数控刀具论文

时间：2024-05-02 03:40:18 作者：格雷丝综合材料收藏本文下载本文

【导语】“格雷丝”通过精心收集，向本站投稿了16篇数控刀具论文，这次小编在这里给大家整理后的数控刀具论文，供大家阅读参考。

目录
第1篇：数控刀具论文第2篇：数控刀具管理的论文第3篇：数控刀具管理的论文第4篇：数控铣床刀具选择论文第5篇：复杂曲面数控加工刀具轨迹生成技术探讨论文第6篇：复杂曲面数控加工刀具轨迹生成技术探讨论文第7篇：高速切削刀具在数控加工中的应用论文第8篇：高速切削刀具在数控加工中的应用论文第9篇：数控刀具的选择技巧第10篇：怎样选购称心如意的数控刀具第11篇：数控论文第12篇：数控论文第13篇：数控铣床刀具补偿功能的应用第14篇：数控铣床刀具补偿功能的应用第15篇：数控技师论文第16篇：数控编程论文

篇1：数控刀具论文

数控刀具的主要材料种类及用途

机床与刀具的发展是相辅相成、相互促进的。刀具是由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中最活跃的因素,刀具切削性能的好坏取决于刀具的材料和刀具结构。切削加工生产率和刀具寿命的高低加工成本的多少、加工精度和加工表面质量的优劣等,在很大程度上取决于刀具材料、刀具结构及切削参数的合理选择。近几十年来,作为切削加工最基本丰素的刀具材料得到了迅速发展,刀具的结构形式也得到了极大丰富。

数控刀具主要材料种类

(1)超硬刀具。所谓超硬材料是指人造金刚石和立方氮化硼(简称CBN),以及用这些粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石(简称PCD)和聚晶立方氮化棚(简称PCBN)等。超硬材料具有优良的耐磨性,主要运用于高速切削及难切削材料的加工。

(2)陶瓷刀具。陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高温力学性能,与金属的亲合力小,不易与金属产生粘结,并且化学稳定性好。陶瓷刀具主要应用于钢、铸铁及其合金和难加工材料的切削加工,可以用于超高速切削、高速切削和硬材料切削。

(3)涂层刀具。刀具涂层技术自问世以来,对刀具性能的`改善和加工技术进步起着非常重要的作用,涂层技术将传统刀具涂覆一层薄膜后,刀具性能发生了巨大的变化。主要的涂层材料有:Tic、TiN、Ti(C,N)、TiALN、ALTiN等。涂层技术己应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片,满足高速切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、非金属等材质工件的生产技术不同要求。

(4)硬质合金。硬质合刀具是数控加工刀具的主导产品,有的国家有90%以上的车刀和55%以上的铣刀都采用了硬质合金制造,而且这种趋势还在增加。硬质合金可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超晶粒硬质合金。按化学成分区

分,可分为碳化钨基硬质合金和碳(氮)化钛基硬质合金。硬质合金在强度、硬度、韧性及工艺性方面具有优良的综合性能,几乎可用于任何材料的切削加工。

(5)高速钢刀具。高速钢是一种加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。高速钢刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能,在复杂刀具,尤其是制造孔加工刀具、铣刀螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等一些刃形复杂刀具,高速钢仍占据主要地位.

篇2：数控刀具管理的论文

摘要：

数控加工从单台加工中心模式向数控车间及计算机集成制造发展，刀具管理及特殊应用方法对车间管理意义重大。有效的管理方法及刀具特殊应用对于成本管理及工艺改进有明显的促进作用。

关键词：

数控刀具管理方法集中管理成本特殊应用

前言

数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用对全球机械制造业产生了根本性变化，已成为衡量一个企业乃至一个国家科技进步和工业现代化水平的重要标志。伴随社会进步与发展，单个企业拥有的数控设备已经不再是屈指可数了，再加上人们的需求向个性化发展，数控制造即向专业化又向综合化发展（既有提供生产设备又有提供解决方案的）。数控设备的增加必然需要大量的刀具，单台设备时的刀具管理模式已不能满足数控车间的刀具管理要求。

篇3：数控刀具管理的论文

1.1 数控刀具管理的意义

以前大多数的车、铣、钻、刨、磨机加设备只是具有单一功能，而今车削中心、加工中心以及计算机集成制造系统往往是多种加工功能的集合，为了满足这种加工功能集合的趋势，刀具材料、刀具型式也经历一个不断发展变化的过程。刀具材料也由以前以高速钢、YT类硬质合金为主逐渐向高速度、高韧性、高硬度、高耐磨性发展。刀柄类型统一化标准化。再加上数控车间的出现，大量数控刀具要被应用。

如果还是按照起初的单台管理模式管理势必带来以下弊端。

第一，刀具重复购置增加企业成本。单台设备刀具往往由设备操作员管理，这种情况下各设备的操作员之间有许多相互重复的刀具并不同时使用造成闲置浪费和重复购置浪费。

第二，刀具取用时间成本增加。刀具数量大大增加后如果没有统一标示及分类摆放，造成刀具取用时乱找一气，时间成本增加。

第三，重复添置大量的刀具调整工具。由于不同类型的刀具装夹调整工具不同，分散管理导致要因人数配置大量工具，有时候相互之间乱拉乱放，虽然工具很多，但用时也不能得心应手。

第四，人员新老交替时要单独培训增加人工教育成本。而且有些刀具价值较高，一旦调整应用不当就会造成较大损失，机会成本较大。刀具的修缮处于无控制状态，小毛病本来可以修复，但由于责任不明无人解决可能直接报废。

第五，刀具分散管理也不利于工艺设计人员根据刀具合理安排工艺。工艺人员如果不能掌握刀具的实际情况就没办法在加工工艺上降低成本。

当然刀具分散管理不是一无是处，他的主要优点是的有利于本机床操作人员的应用。

刀具集中统一集中管理有利于解决分散管理带来的弊端主要由以下好处。

第一，统一管理有利于降低刀具重复购置成本。刀具购置可以按通用情况设备标准配置和比例配置，充分利用刀具尽可能减少闲置。

第二，刀具统一管理有利于加强专业化，更合理的利用刀具。刀具不仅是随取随用还需要日常维护，冷却液长期在刀具中形成锈死，影响刀具的重复使用，有专人维护可以减少不必要的报废。

