【正文】 程中對(duì)數(shù)控工藝的分析和規(guī)劃主要包括：加工區(qū)域的劃分與規(guī)劃，刀軌形式與走刀方式的選擇，刀具及機(jī)械參數(shù)的設(shè)置，加工工藝參數(shù)的設(shè)置。所以，在進(jìn)行NC編程時(shí)，不應(yīng)片面追求加工效率，而應(yīng)綜合權(quán)衡各項(xiàng)指標(biāo)，在滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求及一定的加工可靠性的基礎(chǔ)上提高加工效率。（5）工藝性：包括進(jìn)退刀設(shè)置、刀具選擇、加工工藝規(guī)劃（如加工流程及余量分配等）、切削方式（刀軌形式選擇）、接刀痕跡控制以及其他各種工藝參數(shù)（如進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削方向、切削深度等）的設(shè)置等。 編制高質(zhì)量的數(shù)控程序1．NC程序的質(zhì)量判斷NC程序的質(zhì)量是衡量NC程序員水平的關(guān)鍵指標(biāo)，其判定標(biāo)準(zhǔn)可歸納為：（1）完備性：即不存在加工殘留區(qū)域。 后處理后處理實(shí)際上是一個(gè)文本編輯處理過程，其作用是將計(jì)算出的刀軌（刀位運(yùn)動(dòng)軌跡）以規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式轉(zhuǎn)化為NC代碼并輸出保存。對(duì)刀具軌跡進(jìn)行逐步觀察。 刀具路徑檢驗(yàn)為確保程序的安全性，必須對(duì)生成的刀軌進(jìn)行檢查校驗(yàn)，檢查有無明顯刀具路徑、有無過切或者加工不到位，同時(shí)檢查是否會(huì)發(fā)生與工件及夾具的干涉。（4）加工程序參數(shù)設(shè)置：包括對(duì)進(jìn)退刀位置及方式、切削用量、行間距、加工余量、安全高度等。 參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置可視為對(duì)工藝分析和規(guī)劃的具體實(shí)施，它構(gòu)成了利用CAD/CAM軟件進(jìn)行NC編程的主要操作內(nèi)容，直接影響NC程序的生成質(zhì)量。對(duì)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲取的數(shù)據(jù)模型，可能存在看似光滑的其實(shí)存在著斷點(diǎn)的曲線，看似一體的曲面在連接處不能相交。對(duì)于有不加工部位存在造成的曲面空缺部位，應(yīng)該補(bǔ)充完整。坐標(biāo)系是加工的基準(zhǔn)，將坐標(biāo)系定位于適合機(jī)床操作人員確定的位置，同時(shí)保持坐標(biāo)系的統(tǒng)一。同時(shí)，工藝分析的水平原則上決定了NC程序的質(zhì)量。（3）加工工藝路線規(guī)劃：即從粗加工到精加工再到清根加工的流程及加工余量分配。數(shù)控銑的工藝適應(yīng)性也是有一定限制的，對(duì)于尖角部位，細(xì)小的筋條等部位是不適合加工的，應(yīng)使用線切割或者電加工來加工；而另外一些加工內(nèi)容，可能使用普通機(jī)床有更好的經(jīng)濟(jì)性，如孔的加工、回轉(zhuǎn)體加工，可以使用鉆床或車床進(jìn)行加工。當(dāng)模型文件是使用其他的CAD軟件進(jìn)行造型時(shí)，首先要將其轉(zhuǎn)換成UG專用的文件格式（.PRT文件）。（2）直接造型。不管采用哪種CAD/CAM軟件，NC編程的基本過程及內(nèi)容可由圖11表示。因此，絕大多數(shù)的數(shù)控編程軟件同時(shí)具備CAD的功能，因此稱為CAD/CAM一體化軟件。因此，在無特別說明的情況下，數(shù)控編程一般是指交互式圖形編程。3軸銑加工是最常用的一種加工類型，而3軸銑加工編程是目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)控編程技術(shù)。 數(shù)控加工與數(shù)控程序基礎(chǔ)amp。第1章 緒論 本章主要內(nèi)容：amp。 CAM數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)通過本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該理解CAD/CAM自動(dòng)編程的一般過程，了解CAD/CAM軟件的常識(shí)，掌握簡單的數(shù)控加工與數(shù)控程序相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，特別需要了解在CAM數(shù)控編程中需要應(yīng)用到的數(shù)控加工工藝知識(shí)，并在學(xué)習(xí)應(yīng)用過程中不斷積累與提高。數(shù)控編程經(jīng)歷了手工編程、APT語言編程和交互式圖形編程3個(gè)階段。交互式圖形編程的實(shí)現(xiàn)是以CAD技術(shù)為前提的。由于現(xiàn)有的CAD/CAM軟件功能已相當(dāng)成熟，因此使得數(shù)控編程的工作大大簡化，對(duì)編程人員的技術(shù)背景和創(chuàng)造力的要求也大大降低，為該項(xiàng)技術(shù)的普及創(chuàng)造了有利的條件。圖11 NC編程的一般步驟 獲得CAD模型CAD模型是NC編程的前提和基礎(chǔ)，任何CAM的程序編制必須有CAD模型為加工對(duì)象進(jìn)行編程。