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數控加工論文范文1

1.1“3+2”軸加工模式“3+2”加工是五軸加工的常用模式，它指的是在五軸加工過程中，在兩個旋轉軸（ABC中的兩個）的矢量方向確定后，3個直線軸（XYZ）做三軸聯合運動完成零件加工的方式。這種加工模式能夠提高生產效率，減少裝夾次數，避免零件的安裝誤差。這種加工模式在加工箱體、模具零件的底部或側壁時，可使用短刀具加工提高加工剛性。在進行“3+2”五軸加工模式時，先要建立定位坐標系，然后確定機床的旋轉軸后在進行零件的定位加工，在斜面上加工孔時，采用這種加工模式，體現出很高的效率。“3+2”模式的五軸加工編程相對簡單，對五軸機床的磨損小（旋轉軸的使用壽命比直線的使用壽命低）。“3+2”模式的五軸加工不足是：加工時兩個向量之間存在加工界限，在精度不高的五軸機床上加工時會產生“臺階”，而五軸聯動加工則可以避免。

1.2“4+1”軸加工模式“4+1”軸加工指的是：在進行五軸加工時，一個旋轉軸（ABC軸中的一個）角度確定，剩下的三個直線軸加一個旋轉運動軸可同時做聯合運動完成零件的加工。這種五軸加工模式適合加工近似回轉體類的零件。在保證刀具不干涉的情況下使用采用“4+1”軸加工可以減少零件裝夾次數，提高生產效率，提高零件的加工精度。

1.3五軸聯動加工五軸聯動加工指五個運動軸（包括XYZ三個直線軸和ABC中的兩個旋轉軸）同時運動對零件進行加工的一種模式。在進行五軸聯動加工時，可對加工過程中的刀具軸線方向進行優化，改變刀軸的矢量方向，保證在整個刀具路徑上都可保持最高效的切削模式，具有連續性，沒有加工的接刀痕跡，表面粗糙度好等優點。五軸聯動加工不僅能控制加工誤差，而且能提高零件表面質量，同時可根據工藝要求，均勻地切除復雜曲面材料，這樣就能有效控制工件的應力和熱變化。例如在加工螺旋槳、航空發動機的整體葉輪時都需用到五軸聯動加工保證產品的質量和精度。以上三種加工模式如圖1所示：圖1五軸加工模式

2五軸加工的關鍵技術

要加工出高質量的五軸零件需要有先進的五軸設備、高效的五軸編程軟件和合理的五軸加工工藝，三者缺一不可。具體操作流程為：根據加工條件，用CAD/CAM軟件完成零件的三維造型及刀路設置，根據機床性能后置處理生成數控程序；然后應用仿真軟件進行欠切、過切、碰撞檢測以及試切削；最后操作五軸機床完成零件的加工。

2.1五軸機床五軸數控機床相對于三軸數控機床來說，不僅僅是增加兩個旋轉軸的問題，它在算法、控制技術上有著很大的提升，其關鍵技術包括主軸速度、驅動技術和控制技術，這些參數影響了五軸數控機床的加工范圍和加工精度。

2.1.1主軸速度。五軸數控機床在復雜異形件時，經常需要用到小直徑刀具來提高零件表面質量，為此需要主軸具有較高的轉速。如今五軸機床的主軸大多都采用電主軸（主軸速度基本保持在20000～50000r/min）來提高效率，減少能量損耗。在細微銑削（銑刀直徑一般采用0.1～2mm）加工過程中，需要機床具備更高的主軸轉速。

2.1.2驅動技術。在進行復雜曲面加工時，經常需要對五軸機床的主軸轉速和角度進行制動和變速以適應各種型面的加工。為達到在較高的進給速度或在短距離的走刀路徑上，平穩地加工零件的輪廓，這就要求設備具有很高的主軸加速度。因此，在五軸加工過程中，主軸的加速度將控制著零件的加工精度和刀具的壽命。目前，普通的加工中心基本都是采用伺服電機和滾珠絲杠來驅動直線軸運動，但對于高端數控設備現已開始采用直線電機，如德國DMU公司的DMC75VLinear高速五軸加工中心。直線電機的優點包括：可簡化機床結構，減去機床中將回轉運動轉換為直線運動的機械傳動部件，減少能量損耗，從而有效提高零件加工精度，保證各軸的動態性能及移動線速度的穩定性。如今，大部分的五軸聯動加工中心基本都采用轉矩電機來控制主軸頭和回轉工作臺的運動和擺動。轉矩電機是一種同步電機，屬于直接驅動裝置機構，它在轉子上固定有需要驅動的零部件，這樣就能盡量減少機械傳動零部件。轉矩電機的伺服響應靈敏，輸出扭矩大、無傳動間隙、無零件間的接觸傳動（避免磨耗）等特點，其角速度是傳統蝸輪蝸桿機構的6倍以上，在驅動主軸頭擺動的加速度可達3g以上。采用轉矩電機替代傳統的機械傳動結構可以將設備簡化，減少零部件數量，提高傳動效率，同時提高整個機構運行的穩定性，從而提高零件的加工質量和效率。