第三，刀具统一管理有利于企业产品设计及工艺标准化；工艺及产品设计可以参照现有刀具合理设计避免使用特殊刀具增加成本。

第四，刀具统一管理可以节省刀具取用时间。刀具管理员可以根据生产计划提前准备刀具以利使用。有可能的话还可以按产品对刀具分类，大大提高刀具准备时间。

第五，刀具统一管理有利于企业设备的统一选型。

实行刀具统一管理解决了分散管理的弊端，但要增加相应专业管理人员。所以刀具的统一管理更适用于大量数控设备存在的数控车间。

1.2 刀具实物管理配置及方法

（1）硬件配置：计算机（主要负责录入刀具信息）对刀仪、刀具架（铣刀刀具架、钻柄刀具架、镗刀刀具架、特殊刀具架、钻头架、铣刀架、模块架等）、工具架（通用工具架、专用工具架）。

（2）人员配置：按作业班次或生产计划配备。刀具管理员的职责：除正常维护刀具管理区秩序（环境卫生清洁、刀具码放、维修、造册登记等）外，在新产品试制阶段要配合工艺出刀，要对成熟产品按加工程序建立零件用刀表，方便在生产任务下达时及时出刀。

（3）建立刀具借用管理制度：①按设备通用情况基础对设备进行刀具标配，如镗铣类设备由设备操作员管理粗、精铣面铣刀、中心钻等基本用刀，数量不超过十把。②操作员除管理好设备标配刀具，还应管理好其他借用刀具。③建立借用人员明细，形成借用制度，根据刀具损毁频次确定刀具更新规律。

（4）刀具的软件管理：①建立刀具管理台账，台帐的主要内容从经营成本的角度应该能反映出当前刀具的总价值，刀具的消耗率及刀具的总数量。从使用的.角度应该能够反映出刀具的类型种类、库存量、以及零件刀具用表等。②形成合理有效的刀具管理制度。规范与刀具有关联人员的相关职责、明确奖惩降低刀具应用成本。③依据刀具使用情况进行工艺反馈实现工艺优化。④根据刀具使用及报废情况制定合理购置

计划。

（5）刀具存放：按刀具类型制作存放工具架，如铣刀架、镗刀架、钻柄架、模块架、废旧刀具架、配件架等。各种刀具架在合理分层，如铣刀架可以分为面铣刀层（又可按刀具直径再分层）、立铣刀层（还可按莫氏锥度继续细分），钻柄可按莫氏锥度分层，镗刀可按镗孔直径分层，另外每种刀架最好再设一特殊层应对同类特殊刀具的摆放。

2 数控刀具应用：数控刀具应用可以分为基本应用和特殊应用

（1）基本应用是指按照金属切削原理使用刀具：即掌握刀具的切削角度（前角、后角偏角等），能刃磨刀具，就是要掌握原先普通设备关于刀具的实用知识。其中最为基本的是能够根据切削材料及转速计算公式（V=∏Dn）确定刀具的切削条件。当然越来越多的专业刀具生产厂商已经在代替生产者对刀具的研究，如国际上的山特、伊斯卡，国内的株洲、关工、哈工等，生产者只需提出自己的要求刀具生产商就会给出解决方案，当然此类解决方案的成本也会相对较高，因此我们除了选用别人的解决方案，为了降低成本我们还应尽可能发挥当前刀具的全部价值，普通刀具的特殊应用用就是我们要研究的方向。（2）刀具的特殊应用主要是指根据刀体的形状、切削刃的形状以及工件的特殊性非常规使用刀具。

①90 °直角面铣刀除了可以加工垂直轴线的平面，还可以加工平行刀具轴线的平面，唯一的缺点就是在加工刀具轴线平面式表面粗糙度不容易提高。另外在用刀具侧刃加工时要注意刀具有足够的活动范围。

②三特维克的大孔径精镗刀除了可以精镗内孔，还可以用来加工较浅的外止口，使用时将精调镗头旋转180 °反装即可，但是它的外止口深度必须小于刀尖至加长板的距离。

③锪孔，除了选用常规的锪孔钻外，最常用的方法就是将钻头磨成平钻用来锪孔。当然，还可以用键槽铣刀锪平，另外在底孔加工好的情况下立铣刀也能达到该

目的。

④镗刀加工长腰槽。加长铣刀的加长长度也是有限的。在遇到长腰槽时，我们可以用镗刀插镗的加工方法实现长腰孔的加工。

90 °面铣刀的侧刃加工和插镗加工其实就类似于CAM在曲面加工中刀具路径微分的集合，只不过这两种刀具用法微分的方式比较简单，可以用手工方式描绘出来。

刀具的特殊应用主要要根据设计要求及使用要求合理应用，各企业的产品及工艺能力不同都会创造不同的新应用方法。比如有些小企业在加工薄板小孔时把钻头磨成两半圆形，在加工较大孔时把镗刀变换成圆规形切削刃绕刀具中心做圆周运动。总之，刀具的特殊应用很多需要大家拿出来分享共同进步。

3 刀具标准类型及代号

关于目前数控刀柄的类型及编号已经有相应标准，刀柄的管理可参照它制定。

国家标准GB10944-89《自动换刀用

7∶24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄》对刀具柄部及拉丁提出了一些必要的技术要求，刀柄的寿命和可修复程度都需要按标准去执行，作为一名普通的数控设备操作员要管理和操作好设备是很难有更多精力去做这些刀具管理工作的，再者从工作传承的角度讲，如果让全部的设备操作员都掌握刀具管理的细节势必又是一项巨大的投入，不如有专门的人员传承简单方便，而且在传承的过程中可以形成标准化、模块化、图表化等简单易学的方式。另外还可以由刀具管理员依据平时刀具的应用及损耗情况和操作员沟通对刀具的应用提出合理化建议或形成一定的应用标准。

