数控车削程序优化设计研究
数控车削程序优化设计研究[20200123165655]
【内容摘要】
随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。本设计通过对数控车削程序的研究，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。 数控车削编程设计的核心问题是如何从编程方案中优选满足高效加工要求的程序。以高效为目标，通过典型零件编程实例，对复合循环指令与宏程序编程的走刀路线设计方案进行了分析比较，探讨了合理应用复合循环指令和宏程序方法，优化加工程序，使加工工艺更为合理，效率更高，加工成本降低。
根据研究的思路可以最大程度上的优化加工使用的程序，从而提高生产效率，经济效益最大化，个人认为应该投入大量的时间和经历以及经济上的支持，来研究优化程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控技术；复合循环指令；宏程序；程序优化；编程；仿真；
引言 1
一、数控车床简介 2
图1-1 广州数控视图 2
（一）数控车床的特点 2
（二）数控车床的技术 3
二、数控车床加工工艺 4
（一）数控车床加工的工艺概念 4
（二）数控车床加工工艺内容 4
三、典型零件的加工工艺方案 5
四、不同加工方案的刀具路线分析 5
（一）应用G73 走刀路线编程 5
（二） 联合采用G71 和73 走刀路线编程 7
（三） 应用宏程序编程 10
（四）联合采用G71 指令和宏程序编程 13
五、通过工艺优化确定最佳编程方案 16
六、切断加工编程方案的工艺合理性分析 17
七、数控仿真加工操作 18
（一）数控仿真系统的开启及回原点 18
（二）数控仿真工件装夹及刀具的选择安装: 18
（三）数控仿真刀具的对刀 18
（四）数控仿真程序的导入、试运行、首件试切及自动加工 18
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引言
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代车床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向,国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势,大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化车床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，需要使用不同的程序语言来时这些机械按照人为的想象中的加工路径来加工，从而达到所需要的不同形状的产品，又由于不同的程序加工零件需要的时间不同和生产效益的影响，所以需要研究出更加合适的程序以满足生产的需要 ，而且通用车床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形车床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。
一、数控车床简介
图1-1 广州数控视图
（一）数控车床的特点
1．具有高度柔性
在数控车床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通车床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整车床。因此，数控车床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。
2．加工精度高
数控车床的加工精度，一般可达到0.01～0.1mm，数控车床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则车床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且车床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控车床定位精度比较高。
3．加工质量稳定、可靠
加工同一批零件，在同一车床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。
4．生产率高
数控车床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控车床的主轴转速和进给量的范围大，允许车床进行大切削量的强力切削，数控车床目前正进入高速加工时代，数控车床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。
5．改善劳动条件
数控车床加工前经调整好后，输入程序并启动，车床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，车床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，车床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。
6．利于生产管理现代化
数控车床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控车床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。
（二）数控车床的技术
车削是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为车床，数控车床就是在普通车床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界上最大的三家厂商是：日本法拉克、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内有华中数控、航天数控等。从目前来看，我们国家车床业最薄弱的环节就在数控系统。国内的数控系统刚刚才开始，产业化、质量、技术水平一般，故障率比较高，质量精度一般。因此，高档次的数控系统全都是依赖进口，每年国家需要在此方面花费大量的外汇。
二、数控车床加工工艺
（一）数控车床加工的工艺概念
数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和， 应用于整个数控加工工艺过程中。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生，发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。
（二）数控车床加工工艺内容
1．选择并确定适合在数控车床上加工的零件并确定工序内容。
2．分析被加工零件图纸的数控加工工艺，明确加工内容与技术要求。
3．确定零件加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序等。
4．设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，选择刀辅具，确定切削用量，计算工序尺寸及工差等。
5．数控加工专用技术文件的编写。
三、典型零件的加工工艺方案
以图3-1 所示零件为例。毛坯为准73 mm 棒料。粗、精车外形轮廓。精车时按零件的外形轮廓进行走刀；粗车时加工程序的走刀路线设计有以下4 种方案：（1） 应用G73 走刀路线编程；（2） 联合采用G71 和G73 车走刀路线编程；（3）应用宏程序编程；（4）联合采用G71 指令和宏程序编程。切断采用G75 指令编程或宏程序编程。
