數控加工編程論文

1. 數控加工工藝及編程畢業論文

畢業論文
一，我國數控系統的發展史
1.我國從1958年起，由一批科研院所，高等學校和少數機床廠起步進行數控系統的研製和開發。由於受到當時國產電子元器件水平低，部門經濟等的制約，未能取得較大的發展。
2.在改革開放後，我國數控技術才逐步取得實質性的發展。經過「六五"(81----85年)的引進國外技術，「七五」(86------90年)的消化吸收和「八五」(91~一-95年)國家組織的科技攻關，才使得我國的數控技術有了質的飛躍，當時通過國家攻關驗收和鑒定的產品包括北京珠峰公司的中華I型，華中數控公司的華中I型和沈陽高檔數控國家工程研究中心的藍天I型，以及其他通過「國家機床質量監督測試中心」測試合格的國產數控系統如南京四開公司的產品。
3.我國數控機床製造業在80年代曾有過高速發展的階段，許多機床廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說，技術水平不高，質量不佳，所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整，經歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產能力降到50%，庫存超過4個月。從1 9 9 5年「九五」以後國家從擴大內需啟動機床市場，加強限制進口數控設備的審批，投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關，對數控設備生產起到了很大的促進作用，尤其是在1 9 9 9年以後，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備製造市場一派繁榮。

三，數控車的工藝與工裝削
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數控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由於數控車床是一次裝夾，連續自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。

1. 合理選擇切削用量

對於高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質量。經濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。

切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。

進給條件與刀具後面磨損關系在極小的范圍內產生。但進給量大，切削溫度上升，後面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。

用戶要根據被加工的材料、硬度、切削狀態、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。

最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規則的、穩定的磨損達到壽命才是理想的條件。

然而，在實際作業中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質量、切削雜訊、加工熱量等有關。在確定加工條件時，需要根據實際情況進行研究。對於不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以採用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。

2. 合理選擇刀具

1) 粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。

2) 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。

3) 為減少換刀時間和方便對刀，應盡量採用機夾刀和機夾刀片。

3. 合理選擇夾具

1) 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免採用專用夾具；

2) 零件定位基準重合，以減少定位誤差。

4. 確定加工路線

加工路線是指數控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。

1) 應能保證加工精度和表面粗糙要求；

2) 應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。

5. 加工路線與加工餘量的聯系

目前，在數控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的餘量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的餘量安排在普通車床上加工。如必須用數控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。

6. 夾具安裝要點

目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現的，如圖1。液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，並從主軸後端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。
四，進行有效合理的車削加工
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有效節省加工時間

Index公司的G200車削中心集成化加工單元具有模塊化、大功率雙主軸、四軸聯動的功能，從而使加工時間進一步縮短。與其他藉助於工作軸進行裝夾的概念相反，該產品運用集成智能加工單元可以使工件自動裝夾到位並進行加工。換言之，自動裝夾時，不會影響另一主軸的加工，這一特點可以縮短大約10％的加工時間。

此外，四軸加工非常迅速，可以同時有兩把刀具進行加工。當機床是成對投入使用的時候，效率的提高更為明顯。也就是說，常規車削和硬車可以並行設置兩台機床。

常規車削和硬車之間的不同點僅僅在於刀架和集中恆溫冷卻液系統。但與常規加工不同的是：常規加工可用兩個刀架和一個尾架進行加工；而硬車時只能使用一個刀架。在兩種類型的機床上都可進行乾式硬加工，只是工藝方案的製造者需要精心設計平衡的節拍時間，而Index機床提供的模塊結構使其具有更強的靈活性。

以高精度提高生產率

隨著生產效率的不斷提高，用戶對於精度也提出了很高的要求。採用G200車削中心進行加工時，冷啟動後最多需要加工4個工件，就可以達到±6mm的公差。加工過程中，精度通常保持在2mm。所以Index公司提供給客戶的是高精度、高效率的完整方案，而提供這種高精度的方案，需要精心選擇主軸、軸承等功能部件。

G200車削中心在德國寶馬Landshut公司汽車製造廠的應用中取得了良好的效果。該廠不僅生產發動機，而且還生產由輕金屬鑄造而成的零部件、車內塑料裝飾件和轉向軸。質量監督人員認為，其加工精度非常精確：連續公差帶為±15mm，軸承座公差為±6.5mm。

此外，加工的萬向節使用了Index公司全自動智能加工單元。首批的兩台車削中心用來進行工件打號之前的預加工，加工後進行在線測量，然後通過傳送帶送出進行滾齒、清洗和淬火處理。最後一道工序中，採用了第二個Index加工系統。由兩台G200車削中心對轉向節的軸承座進行硬車。在機床內完成在線測量，然後送至卸料單元。集成的加工單元完全融合到車間的布局之中，符合人類工程學要求，佔地面積大大減少，並且只需兩名員工看管製造單元即可。

五，數控車削加工中妙用G00及保證尺寸精度的技巧

數控車削加工技術已廣泛應用於機械製造行業，如何高效、合理、按質按量完成工件的加工，每個從事該行業的工程技術人員或多或少都有自己的經驗。筆者從事數控教學、培訓及加工工作多年，積累了一定的經驗與技巧，現以廣州數控設備廠生產的GSK980T系列機床為例，介紹幾例數控車削加工技巧。

一、程序首句妙用G00的技巧

目前我們所接觸到的教科書及數控車削方面的技術書籍，程序首句均為建立工件坐標系，即以G50 Xα Zβ作為程序首句。根據該指令，可設定一個坐標系，使刀具的某一點在此坐標系中的坐標值為(Xα Zβ)(本文工件坐標系原點均設定在工件右端面)。採用這種方法編寫程序，對刀後，必須將刀移動到G50設定的既定位置方能進行加工，找准該位置的過程如下。

1. 對刀後，裝夾好工件毛坯；
2. 主軸正轉，手輪基準刀平工件右端面A；
3. Z軸不動，沿X軸釋放刀具至C點，輸入G50 Z0，電腦記憶該點；
4. 程序錄入方式，輸入G01 W-8 F50，將工件車削出一台階；
5. X軸不動，沿Z軸釋放刀具至C點，停車測量車削出的工件台階直徑γ，輸入G50 Xγ，電腦記憶該點；
6. 程序錄入方式下，輸入G00 Xα Zβ，刀具運行至編程指定的程序原點，再輸入G50 Xα Zβ，電腦記憶該程序原點。