现实情况中是许多老师傅一辈子都只接触到普通机加设备如车铣钻刨磨，这些设备功能单一，刀具也单一，他们很少认识这样那样的数控刀具。实行统一管理后可以在刀具制造商和设计生产制造之间形成定期的沟通，从而进一步的提高新刀具新材料的应用，对工业生产形成良性的推动。

整体式工具系统标准JB/GQ5010-1983《TSG工具系统型式与尺寸》TSG工具系统的刀柄其代号（按1990年国家标准报批稿）有四部分（JT-45-Q32-120）组成，各部分含义如下。

JT―工具柄型代码

45―圆锥柄锥度规格

Q32―表示工具规格

120―表示刀具长度

他所表示的工具为：自动换刀机床用7∶24圆锥工具柄（GB10944-89），锥柄为45号，前部为弹簧夹头，最大加持直径为32 mm，刀柄工作长度（锥柄大端直径θ57.15 mm到弹簧夹头前端面的距离）为120 mm。

参考文献

[1] 陈立海.数控车间刀具管理系统设计与实现[D].上海交通大学，2007.

[2] 徐国栋，昆明.自动车间刀具管理系统的研究与开发[D].昆明：理工大学，2005.

[3] 数控刀具合理使用与管理[J].安徽冶金科技职业学院学报，2008（1）.

[4] 吴林祥.金属切削原理与刀具[M].北京：机械工业出版社，2012.

篇4：数控铣床刀具选择论文

摘要：随着工业水平的发展，数控铣床在现代化工业生产中发挥着越来越重要的作用，在数控铣床中合理的选择刀具是一件很重要的事，能否正确的选择刀具决定着加工零件的质量、加工的效率、加工成本等。本文从刀具材料要求和如何进行对刀具选择两个方面进行了探究。

关键词：数控铣床;数控刀具;刀具材料;零件质量

“三分加工，七分刀具”这是对普通加工的真实写照，其实，对于数控加工而言，刀具的作用更胜于普通加工，尤其在刀具方面更是数控加工所独有。下面从刀具的材料要求和刀具选择两个方面对刀具在数控加工中的重要作一下探究。

一、铣床刀具材料

金属在切削过程中，刀具切削部分是在较大的切削压力、较高的切削温度级剧烈摩擦条件下工作的。在切削余量不均匀级断续加工时，刀具受到很大的冲击和振动，因此，刀具切削部分材料应具备如下性能：

1.高硬度。硬度是刀具材料最基本的性能，其硬度必须高于工件材料的硬度，方能将工件上多余的金属切削掉。

2.高耐磨性。高耐磨性是刀具抵抗磨损的能力，在剧烈的摩擦下刀具磨损要小高耐磨性一方面取决于它的硬度;另一方面与它的化学成分、纤维组织有关。材料硬度越高，耐磨性越好;含有耐磨的合金化合物越多，晶粒越细，分布均匀则耐磨性越好。

3.足够的强度和韧度。切削时刀具要能承受各种压力与冲击。一般用抗弯强度和冲击来衡量材料强度与韧度的高低。

4.高耐热性与化学稳定性。高耐热性，是指刀具在高温下仍能保持原有的硬度，强度，韧度还耐磨性能。化学稳定性，是指高温下不易与加工材料或周围介质发生化学反应的能力，包括抗氧化能力和粘结能力。化学稳定性越高，刀具磨损越慢，加工表面质量越好。

二、铣床刀具的选择

1.常用刀具的种类

数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。

(1)根据刀具结构可分为：

整体式; 镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种;特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。

(2)根据制造刀具所用的材料可分为：

高速钢刀具; 硬质合金刀具; 金刚石刀具; 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

(3)从切削工艺上可分为：

车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种; 钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等; 镗削刀具; 铣削刀具等。

为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。

2.刀具的选择

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应铣床刀具的选择分铣刀直径选择和铣刀齿数选择。铣刀直径的`选择：一般尽可能选用小直径规格的铣刀，因为铣刀直径大，切削力矩增大，易造成切削振动，而且铣刀的切入长度增加，使铣削效率下降。

当然，也不尽然，当铣刀的刚性较差，则应按加工情况尽可能选用较大直径的铣刀，以增加铣刀的刚性。

选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀;铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。

一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤;③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻 ;⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

因此刀具选用时应该符合下列原则：

(1)平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。

注意选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀刀痕不影响精切走刀精度。因此加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些。精加工时铣刀直径要选大些，最好能包容加工面的整个宽度。

(2)立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。

为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功能铣槽的两边。

(3)铣削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。

(4)加工型面零件和变斜角轮廓外形时常采用球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等。

参考文献：

[1] 杨建明.数控加工工艺学与编程.北京：大学出版社，2006

[2] 华茂发.数控机床加工工艺.北京：机械工业出版社.2004.

[3] 邓广敏. 加工中心操作工.北京.化学工业出版社.2005

篇5：复杂曲面数控加工刀具轨迹生成技术探讨论文

摘要：当前，随着全球经济一体化速度的不断，各个国家之间的竞争激烈程度不断增强，在这个过程中，各个国家的制造业的水平对于一个国家在国际分工中的地位以及国际竞争了具有重要的影响，在一定程度上决定了国家的经济地位。数控加工技术是制造业中的重要部分，其中的刀具轨迹规划是复杂曲面数控加工的重点研究内容，因此，本文针对复杂曲面轨迹规划关键技术进行分析，并指出复杂曲面数控刀具轨迹的生成技术，旨在改进轨迹规划算法，提高制造加工的质量和效率。

关键词：复杂曲面；数控加工；轨迹规划；优化

随着时代的发展，汽车、机械以及船舶等工业产品的制造发展速度不断提高，在这个过程中对于各种由复杂空间自由曲面构成的零件使用量也是在不断的增多，由于这类曲面类零件加工是数控加工的重点研究对象，对于社会对于复杂曲面数控技术的进步提出了新的要求。为了实现复杂曲面零件的数控加工，需要首先生成复杂曲面的刀具轨迹，并在此基础上处理得到所需要的NC代码。本文针对复杂曲面数控加工的刀具轨迹的生产技术出发进行研究，并在分析和总结现有轨迹规划方法的基础上，指出其中需要改进的地方，进一步探讨促进复杂曲面数控加工刀具轨迹规划的发展。