【内容摘要】
随着科技的不断发展，数控技术在企业中发挥越来越重要的作用。本设计通过对数控车削程序的研究，设计合理的加工工艺过程，充分发挥数控加工的优质、高效、低成本的特点。 数控车削编程设计的核心问题是如何从编程方案中优选满足高效加工要求的程序。以高效为目标，通过典型零件编程实例，对复合循环指令与宏程序编程的走刀路线设计方案进行了分析比较，探讨了合理应用复合循环指令和宏程序方法，优化加工程序，使加工工艺更为合理，效率更高，加工成本降低。
根据研究的思路可以最大程度上的优化加工使用的程序，从而提高生产效率，经济效益最大化，个人认为应该投入大量的时间和经历以及经济上的支持，来研究优化程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控技术；复合循环指令；宏程序；程序优化；编程；仿真；
引言 1
一、数控车床简介 2
图1-1 广州数控视图 2
（一）数控车床的特点 2
（二）数控车床的技术 3
二、数控车床加工工艺 4
（一）数控车床加工的工艺概念 4
（二）数控车床加工工艺内容 4
三、典型零件的加工工艺方案 5
四、不同加工方案的刀具路线分析 5
（一）应用G73 走刀路线编程 5
（二） 联合采用G71 和73 走刀路线编程 7
（三） 应用宏程序编程 10
（四）联合采用G71 指令和宏程序编程 13
五、通过工艺优化确定最佳编程方案 16
六、切断加工编程方案的工艺合理性分析 17
七、数控仿真加工操作 18
（一）数控仿真系统的开启及回原点 18
（二）数控仿真工件装夹及刀具的选择安装: 18
（三）数控仿真刀具的对刀 18
（四）数控仿真程序的导入、试运行、首件试切及自动加工 18
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引言
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式，从而产生数控技术。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代车床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
随着中国加入世界贸易组织,全球制造业出现向中国转移的倾向,国内对数控加工的需求也呈现出持续增长的趋势,大批大量的生产加工逐渐普及，如汽交通工具与家用电器的零件，为了解决高产、优质的问题，多采用专用的工艺装备、专用自动化车床或专用的自动生产线和自动车间进行生产。但是应用这些专用设备进行生产，需要使用不同的程序语言来时这些机械按照人为的想象中的加工路径来加工，从而达到所需要的不同形状的产品，又由于不同的程序加工零件需要的时间不同和生产效益的影响，所以需要研究出更加合适的程序以满足生产的需要 ，而且通用车床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形车床，或者借助划线和样板用于手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。
一、数控车床简介
图1-1 广州数控视图
（一）数控车床的特点
1．具有高度柔性
在数控车床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通车床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整车床。因此，数控车床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。
2．加工精度高
数控车床的加工精度，一般可达到0.01～0.1mm，数控车床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则车床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且车床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控车床定位精度比较高。
3．加工质量稳定、可靠
加工同一批零件，在同一车床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。
4．生产率高
数控车床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控车床的主轴转速和进给量的范围大，允许车床进行大切削量的强力切削，数控车床目前正进入高速加工时代，数控车床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。
5．改善劳动条件
数控车床加工前经调整好后，输入程序并启动，车床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，车床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，车床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。
6．利于生产管理现代化
数控车床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控车床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。
（二）数控车床的技术
车削是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为车床，数控车床就是在普通车床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界上最大的三家厂商是：日本法拉克、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内有华中数控、航天数控等。从目前来看，我们国家车床业最薄弱的环节就在数控系统。国内的数控系统刚刚才开始，产业化、质量、技术水平一般，故障率比较高，质量精度一般。因此，高档次的数控系统全都是依赖进口，每年国家需要在此方面花费大量的外汇。
二、数控车床加工工艺
（一）数控车床加工的工艺概念
数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和， 应用于整个数控加工工艺过程中。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生，发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。
（二）数控车床加工工艺内容
1．选择并确定适合在数控车床上加工的零件并确定工序内容。
2．分析被加工零件图纸的数控加工工艺，明确加工内容与技术要求。
3．确定零件加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序等。
4．设计数控加工工序，制定定位夹紧方案，划分工步，规划走刀路线，选择刀辅具，确定切削用量，计算工序尺寸及工差等。
5．数控加工专用技术文件的编写。
三、典型零件的加工工艺方案
以图3-1 所示零件为例。毛坯为准73 mm 棒料。粗、精车外形轮廓。精车时按零件的外形轮廓进行走刀；粗车时加工程序的走刀路线设计有以下4 种方案：（1） 应用G73 走刀路线编程；（2） 联合采用G71 和G73 车走刀路线编程；（3）应用宏程序编程；（4）联合采用G71 指令和宏程序编程。切断采用G75 指令编程或宏程序编程。
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