原创《基于数控机床加工编程辅助方法》：本文关于数控机床论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
【摘 要】数控机床加工在现代机械制造加工中使用越来越广泛,而目前使用的大多数数控机床尚无法实现自动编程,即使具备自动编程功能的设备往往因为对刀具的苛刻要求,仍主要靠人工进行编程.本文所描述的数控编程辅助方法就是在该种情况下辅助编程人员迅速、准确的进行编程.
【关键词】数控 辅助编程 方法
一、前言
目前国内外机械制造行业中,数控加工设备使用越来越广泛,而使用数控设备无论采用的是哪种系统,都不可避免地涉及到数控编程问题.目前只有少数国际知名设备厂家的数控设备能够实现自动编程,虽然有些先进的数控设备能够完成部分程序数据的自我計算,但过程复杂,且受刀片、刀杆、夹具、设备的状态及操作人员水平影响较大,最终不得不采用人工编程的方法来进行数控加工程序的编制.
在数控程序编制过程中,各程序编制人员经常会遇到一种情况,即用数控设备在加工精密复杂形状产品时,相关的数控程序编制所需的数据需要根据图纸尺寸进行计算,尤其是一些锥形、球形甚至是这些形状的组合产品,不仅要考虑图纸上的尺寸要求还要将刀头的圆弧半径进行考虑综合计算,而这些数据难以计算,数据的准确性也很难保证,这就使得在编制程序时大大增加了工作量和工作难度,加工时也难以保证一次将所需的产品尺寸加工出来,需要多次调试不断对数据进行调整才能将产品加工合格,产生了大量的工时和试验加工的浪费.
针对该种情况,通过结合autoCAD绘图软件,实现了一种简便、准确的数控加工编程辅助方法,使得编程人员能够方便、快捷的确定数控编程所需的关键点的坐标数据,数控编程人员只需按照给出的关键点坐标值,通过一些简单常用的命令即可完成程序的编制,解决了长期以来一直困扰生产厂家和操作人员的难题.本文以使用FANUC系统的数控车床为例对本数控加工编程辅助方法的原理和具体操作进行阐述.
二、数控加工编程辅助方法原理
数控加工车床主要是通过数控程序来控制主轴转动和刀塔的移动,通过刀塔沿数控车床Z,X轴移动和主轴转动配合,然后由刀塔带动刀具刀头进行工件车削加工,来完成复杂产品形状的制造.其中刀塔在车床Z、X轴坐标系内的精准移动轨迹,是加工合格产品的关键.
数控车床加工工件前,需要首先进行数控程序的编制,目前数控车床有多种编程系统,但无论哪种系统,在进行程序编制时,均需要提前计算出刀具加工运行轨迹过程多个关键点的坐标,以供编程时使用.本文的重点就是要通过一种简便快捷的方法来得到这些关键点的坐标数据.
数控车床常见的加工形状有端面平面、圆柱面（里孔/外圆）、锥面（内锥面/外锥面）、圆弧面、圆球面或几种上述形状的组合面等,而若要加工出这些要求的形状,需要提供给数控车床刀具加工运行轨迹过程中的一些关键点的坐标数据,如端面平面、圆柱面需要提供加工时刀片的起始点和终点坐标,而加工锥面可采用设定起始点和终点坐标的方法,也可以采用极坐标的方法,对于加工圆弧面或圆球面则需要提供起始点、终点坐标以及圆弧半径.只有提供了以上这些坐标数据,才能通过控制程序中相应的程序指令来指挥刀具沿设定的轨迹来完成加工.以上这些编程所需的数据的确定,如果仅简单的按图纸尺寸进行计算,并输入程序,往往较难以得到合格的产品尺寸,这主要是刀片加工切削面尺寸产生的影响,而这部分在刀片单一方向移动加工时一般不会产生影响,但当刀片进行往复移动或复合方向移动加工时,刀片加工切削面和工件的接触点会不断变化,这时刀片切削面尺寸会对产品尺寸产生较大的影响,为此需消除这方面的影响.