篇6：复杂曲面数控加工刀具轨迹生成技术探讨论文

（1）刀具轨迹生成。

所谓刀具轨迹，是在切削刀具上规定点走过的轨迹，而复杂曲面数控加工刀具轨迹生成是指，根据所选用的加工机床、走刀方式、刀具以及加工余量等各个因素，通过零件的几何模型，进行的刀位计算并生成加工运动轨迹的过程。刀具轨迹生成对于数控加工具有重要意义，尤其是能否生成有效的刀具轨迹直接决定了现有数控加工的生产的可能性，并且影响着数控加工的质量和效率。另外，高质量的数控加工程序中需要保证使用的编程精度，还要能够满足编程效率高、通用性好和加工时间短的要求，只有这样才能保证刀具轨迹的有效生成。

（2）刀具轨迹生成的相关因素。

首先，是刀具轨迹拓扑结构，具体是指刀具跟踪一系列刀位点形成曲面时的走刀模式，环切走到模式和行切走刀模式是现有复杂曲面数控加工中较为常见的轨迹，能够适应曲面局部较为复杂的特征，在工程制造的实际应用程度较高。其次，是刀具轨迹参数，所谓刀具轨迹参数具体是指走刀步长和行距，前者主要是指同一轨迹上，由于受到加工误差大小的影响，相邻两刀位点之间的距离。后者主要是形容有刀具几何形状、残余高度和曲面几何信息因素决定的相邻轨迹间对应刀位点的距离。走刀步长和行距的大小与加工曲面精度之间存在反比关系，即步长和行距越大，加工曲面的越粗糙，但是处理时间和内存的占用越小，具有较高的效率。最后，是刀具轨迹评估。对于生成刀具轨迹的优劣判断需要进行评估，主要是质量、效率和鲁棒性三个方面进行评估。质量评估是指在生成的刀具轨迹必须是残余高度在一定的范围内，并且无干涉。效率评估是指处理时间和内存的占用量必须在一定的范围内，另外，实际的加工时间也是在评估的时候给与考虑。所谓鲁棒性，是指刀具轨迹的适应能力。

2刀具轨迹的生成方法

对于刀具轨迹的生成方法，最重要的一点是需要代码质量高，能够保证生成的刀位轨迹代码量较小，并且必须是无干涉。现在对于刀具轨迹的生产方法比较常见的是导动面法、参数线加工法和平行截面法。

（1）导动面法。

所谓导动面法是指，为了保证刀具按照正确的轨迹运动，需要引入一个导动面，来保证切削刀具在零件表面与导动面相切。值得注意的是，在使用三轴球头刀加工曲面时，刀具轨迹在在本质上是零件面的等距面和导动面等距面的交线，导动面法能够保证是由零件面和导动面决定生成的刀具轨迹。

（2）参数线加工法。

所谓参数线加工法，是指在生成刀具轨迹时以被加工曲面的参数作为刀具路径接触点。参数线加工法是复杂曲面数控加工刀具轨迹生成中最为基本的方法，主要的原因是因为计算量较小并且计算较为简单，但是，仅仅适合曲面参数线分布较为均匀的情况，如果分布不均匀的情况下，使用此方法的刀具轨迹加工效率较低。

（3）平行截面法。

所谓平行截面法，是指使用平行截面截取加工曲面或者是偏置面，加工曲面主要是交线作为刀触点刀具轨迹，后者主要是刀位点刀具轨迹。在具体的使用过程中一般情况下会将曲面离散，形成多面体模型，主要是由一系列的小三角面片或者是四边形面片。虽然这种方法较有成效，但是在使用研究中发现，由于截面间距的控制难度较高，所以在曲面的不同部位，特别是陡峭处生成的轨迹疏密程度与平坦处的轨迹疏密程度之间存在较大差别，在整个刀具轨迹的生成这能够造成残余高度分布并不均匀。

3行距和走刀步长的确定

（1）行距。

行距经过精算之后，选择的最优行距对于刀位轨迹的'生成具有至关重要的作用。在具体情况下，计算行距多是采用刀具半径、残余高度以及曲面曲率半径三者之间的复合函数。最优的行距既不能过小，也不能太大，主要原因是，行距选择的过小，容易在加工的过程中导致加工时间的延长，对于生产加工效率的提高产生不利影响。而行距过大，就会导致曲面残余高度的数值变大，所以会导致加工精度降低。因此，在计算行距的过程中，需要在计算的过程中考虑到加工时间和加工质量等多个因素，保证选择最优或者是最合理的行距。

（2）走刀步长的确定。

曲面加工的刀具轨迹在理论上应该是由刀具和曲面之间啮合形成的复杂曲线，但是在具体的运作中，由于使用的CNC插补能力有限，所以这个复杂曲线只能是变现为一系列的小直线段。刀具通过线性插补运动跟踪刀位点，在这个过程中走刀步长的大小，会直接影响着刀位数据密度的大小，并且对于加工程序也是有着较大的影响。走刀步长过小，会导致刀位数据密度过大，虽然是能够提高表面质量，但是会在一定程度上降低加工效率。因此，在确定走刀步长的过程中，需要在考虑精度的前提下确定，事实上，无论是采用哪种确定方式，都是会产生一定的误差。

4结论

刀具轨迹生成技术是数控加工中最为重要的技术，对于实际应用具有重要影响，现在的技术还存在着较多的问题，需要在数控编程不断发展中逐步解决，提高复杂曲面数控加工刀具轨迹生成的质量。

参考文献：

[1]彭芳瑜,周云飞,周济.复杂曲面的无干涉刀位轨迹生成[J].华中科技大学学报:自然科学版,2012(02):1-4.

[2]王宏远.复杂型面加工过程中刀位轨迹的研究[D].兰州兰州理工大学测试计量技术及仪器,2015.

