铣床论文
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数控铣床论文引言数控铣床作为一种高精度、高效率的金属加工设备,广泛应用于石油、汽车、航空航天等领域。
本论文将从数控铣床的原理和结构、加工过程的优势、发展趋势等方面进行探讨和分析。
一、数控铣床的原理和结构1.1 数控铣床的原理数控铣床是一种通过控制系统来实现铣削加工的设备。
它利用计算机控制系统来控制铣床的动作和加工过程,通过预先编程的方式输入加工参数和轨迹,在铣床上自动完成加工操作。
1.2 数控铣床的结构数控铣床的主要结构包括机床主体、数控系统、电动主轴、刀库、夹具等部件。
机床主体负责支撑和定位工件,数控系统负责控制整个加工过程,电动主轴则提供加工动力,刀库和夹具用于安装刀具和夹持工件。
二、数控铣床的加工过程优势2.1 高精度加工数控铣床利用了计算机的精确定位和控制能力,能够实现高精度的加工。
通过对加工参数的调整,可以控制铣削刀具的轨迹和进给速度,保证加工的精度和表面质量。
2.2 高效率加工相比传统的手动操作或普通铣床加工,数控铣床具有更高的加工效率。
它能够自动化地完成复杂的加工任务,并实现自动换刀、自动测量等功能,大大提高了加工效率。
2.3 灵活多样的加工方式数控铣床可以用于各种形状和精度要求不同的工件加工。
通过对加工程序的编程,可以实现不同形状的轮廓加工、孔加工、螺纹加工等。
同时,数控系统可以存储和调用多个加工程序,可以根据需求随时切换加工方式。
三、数控铣床的发展趋势3.1 智能化随着人工智能和物联网技术的发展,未来的数控铣床将更加智能化。
它可以通过传感器实时感知加工过程的状态,自动调整加工参数,提高加工效率和质量。
同时,智能化的数控铣床还可以与其他设备进行无线通信,实现生产流程的自动化控制。
3.2 高速化为了适应快节奏的现代生产需求,数控铣床的加工速度将会进一步提高。
高速切削技术的应用可以大幅度减少加工时间,提高生产效率。
同时,高速化还需要配备更强大的电动主轴和刀具系统,以确保加工质量和稳定性。
数控铣床加工专科论文随着工业技术的不断进步,数控技术在各个领域的应用越来越广泛,数控铣床作为其中的代表,已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备之一。
数控铣床具有高效、精确、稳定、可靠等多种优点,能够满足日益增长的客户需求,并促进现代工业的快速发展。
然而,虽然数控铣床已经变得非常普及,但其加工的质量和效率却取决于加工人员的技术水平,不同的加工操作也需要不同的技能和经验。
因此,掌握数控铣床加工技术成为熟练操作数控铣床的首要前提。
本文将结合实际情况,从下面三个方面探讨如何提高数控铣床加工的技术。
一、数控铣床的基本结构和运行原理数控铣床主要由机身、工作台、铣头、进给机构、数控系统和液压系统等组成。
数控铣床加工是通过计算机数控系统发出指令,通过进给机构驱动工件在工作台上的移动和铣头在空间内的运动,完成加工操作。
工件的加工方式有平面加工、曲面加工、孔加工和螺旋线加工等。
二、数控铣床加工的技术要点数控铣床加工技术操作过程中要注意以下几点:(1)加工前准备在加工前,要检查工件的尺寸、精度、形状和表面质量等,制定加工方案和参数,并对环境进行清洁和整理。
(2)选择适当加工刀具不同的加工刀具适用于不同的工件材料和加工方式,选择适合的加工刀具,可以提高加工效率和质量。
(3)合理设置加工条件设置合理的加工条件,包括进给速度、转速、切削速度和切削深度等,可以保证加工过程的稳定性和加工效率。
(4)加工过程控制在加工过程中,要关注加工状态和加工情况,通过数控系统进行控制,使其达到预定的加工要求和精度要求。
(5)合理调整和维护设备加工后要及时对数控铣床进行保养和维修,调整调节其零部件和系统,使设备的性能保持最佳状态。
三、数控铣床加工的应用数控铣床加工技术广泛应用于现代制造业中,尤其在航空、航天、汽车、模具、电子、机床和热处理等领域有着广泛的应用。
其精度要求高、加工速度快,成为企业提高生产效率和竞争力的重要途径。
在面对市场竞争的今天,提高操作人员的技术水平和加工设备的稳定性是企业快速发展的关键。
摘要本文主要对X5230普通铣床进行改造,首先分析铣床的加工特点和加工要求确定其主参数,运动和动力参数;根据主参数和改造要求进行主运动系统、进给系统和控制系统硬件电路设计。