2.1.3控制技術。五軸聯動加工就是要實現5個運動軸的同時運動，完成零件的加工。由于旋轉運動軸的存在，導致坐標系是運動變化的，使得編程算法比三軸機床的算法復雜很多，各種插補運算量龐大，同時細微的旋轉坐標軸誤差將導致很大的加工誤差。為此，要求五軸聯動加工中心數控系統具備強大的控制和伺服能力以及高效的運算速度和控制精度，同時還要求系統具備良好的刀軸中心點控制管理能力，實現刀具長度補償和刀具半徑補償，從而實現圓柱面和傾斜工作面的高效加工。目前在五軸聯動加工中，常用的數控系統有：德國Siemens公司的Siemens840D和Heidenhain公司的iTNC530，它們廣泛應用于各種高端的數控設備中。

2.2五軸加工工藝

五軸數控加工工藝的劃分模式有：按粗、精加工分，依據零件的形狀、尺寸及精度等因素，將粗精加工分開的原則進行工藝劃分；按刀具集中分，按選擇的刀具進行工藝的劃分，可以減少換刀次數，縮短加工時間，提高加工精度及效率；按加工部位分，遵循的原則有先近后遠、先簡后繁、先平面后孔。五軸聯動精加工時，五軸設備的剛性、切削能力以及被切削材料的硬度都是應該考慮的因素。根據機械加工工藝規程，在五軸精加工時一般預留0.5～0.8mm的余量精加工。過大的切削量是不允許的，它將對五軸機床的主軸造成損壞，因此工藝人員在制定工藝方案時，應著重考慮五軸聯動加工時的切削參數，并書面告知操作人員注意事項。同時在進行五軸聯動加工前應進行仿真驗證，避免碰撞及過切現象的產生。

23五軸加工關鍵技術

2.3.1刀軸控制。五軸聯動加工過程中的刀具軌跡非常復雜和抽象，為了加工出復雜異型零部件的曲面及空間，經常需要進行多次坐標系和刀軸的變化來完成零件的加工，同時還要考慮各運動軸的協調性，避免干涉、碰撞現象的產生，因此在執行程序前需要用CAD/CAM軟件對刀軸進行驗證。

2.3.2試切加工。在五軸聯動加工過程中，為提高多軸加工的效率及保證加工系統的剛性，實際的切削參數往往要比NC程序中設定的值低（盡量先將倍率調到較低值，然后慢慢提高，直至找到一個最佳方案）；另外，當五軸設備的五個運動坐標軸都在運動時，其剛性比三軸設備要低，如果處理不好，將直接影響設備的性能和產品的加工精度。

2.3.3CAD/CAM軟件。要實現復雜曲面的五軸加工，關鍵需要五軸CAD/CAM軟件來實現加工工藝。如今能進行五軸編程的軟件有UG、hyperMILL、cimatron、powermill、caxa制造工程師等，其中由于powermill軟件具有功能強大，操作簡便等特點，在國內市場的占有率正在逐年提高。現在越來越多的學校、工廠正在用powermill軟件編制五軸加工刀路，完成復雜異形零件的加工。powermill軟件中的五軸加工策略很多，其中“曲面投影精加工”策略的加工范圍廣、生成的刀具路徑質量高效，特別適用于復雜曲面的加工，越來越受到機械制造工藝師的青睞。為此，研究“曲面投影精加工”的原理、相關參數的含義以及使用方法，對用好該五軸加工策略意義重大。

2.3.4刀路優化。在編制NC程序時，要避免刀軸不必要的、過度的擺動，防止因機床主軸或工作臺過于頻繁的擺動，造成機床的損壞。在進行刀路優化時，著重要注意連接刀路的設置，生成多軸刀路后，還需根據機床性能、零件特征，調整連接刀路參數，優化刀具路徑。

2.3.5仿真驗證。由于五軸設備貴重，加工程序量大，需要考慮的干涉、碰撞問題較多，所以實際加工前一定要先進行模擬加工。如今的CAM軟件基本只能進行程序的驗證，很難仿真實際的工藝工裝等實際加工情境，所以在進行實際的五軸聯動加工前，建議編程人員使用專業的多軸數控仿真軟件（VERICUT）進行仿真加工，來驗證工藝及程序的安全性、可靠性，同時增強操作者和機床的安全保障。

