数控毕业论文（精编5篇）
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数控毕业论文1
摘要：高速切削技术是机械制造业发展的必然趋势，其应用将大幅度地提高加工效率和加工质量。高速切削技术不仅涉及到高速切削加工工艺及高速切削机理，而且包括高速切削所用的刀具、机床等诸多因素。本文着重介绍了高速切削各相关技术的研究动态，并对高速切削技术的应用前景进行了展望。
关键词：数控技术 数控高速加工 数控加工技术
一、高速加工的技术优势
高速加工在切削原理上是对传统切削认识的突破。据资料介绍，在国外的高速加工试验中已经证实，当切削速度超过一定值(V=600m/min)后，切削速度再增高，切削温度反而降低，在切削过程中产生的热量进入切削并从工件处被带走。试验条件下的测试证明了在大多数应用情况下，切削时工件温度的上升不会超过3℃。相应地，在已给定的金属切除率下，当切削速度超过某一数值之后，实际切削力会近似保持不变。
经过理想的高速加工后，切屑变形及其收缩加工的实现与应用对航空制造业有着重要的意义。高速加工自身必须是一个各相关要素相互协调的系统，是多项先进技术的综合应用，为此机床厂商应进行大力的开发研制，推出与高速加工相关的新技术设备。
二、数控高速加工的发展现状
实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具(工具)、数控机床(设备),在机械制造业得到广泛应用，相应的管理模式、技术、理念随之融入企业。在我国航天、航空、汽轮机、模具等行业，程度不同地应用了高速加工技术，其间的差距在于国家对该行业投入资金、引进政策等支持的多少，以及企业家们对高速加工系统技术认识的深浅。相对于汽车制造业而言，这类机械制造行业基本上是属于工艺离散型制造业。其高速加工技术主要表征在对高速数控机床与刀具技术的应用上。目前国内已引进的加工中心、数控镗、铣床主轴转速一般≤8 000r/min(极少有12 000r/min),快进速度≤40m/min。对铸铝、锻铝合金体、高强度铸铁和结构钢件，多采用超细硬质合金、涂层硬质合金刀具材料和标准结构的各类刀具加工。超硬刀具材料及专用结构刀具应用还较少，加之机床主轴转速偏低，一般不能进入高速切削领域。以铣削加工为例，这些行业加工铝合金工件：切削速度1 000m/min,进给速度15m/min,每齿进刀量。车削：切削速度700m/min。铣削铸铁、结构钢(含不锈钢)工件：切削速度500m/min,进给速度10m/min,每齿进刀量。上述行业中，数控设备利用率仅为25%左右。预计“十五”期间，上述行业将会在应用高速加工技术方面发生跳跃式的进步与发展。
三、数控高速加工机床的关键技术
高速机床是实现高速切削加工的前提和关键。具有高精度的高转速主轴，具有控制精度高的高轴向进给速度和进给加速度的轴向进给系统，又是高速机床的关键所在。分述如下：
1. 高速主轴
高速主轴是高速切削最关键零件之一。目前主轴转速在10 000～20 000 r/ min的加工中心越来越普及，转速高达100 000 r/ min、200 000 r/ min、250 000 r/ min的实用高速主轴也正在研制开发中。高速主轴转速极高，主轴零件在离心力作用下产生振动和变形，高速运转摩擦和大功率内装电机产生的热会引起高温和变形，所以必须严格控制。为此对高速主轴提出如下性能要求：(1)高转速和高转速范围；(2)足够的刚性和较高的回转精度；(3)良好的热稳定性；(4)大功率；(5)先进的润滑和冷却系统；(6)可靠的主轴监测系统。
2. 快速进给系统
高速切削时，为了保持刀具每齿进给量基本不变，随着主轴转速的提高，进给速度也必须大幅度地提高。目前高速切削进给速度已高达50m/min～120m/min,要实现并准确控制这样的进给速度对机床导轨、滚珠丝杠、伺服系统、工作台结构等提出了新的要求。而且，由于机床上直线运动行程一般较短，高速加工机床必须实现较高的进给加减速才有意义。为了适应进给运动高速化的要求，在高速加工机床上主要采用如下措施：(1)采用新型直线滚动导轨，直线滚动导轨中球轴承与钢导轨之间接触面积很小，其摩擦系数仅为槽式导轨的1/ 20左右，而且使用直线滚动导轨后，“爬行”现象可大大减少；(2)高速进给机构采用小螺距大尺寸高质量滚珠丝杠或粗螺距多头滚珠丝杠，其目的是在不降低精度的前提下获得较高的进给速度和进给加减速度；(3)高速进给伺服系统已发展为数字化、智能化和软件化，高速切削机床己开始采用全数字交流伺服电机和控制技术；(4)为了尽量减少工作台重量但又不损失刚度，高速进给机构通常采用碳纤维增强复合材料；(5)为提高进给速度，更先进、更高速的直线电机己经发展起来。直线电机消除了机械传动系统的间隙、弹性变形等问题，减少了传动摩擦力，几乎没有反向间隙。直线电机具有高加、减速特性，加速度可达2g,为传统驱动装置的10～20倍，进给速度为传统的4～5倍，采用直线电机驱动，具有单位面积推力大、易产生高速运动、机械结构不需要维护等明显优点。
