應文杰103001083CAXA數(shù)控車自動編程以及在橢圓插補中的應用

1、 鄭州信息科技職業(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書畢業(yè)設(shè)計題目：CAXA數(shù)控車自動編程以及在橢圓插補中的應用機 電 系 機電工程系 專業(yè)班級 10機械二班 姓 名 應文杰 學 號 103001083 指導教師 李潤娟 摘 要 世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正在逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經(jīng)進入工業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)密集時代與微電子時代，鋼鐵、機械、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。我國目前經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)過了發(fā)展初期，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期。 未來10年將是中國機械行業(yè)發(fā)展最佳時期。美國、德國的重化工業(yè)發(fā)展期延續(xù)了18年以上，美國、德國、韓國四國重化工業(yè)發(fā)展期平均延續(xù)了12年，我們估計中國的重化工業(yè)

2、發(fā)展期將至少延續(xù)10年，直到2015年。因此，在未來10年中，隨著中國重化工業(yè)進程的推進，中國企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量等都將得到大幅提升，國產(chǎn)機械產(chǎn)品國際競爭力增強，逐步替代進口，并加速出口。目前，機械行業(yè)中部分子行業(yè)如船舶、鐵路、集裝箱及集裝箱起重機制造等已經(jīng)受益于國際間的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，并將持續(xù)受益；電站設(shè)備、工程機械、床等將受益于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加快出口進程。2012年 11月 6日目 錄一 . 數(shù)控機床的產(chǎn)生4二 . 數(shù)控機床的發(fā)展2.1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展42.2機床的發(fā)展趨勢4三 . 數(shù)控機床的分類3.1按加工工藝方法分類5金屬切削類數(shù)控機床5特種加工類數(shù)控機床63.1.3板材加工類數(shù)控機床63.1

3、.4數(shù)控機床的特點6四 . CAXA數(shù)控車實例4.1繪制二維圖形74.2補輪廓線84.3設(shè)定切削參數(shù)84.4自動生成刀具軌跡94.5后置處理10第五 數(shù)控加工仿真5.1 仿真加工14第六 結(jié)語15一 數(shù)控機床的產(chǎn)生 在機械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產(chǎn)的零件（批量在10100件）約占機械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、機床、重型機械以及國防工業(yè)更是如此。為了滿足多品種，小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床。數(shù)控機床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復雜零件提供了自動化的

4、加工手段。根據(jù)國家標準，對機床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡稱數(shù)控裝置），在運行過程中，不斷地引入數(shù)字數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制，叫數(shù)字控制，簡稱數(shù)控。用計算機控制加工功能，稱計算機數(shù)控（computerized numerical ，縮寫）。數(shù)控機床即使采用了數(shù)控技術(shù)的機床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。從應用來說，數(shù)控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來

5、控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機床自動加工出所需要的零件。二 數(shù)控機床的發(fā)展2.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展從年第一臺數(shù)控機床問世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器和基于工控機的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡稱系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計算機軟件數(shù)控，簡稱系統(tǒng)。2.2 機床的發(fā)展趨勢數(shù)控機床總的發(fā)展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。 （1）工序集中 20世紀50年代末期，在一般數(shù)控機床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數(shù)控機床。在加工中心機床上，工件一次

6、裝夾后，機床的機械手可以自動更換刀具，連續(xù)的對工件進行多種工序加工。目前，加工中心機床的刀具庫容量可達到100多把刀具，自動換刀裝置的換刀時間僅需0.52秒。加工中心機床使工序集中在一臺機床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時也減少了機床的臺數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時間，有效的提高了數(shù)控機床的生產(chǎn)效率和數(shù)控加工的經(jīng)濟效益。（2）高速、高效、高精度 、高速、高效、高精度是機械加工的目標，數(shù)控機床因其價格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。（3）方便使用數(shù)控機床制造廠把建立友好的人機界面、提高數(shù)控機床的可靠性作為提高競爭能力的