上述步驟中，步驟6即刀具定位在XαZβ處至關重要，否則，工件坐標系就會被修改，無法正常加工工件。有過加工經驗的人都知道，上述將刀具定位到XαZβ處的過程繁瑣，一旦出現意外，X或Z軸無伺服，跟蹤出錯，斷電等情況發生，系統只能重啟，重啟後系統失去對G50設定的工件坐標值的記憶，「復位、回零運行」不再起作用，需重新將刀具運行至XαZβ位置並重設G50。如果是批量生產，加工完一件後，回G50起點繼續加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系。鑒於上述程序首句使用G50建立工件坐標系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上，將程序首句G50 XαZβ改為G00 Xα Zβ後，問題迎刃而解。其操作過程只需採用上述找G50過程的前五步，即完成步驟1、2、3、4、5後，將刀具運行至安全位置，調出程序，按自動運行即可。即使發生斷電等意外情況，重啟系統後，在編輯方式下將游標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段，按自動運行方式繼續加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的實質是將工件坐標系固定在機床上，不再囿於G50 Xα Zβ程序原點的限制，不改變工件坐標系，操作簡單，可靠性強，收到了意想不到的效果。中國金屬加工在線

二、控制尺寸精度的技巧

1. 修改刀補值保證尺寸精度

由於第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿足加工要求時，可通過修改刀補使工件達到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下：

a. 絕對坐標輸入法

根據「大減小，小加大」的原則，在刀補001～004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm，而002處刀補顯示是X3.8，則可輸入X3.7，減少2號刀補。
b. 相對坐標法

如上例，002刀補處輸入U-0.1，亦可收到同樣的效果。

同理，對於軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段，尺寸長了0.1mm，可在001刀補處輸入W0.1。

2. 半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度

對於大部分數控車床來說，使用較長時間後，由於絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸經常出現不穩定的現象。這時，我們可在粗加工之後，進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之後，可在001刀補處輸入U0.3，調用G70精車一次，停車測量後，再在001刀補處輸入U-0.3，再次調用G70精車一次。經過此番半精車，消除了絲桿間隙的影響，保證了尺寸精度的穩定。
3. 程序編制保證尺寸精度

a. 絕對編程保證尺寸精度

編程有絕對編程和相對編程。相對編程是指在加工輪廓曲線上，各線段的終點位置以該線段起點為坐標原點而確定的坐標系。也就是說，相對編程的坐標原點經常在變換，連續位移時必然產生累積誤差，絕對編程是在加工的全過程中，均有相對統一的基準點，即坐標原點，故累積誤差較相對編程小。數控車削工件時，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫程序時，徑向尺寸最好採用絕對編程，考慮到加工及編寫程序的方便，軸向尺寸常採用相對編程，但對於重要的軸向尺寸，最好採用絕對編程。
b. 數值換算保證尺寸精度

很多情況下，圖樣上的尺寸基準與編程所需的尺寸基準不一致，故應先將圖樣上的基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。如圖2b中，除尺寸13.06mm外，其餘均屬直接按圖2a標注尺寸經換算後而得到的編程尺寸。其中， φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值後得到的編程尺寸。

4. 修改程序和刀補控制尺寸

數控加工中，我們經常碰到這樣一種現象：程序自動運行後，停車測量，發現工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規律。如用1號外圓刀加工圖3所示工件，經粗加工和半精加工後停車測量，各軸段徑向尺寸如下：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對此，筆者採用修改程序和刀補的方法進行補救，方法如下：

a. 修改程序

原程序中的X30不變，X23改為X23.03，X16改為X16.04，這樣一來，各軸段均有超出名義尺寸的統一公差0.06mm；
b. 改刀補

在1號刀刀補001處輸入U-0.06。

經過上述程序和刀補雙管齊下的修改後，再調用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。

數控車削加工是基於數控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能，方能編制出高質量的加工程序，加工出高質量的工件。
六，數控機床故障排除方法及其注意事項
由於經常參加維修任務，有些維修經驗，現結合有關理論方面的闡述，在以下列出，希望拋磚引玉。

一、故障排除方法

（1）初始化復位法：一般情況下，由於瞬時故障引起的系統報警，可用硬體復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由於掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化後故障仍無法排除，則進行硬體診斷。

（2）參數更改，程序更正法：系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由於用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以採用系統的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

（3）調節，最佳化調整法：調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。如某廠維修中，其系統顯示器畫面混亂，經調節後正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大，而驅動裝置的斜升時間設定過小，經調節後正常。

最佳化調整是系統地對伺服驅動系統與被拖動的機械繫統實現最佳匹配的綜合調節方法，其辦法很簡單，用一台多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調節速度調節器的比例系數和積分時間，來使伺服系統達到即有較高的動態響應特性，而又不振盪的最佳工作狀態。在現場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據經驗，即調節使電機起振，然後向反向慢慢調節，直到消除震盪即可。

（4）備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，並做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然後將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。

（5）改善電源質量法：目前一般採用穩壓電源，來改善電源波動。對於高頻干擾可以採用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。

（6）維修信息跟蹤法：一些大的製造公司根據實際工作中由於設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟體或硬體。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據，可正確徹底地排除故障。

二、維修中應注意的事項

（1）從整機上取出某塊線路板時，應注意記錄其相對應的位置，連接的電纜號，對於固定安裝的線路板，還應按前後取下相應的壓接部件及螺釘作記錄。拆卸下的壓件及螺釘應放在專門的盒內，以免丟失，裝配後，盒內的東西應全部用上，否則裝配不完整。

（2）電烙鐵應放在順手的前方，遠離維修線路板。烙鐵頭應作適當的修整，以適應集成電路的焊接，並避免焊接時碰傷別的元器件。

（3）測量線路間的阻值時，應斷電源，測阻值時應紅黑表筆互換測量兩次，以阻值大的為參考值。

（4）線路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應找到相應的焊點作為測試點，不要鏟除焊膜，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點處用刀片刮開絕緣層。

（5）不應隨意切斷印刷線路。有的維修人員具有一定的家電維修經驗，習慣斷線檢查，但數控設備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板，印刷線路細而密，一旦切斷不易焊接，且切線時易切斷相鄰的線，再則有的點，在切斷某一根線時，並不能使其和線路脫離，需要同時切斷幾根線才行。

（6）不應隨意拆換元器件。有的維修人員在沒有確定故障元件的情況下只是憑感覺那一個元件壞了，就立即拆換，這樣誤判率較高，拆下的元件人為損壞率也較高。

（7）拆卸元件時應使用吸錫器及吸錫繩，切忌硬取。同一焊盤不應長時間加熱及重復拆卸，以免損壞焊盤。

（8）更換新的器件，其引腳應作適當的處理，焊接中不應使用酸性焊油。

（9）記錄線路上的開關，跳線位置，不應隨意改變。進行兩極以上的對照檢查時，或互換元器件時注意標記各板上的元件，以免錯亂，致使好板亦不能工作。

（10）查清線路板的電源配置及種類，根據檢查的需要，可分別供電或全部供電。應注意高壓，有的線路板直接接入高壓，或板內有高壓發生器，需適當絕緣，操作時應特別注意。

最後，我覺得：維修不可墨守陳規，生搬理論的東西，一定要結合當時當地的實際情況，開闊思路，逐步分析，逐個排除，直至找到真正的故障原因。
綜上所述，數控技術的發展是與現代計算機技術、電子技術發展同步的，同時也是根據生產發展的需要而發展的。現在數控技術已經成熟，發展將更深更廣更快。未來的CNC系統將會使機械更好用，更便宜。