3. 高速切削刀具技术
(1)刀具材料。高速切削加工要求刀具材料与被加工材料的化学亲合力要小，并具有优异的机械性能和热稳定性，抗冲击、耐磨损。目前在高速切削中常用的刀具材料有单涂层或多涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼(CBN)、聚晶金刚石等。
(2)高速切削刀具结构。高转速引起的离心力在高速切削中会使抗弯强度和断裂韧性都较低的刀片发生断裂，除损伤工件外，对操作者和机床会带来危险。因此，高速切削刀具除了满足静平衡外还必须满足动平衡要求。动平衡一般对小直径刀具要求不严，对大直径刀具或盘类刀具要求严格。外伸较长的刀具，必须进行动平衡。另外需要对刀具、夹头、主轴等每个元件单独进行平衡，还要对刀具与夹头组合体进行平衡。最后，将刀具连同主轴一起进行平衡。但目前还没有统一的平衡标准，对ISO1940-1标准中的平衡质量G值为平衡标准也有不同的看法，有的企业以G1为标准(所谓G1,即刀具在10 000r/min回转时，回转轴与刀具中心轴线之间只允许相差1Lm),有的以G215为标准。
(3)高速切削刀具几何参数。高速切削刀具刀刃的形状正向着高刚性、复合化、多刃化和表面超精加工方向发展。刀具几何参数对加工质量、刀具耐用度有很大的影响，一般高速切削刀具的前角平均比传统加工刀具小10b,后角约大5b～8b。为防止刀尖处的热磨损，主、副切削刃连接处应采用修圆刀尖或倒角刀尖，以增大刀尖角，加大刀尖附近刃区切削刃的长度，提高刀具刚性和减少刀刃破损的概率。
(4)高速切削刀柄系统。加工中心主轴与刀具的连接大多采用7B24锥度的单面夹紧刀柄系统，ISO、CAT、DIN、BT等都属此类。用在高速切削加工时，这类系统出现了许多问题，主要表现为：刚性不足、ATC(自动换刀)的重复精度不稳定、受离心力作用的影响较大、刀柄锥度大，不利于快速换刀及机床的小型化。针对这些问题，为提高刀具与机床主轴的连接刚性和装夹精度，适应高速切削加工技术发展的需要，相继开发了刀柄与主轴内孔锥面和端面同时贴紧的两面定位的刀柄。两面定位刀柄主要有两大类：一类是对现有7B24锥度刀柄进行的改进性设计，如BIG-PLUS、WSU、ABSC等系统；另一类是采用新思路设计的1B10中空短锥刀柄系统，有德国开发的HSK、美国开发的KM及日本开发的NC5等几种形式。
4. 高速切削工艺
高速切削具有加工效率高、加工精度高、单件加工成本低等优点。高速加工和传统加工工艺有所不同，传统加工认为，高效率来自低转速、大切深、缓进给、单行程，而在高速加工中，高转速、中切深、快进给、多行程则更为有利。高速切削作为一种新的切削方式，目前尚没有完整的加工参数表可供选择，也没有较多的加工实例可供参考，还没有建立起实用化的高速切削数据库，在高速加工的工艺参数优化方面，也还需要做大量的工作。高速切削NC编程需要对标准的操作规程加以修改。零件程序要求精确并必须保证切削负荷稳定。多数CNC软件中的自动编程都还不能满足高速切削加工的要求，需要由人工编程加以补充。应该采用一种全新的编程方式，使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线。目前， Cimatron、Mastercam、UG、Pro/E等CAM软件，都已添加了适合于高速切削的编程模块。
5. 高速机床的床身、立柱和工作台
通过计算机辅助工程的方法，特别是用有限元进行优化设计，能获得减轻重量、提高刚度的床身和工作台。
四、结语
高速加工技术是现代先进制造技术之一，其产生是市场经济全球化和各种先进技术发展的综合结果。在此背景下，高速加工技术应运而生，逐步发展成为综合性系统工程技术，并得到越来越广泛的应用。高速加工的巨大吸引力在于实现高速加工的同时，保证了高速加工精度。航空航天、汽车及模具制造业对高速加工的认同与强烈要求，推动着高速加工技术在国际上的发展。
参考文献：
宾鸿赞。加工过程数控[M].武汉：华中科技大学出版社，.