7、主要方面。1）加工編程方便 手工編程和自動編程已經(jīng)使用了幾十年，有了長足的發(fā)展，在手工編程方面，開發(fā)了多種加工循環(huán)、參數(shù)編程和除直線、圓弧以外的各種插補功能，CAD/CAM的研究發(fā)展，從技術(shù)上來講可以替代手工編程。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計算機硬件，投資較大，學習、掌握時間較長，對大多數(shù)的簡單工件很不經(jīng)濟。近年來，發(fā)展起來的圖形交互式編程系統(tǒng)（WOP，又稱面向車間編程），很受用戶歡迎。這種編程方式不使用G、M代碼，而是借助圖形菜單，輸入整個圖形塊以及相應參數(shù)作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時的思維方式類似。圖形交互編程方法在制定標準后，有可能成為各種型號的數(shù)控機床統(tǒng)一的編程方

8、法。2）使用方法數(shù)控機床普遍采用彩色CRT進行人機對話、圖形顯示和圖形模擬的。有的數(shù)控機床將采用說明書、編程指南、潤滑指南等存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱。第三 數(shù)控機床的分類3.1 按加工工藝方法分類 金屬切削類數(shù)控機床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。盡管這些數(shù)控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。 在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數(shù)控機床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加

9、工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 特種加工類數(shù)控機床 除了切削加工數(shù)控機床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床等。 板材加工類數(shù)控機床 常見的應用于金屬板材加工的數(shù)控機床有數(shù)控壓力機、數(shù)控剪板機和數(shù)控折彎機等

10、。 近年來，其它機械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。 3.1.4數(shù)控機床的特點當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。為滿足現(xiàn)代機械加工的多樣化需求，數(shù)控加工技術(shù)的特點具有以下特點：（1）作用和地位上的戰(zhàn)略性；（

11、2）技術(shù)上的綜合性；（3）控制上的實時性；（4）軟件上的領(lǐng)域性；（5）推廣應用上的適應性；（6）跟蹤上的滯后性；（7）發(fā)展上的開放性。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，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)的重要手段和標志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控技術(shù)自問世以來，就體現(xiàn)出了它的機加工優(yōu)勢。尤其是對單件、小批量生產(chǎn)，特別是復+雜型面零件的自動化加工，數(shù)控機床更是大顯身手。 數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性

12、的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大，它將帶動整個社會經(jīng)濟的發(fā)展。四 . CAXA數(shù)控車實例4.1繪制二維圖形1.外圓分別為24，21.2，14.772.三個圓弧半徑分別為R40，R60，R83.四個長度分別為88.44，73.44，44.8，4.933.按照尺寸繪制出以上圖形4.工件的圖形繪制完成后，再接著繪制出毛坯的外形。4.2補輪廓線1.因為車床上的工件都是回轉(zhuǎn)體，所以圖形我們只需要繪出一半就可以了。2.注意圖形的線條，不能出現(xiàn)斷點，交叉，重疊。否則會導制CAXA數(shù)控車軟件無法生成刀具軌跡。4.3設(shè)定切削參數(shù)1.切槽加工參數(shù)：外輪廓，粗加工+精加工

13、，加工方向：橫向，拐角過渡方式：尖角。2.其它的項目留空。3.其它的加工參數(shù)就根據(jù)實際情況填寫。5.因為CAXA中只有切斷刀可供我們使用，而車這個手柄最好就是使用螺紋刀。那么如果將螺紋刀變成切槽刀呢？這就需要我們對這個切槽刀進行修改。其中最重要的就是要將刀具寬度設(shè)為0.02，刀刃寬度設(shè)為0.03，刀尖半徑設(shè)為0.01，編程刀位點設(shè)為刀刃中點。4.3自動生成刀具軌跡1.點擊確定后,注意把左下角的鏈拾取方式，改為單個拾取。2.注意拾取工件表面時要按照加工的方向拾取。3.點擊右鍵表示拾取結(jié)束。4.拾取工件表面結(jié)束時，要注意左下角的文字提示。5.拾取進退刀點，注意這個進退刀點要稍微遠離工件，右鍵表示選

14、擇完畢。以下就是生成的刀具加工軌跡。4.4后置處理1.數(shù)控車代碼生成2.注意左下角的文字提示，拾取刀具軌跡。3.右鍵表示拾刀具軌跡結(jié)束。4.程序代碼生成之后，可以進行簡單的修改以適應你的機床。以下為生成的數(shù)控車手柄的程序代碼，注意這個程序文件保存的類型默認為.cut，我們要把這個換成.txt類型，否則數(shù)控仿真軟件無法識別。O1234t0101N14 M03 s400N18 G00 X37.169 Z6.537 N20 G00 Z4.128 N22 G00 X28.213 N2