篇7：高速切削刀具在数控加工中的应用论文

摘要:

随着科学技术水平的不断提高,作为先进制造技术的重要组成部分高速切削技术在模具加工制造中已得到越来越广泛的应用。本文结合高速切削技术的发展现状,阐述了高速切削技术的应用及其未来趋势。

关键词:

篇8：高速切削刀具在数控加工中的应用论文

一、高速切削技术和高速切削刀具

目前,切削加工仍是机械制造行业应用广泛的一种加工方法。其中,集高效、高精度和低成本于一身的高速切削加工技术已经成为机械制造领域的新秀和主要加工手段。

“高速切削”的概念首先是由德国的C.S~omom博士提出的,并于1931年4月发表了著名的切削速度与切削温度的理论。该理论的核心是:在常规的切削速度范围内,切削温度随着切削速度的增大而提高,当到达某一速度极限后,切削温度随着切削速度的提高反而降低。此后,高速切削技术的发展经历了以下4个阶段:高速切削的设想与理论探索阶段(193l—l971年),高速切削的应用探索阶段(1972-1978年),高速切削实用阶段(1979--1984年),高速切削成熟阶段(20世纪90年代至今)。高速切削加工与常规的切削加工相比具有以下优点:第一,生产效率提高3～1O倍。第二,切削力降低30%以上,尤其是径向切削分力大幅度减少,特别有利于提高薄壁件、细长件等刚性差的零件的加工精度。第三,切削热95%被切屑带走,特别适合加工容易热变形的零件。第四,高速切削时,机床的激振频率远离工艺系统的固有频率,工作平稳,振动较小,适合加工精密零件。

高速切削刀具是实现高速加工技术的关键。刀具技术是实现高速切削加工的关键技术之一,不合适的刀具会使复杂、昂贵的机床或加工系统形同虚设,完全不起作用。由于高速切削的切削速度快,而高速加工线速度主要受刀具限制,因为在目前机床所能达到的高速范围内,速度越高,刀具的磨损越快。因此,高速切削对刀具材料提出了更高的要求,除了具备普通刀具材料的一些基本性能之外,还应突出要求高速切削刀具具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。高速切削技术的发展在很大程度上得益于超硬刀具材料的出现及发展。目前常用的高速切削刀具材料有:聚晶金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、陶瓷、Ti(C,N)基金属陶瓷、涂层刀具fCVD)~超细晶粒硬质合金等刀具材料。

二、高速切削刀具的发展情况

金刚石刀具材料。金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具分为天然金刚石和人造金刚石刀具。然而,由于天然金刚石价格昂贵,加工焊接非常困难,除少数特殊用途外,很少作为切削工具应用在工业中。近年来开发了多种化学机理研磨金刚石刀具的方法和保护气钎焊金刚石技术,使天然金刚石刀具的制造过程变得比较简单,因此在超精密镜面切削的高技术应用领域,天然金刚石起到了重要作用。

立方氮化硼刀具材料。立方氮化硼(CBN)是纯人工合成的材料,是20世纪50年代末用制造金刚石相似的方法合成的第二种超材料——CBN 微粉。立方氮化硼(CBN)是硬度仅次于金刚石的超硬材料。虽然CBN的硬度低于金刚石,但其氧化温度高达1360℃ ,且与铁磁类材料具有较低的亲和性。因此,虽然目前CBN还是以烧结体形式进行制备,但仍是适合钢类材料切削,具有高耐磨性的.优良刀具材料。CBN具有高硬度、高热稳定性、高化学稳定性等优异性能,因此特别适合加工高硬度、高韧性的难加工金属材料。PCBN刀具是能够满足先进切削要求的主要刀具材料,也是国内外公认的用于硬态切削,高速切削以及干式切削加工的理想刀具材料。PCBN刀具主要用于加工淬硬钢、铸铁、高温合金以及表面喷涂材料等。国外的汽车制造业大量使用PCBN刀具切削铸铁材料。PCBN刀具已为国外主要汽车制造厂家各条生产线上使用的新一代刀具。

陶瓷刀具。与硬质合金相比,陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。因此,加工钢材时,陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10～20倍,其红硬性比硬质合金高2～6倍,且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。陶瓷刀具材料的强度低、韧性差,制约了它的应用推广,而超微粉技术的发展和纳米复合材料的研究为其发展增添了新的活力。陶瓷刀具是最有发展潜力的高速切削刀具,在生产中有美好的应用前景,目前已引起世界各国的重视。在德国约70%加工铸件的工序是用陶瓷刀具完成的,而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具总量的8%～l0%。

涂层刀具。涂层材料的发展,已由最初的单一TiN涂层、TiC涂层,经历了TiC-112o3-TiN 复合涂层和TiCN、TiA1N等多元复合涂层的发展阶段,现在最新发展了TiN/NbN、TiN/CN,等多元复合薄膜材料,使刀具涂层的性能有了很大提高。硬质涂层材料中,工艺最成熟、应用最广泛的是TiN。(氮)化钛基硬质合金(金属陶瓷)金属陶瓷与由WC构成的硬质合金不同,主要由陶瓷颗粒、TiC和TiN、粘结剂Ni、Co、Mo等构成。金属陶瓷的硬度和红硬性高于硬质合金而低于陶瓷材料,横向断裂强度大于陶瓷材料而小于硬质合金,化学稳定性和抗氧化性好,耐剥离磨损,耐氧化和扩散,具有较低的粘结倾向和较高的刀刃强度。

三、高速切削刀具的具体应用情况

理想的刀具材料应具有较高的硬度和耐磨性,与工件有较小的化学亲和力,高的热传导系数,良好的机械性能和热稳定性能。理想的刀具使得高速硬切削能够作为代替磨削的最后成型工艺,达到工件表面粗糙度、表面完整性和工件精度的加工要求。硬质合金刀具具有良好的抗拉强度和断裂韧性,但由于较低的硬度和较差的高温稳定性,使其在高速硬切削中的应用受到一定限制。但细晶粒和超细晶粒的硬质合金由于晶粒细化后,硬质相尺寸变小,粘结相更均匀地分布在硬质相的周围,提高了硬质合金的硬度与耐磨性,在硬切削中获得较广泛应用。