主要进行主运动系统和进给系统的机械结构改造及滚珠丝杠和步进电机的选型和校核;对于控制系统由于这里的改造要求是经济型数控铣床,所以采用步进电机开环控制,计算机系统采用高性价比的MCS-51系列单片扩展系统,主要进行中央处理单元的选择、存储器扩展和接口电路设计。
关键词:数控技术;普通铣床;硬件电路;开环控制AbstractThis article mainly carries on the transformation to the X5230 general milling machine, first analyzes the vertical milling machine the processing characteristic and the processing request determines its host parameter, including movement and dynamic parameter; Carry on the host kinematic scheme according to the host parameter and the design request, enters for the system and the control system hardware circuit design. Mainly carries on the host kinematic scheme and enters for the system mechanism design and the ball bearing guide screw and electric stepping motor shaping and the examination; Regarding control system because here mainly aims at the economy numerical control milling machine the transformation of requirements, here uses electric stepping motor open-loop control, the computer system uses the high performance price compared to the MCS-51 series monolithic expansion system, mainly carries on the central processing element the choice, the memory expansion and the connection circuit design .Key words: Numerical control technology;General milling machine;Hardware circuit;Open-loop contro l目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2国内外研究的现状 (1)1.3本文的选题及主要研究内容 (2)1.3.1本文的选题 (2)1.3.2主要研究内容 (2)2 X5230铣床总体改造方案及机械部分设计 (3)2.1 设计要求 (3)2.1.1设计基本思路 (3)2.1.2设备改造前后性能指标 (4)2.2 改造方案的确定 (5)2.2.1改造目的 (5)2.2.2总体方案设计 (5)2.3 传动系统改造设计与计算 (6)2.3.1纵向进给系统的改造设计与计算 (6)2.3.2横向进给系统的改造设计与计算 (12)2.3.3垂向进给系统的改造设计与计算 (16)2.3.4主轴的改造设计 (21)2.4 步进电机的选择 (21)2.4.1纵向进给系统步进电机的确定 (21)2.4.2横向进给系统步进电机的确定 (22)2.4.3垂向进给系统步进电机的确定 (23)3 X5230数控铣床硬件电路设计 (24)3.1概述 (24)3.2控制系统硬件基本组成 (24)3.3控制系统设计 (25)3.4坐标运动系统 (31)3.5电源 (33)3.6 控制台 (34)3.6.1CNC装置的工作过程 (35)3.6.2 CNC装置的主要功能 (36)3.7其他辅助系统 (39)3.7.1铣床的冷却和温度控制 (39)3.7.2工件切削冷却 (40)4 MCS-51系列单片机简介 (40)4.1单片机的选择 (40)4.2 存储器芯片的选择 (41)4.3 I/O接口芯片选择 (42)5 控制系统选型设计 (43)5.1主控微机8031的性能特点 (44)5.2 键盘和显示器接口 (46)5.3 操作按钮的设置及操纵面板 (48)5.4 固态继电器的控制接口电路 (49)6 X5230数控铣床软件设计 (50)6.1各软件流程图 (50)6.1.1 管理软件的设计 (51)6.1.2控制软件的设计 (52)6.2逐点比较插补法的软件设计 (52)6.2.1逐点比较法直线插补 (53)6.2.2逐点比较法圆弧插补 (54)6.2.3逐点比较法的速度分析 (55)6.2.4逐点比较法的象限处理 (56)6.3 铣刀半径补偿的方法 (57)6.4 棱角过渡处理及尝试 (62)参考文献 (64)结论 (65)外文资料 (66)中文译文 (69)致谢 (71)1绪论1.1引言现在数控机床的应用越来越广泛,与普通机床相比,数控机床采用计算机控制,自动化程度高,加工精度好,对于单件小批量及形状复杂零件的加工尤为合适。
数控铣床零件加工工艺分析与程序设计毕业论文数控铣床是一种用数控技术控制刀具在工件上进行铣削加工的设备。
在数控铣床零件加工过程中,合理的工艺分析和程序设计对于保证加工精度和提高加工效率至关重要。
本文将以数控铣床零件加工工艺分析与程序设计为研究内容,分析其重要性并提出相应的设计方法。
首先,工艺分析对于数控铣床零件加工至关重要。
工艺分析是指通过对零件特点、材料性能等进行分析,确定合理的加工方法和加工工艺参数。
在数控铣床零件加工过程中,不同的零件要求不同的加工方法和参数,只有通过工艺分析才能确定最佳的加工工艺路线和参数,以保证零件的加工质量和效率。
工艺分析还可以提前预测可能出现的问题,如加工难度较大的区域、切削力较大的位置等,从而采取相应的措施,保证加工的顺利进行。
其次,程序设计是数控铣床零件加工的核心环节。
程序设计是指根据工艺分析的结果,编写数控程序,以实现对数控铣床的控制。
程序设计的质量直接影响加工结果,良好的程序设计可以提高加工精度和效率。
在程序设计过程中,需要根据零件的几何形状、尺寸和加工要求,确定数控刀具的刀补和补偿方案,编写合理的切削路径和切削轨迹,以保证零件的尺寸精度和表面质量。
此外,程序设计还需要考虑加工过程中可能出现的问题,如加工力的控制、材料的选择等,以提高加工的效率和稳定性。
在数控铣床零件加工工艺分析与程序设计过程中,可以采取以下方法:1.对零件进行全面的分析。
包括几何形状、尺寸、材料特性等方面的分析,确定加工目标和要求。
2.根据零件的特点和加工目标,选择合适的加工方法和加工工艺参数。
如铣床的进给速度、主轴转速、切削进给量等。
3.根据工艺分析结果,编写数控程序。
程序要考虑到零件的几何形状、加工道具的特点和刀具的路径。
4.在程序设计过程中,需要进行模拟实验和试加工。
通过试验和实际加工,检验程序的准确性和可行性。
5.对程序进行评估和调整。
根据试加工和实际情况,对程序进行调整和改进,以提高加工效率和质量。
数控铣床毕业论文数控铣床毕业论文引言:数控铣床是一种高精度、高效率的机床,被广泛应用于制造业。
本篇毕业论文将探讨数控铣床的原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、数控铣床的原理数控铣床是通过计算机控制来实现工件的加工过程。
其原理是将工件固定在工作台上,通过刀具在工件上进行切削、铣削的过程。
数控铣床通过预先编程,可以实现复杂的加工工艺,提高加工效率和精度。
二、数控铣床的应用领域1. 汽车制造业:数控铣床在汽车制造业中扮演着重要角色。
它可以用于加工发动机零部件、车身结构件等。
通过数控铣床,可以实现零部件的高精度加工,提高汽车的性能和质量。
2. 航空航天工业:在航空航天工业中,对零部件的精度要求非常高。
数控铣床可以满足这一需求,用于加工飞机发动机、航天器结构件等。
它的高精度和高效率可以大大提高航空航天产品的质量和生产效率。
3. 电子制造业:在电子制造业中,数控铣床可以用于加工电子元件、电路板等。
它可以实现复杂的加工工艺,提高产品的精度和稳定性。
同时,数控铣床还可以提高生产效率,降低成本。