朱晓春。数控技术[M].北京：机械工业出版社，2004.
周正干，王美清，李和平。高速加工的核心技术和方法[J].航空制造 技术，(3).
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数控的毕业论文2
关于数控的毕业论文
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数控车床加工刀具补偿
[摘要]本文以数控车床车刀具补偿为研究，分析了刀具位置补偿的原理和应用，并且分析了刀尖圆弧在加工中产生误差，从而确定在数控加工中必须进行刀尖圆弧半径补偿。同时研究了刀尖方位的确定和刀尖圆弧半径补偿指令的应用。
[关键词]数控车床 刀具补偿 原理和应用 误差
1 引言
数控车床在改变加工对象时，除了重新装卡零件和更换刀具外，只需更换零件加工程序即可加工出所要求的零件，而不需要对车床进行复杂的调整，具有很高的工艺适应性及灵活性。
刀具补偿的实现是十分重要，它不仅对被加工零件的质量影响巨大，而且可以决定着机床功效的发挥和安全生产的顺利进行。
所以无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的确定刀具补偿，是提高加工质量和加工效率的前提。
2 刀具补偿的意义和类型
刀具补偿功能是用来补偿刀具实际安装位置(或实际刀尖圆弧半径)与理论编程位置(或刀尖圆弧半径)之差的一种功能。
使用刀具补偿功能后，改变刀具，只需要改变刀具位置补偿值，而不必变更零件加工程序。
刀具补偿分为刀具位置补偿(即刀具偏移补偿)和刀尖圆弧半径补偿两种功能。
3 刀具位置补偿
刀具位置补偿值定义
工件坐标系设定是以刀具基准点(以下简称基准点)为依据的，零件加工程序中的指令值是刀位点(刀尖)的位置值。
刀位点到基准点的矢量，即刀具位置补偿值。
刀具位置补偿基准
刀具位置补偿基准设定
当系统执行过返回参考点操作后，刀架位于参考点上，此时刀具基准点与参考点重合。
刀具基准点在刀架上的位置，由操作者设定。
一般可以设在刀夹更换基准位置或基准刀具刀位点上。
有的机床刀架上由于没有自动更换刀夹装置，此时基准点可以设在刀架边缘上；也有用第一把刀作为基准刀具，此时基准点设在第一把刀具的刀位点上。
刀具位置补偿方式
分为绝对补偿和相对补偿两种方式。
1)绝对补偿
当机床回到机床零点时，工件坐标系零点，相对于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向距离。
当执行刀偏补偿时，各刀以此值设定各自的。加工坐标系。
补偿量可用机外对刀仪测量或试切对刀方式得到。
2)相对补偿
在对刀时，确定一把刀为标准刀具，并以其刀尖位置A为依据建立工件坐标系。
这样，当其他各刀转到加工位置时，刀尖位置B相对标刀刀尖位置A就会出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用，因此应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏置值△x、△z进行补偿，使刀尖位置B移至位置A。
标准刀具偏置值为机床回到机床零点时，工件坐标系零点相对于工作位上标准刀具刀尖位置的有向距离。
刀具位置补偿类型
刀具位置补偿可分为刀具几何形状补偿(G)和刀具磨损补偿(w)两种，需分别加以设定。
刀具几何形状补偿实际上包括刀具形状几何偏移补偿和刀具安装位置几何偏移补偿，而刀具磨损偏移补偿用于补偿刀尖磨损。
刀具位置补偿代码
刀具位置补偿功能是由程序段中的T代码来实现。
T代码后的4位数码中，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。
刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号，该寄存器中放有刀具的几何偏置量和磨损偏置量(X轴偏置和Z轴偏置)。
刀具偏移号有两种意义，既用来开始偏移功能，又指定与该号对应的偏移距离。
当刀具补偿号为00时，表示不进行刀具补偿或取消刀具补偿。
4 刀尖圆弧半径补偿
理想刀具和实际刀具
理想刀具是具有理想刀尖A的刀具。
但实际使用的刀具，在切削加工中，为了提高刀尖强度，降低加工表面粗糙度，通常在车刀刀尖处制有一圆弧过渡刃；—般的不重磨刀片刀尖处均呈圆弧过渡，且有一定的半径值；即使是专门刃磨的“尖刀”，其实际状态还是有一定的圆弧倒角，不可能绝对是尖角。
因此，实际上真正的刀尖是不存在的，这里所说的刀尖只是一“假想刀尖”。
刀具半径补偿意义
数控程序是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺寸编制的。
车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖点或刀尖圆弧圆心点。
但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。
当加工与坐标轴平行的圆柱面和端面轮廓时，刀尖圆弧并不影响其尺寸和形状，但当加工锥面、圆弧等非坐标方向轮廓时，由于刀具切削点在刀尖圆弧上变动，刀尖圆弧将引起尺寸和形状误差，造成少切或多切。
这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧，造成的加工误差，可用刀尖圆弧半径补偿功能来消除。
刀具半径补偿类型
(1)刀具半径左补偿。
从垂直于加工平面坐标轴的正方向朝负方向看过去，沿着刀具运动方向(假设工件不动)看，刀具位于工件左侧的补偿为刀具半径左补偿。
用G41指令表示。
(2)刀具半径右补偿。