2. 數控加工中心畢業論文

摘 要：現代製造業飛速發展,以數控機床為技術代表的新型製造技術已幾乎覆蓋了普通機床,編程已由手工編程發展到計算機編程,它是製造業進一步向智能化方面的過度,它不僅提高了生產效率還保證了加工質量。對於加工擁有縱多相同或以一定規律變化的工位的零件，傳統的手工編程十分煩瑣而且容易出錯。例如計算機顯示器的模具加工、分度盤的加工、端面齒盤的加工等。由於端面齒盤擁有縱多的齒而且在同一平面,一般編程很難完成零件的加工，所以我們採用了宏程序編程,從工件造型到計算機模擬加工,再到計算機處理,刀具的選擇等等,都可以比較簡單的完成。並且工件的質量也可以得到保證。
宏程序與普通程序的區別在於:在宏程序中，能使用變數，可以給變數賦值，變數間可以運算，程序可以跳轉；而普通程序中，只能指定常量，常量之間不能運算，程序只能按順序執行，不能跳轉，因此功能是固定的，不能變化。用戶宏功能是用戶提高數控機床性能的一種特殊功能，在相類似工件的加工中巧用宏程序將起到事半功倍的效果。
宏程序是加工編程的重要補充。宏程序屬於計算機高級語言，可以實現變數的算術運算，邏輯運算和條件轉移等操作。它可以很輕松的完成分度盤的加工。
關鍵詞：分度盤 數控機床 宏程序 切削參數
數控機床的特點
在數控技術中，所謂的加工程序，就是把零件的加工工藝路線、工藝參數、刀具的運動軌跡、切削參數以及輔助動作等，按照數控機床規定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把程序中的內容通過控制介質或直接輸入到數控機床的數控裝置中，從而控制機床加工零件。
數控編程分為手工編程和自動編程。手工編程是從零件圖樣確定工藝路線，計算數值和編寫零件加工程序單，制備控制介質到校驗程序都由人工完成。對於形狀簡單零件的加工，計算比較簡單，程序較短，採用手工編程可以完成，但對於形狀復雜的零件，特別是具有非圓曲線，列表曲線的零件，用手工編程相當困難，必須用自動變成完成.自動編程是編程人員根據加工零件圖紙要求，進行參數選擇和設置，由計算機自動地進行數值計算，後置處理，編寫出零件加工程序單，直至將加工程序通過直接通信的方式進入數控機床，控制機床進行加工。
隨著數控技術的發展，數控機床得到了廣泛的應用。目前，在機械行業中，單件小批量生產所佔有的比例越來越大。這對工件的加工要求也提高了，目前在數控加工中比較廣泛的應用了手工編程，它是按照事先編制好的加工程序，根據加工程序自動的對被加工零件進行加工，我們把零件的加工工藝路線，工藝參數，刀具軌跡，切削參數以及輔助功能，按照數控機床規定的指令代碼及編寫成的加工程序單，然後輸入到數控機床中，從而控制機床完成對零件的加工，但這種手工編程只能加工一些簡單的面。面對具有復雜曲面的點位關系是無法完成的。例如在分度盤的加工過程中，孔的數量相當多，而且加工精度要求高，在加工中還有很多變數，一般編程很難完成，但我們可以採用宏程序來完成。宏程序結構類似於計算機高級語言，可以實現變數的算術運算，邏輯運算和條件轉移等操作。它可以很輕松的完成分度盤的加工。
1.2設計採用的方法
本設計採用宏程序進行加工程序的編制，在分度盤的實際運用中比較適用，在運用過程中還可以採用算術運算和邏輯運算，能夠多次轉移和循環，極大的簡化了我們的操作過程，與普通加工相比，也減輕了編程人員的勞動強度和工作時間。
在這次設計分度盤的過程中，我們要感受到計算機在工業生產中的重要輔助作用。有些復雜的曲面和多孔零件在加工中必須要通過電腦軟體的幫助才能完成工件的加工，人工計算是很難得到的，而通過自動編程和宏程序就可以簡單快速的完成。通過這次畢業設計，使我能更熟練的應用宏程序進行設計、加工等。