15、6 G01 X16.213 F5.000 N28 G01 Z-5.330 F10.000 N30 G04X0.500N32 G01 X28.213 F20.000 N34 G00 Z4.128 N36 G01 X6.213 F5.000 N38 G01 Z-0.088 F10.000 N40 G04X0.500N42 G01 X

16、18.213 F20.000 N44 G00 Z4.128 N46 G01 X1.000 F5.000 N48 G01 Z0.485 F10.000 N50 G04X0.500N52 G01 X28.213 F20.000 N54 G01 X40.213 N56 G00 Z4.128 N58 G01 X3.000 F5.000&

17、#160;N60 G01 Z1.381 F10.000 N62 G03 X17.525 Z-4.338 R9.495 N64 G03 X28.213 Z-29.413 R61.500 N66 G01 Z-29.423 N68 G03 X24.077 Z-45.238 R61.500 N70 G02 X20.197 Z-57.299 R38

18、.500 N72 G02 X27.000 Z-73.117 R38.500 N74 G01 Z-73.446 N76 G01 Z-88.446 N78 G01 X40.213 F20.000 N80 G00 Z4.128 N82 G01 X2.000 F5.000 N84 G01 Z0.944 F10.000 N86 

19、G03 X16.607 Z-4.536 R8.995 N88 G03 X27.213 Z-29.413 R61.000 N90 G01 Z-29.423 N92 G03 X23.118 Z-45.095 R61.000 N94 G02 X19.197 Z-57.299 R39.000 N96 G02 X26.000 Z-73.224 R3

20、9.000 N98 G01 Z-73.446 N100 G01 Z-88.446 N102 G01 X39.213 F20.000 N104 G00 Z4.128 N106 G01 X1.000 F5.000 N108 G01 Z0.485 F10.000 N110 G03 X15.688 Z-4.734 R8.495 N112

21、 G03 X26.213 Z-29.413 R60.500 N114 G01 Z-29.423 N116 G03 X22.159 Z-44.952 R60.500 N118 G02 X18.197 Z-57.299 R39.500 N120 G02 X25.000 Z-73.330 R39.500 N122 G01 Z-73.446 N1

22、24 G01 Z-88.446 N126 G01 X38.213 F20.000 N128 G00 Z4.128 N130 G01 X0.000 F5.000 N132 G01 Z-0.000 F10.000 N134 G03 X14.770 Z-4.932 R7.995 N136 G03 X25.213 Z-29.413 R6

23、0.000 N138 G01 Z-29.423 N140 G03 X21.200 Z-44.810 R60.000 N142 G02 X17.197 Z-57.299 R40.000 N144 G02 X24.000 Z-73.436 R40.000 N146 G01 Z-73.446 N148 G01 Z-88.446 N150 G01

24、 X40.213 F20.000 N152 G00 X37.169 Z6.537 N156 M30第五 數(shù)控加工仿真5.1 仿真加工這就是用南京斯沃數(shù)控仿真軟件生成的二維繪圖形。以下為追蹤仿真結(jié)果：注意在使用南京斯沃數(shù)控仿真軟件進行加工時要使用螺紋刀進行切削，默認的刀是不行的。要把刀片的寬度改大一點，否則是切不下去的。六 結(jié) 語制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國際接軌的發(fā)展道路，對21世紀我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的分析，對我國數(shù)控領(lǐng)域存在的問題進行研究的基礎(chǔ)上，對21世紀我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展途徑進行了探討，提出了以科技創(chuàng)新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅持可持續(xù)發(fā)展道路的總體發(fā)展戰(zhàn)略。在此基礎(chǔ)上，研究了發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件、數(shù)控機床整機等的具體技術(shù)途徑。 我們衷心希望，我國科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識經(jīng)濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰(zhàn)，為在21世紀使我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國經(jīng)濟繼續(xù)保持強勁的發(fā)展勢頭而共同努力奮斗！時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。在這個美好的季節(jié)里，我在電腦上敲出了最后一個字，心中涌現(xiàn)的不是想