陶瓷刀具和CBN刀具是在高速硬车削和端面铣削中最常用的刀具。它们所具有的高硬度和良好的高温稳定性,使其能够承受在硬切削过程中高的机械应力和热应力负荷。与陶瓷刀具相比,CBN刀具拥有更高的断裂韧性,因此更适合断续切削加工。为保证工件较高的尺寸精度和形状精度,高的热传导率和低的热膨胀系数也应是刀具材料所应具有的重要性质。因此,具有优良综合性能的CBN刀具是最适合用于高速硬切削的刀具。聚晶金刚石刀具的硬度虽然超过立方氮化硼刀具,但即使在低温下,其对黑色金属中铁的亲和力也很强,易引起化学反应,因此不能用于钢的硬切削。

一般而言,PCD刀具适合于对铝、镁、铜等有色金属材料及其合金和非金属材料的高速加工;而CBN、陶瓷刀具、涂层硬质合金刀具适合于钢铁等黑色金属的高速加工。故在模具加工中,特别是针对淬硬性模具钢等高硬度钢材的加工,CBN刀具性能最好,其次为陶瓷刀具和涂层硬质合金。

结论

高速切削技术的问世改变了人对传统切削加工的思维和方式,极大提高了加工效率和加工质量。而高速切削与模具加工的结合,改变了传统模具加工的工序流程。高速切削刀具作为高速切削技术的关键,随着技术的不断完善,将为模具制造带来一次全新的技术革新。

参考文献

[1] 韩福庆高速切削刀具材料的开发与选择[J] 化学工程与装备 2008

[2] 周纯江叶红朝高速切削刀具相关关键技术的研究[J] 机械制造2008

[3]范炳良林朝平基于高速切削刀具锥柄系统的分析与研究[J] 机械设计与制造 2008

[4]马向阳李长河高速切削刀具材料[J] 现代零部件2008

[5]李鹏南张厚安张永忠胡忠举高速切削刀具材料及其与工件匹配研究[J] 工具技术2008

[6]肖寿仁高鸣智邓晓春高速切削刀具材料应用进展[J] 有色金属2008

篇9：数控刀具的选择技巧

1.影响数控刀具选择的因素

在选择刀具的类型和规格时，主要考虑以下因素的影响：

(1)生产性质

在这里生产性质指的是零件的批量大小，主要从加工成本上考虑对刀具选择的影响，

例如在大量生产时采用特殊刀具，可能是合算的，而在单件或小批量生产时，选择标准刀具更适合一些。

(2)机床类型

完成该工序所用的数控机床对选择的刀具类型(钻、车刀或铣刀)的影响。在能够保证工件系统和刀具系统刚性好的条件下，允许采用高生产率的刀具，例如高速切削车刀和大进给量车刀。

(3)数控加工方案

不同的数控加工方案可以采用不同类型的刀具。例如孔的加工可以用钻及扩孔钻，也可用钻和镗刀来进行加工。

(4)工件的尺寸及外形

工件的尺寸及外形也影响刀具类型和规格的选择，例如特型表面要采用特殊的刀具来加工。

(5)加工表面粗糙度

加工表面粗糙度影响刀具的结构形状和切削用量，例如毛坯粗铣加工时，可采用粗齿铣刀，精铣时最好用细齿铣刀。

(6)加工精度

加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状，例如孔的最后加工依据孔的精度可用钻、扩孔钻、铰刀或镗刀来加工。

(7)工件材料

工件材料将决定刀具材料和切削部分几何参数的选择，刀具材料与工件的加工精度、材料硬度等有关。

2.数控刀具的性能要求

由于数控机床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件装夹次数少的特点，对所使用的数控刀具提出了更高的要求。从刀具性能上讲，数控刀具应高于普通机床所使用的刀具。

选择数控刀具时，首先要应优先选用标准刀具，必要时才可选用各种高效率的复合刀具及特殊的专用刀具。在选择标准数控刀具时，应结合实际情况，尽可能选用各种先进刀具，如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等。

在选择数控机床加工刀具时，还应考虑以下几方面的问题：

(1)数控刀具的类型、规格和精度等级应能够满足加工要求，刀具材料应与工件材料相适应。

(2)切削性能好。为适应刀具在粗加工或对难加工材料的工件加工时能采用大的背吃刀量和高进给量，刀具应具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。

(3)精度高。为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具必须具有较高的精度，如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.005mm，

(4)可靠性高。要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。

(5)耐用度高。数控加工的刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而提高数控机床的加工效率和保证加工质量。

(6)断屑及排屑性能好。数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理，切屑易缠绕在刀具和工件上，会损坏刀具和划伤工件已加工表面，甚至会发生伤人和设备事故，影响加工质量和机床的安全运行，所以要求刀具具有较好的断屑和排屑性能。

3.刀具的选择方法

刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。应考虑以下方面：

(1)根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。

(2)根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具，粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工选择相同的刀具，建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具，因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损，涂层磨损修光，继续使用会影响精加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。

(3)根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀，齿数也不要超过4齿。

在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般很小，故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀，因此，在确保零件加工不过切的前提下，粗加工和半精加工曲面时，尽量选择端铣刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。

在加工中心上，所有刀具全都预先装在刀库里，通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄，以便数控加工用刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容，以保证在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸，合理安排刀具的排列顺序。

篇10：怎样选购称心如意的数控刀具

通过认真考虑，细致了解，掌握方法，定能选到称心如意的数控刀具，刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。应考虑以下方面：