3結語

數控加工論文范文2

1.1加工刀具分析

在數控銑削曲線槽的加工中，從零件的加工精度考慮，應該分別使用兩把相同規格尺寸的銑刀，更有利于曲線軌跡尺寸和表面粗糙度的保證，同時可以簡化程序編制的節點參數計算。

1.2零件裝夾與定位基準分析

在數控銑削加工中，利用完成加工的￠130圓柱內孔和兩端內孔倒角，使用定位芯軸進行零件的裝夾，利用定位芯軸一端外圓和另一端的內孔倒角，使用分度頭采用一夾一頂的方式進行零件的裝夾定位。同于零件的車削加工，零件軸向的定位基準選擇在零件￠130內孔和零件的右端面。這樣處理的好處是在零件的車削加工和數控銑削加工中均采用相同的基準和相同的方式進行裝夾定位，符合基準重合的原則，有利于提高零件的加工精度和幾何精度。

1.3數控加工方式分析

由零件的結構形狀可知，凸輪的曲線槽軌跡由直線和圓弧構成。曲線槽的直線軌跡是沿零件軸線直線運動的軌跡，曲線槽的圓弧軌跡是沿零件軸線的旋轉運動和沿零件軸線的直線運動合成的軌跡。由數控旋轉工作臺工作的原理和特點可知，數控旋轉工作臺的運動是按照角度進行控制的，應用附加旋轉軸的數控加工方法能夠滿足零件圓周表面上直線（斜線）槽軌跡的加工，而不能滿足零件圓周表面上圓弧槽軌跡的加工要求。欲滿足上述加工要求，必須將零件圓周表面上的角度控制轉換為零件圓周表面上的直線長度控制，才能滿足零件圓周表面上圓弧槽軌跡的加工要求。由上述分析可知：該零件應該運用下列加工方式來進行圓筒凸輪曲線槽軌跡的數控銑削加工。在立式數控銑床上，使用普通FW-125型分度頭，經數控改裝后進行零件曲線槽軌跡的數控銑削加工。如具體如下：將普通FW-125型分度頭固定在銑床工作臺上，使分度頭的旋轉中心軸線與銑床X向直線軸運動方向平行，在分度頭上裝夾圓筒凸輪零件并使得零件中心軸線與分度頭的旋轉中心軸線重合。X向運動控制銑床工作臺做縱向直線移動；Y向運動控制銑床工作臺做橫向直線移動；Z向運動控制銑床工作臺做垂直直線移動。旋下Y向電動機與數控系統連接的旋紐，旋上需另外配置相同型號的Y向電動機，用來控制分度頭來實現沿工件中心軸線的旋轉運動。使用Z軸單動來進行零件加工中的進刀、退刀運動；使用X軸、Y軸（此時為旋轉軸）聯動來進行直線和圓弧軌跡的插補，應用直角坐標的控制方式來進行零件曲線槽軌跡的數控銑削加工。采用此方式加工的零件輪廓和軌跡精度可以滿足加工要求，并且加工操作方便，簡便易行。

2分度頭的數控改裝及轉換控制原理

數控改裝如下進行：用原來實現橫向直線位移的Y向伺服電動機，來聯接控制FW-125型分度頭的輸入蝸桿，控制其做旋轉運動。由于控制傳動部件（原來為銑床橫向絲杠，現在為FW-125型分度頭輸入蝸桿）的不同，則會引起運動參數的變化，必然使得Y向的位移軌跡失控或變形，也使得與X向聯動運行圓弧軌跡失控或變形。由數控系統的控制原理可知：Y向伺服電動機轉動一轉，帶動被聯接的滾珠絲杠轉動一轉，此時直線位移一個絲杠螺距值t（一般t=6mm）。當Y向伺服電動機用來聯接控制FW-125型分度頭時，由于FW-125型分度頭中蝸輪蝸桿的傳動比i=40，因此Y向伺服電動機轉動一轉，帶動被聯接FW-125型分度頭的輸入蝸桿轉動一轉，Y向伺服電動機轉動40轉，帶動被聯接的FW-125型分度頭輸入蝸桿轉動40轉（即工件轉動一周），此時的編程位移長度為mm，可帶動被聯接的FW-125型分度頭的主軸以及工件轉動一周，此時實際位移的旋轉長度為零件的圓周長（Ly=πd=150π=471.238898）。欲使L1=Ly，在Y向伺服電動機與FW-125型分度頭輸入蝸桿的聯接間增加一級齒輪傳動，即可使得上述問題得到解決。