3. 數控加工畢業論文怎麼寫

典型零件加工工藝擬訂及自動編程（Mastercam） 字數:14571,頁數:37 論文編號:JX071 前言 數控機床是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術的產物。它的出現以及所帶來的巨大效益引起世界各國科技界和工業界的普遍重視。隨著數控機床已是衡量一個國家機械製造業技術改造的必由之路，是未來工廠自動化的基礎。需要大批量能熟練掌握數控機床編程、操作、維修的人員和工程技術人員。但是我們裝備製造業仍存在「六有六缺」的隱憂，即「有規模、缺實力，有數量、缺巨人，有速度、缺效益，有體系、缺原創，有單機、缺成套，有出口、缺檔次。目前，振興我國機械裝備製造業的條件已經具備，時機也很有利。我們要以高度的使命感和責任感，採取更加有效的措施，克服發展中存在的問題，把我國從一個製造業大國建設成一個製造業強國，成為世界級製造業基地之一。 我選擇這個題目是因為此零件既包括了數控車床的又含有數控銑床的加工。用到了銑端面、銑凸台、鑽通孔、擴孔、絞孔、攻螺紋。對我們學過的知識大致都進行了個概括總結。這份畢業設計主要分為5個方面：1.抄畫零件圖2.工藝分析3.切削用量選擇4.工藝文件5.計算編程。零件圖通過在AUTOCAD上用平面的形式表現出來，更加清楚零件結構形狀。然後具體分析零件圖由那些形狀組成。數控加工工藝分析，通過對零件的工藝分析，可以深入全面地了解零件，及時地對零件結構和技術要求等作必要的修改，進而確定該零件是否適合在數控機床上加工，適合在哪台數控機床上加工，此零件我選擇在加工中心上進行是因為加工中心具有自動換刀裝置,在一次安裝中,可以完成零件上平面的銑削,孔系的鑽削、鏜削、鉸削、銑削及攻螺紋等多工位的加工。加工的部位可以在一個平面上，也可以在不同的平面上因此，既有平面又有孔系的零件是加工中心首選的加工對象，接著分析某台機床上應完成零件那些工序或那些工序的加工等。需要選擇定位基準；零件的定位基準一方面要能保證零件經多次裝夾後其加工表面之間相互位置的正確性，另一方面要滿足加工中心工序集中的特點即一次安裝盡可能完成零件上較多表面的加工。定位基準最好是表面已有的面或孔。再確定所有加工表面的加工方法和加工方案；選擇刀具和切削用量。然後擬訂加工方案確定所有工步的加工順序，把相鄰工步劃為一個工序，即進行工序劃分；先面後孔的加工順序，因為平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩定，而且孔的深度尺寸又是以平面為基準的，故應先加工平面後加工孔。最後再將需要的其他工序如普通加工工序插入，並銜接於數控加工工序序列之中，就得到了要求零件的數控加工工藝路線。切削用量經過查表和計算求得，然後在填入工藝文件裡面。最後就是編程編程分手工編程和自動編程。這里採用MASTERCAM軟體自動編程。整個設計就算是完成了。最後，讓我們在數控機床上加工出該零件達到要求。 數控技術的廣泛應用給傳統的製造業的生產方式，產品結構帶來了深刻的變化。也給傳統的機械，機電專業的人才帶來新的機遇和挑戰。通過本次畢業設計讓我們畢業生更好的熟悉數控機床，確定加工工藝，學會分析零件，掌握數控編程。為即將走上工作崗位打下良好的基礎 目錄 1.抄畫零件圖 1 2.零件的工藝分析與加工方案擬定 1 2.1零件工藝分析 1 2.2定位基準選擇 1 2.3選擇機床 1 2.4選擇加工方法 1 2.5工件的夾緊和定位 2 3．切削用量的確定 2 3.1毛坯的外輪廓尺寸 3 3.2工序一切削用量的選擇 3 3.3工序二切削用量的選擇 5 4.零件的工藝卡 12 4.1工序二的工件安裝與零點設定卡 12 4.3工序二的工序卡 12 4.4工序二的刀具卡 13 5.1 Master CAM軟體介紹 14 5.2 Master CAM實體模擬加工 14 總結28 參考文獻 29機械類畢業設計資料網( www.lw328.com )

4. 數控技術畢業論文的引言

引言
數控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。數控一般是採用通用或專用計算機實現數字程序控制，因此數控也稱為計算機數控 (Computerized Numerical Control )，簡稱CNC，國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個概念了。數控車床，車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。配備多工位刀塔或動力刀塔，機床就具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復雜的工件。具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，並在復雜零件的批量生產中發揮了良好的經濟效果。

數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代機械製造技術、微
電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發展十分迅速的
一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的，是實現
自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網路化的基礎，是現代機床裝備的靈魂和核
心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。

數控技術是先進製造技術的基礎，它是綜合應用了計算機、自動控制、電氣傳動、自動檢測、精密機械製造和管理信息等技術而發展起來的高新科技。作為數控加工的主體設備，數控機床是典型的機電一體化產品。數控機床代表一個民族製造工業現代化的水平，隨著現代化科學技術的迅速發展，製造技術和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區經濟發展水平的重要標志。

數控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數學處理、編寫零件程序、程序校驗夾具的種類很多，按使用機床類型分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鑽床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅動夾具工作的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具和自夾緊夾具等。

數控車削加工是將編好的加工程序輸入數控裝置，數控裝置再將輸入的信息進行運算處理後轉換成驅動伺服機構的指令信號，最後由伺服機構控制機床的各種動作，自動地加工出零件。由此可看出，用數控機床加工零件，程序編制是一項重要的工作，它對有效利用數控機床起主要作用。數控加工的程序編制也稱數控編程，數控編程時，必須對零件進行分析，將加工零件的全部工藝過程、工藝參數等以規定的代碼、程序格式寫出。由此可以看出，數控編程是集工藝與程序中，且其實踐性很強。本論文就某軸類零件的數控加工進行論述：從毛坯圖、零件圖開始，分析其加工工藝，確定加工路線，再到數控程序編制，期間對零件加工程序的解釋可以更清晰的展示程序段的意義。

5. 數控加工工藝與程序設計論文

你來我們公司我幫你搞定還差不多....我做了8年的數控車床了，我們公司里的所有數控方面的工藝流程，程序都是我負責的，這個是有點麻煩，來我們公司實習的大學生每個都要搞這個，無奈....前兩天剛幫一個山東實習的搞定...主要太麻煩....從毛坯到成品，至少7-10個工序了，還要寫路線圖什麼的....我看我是沒辦法幫你的了....除非你到我們公司來實習.......O(∩_∩)O~200分呀！~！~！