从垂直于加工平面坐标轴的正方向向负方向看过去，沿着刀具运动方向(假设工件不动)看，刀具位于工件右侧的补偿为刀具半径右补偿。
用G42指令表示。
刀具半径补偿的执行过程
(1)刀具半径补偿的建立。
刀具补偿的建立使刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀尖圆弧半径。
刀补程序段内必须有GoO或G01功能才有效，偏移量补偿必须在一个程序段的执行过程中完成，并且不能省略。
(2)刀具半径补偿的执行。
执行含G41、G42指令的程序段后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏移量。
G41、G42指令不能重复规定使用，即在前面使用了G41或G42指令之后，不能再直接使用G42或G41指令。
若想使用，则必须先用G40指令解除原补偿状态后，再使用G42或G41，否则补偿就不正常了。
(3)刀具半径补偿的取消。
在G41、G42程序后面，加入G40程序段即是刀具半径补偿的取消。
刀具半径补偿取消G40程序段执行前，刀尖圆弧中心停留在前一程序段终点的垂直位置上，G40程序段是刀具由终点退出的动作。
数控车床采用刀尖圆弧半径补偿进行加工时，如果刀具的刀尖形状和切削时所处的位置不同，刀具的补偿量与补偿方向也不同。
因此假想刀尖的方位必须同偏置值一起提前设定。
车刀假想刀尖的方向是从刀尖R中心看理论刀尖的方向，由刀具切削时的方向决定。
系统用T表示假想刀尖的方向号，假想刀尖的方向与T代码之间的关系。
5 结束语
刀具补偿功能的作用主要在于简化程序，即按零件的轮廓尺寸编程。
在加工前，操作者测量实际的刀具长度、半径和确定补偿正负号，作为刀具补偿参数输入数控系统，使得由于换刀或刀具磨损带来刀具尺寸参数变化时，虽照用原程序，却仍能加工出合乎尺寸要求的零件。
此外，刀具补偿功能还可以满足编程和加工工艺的一些特殊要求。
参考文献
[1]晏初宏，数控加工工艺与编程[M]，北京：化学工业出版社，
[2]孙德茂，数控机床车削加工直接编程技术[M]，北京：机械工业出版社，
数控技术求职信3
就业方向：立足“长株潭”，面向“长三角”、“珠三角”，在国有大中型铁路设备制造企业、外资合资机械设备制造企业、大中型数控设备制造维修企业从事数控设备操作、数控加工工艺与编程、数控设备维护、机械加工生产组织与管理、数控机床及其它数控设备的制造与装配、安装与调试、数控系统或设备的销售、技术管理与机电产品的销售服务等工作。该专业毕业生适应与数控相关的工作能力强，特别适合自主创业。一直是人力资源市场最受欢迎的专业人才之一，就业前景非常广阔。
毕业生主要从事数控设备操作、数控加工工艺与编程、数控设备维护、机械加工生产组织与管理、数控机床及其它数控设备的制造与装配、安装与调试、技术管理与机电产品的销售服务等工作。
就业方向：可从事数控加工工艺与数控加工程序编制、数控设备的操作及维护等岗位就业，也可从事cad/cam软件应用、数控系统或设备的销售、技术服务，或车间生产管理等岗位工作。
就业前景：我国数控专业人才的缺口在60万左右，每年的人才需求以30%增长，数控专业是真正的“紧缺技能型”专业，该专业毕业生一直是人力资源市场最受欢迎的专业人才之一，就业前景非常广阔，待遇极其可观。
毕业生主要从事数控设备操作、数控加工工艺与编程、数控设备维护、机械加工生产组织与管理、数控机床及其它数控设备的制造与装配、安装与调试、技术管理与机电产品的销售服务等工作。
本专业毕业生能在相关企业从事数控机床的装配、调试、维护、检修，数控机床的编程与加工操作，数控机床的管理机械制造等工作。
就业方向：从事生产管理、数控编程与加工操作、数控设备安装、调试与维修、数控设备售后服务等工作
本专业毕业生主要面向各类机械制造企业，从事数控生产线的操作、工艺实施、安装调试、维护管理工作。
可以从事计算机数控设备的编程、维护，现场生产管理，产品销售和售后服务等工作。如在英特尔（中国）科技有限公
司、菲利普电磁电子（上海）有限公司、华虹nec等企业担任技术员工作。
就业方向：在国有大中型铁路设备制造企业从事高速铁路电子设备仪器及电子器件的设计与制造，产品检测及设备维护工作；在外资大、中、小型企业从事智能电子产品的设计制造，生产加工，安装、调试、检测，技术管理、销售及技术支持、应用维护等工作；在电子、信息相关企业，从事电子信息产品与设备的销售、技术支持、售后服务与管理等工作。
信息专业的就业方向：面向铁路、互联网、计算机、金融、企事业、电信等行业，从事售前技术支持、系统集成工程师、售后技术支持、系统管理员、网络工程师、网站设计师、网站管理维护员、工程监理师、信息化管理员、数据库工程师、测试工程师、销售经理等工作。本专业学生岗位适应性强，就业机会多。对于比较优秀的学生，特别适合自主创业。由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电一体化综合技术，我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。
灰领层
数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维cad／cam软件，如ug、proe等；熟练掌握数控手工和自动编程技术；适合高
职学校组织培养。适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大，尤其在模具行业非常受欢迎；待遇也较高。
数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、plc和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合高职学校组织培养。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很广，适应与数控相关的工作能力强，需要大量实际经验的积累，目前非常缺乏，其待遇也较高。