3結束語

數控加工論文范文3

職業教育課程與普通教育課程兩者在課程形態上有很大差異，職業教育課程相比普通教育課程具有定向性、適應性、雙重性等特點。根據社會需要培養實用人才，是職業教育的根本任務，職業教育課程是為了適應特定區域、特定職業的需要而開發和實施的。當今世界，科學技術日新月異，勞動世界變化莫測，當代的職業教育課程必須及時吸收科技發展的最新成果，才能適應社會的發展需要，這就決定了職業教育課程開發必須是一個不斷進行的動態過程。職業教育不是以掌握符號知識為目標的，它是為具體工作做準備的教育，它所培養的學生必須能夠有效的完成工作任務，在工作中所依賴的知識大部分是實踐知識，理論知識只有轉化為實踐知識后，才可能被應用到行動中去，職業教育課程是一種以實踐知識為主的課程，實踐知識學習最為有效的途徑是實踐過程，因此把工作實踐過程設計成學習過程，就成為職業教育課程的內在要求。實施職業教育課程需要大量的實訓設施和耗材、設備維修與更新、水電供應和往返實訓基地的差旅費，等等。為了教給學生先進的技術知識，就必須購置現代化設備，因此，在職業教育的過程中要找到更多的節約資源的辦法，這就需要學校和企業建立長久的合作關系。

2數控專業課程設置的現狀

原來數控加工專業的課程主要包括包括：機械制圖、計算機基礎、工程力學、機械制造基礎、機械設計基礎、數控加工工藝及裝備、數控機床、數控機床編程與加工、數控原理與系統、單片機與PLC、數控機床電氣控制技術、數控機床故障診斷與維修、液壓與氣壓傳動、CAD/CAM應用軟件、先進制造技術、模具設計與制造等二十多門功課，這么多的課程，學生很難懂，而且在工作的時候有很多知識用不到，這樣就造成了：學校與工廠嚴重脫節，會的用不到，用到的不會的狀況。現在該委培專業的專業課程主要包括：機械制圖、金屬加工與實訓（鉗工工藝與實訓）機械基礎、電工電子技術與技能、機械測量技術等，與原來的相比，減少了專業課程的開設，增加了專業技能訓練的課時，把相關專業課程如：數控加工工藝及裝備、數控機床、數控機床編程與加工、數控原理與系統等，參滲到技能訓練中，強化了動手和解決實際問題的能力。為了培養學生的技能品性，特開設職業健康與安全、心理健康、環保教育等選修課。但是雖然針對課程改革，委培專業的專業課程設置進行了調整，但是大部分的授課的知識還是沒有和企業緊密的聯系一起。

3解決方法

職業教育的課程具有鮮明的個性特征，由于職業教育課程很容易過時，好多職業學校對課程的開發和設置普遍不夠重視，不是沿用傳統課程，就是照搬其他學校的課程，沒有自己的特色，課程老化現象比較嚴重，在課程實施的過程中，盡量設計真是的職業環境，讓學生在這樣的環境中通過行動來主動構建自己的職業能力，同時職業教育必須拋棄學術性的學習方式，樹立“知識即行動，行動即知識”的觀念，數控等新技術的發展更迅速，所以在專業課程設置時，要與畢業生的質量緊密聯系要以勞動力市場人才需求為導向。對于數控專業課程的設置，首先要根據訂單企業的人才需求及就業崗位，確定職業教育目標，明確把學生的導向，制定人才培養方案的目標，對中職數控加工專業進行深入調研和剖析，找準畢業生重點培養崗位，在遵循課程設置依據及原則基礎上，整合優化專業課程設置，構建了基于工作過程的課程開發體系，以工學結合為切入點，課證融合，改進了課程的評價方法，推行全面素質評價，以促進數控加工專業人才培養質量的全面提高。然后制定課程計劃的目標、每門課程的目標及教師根據人才培養方案制定教學目標。

數控加工論文范文4

1.1矩陣式數控加工方案的引入一方面為了能夠實現多件零件同時裝夾，同時達到降低勞動強度，提高生產效率的目的；另一方面為了擺脫成組加工過程中材料、加工程序、專用工裝、單次零件加工數量的限制，本文提出矩陣式數控加工。

1.2矩陣式數控加工可行性分析矩陣式數控加工：能夠進行相同或不同零件的同時裝夾，系統自動調用每個零件對應的加工原點和加工程序，進行多零件同時加工的方法。矩陣式數控加工的難點在于：每個零件原點坐標值的分配和不同零件間不同程序的調用問題。采用子程序化（宏程序）方案，在加工每件零件前，先由系統子程序自動將本零件的加工原點賦值到G54中，然后使用宏程序對加工程序進行調用，直至完成所有零件的所有加工程序（表2）。

1.3矩陣式數控加工存在的優勢（1）精益化多件零件的裝夾，節約裝夾時間。（2）減少零件原點找正的時間。（3）減少刀具更換的次數，減少次數為同時加工的零件的數量減一，比如同時加工10件零件，即減少9次刀具的更換。（4）減少加工程序的調用次數。（5）使用單件加工時的工裝、程序，節約了工裝和程序編制成本。（6）加工中零件的數量和零件的項目可按照生產現場的實際情況進行設置。