6. 數控加工論文怎樣寫的好求大神幫助

雕塑曲面體混流式葉片的多軸聯動數控加工編程技術 摘要：轉輪葉片是水輪機能量轉換的關鍵部件，也是最難加工的零件，目前多軸聯動數控加工是解決該類大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多軸聯動數控加工編程則是實現其高精度和高效率加工的最重要環節。本文介紹混流式水輪機葉片五軸聯動數控加工大型雕塑曲面編程中涉及到轉輪葉片三維造型、刀位軌跡計算、切削模擬、機床運動碰撞模擬、後置變換等關鍵技術。通過對這些技術的鏈接和研究，開發實現了大型葉片的多軸聯動加工。 關鍵詞：數控編程 引言 水輪機是水力發電的原動機，水輪機轉輪葉片的製造，轉輪的優劣，對水電站機組的安全、可靠性、經濟性運行有著巨大的影響。水輪機轉輪葉片是非常復雜的雕塑面體。在大中型機組製造工藝上，長期以來採用的「砂型鑄造—— —砂輪鏟磨——立體樣板檢測 —的製造工藝，不能有效地保證葉片型面的准確性和製造質量。目前採用五軸聯動數控加工技術是當今機械加工中的尖端高技術。大型復雜曲面零件的數控加工編程則是實現其數字化製造的最重要的技術基礎，其數控編程技術是一個數字化模擬評價及優化過程。其 關鍵技術包括：復雜形狀零件的三維造型及定位，五 軸聯動刀位軌跡規劃和計算，加工雕塑曲面體的刀軸 控制技術，切削模擬及干涉檢驗，以及後處理技術等。 大型復雜曲面的多軸聯動數控編程技術使雕塑曲面體 轉輪葉片的多軸數控加工成為可能，這將大大推動我 國水輪機行業的發展和進步，為我國水電設備製造業 向著先進製造技術發展奠定基礎。 " 大型混流式水輪機葉片的多軸數控加工編程過程大型復雜曲面零件的五軸聯動數控編程比普通零件編程要復雜得多，針對混流式葉片體積大並且型面曲率變化大的特點，通過分析加工要求進行工藝設計，確定加工方案，選擇合適的機床、刀具、夾具，確定合理的走刀路線及切削用量等；建立葉片的幾何模型、計算加工過程中的刀具相對於葉片的運動軌跡，然後進行葉片的切削模擬以及機床的運動模擬，反復修改加工參數、刀具參數和刀軸控制方案，直到模擬結果確無干涉碰撞發生，則按照機床數控系統可接受的程序格式進行後處理，生成葉片加工程序。其具體編程過程如圖-所示。 圖-大型混流式葉片的五軸聯動數控加工編程流程!"! 混流式水輪機葉片的三維幾何建模 混流式葉片這一復雜雕塑曲面體由正面、背面、與上冠相接的帶狀回轉面、與下環相接的帶狀回轉面、 大， 可編寫一個.*/0程序讀入這些三維坐標點，然後採用雙三次多補片曲面片通過自由形式特徵的通過曲線的方法進行曲面造型，如圖1所示。葉片的毛坯形狀可從設計數據點進行偏置計算處理，或者從三維測量得到的點雲集方式確定對葉片的各個曲面分別進行"234$曲面造型，並縫合成實體。 !"# 葉片加工工藝規劃 加工方案和加工參數的選擇決定著數控加工的效率和質量。我們根據要加工葉片的結構和特點可選擇大型龍門移動式五坐標數控銑鏜床，根據三點定位原理經大量的研究分析，決定在加工背面是採用通用的帶球形的可調支撐，配以葉片焊接的定位銷對葉片定位，在葉片上焊接必要的工藝塊，採用一些通用的拉緊裝置來裝夾。加工正面時，採用在加工背面時配合銑出的和背面型面完全一致的胎具，將葉片背面放入胎具，利用焊接的工藝塊進行調整找正，仍然採用通用的拉壓裝置進行裝夾。由於葉片由多張曲面組合而 成，為了解決加工過程中的碰撞問題，我們採用沿流線 走刀，對於葉片的正背面進行分區域加工，根據曲面各 處曲率的不同採用不同直徑的刀具、不同的刀軸控制方 式來加工。對每個面一般分多次粗銑和一次精銑。在機 床與工件和夾具不碰撞和不幹涉情況下，盡量採用大直 徑曲面面銑刀，以提高加工效率。葉片正背面我們選用 刀具直徑!-56曲面面銑刀粗銑、!-16曲面面銑刀精銑， 葉片頭部曲面採用!76的曲面面銑刀加工，出水邊採用!76螺旋玉米立銑刀五軸聯動側銑。根據後續模擬情況 反復做刀位編輯，以尋求合理的加工方案。在滿足加工 要求、機床正常運行和一定的刀具壽命的前提下盡可能 的提高加工效率。 !"$葉片五軸聯動加工刀位軌跡的生成 針對大型混流式葉片各曲面的特點，進行合理的刀 位軌跡規劃和計算，是使所生成的刀位軌跡無干涉、無 碰撞、穩定性好、編程效率高的關鍵。由於五軸加工的 刀具位置和刀具軸線方向是變化的，因此五軸加工的是 由工件坐標系中的刀位點位置矢量和刀具軸線方向矢量 組成，刀軸可通過前傾角和傾斜角來控制，於是我們可 根據曲面在切削點處的局部坐標計算出刀位矢量和刀軸 矢量。從加工效率、 表面質量和切削工 藝性能來看，選擇 沿葉片造型的參數 線作為銑削加工的 方向分多次粗銑和 一次精銑，然後劃 分加工區域，定義 與機床有關的參數， 根據以上所選葉片 的加工部位、裝夾 圖, 混流式葉片的刀軌生成 定位方式、機床、 刀具及切削參數和餘量分布情況將葉片分為多個組合面 分別進行加工。通過對曲面曲率的分布情況的分析對於 不同的區域採用不同的面銑刀。粗加工給出每次加工的 餘量，精加工採用同一直徑的銑刀，根據粗糙度要求給 定殘余高度，根據具體情況選擇切削類型、切削參數、 刀軸方向、進退刀方式等參數，生成的刀位軌跡如圖, 所示。但是對於像葉片這樣的曲率變化很大而又不均勻 的雕塑曲面零件我們還要根據情況作大量的刀位編輯， 並且必須進一步通過切削模擬做干涉和碰撞檢查修改和 編輯刀軌。 !"#葉片五軸聯動數控加工模擬 數控加工模擬通過軟體模擬加工環境、刀具路徑 與材料切除過程來檢驗並優化加工程序。在計算機上 模擬驗證多軸聯動加工的刀具軌跡，輔助進行加工刀 具干涉檢查和機床與葉片的碰撞檢查，取代試切削或 試加工過程，可大大地降低製造成本，並縮短研製周 期，避免加工設備與葉片和夾具等的碰撞，保證加工 過程的安全。加工零件的"!代碼在投入實際的加工之 前通常需要進行試切，水輪機葉片是非常復雜的雕塑 曲面體，開發利用數控加工模擬技術是其成功採用五 軸聯動數控加工的關鍵。在此，我們首先進行工藝系 統分析，明確機床!"!系統型號、機床結構形式和尺 寸、機床運動原理和機床坐標系統。用三維!,-軟體建 立機床運動部件和固定部件的實體幾何模型，並轉換 成模擬軟體可用的格式，然後建立刀具庫，在模擬軟 件中新建用戶文件，設置所用!"!系統，並建立機床運 動模型，即部件樹，添加各部件的幾何模型，並准確 定位，最後設置機床參數。 接下來將葉片模型變換到 加工位置計算出刀具軌跡，再以此軌跡進行葉片切削 過程、刀位軌跡和機床運動的三維動態模擬。這樣就 可以清楚的監控到葉片加工過程中的過切與欠切、刀 桿和聯接系統與葉片、機床各運動部件與葉片和夾具 間的干涉碰撞，從而保證了數控編程的質量，減少了 試切的工作量和勞動強度，提高了編程的一次成功率， 縮短了產品設計和加工周期，大大提高生產效率。如 在數控加工行業進行推廣，可產生巨大的經濟和社會 效益。葉片的切削模擬如圖.所示，葉片的機床加工仿 真如圖/所示。 圖. 混流式葉片的切削模擬圖/ 混流式葉片的機床加工模擬 !"$葉片刀位軌跡的後置處理 後置處理是數控編程的一個重要內容，它將我們前 面生成的刀位數據轉換成適合具體機床的數據。後處理 最基本的兩個要素就是刀軌數據和後處理器。我們應首 先了解龍門移動式五坐標數控銑鏜床的結構、機床配備的附屬設備、機床具備的功能及功能實現的方式和機床 配備的數控系統，熟悉該系統的"!編程包括功能代碼 的組成、含義。然後應用通用後置處理器導向模板，根 據以上掌握的知識，開發定製專用後置處理器。然後將 我們已得刀位源文件進行輸入轉換成可控制機床加工的 "!代碼。 % 結束語 復雜曲面的多軸聯動數控編程是一涉及到眾多領域 知識的復雜流程，是數字化模擬及優化的過程。本文介 紹的大型水輪機葉片的多軸聯動編程技術，已用於工程 實際大型葉片的數控編程中，實現了大型轉輪葉片的五 軸聯動數控加工的刀位軌跡計算和加工模擬，保證了後 續數控加工的質量和效率，已作為大型水輪機葉片五軸 聯動數控加工的編程工具用於實際生產中。