4. 通用机械制造业:数控铣床在通用机械制造业中也有广泛应用。
它可以用于加工各种机械零部件,如轴承座、齿轮等。
数控铣床可以实现多种工艺要求,满足不同行业的加工需求。
三、数控铣床的未来发展趋势1. 自动化程度的提高:随着科技的不断进步,数控铣床的自动化程度将会不断提高。
未来的数控铣床将会更加智能化,能够自动调整加工参数、检测工件质量等。
2. 加工效率的提升:未来的数控铣床将会更加高效,能够实现更快的加工速度和更高的加工精度。
新的刀具材料和刀具设计将会进一步提高数控铣床的加工效率。
3. 环保节能:未来的数控铣床将注重环保节能。
采用新的材料和设计,减少能源消耗和废料产生。
同时,数控铣床将会更加精确控制切削力,减少能源浪费。
4. 人机交互的改进:未来的数控铣床将会更加人性化,提供更便捷的操作界面和更友好的用户体验。
人机交互的改进将大大提高操作的效率和准确性。
《微型精密铣床的研究和设计》篇一微型精密铣床的研究与设计一、引言随着现代制造业的快速发展,精密铣削技术已成为制造领域中不可或缺的一部分。
微型精密铣床作为精密铣削技术的重要工具,其设计和研究对于提高制造效率和产品质量具有重要意义。
本文旨在探讨微型精密铣床的研究背景、目的和意义,并详细介绍其设计思路、关键技术和实施方案。
二、研究背景与目的随着科技的不断进步,微型化、精密化已成为制造业的发展趋势。
微型精密铣床作为一种高精度、高效率的加工设备,广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而,当前市场上存在的微型精密铣床在性能、精度、稳定性等方面仍存在一定问题。
因此,本文的研究目的是设计一款高性能、高精度的微型精密铣床,以满足现代制造业的需求。
三、设计思路(一)总体设计微型精密铣床的设计应遵循结构紧凑、操作简便、性能稳定的原则。
总体设计包括机床主体、驱动系统、控制系统等部分。
机床主体采用优质铸件,以保证足够的刚性和稳定性。
驱动系统采用高性能伺服电机和精密丝杠,以确保加工过程中的精度和稳定性。
控制系统采用先进的数控系统,实现自动化加工。
(二)关键技术1. 精密传动技术:采用高精度齿轮和轴承,保证传动精度和稳定性。
2. 数控技术:采用先进的数控系统,实现自动化加工和精确控制。
3. 切削参数优化:通过优化切削参数,提高加工效率和表面质量。
四、关键技术设计与实施方案(一)精密传动系统设计精密传动系统是微型精密铣床的核心部分,其设计直接影响机床的加工精度和稳定性。
设计过程中,应选择高精度齿轮和轴承,以保证传动精度。
同时,采用先进的润滑系统,降低传动系统的摩擦和磨损,延长使用寿命。
(二)数控系统设计数控系统是微型精密铣床的“大脑”,负责自动化加工和精确控制。
设计过程中,应选择性能稳定、功能强大的数控系统,实现加工过程的自动化和智能化。
同时,应具备友好的人机界面,方便操作人员进行参数设置和操作。
(三)切削参数优化设计切削参数的优化对于提高加工效率和表面质量具有重要意义。
数控铣床毕业设计论文数控立式铣床工作台滑鞍结构设计第一章概述•现在,随着社会和科学技术的发展,机械产品的日趋精密复杂,且需频繁改型。
普通机床已不能适应这些需求。
数控铣床是机械和电子技术相结合的产物,它的机械结构随着电子控制技术在铣床上的普及应用,以及对铣床性能提出的技术要求,而逐步发展变化。
数控铣削是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一,它除了能铣削普通铣床所能铣削的各种零件表面外,还能铣削普通铣床不能铣削的需要2~5坐标联动的各表面轮廓和立体轮廓。
•数控铣床机械结构的主要特点,•(1)高刚度和高抗震性铣床刚度反映了铣床结构抵抗变形的能力。
为了满足数控铣床高速度、高精度、•高生产率、高可靠性和高自动化的要求,与普通机床相比,数控铣床应有更高的静、动刚度,更好的抗震性。
•(2)减少铣床热变形的影响铣床热变形是影响铣床加工精度的主要影响因素之一。
由于数控铣床主轴转速、进给速度远高于普通铣床,在切削过程中产生大量的热,从而发生热变形,严重影响了加工精度。
•(3)传动系统机械结构简化数控铣床的主轴和进给驱动系统主要是用交流、直流电动机和伺服电机驱动,因为他们调速范围大,并可无极调速,这样使传统大为简化,箱体结构简单。
•(4)高传动效率和无间隙传动装置数控铣床在高进给速度下,工作要求平稳,有高定位精度。