2等距式矩陣加工（矩陣式數控加工在粗加工中的應用）

2.1等距裝夾的實施方案（1）可調式多工位定位壓板（以下簡稱定位壓板）。結構：整體長方體。該定位壓板按結構功能區分，主要分為3個部分：兩端面設有與零件相接觸用于零件定位的基準面；中間位置設有6個使用定位銷與機床鍵槽相配合的定位精孔；一端面上表面設有區分兩定位端面的錐度面，如圖1所示。用途一：3組定位精孔到兩端面的距離共形成6組尺寸，根據零件寬度的不同，選擇1組定位孔，保證零件在寬度方向的另一側，便于裝夾。使用兩組定位壓板，可以方便保證零件的直線度要求（否則由于零件的寬度不同，造成零件寬度的另一側，零件與T型槽腔的距離過遠或者過近，都不方便壓板的裝夾）。用途二：使用定位壓板，配合百分表在機床上的等距移動，來控制多個零件間的距離，可以保證零件在相同方向上的距離相同。（2）零件在X向的定位依靠定位壓板和機床（裝有百分表）的等距移動。第一步，如圖2中等距裝夾過程圖所示，使用定位壓板，用兩個φ22的銷棒2，分別通過定位壓板1上定位孔5和定位孔7，機床鍵槽內，從而保證定位壓板1在長度方向上與機床鍵槽平行，并且Y向固定，然后中間定位孔6使用螺釘或拉桿3將定位壓板1進行壓緊，將百分表觸頭接觸到定位壓板1定位端面4，讀取百分表此時的讀數，從而固定了第一個定位壓板。圖3中零件1左側定位壓板，用來固定零件1的X向位置。第二步，根據零件在X向（或Y向）的間距，將機床連同百分表移動一個X向（或Y向）間距，再次使用一個定位壓板1，使用兩個φ22的銷棒2，分別通過定位壓板1上定位孔5和定位孔7，機床鍵槽內，從而保證定位壓板1在長度方向上與機床鍵槽平行，并且Y向固定，然后中間定位孔6使用螺釘或拉桿3將定位壓板1進行壓緊，在壓緊的同時，調整定位壓板1在X向的位置，保證百分表的讀數與記錄值相同，來保證2個定位壓板在X（或Y向）向的位置相同。根據實際加工中，X向（或Y向）上零件的數量，來設置X向（或Y向）定位壓板的數量。本案例中X向設置5組，Y向設置4組，共計20個定位零件X向的定位壓板。圖3中，零件1~20左側定位壓板。（3）零件在Y向的定位：依靠定位壓板和機床等距的鍵槽。20件零件Y向的定位，根據零件的寬度，選擇定位壓板上適當、方便零件裝夾的一組孔，所有定位壓板使用相同的一組定位孔。每個零件使用2個定位壓板，保證Y向定位和零件的直線度要求。利用等距的機床鍵槽和定位壓板來保證所有零件在Y向上的等距關系。20個零件X向和Y向使用的定位壓板如圖3所示。

2.2等距式矩陣加工方案的實施（以法那克系統為例）本文以某臺3坐標龍門銑床為例，法那克系統，機床沒有刀庫，主要解決頻繁的裝夾、刀具和程序更換。（1）等距式矩陣加工加工流程。零件的裝夾：按照等距式裝夾方案，將定位壓板裝夾好后，每個零件的X、Y向的位置，以及零件的直線度即可滿足加工要求，僅僅首次加工時進行定位壓板的裝夾，依序完成20個零件裝夾。主程序的設置：在主程序中設置第一個零件的原點坐標值，X向和Y向上零件的數量和距離，從哪件零件開始加工等信息如表3所示。主程序的調用：主程序依次按照圖3中零件的順序調用程序，進行零件的生產。第一個零件加工完成后，自動將原點坐標偏移一個零件的距離加工第二個零件。根據零件的數量，完成多次重復自動調用。當首批20個零件加工完成后，用于零件X向和Y向定位的30個定位壓板位置保持不動，僅取下用于壓緊固定的其他普通壓板，進行零件的快速換裝。（2）等距式矩陣加工程序參數介紹。加工程序的設置。對于沒有刀庫的設備而言，每一個加工程序對應一個主程序，在主程序內將當前加工程序的程序名稱輸入到參數#32中，主程序自動根據零件的加工數量N，調用N次零件的加工程序。對于擁有刀庫的設備而言，僅設置一個主程序，加工過程中僅調用一個主程序即可實現對零件加工程序的多次調用。原點坐標值的設置。首先將首件零件的加工原點X、Y、Z值找出，錄入到主程序參數#21、#22、#23中。零件加工時，主程序根據首個零件的原點坐標值和零件間X向和Y向的間距，對每個零件的原點值自動進行等距偏移，完成每個零件原點坐標值的計算和對G54的賦值工作。每次調用加工程序前，首先將對應零件的原點值賦值到G54中，保證原點值和加工程序的一一對應。零件的加工數量。根據實際生產中零件的加工數量，分別將零件的加工總數量、X向的加工數量和Y向的加工數量輸入到參數#24、#28、#26中，便于程序加工過程中對每個零件原點坐標值的計算工作。不能構成矩陣零件的加工數量。當零件加工到最后時，有可能零件的加工數量僅剩余18件，按照Y向5個進行計算，只能構成3組，形成5×3的矩陣，剩余3個無法構成矩陣，此時需要將剩余的3件輸入到參數#25中，系統自動僅僅加工5×3+3個零件。零件在X向和Y向的間距。根據實際生產中零件間的距離，分別將零件在X向的距離和Y向的距離輸入到參數#29、#27中，便于程序加工過程中對每個零件原點坐標值的計算工作。從哪件零件開始加工。現實的加工過程中，有可能會遇到停電、設備故障等因素造成加工至中途的情況發生，此時再次從首件零件開始加工，有可能會影響零件的尺寸，并耽誤大量的加工時間。此時可以將從哪一件加工的信息輸入給#31（X向）和#30（Y向）參數。比如零件加工至X向第2、Y向第3個零件，僅僅輸入#31=2、#30=3，運行程序后，程序自動從X向第2、Y向第3個零件開始加工。