某些CAD/CAM軟件，如UG、Cimatron等本身就是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的CAD/CAM一體化軟件，具有很強(qiáng)的造型功能，可以進(jìn)行曲面和實(shí)體的造型。通過UG的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，可以讀取其他CAD軟件所做的造型。（2）加工區(qū)域規(guī)劃：即對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行分析，按其形狀特征、功能特征及精度和粗糙度要求將加工對(duì)象分成數(shù)個(gè)加工區(qū)域。（4）加工工藝和加工方式確定：如刀具選擇、加工工藝參數(shù)和切削方式（刀軌形式）選擇等。 CAD模型完善對(duì)CAD模型作適合于CAM程序編制的處理。（2）隱藏部分對(duì)加工不產(chǎn)生影響的曲面，按曲面的性質(zhì)進(jìn)行分色或分層。如鉆孔的曲面，存在狹小的凹槽的部位，應(yīng)該將這些曲面重新做完整，這樣獲得的刀具路徑規(guī)范而且安全。通過修整或者創(chuàng)建輪廓線構(gòu)造出最佳的加工邊界曲線。參數(shù)設(shè)置的內(nèi)容較多，主要包括：（1）切削方式設(shè)置：用于指定刀軌的類型及相關(guān)參數(shù)。這是CAM軟件參數(shù)設(shè)置中最主要的一部分內(nèi)容。校驗(yàn)的方式有：（1）直接查看。（3）實(shí)體模擬切削，進(jìn)行仿真加工。在后處理生成數(shù)控程序之后，還需要檢查這個(gè)程序文件，特別對(duì)程序頭及程序尾部分的語句進(jìn)行檢查，如有必要可以修改。（2）誤差控制：包括插補(bǔ)誤差控制、殘余高度（表面粗糙度）控制等。（6）其他：如對(duì)機(jī)床及刀具的損耗程度、程序的規(guī)范化程度等。2．?dāng)?shù)控程序人員的基本要求為了編制高質(zhì)量的數(shù)控加工程序，數(shù)控編程人員必須掌握一定的數(shù)控加工相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括：數(shù)控加工原理、數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、分類及機(jī)床坐標(biāo)系。3．CAM編程的學(xué)習(xí)交互式圖形編程技術(shù)的學(xué)習(xí)也就是我們常說的CAM編程的要點(diǎn)可分3個(gè)方面：（1）學(xué)習(xí)CAD/CAM軟件應(yīng)重點(diǎn)把握核心功能的學(xué)習(xí)，因?yàn)镃AD/CAM軟件的應(yīng)用也符合所謂的“20/80原則”，即80%的應(yīng)用僅需要使用20%的功能。 CAD/CAM軟件數(shù)控編程功能分析及軟件簡介CAD/CAM軟件發(fā)展到今天，已經(jīng)變得相當(dāng)成熟。（2）參數(shù)管理：參數(shù)（如加工對(duì)象、刀具參數(shù)、加工工藝參數(shù)等）的設(shè)置是交互式圖形編程的主要操作內(nèi)容，因此也是CAD/CAM軟件數(shù)控編程的主要功能組成部分。（5）刀軌的編輯和修改：提供多種編輯手段（如增加、刪除、修改刀軌段等手段）使用戶對(duì)編制的數(shù)控刀軌進(jìn)行修改。（7）工藝文檔生成：將機(jī)床操作人員所需要的工藝信息（如程序名稱、加工次序、刀具參數(shù)等）編寫成標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的文檔。1．CimatronCimatron軟件出自著名軟件公司以色列Cimatron公司，Cimatron E的CAD/CAM軟件解決方案包括一套易于3D設(shè)計(jì)的工具，允許用戶方便的處理獲得的數(shù)據(jù)模型或進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)。Cimatron快速鉆孔程序是一個(gè)基于知識(shí)庫的自動(dòng)產(chǎn)生鉆孔程序，它能使代碼產(chǎn)時(shí)間動(dòng)態(tài)地減小90%，且對(duì)任何格式下的CAD模型操作都非常簡便。程序自動(dòng)創(chuàng)建進(jìn)退刀方式，并且根據(jù)實(shí)際的刀具載荷自由地調(diào)整進(jìn)給速度。（4）5軸加工Cimatron為用戶提供了從定位5軸到多軸聯(lián)動(dòng)的全方位加工功能。幫助用戶產(chǎn)生最佳的加工方案，從而提高加工效率，減少手工修整，快速產(chǎn)生粗、精加工路徑，并且任何方案的修改和重新計(jì)算幾乎在瞬間完成，縮短85%的刀具路徑計(jì)算時(shí)間，對(duì)2～5軸的數(shù)控加工包括刀柄、刀夾進(jìn)行完整的干涉檢查與排除。新版本的其他改進(jìn)還將包括全局余量控制，加強(qiáng)了粗加工中平面銑的功能，同時(shí)讓Delcam專利的擺線加工策略中對(duì)弧度的控制更容易操作。它集二維繪圖、三維實(shí)體造型、曲面設(shè)計(jì)、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑摸擬及真實(shí)感摸擬等多功能于一身，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設(shè)計(jì)、CNC銑床、CNC車床或CNC線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復(fù)雜的零件。