7. 數控編程與加工技術論文

數控車削編程中常遇問題的思考

【摘要】為了更好的運用數控技術，合理編程，現將數控車床編程指令中意思相近，功能相似，格式參數較多，軌跡復雜的指令加以分析。文章介紹了它們的異同點，難點，以便於合理運用。
【關鍵詞】數控車削；數控系統；編程指令；分析；運動軌跡

數控機床以其優越性逐步取代普通機床，專用機床，運用在工業加工領域中。數控系統是由解碼、刀補、插補、界面等相對獨立的任務所組成的實時多任務系統。它把編程人員輸入的數控程序，轉變為數控機床的運動。運動軌跡完全取決於輸入的程序。程序是由程序號、程序內容和程序結束三部分組成。作為主體的程序內容是編程人員根據各個零件的外形差異，用數控指令編寫。每個指令都有著自己的運動軌跡。
一、數控車削編程中，指令的使用（華中系統）
（一）G00和G01的區別，如何正確使用
G00是快速點定位指令。功能是使刀具以點位控制方式，從刀具當前所在點以各軸設定的最高允許速度（乘以進給修調倍率）快速移動到定位目標點。
G01是直線插補指令。功能是作直線輪廓的切削加工運動。有時也作很短距離的空行程運動。
這兩個指令都可以使刀具從當前所在點移到定位目標點。所以，在實際運用中，容易將它們混淆使用。為了正確的運用G00和G01，就要找出它們的不同之處，加以區分。
首先，G00指令的格式中不帶F參數。它的快移速度由機床參數「快移進給速度」對各軸分別設定。故在執行G00指令時，由於各個軸以各自速度移動，根據實際情況的不同，各軸到達終點的先後次序也會有所不同，因而聯動直線軸的合成軌跡有時是直線，有時是折線。為此，運行G00指令時，要先搞清楚刀具運動軌跡，避免刀具與工件或夾具發生碰撞。G01指令格式中帶F參數，刀具以聯動的方式，按F規定的合成進給速度，運行到達終點。它的聯動直線軸的合成軌跡始終為直線。
其次，使用的場合不同。G00適用場合一般為加工前的快速定位或加工後的快速退刀。正確運行過程中，始終不與工件接觸。G01一般作為直線輪廓的切削加工運動。有時也作很短距離的空行程運動，以防止G00指令在短距離高速度運動時可能出現的慣性過沖現象。
（二）G02和G03方向的判斷
G02，G03分別為順時針圓弧插補和逆時針圓弧插補。判斷圓弧是用G02加工還是G03加工的方法是：站在垂直於圓弧所在平面（插補平面）的坐標軸的正方向進行觀察判斷。如圖1所示。

圖1：圓弧插補G02/G03方向的規定
數控車床加工回轉體零件，只需標出X軸 和Z軸。故它的插補平面為XOZ平面。我們根據右手笛卡兒坐標系原理，可以表示出Y坐標軸。Y軸的方向為垂直於X軸和Z軸，箭頭指向朝里。根據判斷方法可以得出：圖1中的（a）圓弧起點到圓弧終點是順時針方向，用G02加工；圖1中的（b）圓弧起點到圓弧終點是逆時針方向，用G03加工。
（三）粗車復合循環G71指令運動軌跡的確定
G71是粗車復合循環指令。它的指令格式為：G71 U(△d) R(e) P(ns) Q(nf) X( △u) Z(△w) F(f) T(T) S(s) 這個指令參數教多，分別表示：△d—切削深度、e—退刀量、 ns—精加工路線的第一個程序段順序號、nf—精加工路線的最後一個程序段順序號、△u/2—Z軸方向保留的精加工餘量、△w—X軸方向保留的精加工餘量。
在執行含有G71指令的程序段時，刀具粗加工的運動軌跡取決於程序段N（ns）～N（nf）給定的精加工軌跡和刀具執行G71指令前的所在位置（循環起點）。
如圖2所示，
圖2：內/外徑粗車復合循環
A為循環起點，A→A′→B′→B為精加工編程軌跡。在進行G71粗加工前，為了保證X軸和Z軸方向的精加工餘量，系統將循環起點A的坐標值分別在X軸和Z軸方向加上對應的精加工餘量求得C點。把刀具先由A點位移到C點，再進行粗加工復合循環。粗加工路線和加工次數由系統根據指定的精加工路線和粗加工的切削深度、退刀量，自動計算得出。由此可見，在執行G71指令時，系統早已將精加工程序段進行掃描，解碼並確定其輪廓。要注意的地方就是，在編寫精加工程序時， 刀具從A→A′之間的程序段在Z軸方向不能產生位移。並且循環起點A必須是工件外一點。 /////數控加工的特點
數控加工，也稱之為NC(N帥ericalConb01)加工，是以數值與符號構成的信息，控制機
床實現自動運轉。數控加工經歷了半個世紀的發展已成為應用於當代各個製造領域的先進制
造技術。數控加工的最大特徵有二點：一是可以極大地提高精度，包括加工質量精度及加工
時間誤差精度；二是加工質量的重復性，可以穩定加工質量，保持加工零件質量的一致。也
就是說加工零件的質量及加工時間是由數控程序決定而不是由機床操作人員決定的。數控加
工具有如下優點：
1)提高生產效率；
(2)不需要熟練的機床操作人員；
(3)提高加工精度並且保持加工質量
(4)可以減少工裝卡具：
(5)容易進行加工過程管理；
(6)可以減少檢查工作量；
(7)可以降低廢、次品率；
(8)便於設計加工變更，加工設定柔性強
(9)容易實現操作過程的自動化，一人可以操作多台機床；
(10)操作容易，極大減輕體力勞動強度。
隨著製造設備的數控化率不斷提高，數控加工技術在我國得到日益廣泛的使用，在模
具行業，掌握數控技術與否及加工過程中數控化率的高低已成為企業是否具有競爭力的象
征。數控加工技術應用的關鍵在於計算機輔助設計和製造(CAD／CAM)系統的質量。
CAD／CAM已成為促進國民經濟發展的關鍵技術，是實現製造技術現代化的必由之路。
如何進行數控加工程序的編制是影響數控加工效率及質量的關鍵，傳統的手工編程方
法復雜、煩瑣，易於出錯，難於檢查，難以充分發揮數控機床的功能。在模具加工中，經常
遇到形狀復雜的零件，其形狀用自由曲面來描述，採用手工編程方法基本上無法編制數控加
工程序。近年來，由於計算機技術的迅速發展，計算機的圖形處理功能有了很大增強，基於
CAD／CAM技術進行圖形交互的自動編程方法日趨成熟