2.3等距式矩陣加工的優點等距式矩陣加工優點如表4所示。（1）多件零件同時裝夾，節約了大量裝夾準備的時間，比如吊具、吊車、工具的準備、工具的統一使用。（2）原點的找正僅找第一個零件，其余19個零件的原點值通過零件間的距離進行等距偏置。（3）每把刀具交換后，一次性加工20個零件，從而節約大量的刀具交換時間，避免了暫停等待的時間。（4）每個主程序調用后，可以由主程序自動調用20次零件的加工程序，從而節約了大量程序調用時間，避免了暫停等待的時間。

2.4等距式矩陣加工的適用范圍（1）機床工作平臺必須滿足裝夾多零件的要求。（2）進行大批量生產時尤其適用。（3）僅適用于粗加工。（4）沒有工裝要求的精加工也可以應用此方案，同時加工多個相同零件，但由于加工精度的要求，必須對每個零件進行原點找正，將每個零件的原點存在對應的參數中，加工過程中有系統程序進行調用。

3非等距式矩陣加工（矩陣式數控加工在精加工中的應用）

等距式矩陣加工非常適用于多件相同零件粗加工的同時生產，但是對于有工裝要求的零件，裝夾多個意味著需要多套工裝，并且對于對原點值的精確度要求較高的精加工，以及不同零件同時加工時，等距式矩陣加工卻無法滿足要求，因此非等距式矩陣加工應運而生。

3.1非等距式矩陣加工的構思零件生產過程中經常會有以下情況發生：（1）參與矩陣加工的零件需要使用專用工裝；（2）當零件進行精加工生產時，每個零件都需要精確的原點坐標值，來保證零件的加工質量；（3）當零件的加工批量較小時，并且每項零件的加工數量不相同。上述情況下，等距式矩陣加工顯然不能夠滿足要求，因此需要非等距式矩陣加工具備以下功能。（1）允許相類似的多個零件同時裝夾、同時加工，避免對相同工裝的需求。（2）對每個零件進行原點找正，以保證精加工時零件的質量。（3）允許小批量或單件零件融入矩陣式數控加工，提高矩陣式數控加工的靈活性。（4）必須有可靠的程序、刀具、原點等加工過程的自動監控，保證零件在加工過程中質量的穩定性。

3.2非等距式矩陣加工案例分析本文以某臺5坐標臥式加工中心（簡稱設備B，西門子系統，設備帶有刀庫）為例，主要解決零件的頻繁裝夾和頻繁人為干預的問題。（1）設備B原生產模式。從裝夾到零件原點的找正、數控銑削、鏜孔、凸臺下斷，再到零件的拆卸，基本上零件生產的每個環節都需要人為干預。現場的生產模式為：每項零件逐一完成后，再加工下一項零件，人為干預環節非常頻繁，影響生產效率的提升，造成勞動強度較大，如圖4所示。（2）非等距式矩陣加工。對系統程序進行編制，使具備以下功能，4項相似零件同時進行裝夾、原點找正、數控銑削、鏜孔、工藝凸臺下段、拆卸零件，如圖5所示。操作者僅僅調用一個主程序，由主程序控制零件的加工順序和原點坐標的偏置，依次完成4項零件的生產。（3）采用矩陣式數控加工后的成效。此4項零件使用矩陣式數控加工后，絕大部分數控銑削時間在晚上完成，每天早上接班時，數控銑削完成，操作人員進行鏜孔、工藝凸臺下段、裝夾零件、原點找正等，將4項零件的人工干預項集中完成后，便可以進行19h無人工干預數控自動銑削，如圖6所示。

