工件直徑選取。進(jìn)給速度則按零件加工精度、表面粗糙度要求選取，粗加工取較大值，精加工取較小值。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度及進(jìn)給系統(tǒng)性能限制。 在完成工藝處理的工作以后，下一步需根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸、走刀路線(xiàn)及設(shè)定的坐標(biāo)系，計(jì)算粗、精加工各運(yùn)動(dòng)軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。一般的數(shù)控系統(tǒng)均具有直線(xiàn)插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)功能。對(duì)于點(diǎn)定位的數(shù)控機(jī)床（如數(shù)控沖床）一般不需要計(jì)算；對(duì)于加工由圓弧與直線(xiàn)組成的較簡(jiǎn)單的零件輪廓加工，需要計(jì)算出零 件輪廓線(xiàn)上各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值；當(dāng)零件圖樣所標(biāo)尺寸的坐標(biāo)系與所編程序的坐標(biāo)系不一致時(shí)，需要進(jìn)行相應(yīng)的換算；若數(shù)控機(jī)床無(wú)刀補(bǔ)功能，則應(yīng)計(jì)算刀心軌跡；對(duì)于形狀比較復(fù)雜的非圓曲線(xiàn)（如漸開(kāi)線(xiàn)、雙曲線(xiàn)等）的加工，需要用小直線(xiàn)段或圓弧段逼近，按精度要求計(jì)算出其節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值；自由曲線(xiàn)、曲面及組合曲面的數(shù)學(xué)處理更為復(fù)雜，需利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。 在加工順序、工藝參數(shù)以及刀位數(shù)據(jù)確定后，就可按數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼和程序段格 式，逐段編寫(xiě)零件加工程序單。 編程人員應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、指令功能、代碼書(shū)寫(xiě)格式等非常熟悉，才能編寫(xiě)出正確的零件加工程序。對(duì)于形狀復(fù)雜（如空間自由曲線(xiàn)、曲面）、工序很長(zhǎng)、計(jì)算煩瑣的零件采用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程。 程序編寫(xiě)好之后，可通過(guò)鍵盤(pán)直接將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，比較老一些的數(shù)控機(jī)床需要制作控制介質(zhì)（穿孔帶），再將控制介質(zhì)上的程序輸入數(shù)控系統(tǒng)。 程序檢驗(yàn)和首件試加工 程序送入數(shù)控機(jī)床后，還需經(jīng)過(guò)試運(yùn)行和試加工兩步檢驗(yàn)后，才能進(jìn)行正式加工。通過(guò)試運(yùn)行，檢驗(yàn)程序語(yǔ)法是否有錯(cuò)，加工軌跡是否正確；通過(guò)試加 工可以檢驗(yàn)其加工工藝及有關(guān)切削參數(shù)指定得是否合理，加工精度能否滿(mǎn)足零件圖樣要求，加工工效如何，以便進(jìn)一步改進(jìn)。 試運(yùn)行方法對(duì)帶有刀具軌跡動(dòng)態(tài)模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床，可進(jìn)行數(shù)控模擬加工，檢查刀具軌跡是否正確，如果程序存在語(yǔ)法或計(jì)算錯(cuò)誤，運(yùn)行中會(huì)自動(dòng)顯示編程出錯(cuò)報(bào)警，根據(jù)報(bào)警號(hào)內(nèi)容，編程員可對(duì)相應(yīng)出錯(cuò)程序段進(jìn)行檢查、修改。對(duì)無(wú)此功能的數(shù)控機(jī)床可進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗(yàn)。 試加工一般采用逐段運(yùn)行加工的方法進(jìn)行，即每撳一次自動(dòng)循環(huán)鍵，系統(tǒng)只執(zhí)行一段程序，執(zhí)行完一段停一下，通過(guò)一段一段的運(yùn)行來(lái)檢查機(jī)床的每次動(dòng)作。不過(guò)， 這里要提醒注意的是， 5 當(dāng)執(zhí)行某些程序段，比如螺紋切削時(shí)，如果每一段螺紋切削程序中本身不帶退刀功能時(shí)，螺紋刀尖在該段程序結(jié)束時(shí)會(huì)停在工件中，因此，應(yīng)避免由此損壞刀具等。對(duì)于較復(fù)雜的零件，也先可采用石蠟、塑料或鋁等易切削材料進(jìn)行試切 。 6 第二章 數(shù)控編程的方法 (Manual Programming) 從零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫(xiě)程序單、程序輸入至程序校驗(yàn)等各步驟均由人工完成，稱(chēng)為手工編程。對(duì)于加工形狀簡(jiǎn)單的零件，計(jì)算比較簡(jiǎn)單，程序不多，采用手工編程較容易完成 ，而且經(jīng)濟(jì)、及時(shí)，因此在點(diǎn)定位加工及由直線(xiàn)與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應(yīng)用。但對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線(xiàn)、列表曲線(xiàn)及曲面的零件，用手工編程就有一定的困難，出錯(cuò)的機(jī)率增大，有的甚至無(wú)法編出程序，必須采用自動(dòng)編程的方法編制程序。 自動(dòng)編程（ Automatic Programming） 自動(dòng)編程是利用計(jì)算機(jī)專(zhuān)用軟件編制數(shù)控加工程序的過(guò)程。它包括數(shù)控語(yǔ)言編程和圖形交互式編程。 數(shù)控語(yǔ)言編程，編程人員只需根據(jù)圖樣的要求，使