因此,对进给系统中的机械传动装置和元件要有高寿明、高刚度、无间隙、高灵敏度和低摩擦阻力的特点。
•(5)低摩擦因数的导轨要求导轨在高速进给时不振动,低速时不爬行,具有很高的灵敏度,耐磨性要高,精度保持性要好。
•数控铣床主要机械部件包括底座、滑鞍、工作台、立柱、主轴箱箱体等,它们的刚度等影响着数控机床的几何精度和加工精度,所以对数控铣床工作台,滑鞍设计对我认识机床有重要的意义。
第二章导轨的选择、、、、、、、、•、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、形三角形燕尾形圆形•、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、•当导轨与滑块作相对运动时,钢球就沿着导轨上经过淬硬并精密磨削加工而成的四条滚道滚动;在滑块端部,钢球通过反向器反向,进入回珠孔后再返回到滚道,钢球就这样周而复始地进行滚动运动。
毕业论文(设计)课题名称46号零件的数控铣削加工工艺及加工程序编制系别机电一体化专业数控技术班级数控A班学号1232432146学生姓名郑昊深指导教师文丽丽完成日期 2015年4月28日广州科技贸易职业学院教务处制广州科技贸易职业学院毕业论文(设计)任务机电系机电一体化技术(数控技术及应用方向)专业兹发给12级A 班郑昊深同学毕业论文(设计)任务书,内容如下:1、毕业论文(设计)题目:46号零件的数控铣削加工工艺及加工程序编制2、应完成的项目:零件图分析,零件加工工艺分析,零件加工CAM仿真及加工。
3、参考资料以及说明: 1。
《机械设计基础》,2.《模具设计制造》,3。
《数控加工工艺及编程》,4.《计算机辅助制造》等。
机械设计类相关书籍,数控专业书籍以及其他参考书籍,网上资料等。
4、本毕业论文(设计)任务书于2015 年1月25 日发出,应于2015年 4 月30 日前完成。
(论文:附后)指导教师签名:年月日系主任签名: 年月日广州科技贸易职业学院毕业论文(设计)题目:46号零件的数控铣削加工工艺及加工程序编制系别: 机电工程学院班级:12级学生:郑昊深系主任:张红伟指导老师: 文丽丽职称:讲师毕业论文(设计)评语:指导教师签名:年月日成绩评定:系负责人签名:年月日摘要随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛的应用于工业控制的各个领域,尤其在机械制造业中应用十分的广泛。
而中国作为一个制造业的大国,掌握先进的数控加工工艺和好的编程技术也是相当重要的。
本文开篇主要介绍了数控技术的现状及其发展的趋势,紧接着对数控铣削加工工艺做了简要的介绍,使对数控铣削加工工艺有了一个总体的了解.接下来主要是对具体零件的加工工艺的分析,然后用仿真软件指令进行数控编程和仿真加工,最终根据所编写的程序在数控机床上加工出对应的产品。
关键词数控;铣床;数控工艺;编程ABSTRACTAs the development of computer technology ,the Numerical Control Technology has been widely applied to various fields of industial control ,especially in engineering industry 。
数控铣床零件加工工艺分析与程序设计毕业论文一、综述在我们的日常生活中,数控铣床扮演着至关重要的角色。
它就像是一个精密的工匠,能够按照我们的需求,打造出各种复杂的零件。
那么如何更好地利用数控铣床进行零件加工呢?这就是我们今天要探讨的主题——数控铣床零件加工工艺分析与程序设计。
当我们面对一个需要加工的零件时,首先需要考虑的是这个零件的工艺分析。
这就像我们做饭前要有个菜谱一样,知道要先放什么,后放什么才能让饭菜更美味。
对于数控铣床来说,工艺分析就像是它的“菜谱”。
我们需要了解这个零件的材料、形状、大小以及加工要求等等,才能决定如何切削、切削的深度、切削的速度等等。
这一步非常关键,因为它直接影响到后续加工的质量和效率。
接下来就是程序设计了,这一步就像是给数控铣床写“指令”。
我们知道数控铣床是通过计算机控制的,那么我们需要把工艺分析的结果转化为计算机能理解的指令。
这个过程需要专业的知识和技能,因为每一个指令都会直接影响到零件的加工效果。