8. 怎麼寫數控技術畢業論文

雕塑曲面體混流式葉片的多軸聯動數控加工編程技術摘要：轉輪葉片是水輪機能量轉換的關鍵部件，也是最難加工的零件，目前多軸聯動數控加工是解決該類大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多軸聯動數控加工編程則是實現其高精度和高效率加工的最重要環節。本文介紹混流式水輪機葉片五軸聯動數控加工大型雕塑曲面編程中涉及到轉輪葉片三維造型、刀位軌跡計算、切削模擬、機床運動碰撞模擬、後置變換等關鍵技術。通過對這些技術的鏈接和研究，開發實現了大型葉片的多軸聯動加工。
關鍵詞：數控編程
引言
水輪機是水力發電的原動機，水輪機轉輪葉片的製造，轉輪的優劣，對水電站機組的安全、可靠性、經濟性運行有著巨大的影響。水輪機轉輪葉片是非常復雜的雕塑面體。在大中型機組製造工藝上，長期以來採用的「砂型鑄造—— —砂輪鏟磨——立體樣板檢測 —的製造工藝，不能有效地保證葉片型面的准確性和製造質量。目前採用五軸聯動數控加工技術是當今機械加工中的尖端高技術。大型復雜曲面零件的數控加工編程則是實現其數字化製造的最重要的技術基礎，其數控編程技術是一個數字化模擬評價及優化過程。其 關鍵技術包括：復雜形狀零件的三維造型及定位，五 軸聯動刀位軌跡規劃和計算，加工雕塑曲面體的刀軸 控制技術，切削模擬及干涉檢驗，以及後處理技術等。 大型復雜曲面的多軸聯動數控編程技術使雕塑曲面體 轉輪葉片的多軸數控加工成為可能，這將大大推動我
國水輪機行業的發展和進步，為我國水電設備製造業 向著先進製造技術發展奠定基礎。
" 大型混流式水輪機葉片的多軸數控加工編程過程大型復雜曲面零件的五軸聯動數控編程比普通零件編程要復雜得多，針對混流式葉片體積大並且型面曲率變化大的特點，通過分析加工要求進行工藝設計，確定加工方案，選擇合適的機床、刀具、夾具，確定合理的走刀路線及切削用量等；建立葉片的幾何模型、計算加工過程中的刀具相對於葉片的運動軌跡，然後進行葉片的切削模擬以及機床的運動模擬，反復修改加工參數、刀具參數和刀軸控制方案，直到模擬結果確無干涉碰撞電子商務資料庫"-5*1%)5:/1$)"3發生，則按照機床數控系統可接受的程序格式進行後處理，生成葉片加工程序。其具體編程過程如圖-所示。
圖-大型混流式葉片的五軸聯動數控加工編程流程!"! 混流式水輪機葉片的三維幾何建模 混流式葉片這一復雜雕塑曲面體由正面、背面、與上冠相接的帶狀回轉面、與下環相接的帶狀回轉面、
大 ， 可 編 寫 一 個.*/0程序讀入這些三維坐標點，然後採用雙三次多補片曲面片通過自由形式特徵的通過曲線的方法進行曲面造型，如圖1所示。葉片的毛坯形狀可從設計數據點進行偏置計算處理，或者從三維測量得到的點雲集方式確定對葉片的各個曲面分別進行"234$曲面造型，並縫合成實體。
!"# 葉片加工工藝規劃
加工方案和加工參數的選擇決定著數控加工的效率和質量。我們根據要加工葉片的結構和特點可選擇大型龍門移動式五坐標數控銑鏜床，根據三點定位原理經大量的研究分析，決定在加工背面是採用通用的帶球形的可調支撐，配以葉片焊接的定位銷對葉片定位，在葉片上焊接必要的工藝塊，採用一些通用的拉緊裝置來裝夾。加工正面時，採用在加工背面時配合銑出的和背面型面完全一致的胎具，將葉片背面放入胎具，利用焊接的工藝塊進行調整找正，仍然採用通用的拉壓裝置進行裝夾。由於葉片由多張曲面組合而 成，為了解決加工過程中的碰撞問題，我們採用沿流線 走刀，對於葉片的正背面進行分區域加工，根據曲面各
處曲率的不同採用不同直徑的刀具、不同的刀軸控制方 式來加工。對每個面一般分多次粗銑和一次精銑。在機 床與工件和夾具不碰撞和不幹涉情況下，盡量採用大直 徑曲面面銑刀，以提高加工效率。葉片正背面我們選用 刀具直徑!-56曲面面銑刀粗銑、!-16曲面面銑刀精銑， 葉片頭部曲面採用!76的曲面面銑刀加工，出水邊採用!76螺旋玉米立銑刀五軸聯動側銑。根據後續模擬情況 反復做刀位編輯，以尋求合理的加工方案。在滿足加工
要求、機床正常運行和一定的刀具壽命的前提下盡可能&n bsp;的提高加工效率。!"$葉片五軸聯動加工刀位軌跡的生成 針對大型混流式葉片各曲面的特點，進行合理的刀位軌跡規劃和計算，是使所生成的刀位軌跡無干涉、無碰撞、穩定性好、編程效率高的關鍵。由於五軸加工的刀具位置和刀具軸線方向是變化的，因此五軸加工的是由工件坐標系中的刀位點位置矢量和刀具軸線方向矢量 組成，刀軸可通過前傾角和傾斜角來控制，於是我們可 根據曲面在切削點處的局部坐標計算出刀位矢量和刀軸 矢量。從加工效率、
表面質量和切削工 藝性能來看，選擇
沿葉片造型的參數
線作為銑削加工的
方向分多次粗銑和
一次精銑，然後劃
分加工區域，定義
與機床有關的參數，
根據以上所選葉片
的加工部位、裝夾 圖,
混流式葉片的刀軌生成
定 位 方 式 、 機 床 、 刀具及切削參數和餘量分布情況將葉片分為多個組合面
分別進行加工。通過對曲面曲率的分布情況的分析對於 不同的區域採用不同的面銑刀。粗加工給出每次加工的 餘量，精加工採用同一直徑的銑刀，根據粗糙度要求給 定殘余高度，根據具體情況選擇切削類型、切削參數、 刀軸方向、進退刀方式等參數，生成的刀位軌跡如圖, 所示。但是對於像葉片這樣的曲率變化很大而又不均勻 的雕塑曲面零件我們還要根據情況作大量的刀位編輯， 並且必須進一步通過切削模擬做干涉和碰撞檢查修改和
編輯刀軌。!"#葉片五軸聯動數控加工模擬
數控加工模擬通過軟體模擬加工環境、刀具路徑
與材料切除過程來檢驗並優化加工程序。在計算機上
模擬驗證多軸聯動加工的刀具軌跡，輔助進行加工刀
具干涉檢查和機床與葉片的碰撞檢查，取代試切削或
試加工過程，可大大地降低製造成本，並縮短研製周
期，避免加工設備與葉片和夾具等的碰撞，保證加工
過程的安全。加工零件的"!代碼在投入實際的加工之
前通常需要進行試切，水輪機葉片是非常復雜的雕塑
曲面體，開發利用數控加工模擬技術是其成功採用五
軸聯動數控加工的關鍵。在此，我們首先進電子商務資料庫324&%';&6:6)(#2行工藝系
統分析，明確機床!"!系統型號、機床結構形式和尺
寸、機床運動原理和機床坐標系統。用三維!,-軟體建
立機床運動部件和固定部件的實體幾何模型，並轉換
成模擬軟體可用的格式，然後建立刀具庫，在模擬軟
件中新建用戶文件，設置所用!"!系統，並建立機床運
動模型，即部件樹，添加各部件的幾何模型，並准確
定位，最後設置機床參數。 接下來將葉片模型變換到
加工位置計算出刀具軌跡，再以此軌跡進行葉片切削
過程、刀位軌跡和機床運動的三維動態模擬。這樣就
可以清楚的監控到葉片加工過程中的過切與欠切、刀
桿和聯接系統與葉片、機床各運動部件與葉片和夾具
間的干涉碰撞，從而保證了數控編程的質量，減少了
試切的工作量和勞動強度，提高了編程的一次成功率，
縮短了產品設計和加工周期，大大提高生產效率。如
在數控加工行業進行推廣，可產生巨大的經濟和社會
效益。葉片的切削模擬如圖.所示，葉片的機床加工仿
真如圖/所示。
圖. 混流式葉片的切削模擬圖/
混流式葉片的機床加工模擬
!"$葉片刀位軌跡的後置處理
後置處理是數控編程的一個重要內容，它將我們前
面生成的刀位數據轉換成適合具體機床的數據。後處理
最基本的兩個要素就是刀軌數據和後處理器。我們應首
先了解龍門移動式五坐標數控銑鏜床的結構、機床配備的附屬設備、機床具備的功能及功能實現的方式和機床
配備的數控系統，熟悉該系統的"!編程包括功能代碼
的組成、含義。然後應用通用後置處理器導向模板，根
據以上掌握的知識，開發定製專用後置處理器。然後將
我們已得刀位源文件進行輸入轉換成可控制機床加工的
"!代碼。
% 結束語
復雜曲面的多軸聯動數控編程是一涉及到眾多領域
知識的復雜流程，是數字化模擬及優化的過程。本文介
紹的大型水輪機葉片的多軸聯動編程技術，已用於工程
實際大型葉片的數控編程中，實現了大型轉輪葉片的五
軸聯動數控加工的刀位軌跡計算和加工模擬，保證了後
續數控加工的質量和效率，已作為大型水輪機葉片五軸
聯動數控加工的編程工具用於實際生產中。