CAXA制造工程師基于微機(jī)平臺(tái)，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學(xué)習(xí)和操作，并且價(jià)格較低。CAXA制造工程師提供了優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工編程工具。通用的后置處理可向任何數(shù)控系統(tǒng)輸出加工代碼。6．其他CAD/CAM軟件其他常用的CAD/CAM軟件的還包括DASAL公司的CATIA、Pathtrace 公司的EdgeCAM、SolidCAM公司的SolidCAM、TekSoft公司的CAMWorks、HZS公司的SPACEE，等等。1．設(shè)計(jì)模塊（1）強(qiáng)大的二維繪圖功能：可以快速高效地繪制、編輯復(fù)雜的二維圖形，并能夠方便地對(duì)二維圖形進(jìn)行尺寸標(biāo)注、圖形注釋和圖案填充等工作，還可以打印工程圖樣。2．銑削加工模塊Mastercam（2～5軸加工）的Operations Manager（操作管理器）把同一加工任務(wù)的各項(xiàng)操作集中在一起。當(dāng)零件幾何模型或加工參數(shù)修改后，Mastercam能迅速準(zhǔn)確地自動(dòng)更新相應(yīng)的刀具路徑，無須重新設(shè)計(jì)和計(jì)算刀具路徑。修改幾何模型后，相關(guān)的尺寸標(biāo)注自動(dòng)更新。這些轉(zhuǎn)換器包括IGES、Parasolid TM、SAT（ACIS Solids）、DXF、CADL、VDA、STL及ASCII等。實(shí)體切割路徑驗(yàn)證切削可以查看毛坯材料的實(shí)體切割過程；并可以查看在線切割路徑里任何一點(diǎn)的行動(dòng)信息，具有強(qiáng)有力的零件模型化功能。一般而言，工作站的圖形性能要優(yōu)于微機(jī)，但隨著微機(jī)性能的飛速提高，它與工作站的性能差別也越來越小。目前常用的CAM軟件種類較多，其中的基本功能大同小異，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出各自的特色。2．?dāng)?shù)控加工基本原理機(jī)床上的刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為表面成形運(yùn)動(dòng)，簡稱成型運(yùn)動(dòng)或切削運(yùn)動(dòng)。刀具的中心點(diǎn)沿著刀軌依次經(jīng)過每一個(gè)刀位點(diǎn)，從而切削出工件的形狀。在數(shù)控加工誤差中，與數(shù)控編程直接相關(guān)的有兩個(gè)主要部分：（1）刀軌的插補(bǔ)誤差。刀具的表面成型運(yùn)動(dòng)通常分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 1圖14 刀軌的插補(bǔ)誤差 圖15 刀軌的殘余高度3．?dāng)?shù)控加工刀位計(jì)算如前所述，數(shù)控編程的核心內(nèi)容是計(jì)算數(shù)控刀軌上的刀位點(diǎn)。這種偏置關(guān)系取決于刀具的形狀和大小。刀位點(diǎn)是在加工表面的偏置面上。圖18（b）為等高線刀軌（又稱環(huán)切刀軌），即所有刀位點(diǎn)都分布在與刀軸（z軸）垂直的一組平行平面內(nèi)。如果刀具中心能夠完全按照理想刀軌運(yùn)動(dòng)，其加工精度無疑將是最理想的。 （a）行切刀軌 （b）等高線刀軌圖18 刀軌形式圖以上所描述的僅僅是刀位點(diǎn)計(jì)算的基本思路，而CAM軟件中實(shí)際采用的計(jì)算方法要復(fù)雜得多，而且隨著軟件的不同會(huì)有許多具體的變化。1970年首次展出了第一臺(tái)用計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床（CNC）。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（15000r/min以上的機(jī)種），現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。由于減少非加工時(shí)間是提高加工效率的有效途徑，因此復(fù)合功能的機(jī)床是近年來發(fā)展很快的機(jī)種，其核心是在一臺(tái)機(jī)床上要完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種操作工序。 （3）安全與環(huán)保：凡是可能傷害人身的地方都加有安全警示裝置。（4）外觀：機(jī)床制造商更注重機(jī)床的人性化設(shè)計(jì)，造型美觀和色調(diào)的協(xié)調(diào)柔和，其機(jī)床精品更向工藝品方向發(fā)展。所謂伺服，是指有關(guān)的傳動(dòng)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)，均嚴(yán)格依照數(shù)控裝置的控制指令實(shí)現(xiàn)。故該類控制方式，僅限于精度不高的經(jīng)濟(jì)型中、小數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)。由于絲杠螺距誤差，以及受載后絲杠、軸承變形等影響，半閉環(huán)對(duì)檢測結(jié)果的校正并不完全，控制精度比閉環(huán)要低一些。目前，一般數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)多為半閉環(huán)控制，閉環(huán)則用于精度要求較高的機(jī)床，例如，高精度鏜銑加工中心。