写指令的过程中,我们要考虑到刀具的路径、切削的速度、换刀的时间等等,确保每一步都准确无误。
1. 背景介绍:数控铣床在现代制造业中的地位和作用走进现代化的制造车间,我们总能被那些精密的机械设备所吸引。
其中数控铣床凭借其独特的优势,在现代制造业中占据了举足轻重的地位。
它不仅仅是一台机器,更是制造业的得力助手,工业发展的得力干将。
数控铣床简单来说,就是一台通过数字化程序控制来进行零件加工的机器。
它的作用可大了去了,在现代化的生产线上,零件的精度和效率要求越来越高,这时候数控铣床就派上了用场。
它可以根据预设的程序,精确地加工出各种复杂形状的零件。
想象一下没有数控铣床的话,很多精密的机械设备可能就无法生产出来,我们的日常生活也会因此受到很大的影响。
可以说数控铣床是现代制造业的“得力助手”。
从汽车、飞机到电子产品,几乎所有的制造行业都离不开它。
随着科技的发展,数控铣床的功能也越来越强大,不仅能加工出更精密的零件,还能提高生产效率。
《微型精密铣床的研究和设计》篇一微型精密铣床的研究与设计一、引言随着现代制造业的快速发展,对高精度、高效率的加工设备需求日益增长。
微型精密铣床作为一种高精度、高效率的加工设备,在航空、汽车、模具等领域得到了广泛应用。
本文将围绕微型精密铣床的研究与设计展开讨论,探讨其设计理念、技术要求以及实现方法。
二、微型精密铣床的设计理念微型精密铣床的设计理念主要体现在以下几个方面:1. 精密性:确保加工过程的精度和稳定性,以满足高精度加工需求。
2. 高效性:提高加工效率,降低生产成本。
3. 可靠性:保证设备的稳定性和耐用性,降低故障率。
4. 灵活性:适应不同加工需求,实现多样化加工。
三、微型精密铣床的技术要求微型精密铣床的技术要求包括:1. 加工范围:根据实际需求,设计合理的加工范围,满足不同工件加工需求。
2. 控制系统:采用先进的控制系统,实现高精度、高效率的加工控制。
3. 驱动系统:选用高性能的驱动系统,保证设备的稳定性和加工精度。
4. 结构设计:优化结构设计,提高设备的刚性和稳定性。
5. 冷却系统:设计合理的冷却系统,保证设备在长时间工作过程中的稳定性。
四、微型精密铣床的设计实现微型精密铣床的设计实现包括以下几个方面:1. 机械设计:根据设计理念和技术要求,进行机械部件的设计,包括主轴、工作台、进给系统等。
2. 控制系统设计:采用先进的控制系统,如数控系统,实现高精度、高效率的加工控制。
3. 驱动系统设计:选用高性能的驱动系统,如伺服电机和驱动器,保证设备的稳定性和加工精度。
4. 软件设计:开发友好的操作界面,实现设备的自动化控制和监控。
5. 制造与装配:按照设计图纸进行制造和装配,确保设备的质量和性能。
五、结论微型精密铣床的研究与设计是一项复杂的工程任务,需要综合考虑设计理念、技术要求、实现方法等多个方面。
通过优化设计,提高设备的精密性、高效性、可靠性和灵活性,可以满足不同领域的加工需求。
未来,随着制造业的不断发展,微型精密铣床将在更多领域得到应用,为制造业的发展提供更多支持。
数控铣削中G10 指令的巧用目录摘要 (1)前言 (2)1 绪论 (3)2 FANUC0i系统刀具半径补偿值的说明与使用方法 (3)3 加工实例分析 (4)3.1 图件分析 (4)3.2加工轨迹分析 (5)4程序及说明 (6)4.1 加工程序 (6)4.2 程序说明 (7)5 G10的应用 (7)结论 (8)参考文献 (9)致谢 (10)数控铣削中G10 指令的巧用摘要:在数控铣削加工中,常常会出现轮廓的倒圆(角)或倒角的加工,在FANUC系统当中,提供了一个很好的指令-G10指令.利用数控宏程序,并结合G10指令就可以很容易的完成这类零件的加工。
还可以完成型腔的斜面、倒圆角及其组合的三维铣削加工。
关键词:数控加工,倒圆角,G10应用前言在零件加工过程中我们经常会遇到到倒角的加工,这时一般选择自动编程软件来做这样的曲面,但自动编程软件后置处理程序较烦琐并且不易看懂。
这时我们就可以选择用户宏程序来完成这个任务。
随着数控零件的复杂程度的提高,用户宏程序的应用越来越受倒编程者的关注,运用用户宏程序编出的程序结构简洁,逻辑严密,具有较好的易读性。
本文就是将G10指令与宏程序结合起来对倒角进行编程,从而使程序得到简化。
并且在论文中对G10指令的应用做了进一步的介绍。