金领层
数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际经验，知识面很广。精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计，掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造．是企业（特别是民营企业）的抢手人才，其待遇很高。适合高职学校组织培养。提供特殊的实训措施和名师指导等手段，促其成才。适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。
XXX
20xx年XX月XX日
数控车床论文4
商丘科技职业学院毕业论文（设计）
中 文 摘 要
科学技术的飞速发展改变了世界，也改变了人类的生活，作为新世纪的大学生，应站在时代的前列，掌握现代科学技术知识，调整自已的知识结构和能力。数控知识不仅是一种技能，而且能培养学生的自学能力，和对知识的向往，更加方便了广大用户对数控任务的处理，提高了工作的效率，这给人们带来了很大的方便。
关 键 词：工序划分，刀具选择，图样分析
I
商丘科技职业学院毕业论文（设计）
目录
第一章 引 言。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.1 第二章 数控机床的组成和工作原理。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。2 数控机床的组成和工作原理。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.2 数控车床编程加工方案确定。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.2 确定加工方案的原则。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.2 走刀路线最短。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.3 第三章 坐标系的设定。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。4
机床坐标系。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.4 工作坐标系的设定。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.5 确定刀具起始点的坐标值。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.5 第四章：分析零件图样。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.5 合理确定走刀路线，并使其最短。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.6 合理调用G命令使程序段最少。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.7 第五章 合理安排“回零”路线。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。8 合理选择切削用量。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.8 第六章 编程中细节问题处理。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。9 、注意G04的合理使用。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。9 粗精加工分开编程。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.9 结 论。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.10 参考文献。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。11 II
商丘科技职业学院毕业论文（设计）
引 言
随着制造业的快速发展，各种数控机床的精确性、柔性、可靠性、集成性和宜人性等各方面性能越来越完善，它在自动化加工领域中的占有率也越来越高。数控机床的应用已渗透到机械制造业的各个领域。数控加工越来越普及，企业对数控加工高技能人才的需求也越来越大。国家现在大力培养数控技能人才，要求能迅速掌握数控机床的操作技能。而在数控机床操作中，程序始终贯穿整个零件的加工过程。由于每个人的加工方法不同，编制加工程序也各不相同，但最终的目的是为了提高数控车床的生产效率，因此对于选择最合理的加工路线显得尤为重要。本文将从确定走刀路线、选择合适的G命令等细节出发，分析在数控车削中程序的编制方法以及注意点。
商丘科技职业学院毕业论文（设计）
第二章 数控机床的组成和工作原理
数控机床的组成和工作原理
数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置（CNC）、伺服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。