l 輪廓控制數(shù)控機(jī)床：能對(duì)兩個(gè)或更多的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制（多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)），刀具運(yùn)動(dòng)軌跡可為空間曲線。l 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床：精度及穩(wěn)定性較高，價(jià)格適中，應(yīng)用最普及。l 三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床：可完成復(fù)雜型面的加工，數(shù)控銑床中以三坐標(biāo)數(shù)控銑床最常見，在機(jī)械制造、模具制造中廣泛應(yīng)用。l 立式數(shù)控機(jī)床：立式數(shù)控機(jī)床的主軸相對(duì)于工作臺(tái)垂直放置，它能完成銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋等工序。通常配置一個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸（回轉(zhuǎn)工作臺(tái)）。4．?dāng)?shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)的基本坐標(biāo)系。然而不管是刀具移動(dòng)還是工件移動(dòng)，機(jī)床坐標(biāo)系永遠(yuǎn)假定刀具相對(duì)于靜止的工件而運(yùn)動(dòng)。刀具沿與地面垂直的方向上下運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件在與刀具垂直的平面（即與地面平行的平面）內(nèi)運(yùn)動(dòng)。若以x′、y′、z′表示工作臺(tái)和刀具的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，而以x、y、z表示刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，則顯然有x′= x、y′=y、z′=z。為了方便起見，在數(shù)控編程時(shí)往往采用工件上的局部坐標(biāo)系（稱為工件坐標(biāo)系），即以工件上的某一點(diǎn)（工件原點(diǎn)）為坐標(biāo)系原點(diǎn)進(jìn)行編程。由于手工編程難以承擔(dān)復(fù)雜曲面的編程工作，因此自第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世不久，美國麻省理工學(xué)院即開始研究自動(dòng)編程的語言系統(tǒng)，稱為APT（Automatically Programmed Tools）語言。它是通過專用的計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)的。這是因?yàn)椋海?）手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)，自動(dòng)編程中許多核心的經(jīng)驗(yàn)都是來源于手工編程。（3）在某些特殊情況下無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程，需要采用手工方式進(jìn)行。一般情況下，一個(gè)基本的數(shù)控程序由以下幾個(gè)部分組成：（1）程序起始符。單列一行，有兩種形式：一種是以規(guī)定的英文字母（通常為O）為首，后面接若干位（通常為2位或4位）的數(shù)字，如O523，也可稱為程序號(hào)；另一種是以英文字母、數(shù)字和符號(hào)混合組成，比較靈活。每個(gè)程序段又由若干個(gè)程序字（WORD）組成，每個(gè)程序字表示一個(gè)功能指令，因此又稱為功能字，它由字首及隨后的若干個(gè)數(shù)字組成（例如，X100）。（4）程序結(jié)束符。 常用的數(shù)控指令數(shù)控程序字按其功能的不同可分為若干種類型，下面分別予以簡單介紹。它是控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)的主要功能類別。如刀具以250mm/min的速度直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)（100，100，100）的指令格式為：G01 F250（3）G0G03：順時(shí)針和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)，即刀具以指定的速度以圓弧運(yùn)動(dòng)到指定的位置。例如，G02 X100. Y100. I50. J50. F250表示刀具以250mm/min的速度沿一順時(shí)針圓弧運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)（100，100），該圓弧的圓心相對(duì)于起點(diǎn)的坐標(biāo)增量為（50，50）。用半徑為R的刀具切削工件時(shí)，刀軌必須始終與切削輪廓有一個(gè)距離為R的偏置，在手工編程中進(jìn)行這種偏置計(jì)算往往十分麻煩。在交互式圖形編程中，由于刀軌是在工件表面的偏置面上計(jì)算得到的，因此不需要再進(jìn)行半徑補(bǔ)償，即一般不使用G40～G42指令。G92是根據(jù)刀具起始點(diǎn)與加工坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系確定加工坐標(biāo)系，其格式示例為：G92 表示刀具當(dāng)前位置（一般為程序起