1.绪论在数控机床的铣削编程中,可以直接按加工工件的轮廓尺寸编程,系统使用刀补功能进行自动的计算处理,从而使计算及编程均大大简化,这就要求编程人员必须掌握刀补功能的正确、合理使用的方法。
在FANUC 0i 数控系统中,刀补实质上是指生成加上补偿量以后的刀具轨迹的功能,其作用体现的两个方面:一是在编程时直接按图样尺寸编程,可不必考虑刀具的半径,只要在实际加工时输入刀具的半径补偿值即可;二是刀具磨损引起的刀具半径变化值,可以用刀具半径补偿值来修正。
在实际轮廓加工过程中,刀补执行过程有三步:刀补的建立、刀补的运行和刀补的取消三个阶段。
根据刀补在工件拐角处过渡方式的不同,刀补通常又分为B型刀补和C型刀补。
B型刀补是指在拐角处采用圆弧过渡,C型刀补则是采用直线过渡方式。
如今的大多数数控系统均采用了C型刀补方式。
在手工编程加工中半径补偿值输入CNC储存器的方法有两种:方法1:用手动的方法将要使用的半径值从CRT面板中直接输入CNC储存器内,这种方法输入的半径值是固定不变的。
方法2:在程序中用指令G10 将对应的半径值输入到储存器内,通过变量的形式设半径值为一个变量再与G10 对应,将不断变化中的半径值输入CNC储存器中。
那么这个程序加工的轮廓可以实现不断的变化,在手工编程中这种编程是一个灵活而又强大的功能,特别当它与宏程序结合一起使用时,将更加显出它的功能方便。
2.FANUC0i系统刀具半径补偿值的说明与使用方法(1)D、H:刀具长度补偿和刀具半径补偿刀具补偿包括地址D、H,刀具补偿参数D、H 具有相同的功能,可以任意互换,它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称,但具体补偿值是多少,关键是由它们后面的补偿号地址来决定。
过去在加工中心中,为了防止出错,我们规定H为刀具长度补偿地址,如H1;D为刀具半径补偿地址,如D01。
例如:G00 G43 H1 Z100.0;G01 G41 D21 X20.0 Y35.0 F200;(2)G10:用程序输入刀具补偿值的指令在FANUC0i数控系统中, G10 是可用程序输R:绝对值指令(G90)方式的刀具补偿值增量值指令(G91)方式的刀具补偿值,该值与指定的刀具补偿号的值相加(其和为刀具补偿值)。
一般情况下使用比较多的是表中的第二种,即D:代码(半径补偿)的几何补偿值如-L12,如:D10L12P01R#10,表示变量#10 代表值等于“D01”所代表的刀具半径补偿值,即在程序中输入刀具的半径补偿值,R值后可以是一个变量,也可以是一个常数。
例如:……N10#10=3N20 G10 L12 P01 R#10…………N60……N70M30用程序输入刀具补偿值的主要使用场合是在手工编程中编制出一些平时无法编制出来的轮廓循环加工和规则的曲面,与宏程序灵活运用在一起就可以解决轮廓的倒圆角和需要半径补偿变化的编程中。
3.加工实例分析3.1.图件分析如图1和图2所示,现有一加工件,棱长为40mm的正方体,上端面四棱圆角为R6,工件圆点心为G56原点,顶面为Z0,以等高方式自下而上加工R6mm的圆角曲面(采用R5mm球刀,球尖对刀),为了便于说明G10的使用,在此做了一定的简化,该零件已经进行粗加工,以下仅就半圆弧的精铣加工进行详细的说明。
在这个加工程序中,程序需要建立几个重要的关系,即球刀加工半圆弧时的Z轴深度位置关系,加工半圆弧时X轴移动的运动轨关系,这几个关系相互影响,相互作用。
图1 立体示意图图2 主视图示意图3.2.加工轨迹分析如图3所示,采用球刀并运用顺铣的方式对半圆弧进行加工,加工方向为从下向上的方式逐层提升,但球刀加工半圆弧时的Z轴深度是需要计算得出的,所以为了方便编程和计算,我们将刀位选择在球刀球心上,球刀球心与刀尖是球刀的两个几何点,而刀具上的任何一点都是随着刀具体而进行相同的“平动”的,因此当确定刀心Z轴的坐标后再减去一个刀具半径就可确定出刀尖坐标,这样不但令编程与数学计算都比较方便,还遵守了统一的对刀基准,刀尖对刀如图4所示。
图3 俯视图加工轨迹示意图图4 加工轨迹示意图球刀刀心加工半圆弧面时与半圆弧面形成一个以角度不断变化等腰直角三角形,要计算出刀心的坐标值就需要用到此等腰直角三角形。
刀心的坐标值位置公式如下:根据直角三角函数关系式:Cosa=邻边/斜边Sina=对边/斜边设:斜边为#12=R+r,对边为#3,邻边为#2,变量角为#1则:#2=(R+r)cos(#1)#3=(R+r)sin(#1)由图4可知,当角度变量#1改变时,变量#2、变量#3也同时变化。