数控机床的床体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。
数控车床编程加工方案确定
确定加工方案的原则
工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。
在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。
制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。
先粗后精
为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。
当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。
在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续
商丘科技职业学院毕业论文（设计）
加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。
先近后远
这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。
先内后外
对既要加工内表面（内型、腔），又要加工外表面的零件，在制定其加工方案时，通常应安排先加工内型和内腔，后加工外表面。这是因为控制内表面的尺寸和形状较困难，刀具刚性相应较差，刀尖(刃)的耐用度易受切削热影响而降低，以及在加工中清除切屑较困难等。
走刀路线最短
确定走刀路线的工作重点，主要用于确定粗加工及空行程的走刀路线，因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。
走刀路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。
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，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。
优化工艺方案除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时可辅以一些简单计算。
上述原则并不是一成不变的，对于某些特殊情况，则需要采取灵活可变的方案。如有的工件就必须先精加工后粗加工，才能保证其加工精度与质量。这些都有赖于编程者实际加工经验的不断积累与学习。
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第三章 坐标系的设定
工件安装在卡盘上，机床坐标系与工件坐标系一般是不重合的。为了便于编程，必须首先设定工作坐标系，该坐标系与机床坐标系不重合。
机床坐标系
MJ-50数控机床的机床坐标系及机床参考点与机床原点的相对位置如下图。
数控机床开机时，必须先确定机床参考点，只有机床参考点确定以后，车刀移动有依据，否则，不仅编程无基准，还会发生碰撞事故。
机床参考点的位置由设置在机床X向。，Z向滑板上的挡块通过行程开关来确定。当刀架返回机床参考点时，装在X向和Z向滑板上的两挡块分别压下对应的开关，向数控系统发出信号，停止滑板运动，即完成了返回机床参考点的操作。在机床通电之后，刀架返回参考点之前，不论刀架处于什么位置，此时CRT屏幕上显示的X，Z坐标值均为0。当完成了返回机床参考点的操作后，CRT屏幕上立即显示出刀架中心在机床坐标系中的坐标值，即建立机床坐标系。机床参考点在以下三种情况下必须设定：
（1）机床关机以后重新接通电源开关。（2）机床解除急停状态。（3）机床解除超程报警信号。
在以上三种情况下，数控系统失去对机床参考点的记忆，以此必须进行返回机床参考点的操作。
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工作坐标系的设定
当采用绝对值编程时，必须首先设定工作坐标系，该坐标系与机床坐标系不重合。工作坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系，是在编程时使用的，工作坐标系的原点就是工作原点，是人为设置的。数控车床工作原点一般设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。
确定刀具起始点的坐标值
工件坐标系设定后，CRT屏幕上显示的是车刀刀尖相对于工件原点的坐标系。编程时，工件各尺寸的坐标值是相对于工件原点而言的，因此，数控车床的工件原点又是程序原点。
第四章：分析零件图样
分析零件图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件的编制及加工结果。主要包括以下几项内容：
（1）分析加工轮廓的几何条件：主要目的是针对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进 5
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行处理。
（2）分析零件图样上的尺寸公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具的选择及切削用量的确定等。
（3）分析形状和位置公差要求：对于数控切削加工中，零件的形状和位置误差主要受机床机械运动副精度的影响。在车削中，如沿Z坐标轴运动的方向与其主轴轴线不平形时，则无法保证圆柱度这一形状公差要求；又如沿X坐标轴运动的方向与其主轴轴线不垂直时，则无法保证垂直度这一位置公差要求。因此，进行编程前要考虑进行技术处理的有关方案。