3.3非等距式矩陣數控加工的優勢（1）主程序。現場生產中，僅啟動一個主程序即可進入矩陣式數控加工，由設備系統子程序來控制每個零件原點的賦值和零件加工程序的調用順序，主程序如表5所示。（2）安全保障體系。為了保障零件數控加工過程的安全和可靠運行，在系統中設置了程序防調錯系統、刀具防錯系統、原點防錯系統等，系統一旦檢查出某一個環節出現問題，便立即停止加工，避免給零件和設備帶來隱患。（3）靈活性保障體系。加工過程中，僅啟動如表5所示一個主程序即可進入矩陣式數控加工，每個零件原點的設置和程序的調用順序由預先編制好的系統程序來保證完成；允許4項、3項或2項零件同時進行矩陣式數控加工；中止某項零件的生產：將需要中止的零件加工數量修改為0后，在保持其余零件加工的同時，便可中止加工此項零件的生產；從中斷處開始加工：當設備故障、廠房暫停電等造成停工后，重新開啟機床加工，此時系統自動記錄當前加工的零件和加工的工步程序，復查狀態正確后，僅啟動當前主程序，由系統自動搜索程序加工的位置，系統自動從中斷處開始加工零件；當每個矩陣式加工中的每個零件工步設置與每個工步刀具相同時，矩陣式數控加工方案就可以按照工步優先的原則，將所有零件的同一個工步加工完成后，再加工下一個工步，以便減少刀具的更換次數。

4結束語

數控加工論文范文5

在Pro/ENC制造模塊環境中，以“缺省”模式將行星減速器支架的參照模型裝配到制造環境中，如建立制造模型時，為了方便毛坯工件的裝配，在建模過程中，將毛坯工件與參照模型建立一致的坐標系，將毛坯工件以“缺省”模式和參照模型裝配到一起，建立了行星減速器支架的制造模型。

2工藝分析及制造參數設置

（1）工藝分析

根據行星減速器支架結構尺寸圖及其毛坯件結構尺寸圖，分析可知，主要是對行星支架上的3個圓柱體進行加工，包括圓柱柱面外形輪廓、圓柱頂表面、圓柱頂面的凹槽及孔的加工。該毛坯件屬鍛造件，在鍛造時，考慮到鍛造工藝性，設置了拔模角度，故圓柱的毛坯外形呈圓錐狀。當采用鏜削加工時，由于圓錐根部的吃刀量較大，需要分層鏜削加工，每加工一層就需要手動調整一次鏜刀，才能使鏜刀實現徑向進刀，降低了效率，而且鏜刀屬單刃形式，其結構剛度較差，鏜刀刀桿易變形，根據誤差復映原理，加工出的柱面也會呈椎狀，從而降低了加工精度。而采用銑削加工時，不需要手動調整刀具，完全可以實現自動進刀，而且銑刀屬多刃形式，其結構剛度大，變形量小，若同時采用軸向和徑向2個方向的分層銑削方式，可以提高其加工精度。采用銑削加工時，該件的主要加工工藝：3個圓柱體頂面的表面銑削、3個圓柱體柱面的外輪廓銑削、3個圓柱體頂面凹槽銑削及3個圓柱體頂面處孔的鉆削。

（2）制造參數的設置

在Pro/ENC制造模塊中設置制造參數，設置內容主要包括NC機床設置、機床零點設置和退刀曲面設置。根據工藝分析，在NC機床設置中機床類型和軸數分別設置為銑床和三軸。加工零點設置在圓柱上表面和中心孔軸線相交點處。退刀面設置在距離圓柱上表面20mm位置處的平面。

3設置各加工工藝的NC序列并進行仿真加工

根據工藝分析，分別設置各工藝的NC序列，并生成相應的刀具路徑，然后利用Pro/ENC制造模塊中的虛擬加工模塊VERICUT6.0.6進行仿真，從而驗證加工路徑的正確性。