受以上这些因素的影响,这些点坐标的确定如果单纯通过数据计算,则需要进行大量复杂的计算,过程繁索,计算数据量大,需要的时间会很长,且因为计算过程中数据量较大从而导致出现错误的机率很高.一方面大量增加了计算工作量,而且出错的机率很高；另一方面为了验证计算结果的是否准确,往往还需要多次的试验加工和数据修改,从而产生大量的工时和样品浪费,导致产品的生产成本增加.
而本数控加工编程辅助方法则有效地解决了上述出现的这两个问题.本方法主要通过采用auto CAD软件,首先将产品图纸进行1：1绘制,然后将生产中准备使用的刀具按1：1的比例进行绘制,从而确定数控程序编程所需要的关键点.再通过使用auto CAD软件中的坐标提取命令,将这些关键点的坐标信息提取出来,从而得到了相对于工件加工基准点的关键点的坐标数据.在得到这些坐标数据后根据产品加工过程将这些坐标数据代入到相关的指令进行编程即可.采用该种方法实现了数控车床的快速编程,加工时仅进行简单的对刀后即可加工出合格的产品,大大减少样品废品的出现.另外在提出关键点坐标时,需要模拟刀具在工件上加工的相对位置,故本方法还能对刀具是否会在加工中发生干涉进行验证.
三、数控加工编程辅助方法应用
下面通过一种产品的实际加工的实施来进行说明.如图一所示产品为拟加工产品,重点针对产品内孔Ⅰ区所示部分的加工编程关键点坐标取得的方法过程进行阐述.
为了准确得到工件加工编程关键点的坐标,所有图形需要通过1：1的比例在autoCAD中进行绘制.同时加工所用刀具尺寸也需要明确,具尺寸包括刀头有效切削部位的尺寸和安装尺寸,即刀头有效加工部位尺寸和和工件的相对位置尺寸,并根据这些数据将刀头按1：1的尺寸在工件图中进行绘制.以便模拟刀具在加工工件时关键点的相对位置.
图二为图-Ⅰ处区域10倍的放大图,通过图二可以清晰的看到切削部分的各加工面的轮廓形状.
1.圆柱面2.圆弧面3.圆弧面4.圆锥面5.圆弧面6.圆锥面7.圆锥面8.圆柱面
图二Ⅰ处各加工面的轮廓形状
如图二所示,如果要加工出图示形状,则需要刀塔带动刀头沿纵向和横向进行移动并配合主轴旋转来完成加工.而刀塔的移动是由数控程序来驱动的,需要在数控程序中将刀塔的准确运动轨迹予以确定,以保证刀具加工轨迹的准确性,从而保证产品尺寸的精度要求.
根据金属机械切削原理可知,当刀片加工切削面能够准确的沿图二所示由1至8的加工面进行切削移动时,配合主轴旋转就能加工出符合要求的形状.
四、总结
1.主要操作步骤：
（1）使用auto CAD软件绘制准确图形,须保证1：1的图形比例；
（2）掌握加工用刀片的关键尺寸,主要有刀尖半径、刀尖夹角、刀片和主轴的夹角；
（3）将刀片置于关键点位置,关键点主要是指平面、锥面、圆柱面等的刀片起点和终点,弧面或球面还需确定连接圆弧的半径,该连接圆弧的半径可通过在auto CAD中采用三点确定圆弧的方式来确定；
（4）确定加工基准点（0,0）后,利用auto CAD中的点坐标命令ID测得刀片的相对坐标值；
（5）将得到的各关键点的坐标及相关数据提供给数控设备编程使用.
2.主要特征：
（1）从细微处明确了圆弧刀尖在加工精密复杂形状产品时的影响,在产品各部位的实际加工过程中,刀尖和产品的接触点是不同的,在确定刀片关键点坐标时,给予了充分考虑,使刀片关键点的坐标准确无误.
（2）利用autoCAD绘图软件,简便、快捷确定关键点坐标,提高了关键点坐标计算过程的效率.
参考文献：
[1]auto CAD 2014中文版教程,王代萍,郑军红,万世明著,武汉大学出版社,2014年
[2]机械制造工艺学,周光万主编,西南交通大学出版社,2010年
[3]金属切削刀具,乐部谦著,机械工业出版社,2011年
数控机床论文参考资料：
结论：基于数控机床加工编程辅助方法为适合不知如何写数控机床方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于数控车床工资多少一月论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