(1)根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。

(3)根据加工区域的特点选择刀具和几何参数，

在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀，齿数也不要超过4齿。

篇11：数控论文

数控论文2000

数控专业的同学们，以下，我们一起看看下面的滚动轴承的状态检测与故障诊断，这是为各位数控专业的朋友整理的数控论文，对大家有借鉴的作用。

滚动轴承的状态检测与故障诊断

【摘要】滚动轴承的运行状态是否正常往往直接影响到整台机器的性能，如精度、可靠性、寿命等，同时滚动轴承也是机械设备的重要故障源之一。

本文首先介绍了滚动轴承的失效形式和失效过程，然后阐述了典型的振动分析方法。

【关键词】失效;故障频率;振动分析;包络法

滚动轴承是旋转机械中的重要零件，统计表明，在使用滚动轴承的旋转机械中，大约有30%的机械故障都是滚动轴承引起的。

采用状态检测与故障诊断技术后，事故发生率可降低75%，维修费用可减少25%～50%。

一、滚动轴承的失效形式

(一)疲劳剥落

滚动轴承的内外滚道和滚动体交替进入和退出承载区域，这些部件因长时间承受交变载荷的作用，首先从接触表面以下最大交变切应力处产生疲劳裂纹，继而扩展到接触表面在表层产生点状剥落，逐步发展到大片剥落，称之为疲劳剥落。

(二)磨损

由于滚道和滚动体的相对运动和尘埃异物引起表面磨损，润滑不良会加剧磨损，结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了轴承运转精度，因而也降低了机器的运动精度，表现为振动水平及噪声的增大。

(三)擦伤

由于轴承内外滚道和滚动体接触表面上的微观凸起或硬质颗粒使接触面受力不均，在润滑不良、高速重载工况下，因局部摩擦产生的热量造成接触面局部变形和摩擦焊合，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂。

(四)断裂

当轴承所受载荷、振动过大时，内外圈的缺陷位置在滚动体的反复冲击下，缺陷逐步扩展而断裂。

(五)锈蚀

水分或酸、碱性物质直接侵入会引起轴承锈蚀。

当轴承内部有轴电流通过时，在滚道和滚动体的接触点处引起电火花而产生电蚀，在表面上形成搓板状的`凹凸不平。

二、滚动轴承的失效过程

轴承失效通常划分为四个阶段：

(一)第一阶段：轴承的超声频率振动阶段

轴承最早期的故障是表现在250kHz～350kHz范围的超声频率的振动异常，随着故障的发展，异常频率逐渐下降移到20kHz～60kHz，此时的轴承微小故障可被冲击包络和声发射的方法检测到，冲击包络值最大可达0.5gE(加速度包络，振动分析中表示振幅的一个加速度指标)。

(二)第二阶段：轴承的固有频率振动阶段

随着轴承的运转，轴承滚动表面会产生轻微的缺陷，这些轻微缺陷引起的振动会激起轴承部件的固有频率(fn)振动或轴承支承结构共振，一般振动频率在500Hz～2kHz。

同时该频率还作为载波频率调制轴承的故障频率。

起初只能观察到这个频率本身，后期表现为在固有频率附近出现边频。

如果用加速度包络法检测会发现其包络值会上升至0.5～1.OgE左右。

此时，轴承仍可安全运转。

(三)第三阶段：轴承缺陷频率及其倍频振动阶段

随着轴承微小缺陷的进一步扩展，轴承缺陷频率及其倍频开始出现，随着轴承磨损的进一步发展，更多缺陷频率的倍频开始出现，围绕这些倍频以及轴承部件固有频率的边频带数量也逐步上升。

此时轴承的振动已经比较明显，应考虑尽早更换轴承。

(四)第四阶段：轴承随机宽带振动阶段

轴承已经接近完全失效，轴承的寿命已经接近尾声，甚至工频也受其影响而上升并产生许多工频的倍频，而原先离散的轴承缺陷频率和固有频率开始“消失”，取而代之是随机的宽带高频“噪声振动”，高频噪声振动和包络值有所下降，但就在轴承最终失效前，包络冲击值会大幅上升。

三、滚动轴承的振动特征分析方法

(一) 特征参数法

特征参数法的优点在于仅有少数指标用于解释轴承的状态，结果分析简单和方便。

在滚动轴承诊断中常用的特征参数包括有效值、峰值等各种时域特征参数和重心频率等各种频域参数。

(三) 频谱分析法

滚动轴承的振动其频率成分十分丰富，既含有低频成分，又含有高频成分。

每一种特定的故障都对应特定的频率成分，需要通过适当的信号处理方法将特定的频率成分分离出来，从而指出特定故障的存在。

(三)包络法

包络法的优点包括它能区分同时发生在同一个轴承中的数种故障特征的特征，将与故障有关的信号从高频调制信号中取出，从而避免了与其它低频干扰的混淆，具有极高的诊断可靠性和灵敏度。

当轴承某一元件表面出现局部损伤时，在受载运行过程中要撞击与它接触的表面而产生冲击脉冲力。

由于冲击脉冲力的频带很宽，包含轴承组件、轴承座、机器结构及传感器的固有频率，所以必然激起测振系统的共振。

因此，测得的振动加速度信号包含着多个载波共振频率，以及调制于其上的故障特征频率和其谐波成分。

从而可以根据实际情况选取某一共振频率为中心，使微弱的轴承故障信号搭载在高幅值的谐振频段传递出来，再对所测信号进行绝对值处理，之后采用低通滤波，即可获得调制信号的包络线，然后进行快速傅立叶变换FFT，即可得到包含故障特征频率及其倍频成分的低频包络信号，对包络信号进行频谱分析就可以很容易地诊断出轴承的故障来，这个过程也称为共振解调。

四、结语

了解轴承故障的形式和轴承故障的发展阶段，对于诊断轴承故障是十分必要的。

掌握轴承故障诊断的分析原理和方法是准确诊断轴承故障的前提。

参考文献：

[1]赵晓玲.滚动轴承故障振动检测方法[J].重庆科技学院学报，2007.

[2]张华驰.滚动轴承包络法诊断的应用[J].设备管理与维修.1995.

[3]陈新轩.机械设备状态检测与故障诊断[M].人民交通出版社，2003.