（1）圓柱上表面加工NC序列

在Pro/E4.0制造模塊中建立第1個序列，其加工方式設置為表面銑削方式，并分別設置其刀具、切削用量、跨度、步長深度及掃描類型等參數。

（2）柱面外輪廓加工NC序列

在Pro/ENC制造模塊新建第2個序列，其加工方式設置為輪廓銑削方式，同樣設置相應的刀具、切削用量、步長深度及掃描類型等參數。

（3）凹槽加工NC序列及刀具路徑

在Pro/ENC制造模塊新建第3個序列，其加工方式設置為腔槽加工銑削方式，同樣設置相應的刀具、切削用量、跨度、步長深度及掃描類型等參數。

（4）準8mm孔加工NC序列及刀具路徑

在Pro/ENC制造模塊新建第4個序列，其加工方式設置為孔加工方式，同樣設置相應的刀具、切削用量及孔徑等參數。

4后置處理及加工

上面設置了各加工工藝的NC序列，確認正確后，對其進行后置處理并生成CL數據。Pro/ENC具有較強大的NC后置處理功能，能夠生成ASCII格式的刀位（CL）數據文件，即得到零件加工的刀具運動軌跡文件。然而，實際加工機床并不能夠識別這些文件，需將這些文件處理成相應數控機床能夠識別的數控加工代碼（即MCD文件），該過程稱為后置處理過程。在Pro/ENC制造模塊中，利用其后置處理功能，生成行星減速器支架所需要的數控加工NC代碼。在對NC代碼進行檢查和編輯，確認無誤后，將Pro/ENC生成的*.TAP格式文件通過CF卡拷貝到數控機床上進行加工。

5結語

數控加工論文范文6

隨著我國經濟和科技的快速發展，國內數控機床的運用也是越來越普遍。五軸聯動加工中心對一般零件的加工包括了葉片、葉輪、螺旋槳葉片等，此外還涉及了對一些復雜的多面曲面的加工，例如：鉆孔、銑孔等孔類零件。五軸聯動加工中心的成本相對較高，而且缺乏一些先進的國外設備的支持，在我國的普及率還是不夠高；在工時上，五軸聯動加工中心的加工工時比普通加工中心的工時要高出好幾倍；處于以上限制因素的考慮，企業必定會站在節約資源的角度出發，選擇其他的加工方式來代替五軸聯動加工。

1.1零件加工工藝通過PDC鉆頭的三維數模和加工特征組合來看，對深度、寬度、最小圓角半徑等進行數據測量，可以得出這樣的結果：PDC鉆頭從毛坯階段到成品階段會除去大量原材料，而鉆頭本身的上部分為冠狀部分由刀翼、水道、齒窩、水孔等復雜曲面和空間斜孔組成，這里依靠三軸和五軸加工中心加工完成；鉆頭的下半部分是一個回轉體結構，通過車削加工技術，不但可以獲得符合條件的零件外形和尺寸，還可以得到較高的經濟回報。所以通常在選擇加工工藝時，需要以零件的基本特征為依據，再結合零件能夠帶來的實際經濟效益，最大限度地降低成本輸出。

1.2車削加工車削加工主要是事先去除零件中的一些多余材料，以此來減少加工中心的工作任務；此外，通過車削加工可以保證PDC鉆頭下半部分的形狀的完整性和精確性；最后，車削加工為三軸及五軸加工做了基礎準備，即在這一過程中已經完成了對定位孔和裝夾槽的加工。

1.3三軸加工PDC鉆頭冠狀部分的復雜曲面眾多，而且刀翼的前刀面是倒扣的，由于有些曲面斜率過大甚至超過90度，導致立式加工中心無法滿足這種零件的加工；在保持原有裝夾方式的條件下，雖然可以利用臥式加工中心或五軸加工中心來完成這樣的加工任務，但是由于需要除去較多的原材料，工作量較大，使得加工時間延長，而且也加大了成本投入，綜合考慮，還是依靠三軸立式加工中心來加工，但是需要進行一定的修改，原來的工件裝夾方式是保證回轉中心與刀具平行的，現在修改為與刀具垂直即可。先把工件安裝在分度頭上，利用分度頭來帶動工件轉動，從而計算出合理的角度、刀翼斜率和流道大小；在實際加工過程中，由于刀翼的曲面和刀翼間的角度是不同的，所以需要對刀翼間的角度進行重新測量和記錄。與五軸加工中心加工相比，這種方法雖然操作步驟比較繁瑣，但是可以節約很多的加工成本，隨著加工數量和加工人員的增加，工人的操作熟練度會越來越高，不僅提升了工作效率，還節約了經濟成本。總的來說，企業運用分度頭與三軸立式加工中心，會給企業帶來很多好處。

1.4三軸立式加工等到裝在分度頭上的工件完成加工后，說明了PDC鉆頭冠狀部周圍已經完成了基本的加工，但是頂部的中心位置還沒有得到加工。在實際加工過程中，工件會受到自身重量和切削力的影響，被安裝在分度頭上后工件會產生一個和進刀方向保持一致的力，導致了不能保持較高的加工精度。為了避免這種現象的發生，通常會在加工前現在工件的另一側加上一個頂尖；在臥式加工的過程中，想要對鉆頭頂部進行加工，由于受到大直徑工件的限制，就要避開刀柄與刀翼的影響，這對刀具提出了一定的要求，即刀具的懸伸長度要大于工件的半徑。但是這種規定會加大刀具在切削時的振動頻率，導致了加工出來的零件質量偏低，所以加工工藝還需要有更多的改進。

2結束語