（4）分析零件的表面粗糙度要求，材料与热处理要求，毛坯的要求，件数的要求也是对工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。
合理确定走刀路线，并使其最短
确定走刀路线的工作是加工程序编制的重点，由于精加工切削程序走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此主要内容是确定粗加工及空行程的走刀路线。走刀路线泛指刀具从对刀点开始运动起，直到返回该点并结束加工程序所经过的路径。包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。
下图1所示为三种车圆锥方法，用矩形循环命令进行加工，来分析一下走刀路线合理确定。
图1为平行车圆锥法，这种方法是每次进刀后，车刀移动轨迹平行于锥体母线，随
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着每次进刀吃刀，Z相尺寸按一定比例增加，与普车加工锥体方法相同，使初学者易懂。Z向尺寸的计算方法是按公式C=D-d／L得出。若C为1：10，含义是直径X上去除1毫米，长度Z上增加10毫米。按该比例可以很简单的进行编程，并且可以保证每一次车削的余量相同使切削均匀，与FANUC数控指令G73的走刀路线类似。图1b为改变锥角车圆锥法，是随着每一次X向进刀，保持Z向尺寸为图纸尺寸，每一刀都改变了锥角的大小，只有最后一刀是图纸要求的锥角大小。这种车锥法可以不必进行每次Z向尺寸的计算，但在加工中由于Z向尺寸相同，使加工路线较长，同时切削余量不均匀，影响工件的表面尺寸和粗糙度，一般适合于锥面较短，余量不大的锥体中。图1c为阶台加工锥体法，这种加工法是每一次走刀轨迹平行于工件的轴线，加工出许多小的阶台，最后一刀车刀沿锥体斜面进行走刀，这种加工方法要先做1：1比例图，否则易车废工件，由于是台阶状，所以余量不均匀，影响锥面加工质量，此种方法与FANUC数控指令G71类似。
很明显，上述三种切削路线中，如果起刀点相同，则平行法车锥体路线最合理，生产中常用此法进行加工。
合理调用G命令使程序段最少
按照每个单独的几何要素（即直线、斜线和圆弧等）分别编制出相应的加工程序，其构成加工程序的各条程序即程序段。在加工程序的编制工作中，总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工，以使程序简洁，减少出错的几率及提高编程工作的效率。
由于数控车床装置普遍具有直线和圆弧插补运算的功能，除了非圆弧曲线外，程序段数可以由构成零件的几何要素及由工艺路线确定的各条程序得到，这时应考虑使程序段最少原则。选择合理的G命令，可以使程序段减少，但也要兼顾走刀路线最短。如加工上图1的零件，如果毛坯均为棒料，可以用直线插补命令G01进行编程，也可以用矩形循环命令G90进行编程，还可以用复合循环命令G71进行编程，都可以加工该工件。如下图2所示，图2a为用G01命令确定的走刀路线，与图2b用G90命令确定路线相同，但用G01时编程复杂，程序段较多，常用于精加工程序中。图2c为用G71式加工路线，首先走矩形循环进给路线，最后两刀走轮廓的等距线和最终轮廓线，走刀路线不是很长，且切削量相同，切削力均匀，与G70命令合用还可以使程序编制简单编程时常用。如果使用的数控车床没有此命令，应该首先选用G90矩行循环命令进行
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编程。所以在编程中要灵活应用，选用合理的G命令进行程序编制。
对于非曲线轨迹的加工，所需主程序段数要在保证其加工精度的条件下，进行计算后才能得知。这时，一条非圆曲线应按逼近原理划分成若干个主程序段（大多为直线或圆弧），当能满足其精度要求时，所划分的若干个主程序的段数应为最少。这样，不但可以大大减少计算的工作量，而且还能减少输入的时间及内存容量的占有数。
第五章 合理安排“回零”路线
在编制较复杂轮廓的加工程序时，为使其计算过程尽量简化，既不易出错，又便于校核，编程者有时将每一刀加工完后的刀具终点通过执行“回零”指令（即返回对刀点），使其全返回对刀点位置，然后在执行后续程序。这样会增加走刀距离，降低生产效率。因此，在合理安排“回零”路线时，应使其前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量减短，或者为零，即满足走刀路线最短的要求。
合理选择切削用量
数控车削中的切削用量是表示机床主体的主运动和进给运动大小的重要参数，包括背吃刀量、切削速度、进给速度。它们的选择与普车所要求的基本对应一致，但数控车床加工的零件往往较复杂，切削用量按一定的原则初定后，还应结合零件实际加工情况随时进行调整，调整方法是利用数控车床的操作面板上各种倍率开关，随时进行调整，来实现切削用量的合理配置，这对操作者来说应该具有一定的实际生产加工经验。
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第六章 编程中细节问题处理
、注意G04的合理使用
G04为暂停指令，其作用是刀具在一个指令的时间内暂停止加工。该指令由于不做实际的切削运动，常常被忽略。但它在对于保证加工精度及在切槽、钻孔改变运动等方面都有很好的好处，常用于以下几种情况：
（1）切槽、钻孔时为了保证槽底、孔底的的尺寸及粗糙度应设置G04命令。
（2）当运行方向改变较大时，应在该改变运行方向指令间设置G04命令。
（3）当运行速度变化很大时应在其运行指令改变时设置 G04命令。