再由图5分析,可以得出当球心在A点处时球刀处于半圆弧面的最低点,我们设这时的半径补偿值为初始值为#11,由图可知初始值等于球刀的半径,随着刀具沿着半圆弧面最低点逐层提升,在每层高度上的刀具都要与半圆弧面相切而半径补偿值也是在不断变化的,所以说球心在不断地向内部的方向前进时,导致半径补偿值还不断变小,由此可推算出,当球心向内移动的距离大于半径补偿值初始值时,那么可能会出现负值的补偿值。
图5 球心半径值轨迹示意图图6 球心加工高度轨迹示意图如图6分析,可以得出当球心在A点时刀具球心与加工圆弧起始点的角度为0°,这时球刀处于半圆弧面的Z轴深度最低点,其值等于球刀的半径与半圆弧半径之和,随着刀具沿着半圆弧面最低点逐层提升,在每层高度上的刀具需要不断地变化,也就是说球心是不断地向上前进,而Z轴深度值不断变高,如此推算,当球心到达90°时,Z轴深度最大。
从上述得知,如果想要编出可以顺利将半圆弧面加工出来的程序,就要使程序中的加工高度不断变化,半径补偿值也要不断地变化,高度值与半径补偿的数值变化可以在程序中通过变量的编写实现,但半径补偿值数值虽然是在程序中得到了变化,只有通过G10将半径补偿变化值输入到储存器内再通过程序内的指令G41将变化后的补偿值调用才能真正实现半径补偿的变化。
4.加工程序及说明4.1加工程序将刀具半径补偿与宏程序结合应用,不但可简化编进行粗,进行粗、精加工,而且还可以进行加工的修正,以证加工质量。
以下的加工程序,可以看出G10是如何将半径补偿值输入存储器中实现一般手工编程无法加规则曲面的一大亮点。
程序:O1234 程序名;G56 G90 采用G56坐标系,绝对值编程;M03 S1000 主轴正传,转速1000;G00 Z10 初始Z轴定到一个安全高度;X-30 Y-30 刀具定到工件外一点;#1=R 倒圆角半径;#10=r 刀具半径;#11=0 步距角r的初值,单位:度;#12=#10+#11 圆曲面半径与刀具半径之和:N10 #13=#12*COS[#1] 任意角度时刀轴线到R面圆心水平距离;#14=#12*[SIN[#1]-1] 任意角度时刀尖的Z轴坐标;#15=#13-#10 任意角度时对应的刀具半径补偿值;G01 Z#14 F400 以G01速度下降到最低点;G10 L12 P01 R#15 变量#15赋给刀具半径补偿值D01;G41 G01 X-20 Y-40 D01 F500 刀具左刀补进到XY轮廓起始点;G01 Y14 加工直线;G02 X-14 Y20 R6 加工R6的圆弧;G01 X14 加工直线;G02 X20 Y14 R6 加工R6的圆弧;G01 Y-14 加工直线;G02 X14 Y-20 R6 加工R6的圆弧;G01 X-14 加工直线;G02 X-20 Y-14 R6 加工R6的圆弧;G40 G01 X-50 取消刀具半径补偿;#1=#1+1 自动变量#1每次自加1°;IF[#1 EQ 90] GOTO 10 如果变量#1等于90°;侧转到第10段执行,否则执行下一段;G00 Z50 刀具抬到安全距离;X0 Y0 回到工件原点;M05 主轴停止;M30 程序结束;运用FANUC0i系统仿真软件对上述程序进行了模拟仿真,得仿真结果如图7所示:图7 仿真加工图4.2程序说明(1)上述轮廓自身的加工程序只是针对一般带有刀具补偿G41或G42的常规编程方法,可以加工外封闭轮廓也可以加工内封闭轮廓,需要注意的只是在G41语句前应选择合理的下刀点。
(2)G40的使用也要注意,因为每一次循环中都进行了补偿,所以在每一次循环结束时都要取消,这点很重要,否则会影响程序的运行。
5.G10的应用G10与宏程序结合使用时,能使用变量,可以给变量赋值,变量间可以运算,程序可以跳转。
这样就可以对圆弧曲面进行加工,也可以运用G10指令加工许多类型的零件,如:球体的加工,斜面的加工等。
结论数控加工的手工编程相对于计算机辅助制造软件而言有不可代替的优势,特别是加工复杂内外轮廓圆弧倒角,倒斜边,加工内外半球面等,只要修改刀具半径补偿量和适当修改数值累加、累减量,就可以实现粗、精,内、外加工程序的互用,可见应用G10编程指令与宏程序结合在一起,极大的简化了编程量,且通用性强,方便灵活。
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