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數(shù)控車床加工工藝分析與程序設(shè)計
資源天下 2018/10/4 10:00:05
摘要：數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床在當(dāng)今機械制造業(yè)中起著重要地位。而現(xiàn)代數(shù)控機床是綜合應(yīng)用了計算機、自動控制、自動檢測以及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，集成了數(shù)控仿真，可以檢查出代碼的正確性，從而可以提高編程質(zhì)量，減少出錯率，加快編程速度，是典型的機電一體化產(chǎn)品，是完全新型的自動化機床；這顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)、數(shù)控仿真、機電一體化、自動化機床
引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機電產(chǎn)品日益精密復(fù)雜。機械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平，則是反映國民經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一�，F(xiàn)在機械產(chǎn)品的性能，結(jié)構(gòu)，形狀和材料的不斷的改進，精度不斷提高，生產(chǎn)類型由大批量生產(chǎn)向多品種小批量轉(zhuǎn)化。對零件加工質(zhì)量和精度要求越來越高。而數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代化加工設(shè)備的基礎(chǔ)，又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技術(shù)的支撐。發(fā)展先進制造技術(shù)必須以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)它綜合了計算機、自動控制、電機、電氣傳動、測量、監(jiān)控、機械制造等學(xué)科領(lǐng)域最新成果而形成的一門邊緣科學(xué)技術(shù)。對制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化、智能化生產(chǎn)起到舉足輕重的作用。
目前，數(shù)控機床是車削加工能較全的數(shù)控機床。它可以把車削、銑削、螺紋加工、鉆削等集中到一臺設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。由于產(chǎn)品的變化頻繁，在一般機械加工中，單件小批量的生產(chǎn)約占70%以上。這樣一來采用數(shù)控車床進行加工可以大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量，保證加工零間的精度，減輕勞動強度，為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量時間和費用，從而提高了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。
一、數(shù)控車床的發(fā)展簡歷
1946年第一臺電子計算機誕生世界之上，這表明人們創(chuàng)造了可用機械這一代替腦力的勞動工具。它為人類進入信息社會奠定了基礎(chǔ)。信息技術(shù)的飛速發(fā)展直接導(dǎo)致了知識經(jīng)濟的到來。
20世紀40年代末，美國開始研究數(shù)控機床，1952年，第一臺數(shù)控機床誕生。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半世紀來數(shù)控機床經(jīng)歷兩個階段和六代的發(fā)展。
（一）數(shù)控（NC）階段（1952-1970年）
早期計算機運算速度低，對當(dāng)時的科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，不能適應(yīng)機床實時控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路“搭”成一臺機床專用計算機實作為數(shù)控系統(tǒng)，被成為硬件連接數(shù)控，簡稱未數(shù)控（NC）。
（二）計算機數(shù)控（CNC）階段（1970-現(xiàn)在）
到1970年，通用小型計算機業(yè)已出現(xiàn)并成批量生產(chǎn)。其運算速度比五、六十年代大幅度提高，這比專門“搭”成的專用計算機成本低，而且可靠性高。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進入計算機數(shù)控（CNC）階段。
到了1990年，PC機（個人計算機，國內(nèi)習(xí)稱微機）的性能已發(fā)展到很高的階段，總之計算機階段也經(jīng)歷了三代。即1970年第四代——小型計算機；1974年第五代——微處理器；1990年第六代——基于PC（國外稱為PC——BASED）
二、數(shù)控車床編程特點
（一）采用絕對值編程、增量值編程或二者混合編程
根據(jù)被加工零件的圖樣標(biāo)注尺寸，從便于編程的角度出發(fā)，在一個程序段中，以采用絕對值編程、增量值編程或二者混合編程。按絕對坐標(biāo)編程時，用坐標(biāo)字X、Z表示；按增量坐標(biāo)編程時，用坐標(biāo)字U、W表示。
（二）可以采用直徑值編程或半徑值編程和半徑值編程兩種表示方法。
數(shù)控系統(tǒng)默認的編程方式為直徑值編程，這是由于被加工零件的徑向尺寸在圖樣上合測量時，都是以直徑值表示的，因而采用直徑值編程最方便，即在直徑方向，用絕對值編程時，X以直徑值表示；用增量值編程時，以徑向?qū)嶋H位移量的二倍值表示，并附上方向符號(正向可以省略)。
（三） 具有各種不同形式的固定循環(huán)功能
由于車削加工常用圓棒料或鍛料作為毛坯，進給那個余量較大，要加工到圖樣尺寸，需要一層一層切削，如果每層切削加工都編寫程序，編程工作量會大大增加。因此，為簡化編程數(shù)控裝置通常具備各種不同形式的固定循環(huán)功能，如車內(nèi)、外圓柱表面固定循環(huán)，車端面、車螺紋固定循環(huán)等。
（四）具有刀具自動補償功能
大多數(shù)數(shù)控車床都具有刀具自動補償功能，利用此功能可以實現(xiàn)刀尖圓弧半徑補償、刀具磨損補償以及在安裝刀具時產(chǎn)生的位置誤差補償。加工前操作人員只要將相關(guān)補償值輸入到規(guī)定的儲存器中，數(shù)控系統(tǒng)就能自動進行刀具補償。無論刀尖圓弧半徑、刀具磨損還是刀具位置的變化都無需更改加工程序，因而編程人員可以按照工件的實際輪廓尺寸進行編程。
（五）具有恒表面切削速度控制和主軸最高轉(zhuǎn)（未完，下一頁）
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