9. 數控或機制加工論文(8000—10000字)

裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業（如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過「各種經濟時代的區別，不在於生產什麼，而在於怎樣生產，用什麼勞動資料生產」。製造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進製造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國製造業廣泛採用數控技術，以提高製造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅採取重大措施來發展自己的數控技術及其產業，而且在「高精尖」數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進製造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統製造產業和新興製造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)機械製造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)感測器技術；(6)軟體技術等。

1 數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化，使製造業成為工業化的象徵，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面〔1～4〕。

1．1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。

1.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其製造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。
在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平台上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，並可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平台、數控系統功能庫以及數控系統功能軟體開發工具等是當前研究的核心。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求，也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的「CyberProction Center」（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出「IT plaza」（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放製造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。

1.4 重視新技術標准、規范的建立

1.4.1 關於數控系統設計開發規范
如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。

1.4.2 關於數控標准
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准，即採用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特徵是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個製造過程，乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對於數控技術的發展乃至整個製造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的製造理念，傳統的製造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。
目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。

2 對我國數控技術及其產業發展的基本估計

我國數控技術起步於1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由於國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的「六五」、「七五」期間以及「八五」的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由於改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的「八五」的後期和「九五」期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在「九五」末期，國產數控機床的國內市場佔有率達50％，配國產數控系統（普及型）也達到了10％。
縱觀我國數控技術近50年的發展歷程，特別是經過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。
a.奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，部分技術已商品化、產業化。
b.初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。
c.建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。
雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數控技術的研究開發，尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術水平有差距，在某些方面發展速度也有差距，即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。
a.技術水平上，與國外先進水平大約落後10～15年，在高精尖技術方面則更大。
b.產業化水平上，市場佔有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規模生產；功能部件專業化生產水平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。
c.可持續發展的能力上，對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱；數控技術應用領域拓展力度不強；相關標准規范的研究、制定滯後。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。
a.認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多，從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網路等支撐體系。
c.機制方面。不良機製造成人才流失，又制約了技術及技術路線創新、產品創新，且制約了規劃的有效實施，往往規劃理想，實施困難。
d.技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標准落後，水平較低，數控系統新標准研究不夠。
3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考

3.1 戰略考慮
我國是製造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是後端的轉移，即要掌握先進製造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國製造業將進一步「空芯」。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際「加工中心」和「組裝中心」，而非掌握核心技術的製造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代製造業的發展進程。
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為製造業是我國就業人口最多的行業，製造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，對我國實現禁運和限制，「東芝事件」和「考克斯報告」就是最好的例證。

3.2 發展策略
從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國製造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國製造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現製造裝備業的跨躍式發展。
強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以「做得出、用得上、賣得掉」為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。
在競爭前數控技術方面，強調創新，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備製造業乃至整個製造業的可持續發展奠定基礎。