（4）利用G04进行断削处理，根据粗加工的切削要求，可对以连续运动轨迹进行分段加工安排，每相邻加工段中间用G04指令将其隔开。加工时，刀具每进给一段后，即安排所设定较短的延时时间（秒）实施暂停，紧接着在进给一段，直至加工结束。其分段数的多少，视断削要求而定，当断削不够理想时，要增加分段数。
粗精加工分开编程
为了提高零件的精度并保证生产效率，车削工件轮廓的最后一刀，通常由精车刀来连续加工完成，因此，粗精加工应分开编程。并且，刀具的进、退位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中切入切出或换刀及停顿，以免因切削力的突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接的轮廓上产生划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。
编程时常取零件要求尺寸的中值作为编程尺寸依据。如果遇到比机床所规定的最小编程单位还要小的数值时，应尽量向其最大实体尺寸靠拢并圆整。如图纸尺寸为Ø 80+00、026则编程时写。
编程时尽量符合各点重合的原则。也就是说，编程的原点要和设计的基准、对刀点的位置尽量重合起来，减少由于基准不重合所带来的加工误差。在很多情况下，若图样上的尺寸基准与编程所需要的尺寸基准不一致，故应首先将图样上的各个基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。当需要掌握控制某些重要尺寸的允许变动量时，还要通过尺寸链解算才能得到，然后才可进行下一步编程工作。
巧利用切断刀倒角。对切断面带较小倒角的零件，在批量车削加工中比较普遍，为了便
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于切断并避免掉头倒角，可巧利用切断刀同时完成车倒角和切断两个工序，效果较好。同时切刀有两个刀尖，在编程中要注意使用哪个刀尖及刀宽问题，防止对刀加工时出错。总之，数控车床的编程总原则是先粗后精、先进后远、先内后外、程序段最少、走刀路线最短，这就要求我们在编程时，特别注意理论联系实际，并在大量的实践中，对所学的知识进行验证或修正，做到编制的程序最实用。
结 论
掌握数控编程基本方法并在此基础上有更大的提高，必须进行大量的编程练习和实际操作，在实践中积累丰富的经验。编程前，要做大量的准备工作，如：
了解数控机床的性能和规格；熟悉数控系统的功能及操作；加强工艺、刀具和夹具知识的学习，掌握工艺编制技术，合理选择刀具、夹具及切削用量等，将工艺等知识融入程序，提高程序的质量；养成良好的编程习惯和风格，如程序中要使用程序段号、字与字之间要有空格、多写注释语句等，使程序清晰，便于阅读和修改；编程时尽量使用分支语句、主程序及宏功能指令，以减少主程序的长度。
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参考文献
Serises 6-T OPERATOR’ in 2.全国数控培训网络天津分中心编。数控编程。北京：机械工业出版社，中国就业培训技术指导中心编。组合机床操作工 北京：中国劳动社会保障出版社。2001 4.劳动和社会保障部教材办公室编。出版社。2004
数控车床操作与编程。11
北京：中国劳动社会保障
刀具位置补偿5
刀具位置补偿值定义
工件坐标系设定是以刀具基准点（以下简称基准点）为依据的，零件加工程序中的指令值是刀位点（刀尖）的位置值。
刀位点到基准点的矢量，即刀具位置补偿值。
刀具位置补偿基准
刀具位置补偿基准设定
当系统执行过返回参考点操作后，刀架位于参考点上，此时刀具基准点与参考点重合。
刀具基准点在刀架上的位置，由操作者设定。
一般可以设在刀夹更换基准位置或基准刀具刀位点上。
有的。机床刀架上由于没有自动更换刀夹装置，此时基准点可以设在刀架边缘上；也有用第一把刀作为基准刀具，此时基准点设在第一把刀具的刀位点上。
刀具位置补偿方式
分为绝对补偿和相对补偿两种方式。
1)绝对补偿
当机床回到机床零点时，工件坐标系零点，相对于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向距离。
当执行刀偏补偿时，各刀以此值设定各自的加工坐标系。
补偿量可用机外对刀仪测量或试切对刀方式得到。
2)相对补偿
在对刀时，确定一把刀为标准刀具，并以其刀尖位置A为依据建立工件坐标系。
这样，当其他各刀转到加工位置时，刀尖位置B相对标刀刀尖位置A就会出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用，因此应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏置值△x、△z进行补偿，使刀尖位置B移至位置A。
标准刀具偏置值为机床回到机床零点时，工件坐标系零点相对于工作位上标准刀具刀尖位置的有向距离。
刀具位置补偿类型
刀具位置补偿可分为刀具几何形状补偿(G)和刀具磨损补偿(w)两种，需分别加以设定。
刀具几何形状补偿实际上包括刀具形状几何偏移补偿和刀具安装位置几何偏移补偿，而刀具磨损偏移补偿用于补偿刀尖磨损。
刀具位置补偿代码
刀具位置补偿功能是由程序段中的T代码来实现。
T代码后的4位数码中，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。
刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号，该寄存器中放有刀具的几何偏置量和磨损偏置量（X轴偏置和Z轴偏置）。
刀具偏移号有两种意义，既用来开始偏移功能，又指定与该号对应的偏移距离。
当刀具补偿号为00时，表示不进行刀具补偿或取消刀具补偿。