篇12：数控论文

篇13：数控铣床刀具补偿功能的应用

摘要：数铣加工是职业培训中重要的培训项目。本文就数控铣削加工中刀具补偿功能在实际使用中要注意的问题和精加工补偿值的确定，进行了总结和探讨。

关键词：数控铣刀具补偿注意事项精加工公式

数控机床的操作能力是中职数控专业学生的专业能力，教学应围绕这一核心能力，夯实操作功底，提高学生操作能力。教师应该如何开展教学，让学生掌握好知识，并获得实际的操作能力呢?笔者感觉比较重要的是，要善于总结和归纳，把复杂的情况化成浅显易懂的规律。

下面就数控铣床加工中半径补偿的功能，展开一些总结和归纳。

一、数控铣床刀具补偿的原理

在数控铣床上进行加工，由于刀具有一定的半径，所以刀具中心(刀尖)轨迹和工件轮廓不重合，如不考虑刀具半径，直接按照工件轮廓编程是比较方便的，而加工出的零件尺寸比图样要求小了一圈(加工外轮廓时)，或大了一圈(加工内轮廓时)，为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个量。

运用刀具补偿功能可直接按照工件轮廓进行编程，不用考虑刀具半径。

而在刀补表中设置一定的合适数值，系统会自动计算刀具中心轨迹，进行刀具半径补偿，从而加工出符合要求的工件形状，当刀具半径发生变化时也无须更改加工程序，使编程工作大大简化。

刀具半径补偿是通过指令G41、G42来执行的。补偿有两个方向，即沿刀具切削进给方向垂直方向的左面和右面进行补偿，符合左右手定则：G41是左补偿，符合左手定则;G42是右补偿，符合右手定则。当取消刀具半径补偿时，使用G40指令。

二、刀具补偿功能使用应注意的问题

一是补偿建立指令G41，G42必须与G40成对使用。

二是G41、G42、G40指令应在G00或G01程序段中加入执行，不可在G02、G03等指令中加入执行。

三是加入G41、G42、G40指令的G00或G01程序段，移动的距离不能等于零，也不能小于铣刀的半径。否则无法实现刀具补偿的功能。

四是使用刀具补偿功能必须经过三个阶段：建立刀具补偿、刀具补偿执行、取消刀具补偿，缺一不可。

五是刀具补偿功能建立以后，加工平面不能改变。

六是在刀具半径偏置方式下，应在指定的偏置平面上进行连续的刀具运动轨迹描述，如果在偏置起始指令G41/G42和偏置结束指令G40之间，有连续两个以及两个以上的非指定的偏置平面上的移动指令或非移动指令，则刀具的轨迹就会发生偏离。例如：

G00 G90 G17 G42 Y-70.0 D01

G01 X120.0 F100

Y-30.0

G04 P500

G91 Z0.2

G90 X80.0 Y40.0

Y-110.0

G00 G40 X-40.0

在本例中的程序段G04 P500 是非移动指令，程序段G91 Z0.2是非指定的偏置平面上的移动指令。这两个连续的程序段的指令，导致系统无法正确判断刀具下一个的偏置位置而发生过切现象。

三、精加工补偿值获得公式讨论

笔者所在学校使用的是华中HNC-21M数控铣床。运用G41/G42刀具补偿指令，可以实现对零件加工的粗精加工分离。

当放出余量，进行粗加工后，需要对零件进行测量，然后根据所获得的尺寸，对第二次的精加工补偿值进行修正，从而保证所加工的零件获得所要求的尺寸精度。由于零件的内外表面的加工，对补偿值的方向要求是不一样的，就很容易在精加工的时候弄错补偿方向。

如果可以分情况，把补偿值的计算总结成浅显易懂的公式，那么在加工实习的过程中，只要熟记公式，把测量的数据直接代入，就能获得精加工时所需要的补偿数据。

下面以一个简单零件的加工情况分析，如下图所示。

1.加工外轮廓六边形

选用18mm的键槽铣刀，不考虑加工精度，直接设置刀补值为使用刀具的半径值9mm即可。但是为保证加工精度，往往需要进行粗精加工两次切削。

粗加工时，刀具半径补偿值可放出一定的余量，然后进行粗加工的走刀。在精加工阶段中，理论上只需要把刀补值改为9mm，再一次走刀即可。

但是由于存在着大量的加工误差和不确定性，而且零件目标尺寸往往带有公差，在粗加工结束后，需要对六边形对边的尺寸进行测量，并通过测量值对精加工的刀补值进行修正。总结公式如下：

δ2=δ1-(A-B)/2 (1)

式中，δ2为精加工刀补值;δ1为粗加工刀补值;A为实际测量值;B为目标尺寸公差中间值。

实际加工中，选用18mm的键槽铣刀，假设粗加工刀补值选为10mm，粗加工后，对六边形尺寸进行测量，测得实际值为72.085mm，那么，在精加工时，只要把获得的数据代入公式(1)，即可获得需要的精加工刀补值。

δ2=10-(72.085-69.063)/2=8.489

(如图中所示，六边形尺寸为70-00.074，其尺寸公差中间值为69.063)。

2.加工内轮廓腰圆槽

同样选用18mm的键槽铣刀进行加工，假设粗加工刀补值选为10mm，粗加工后，对腰圆槽尺寸进行测量，测得实际值为24.012mm。那么，在精加工时同样可以利用公式(1)计算需要获得的精加工刀补值。只是由于内轮廓的余量方向与外轮廓相反，总结公式如下：

δ2=δ1-(B-A)/2 (2)

进一步计算可得：

δ2=10-(25.026-24.012)/2=9.493

(如图中所示，腰圆槽尺寸为25+00.052，其尺寸公差中间值为25.026)。

3.总结

由公式(1)和公式(2)可以进一步获得：

δ2=δ1-|(A-B)/2| (3)

由此我们可以获得，不管是外轮廓还是内轮廓的加工，粗加工时，先选择δ1值，令此值略大于我们选用的刀具半径0.5～1.0mm。然后对零件进行粗加工。

加工完毕后，根据零件图对所要求的尺寸进行测量，获得实际测量值A，然后计算目标尺寸公差中间值B，最后把所获得的值代入公式(3)，即可获得精加工所需要的刀补值δ2，对零件实现精加工。

当然，在实际使用过程中，绝大部分的数铣加工零件尺寸情况是上述的双边尺寸情况，但是也有很特殊的单边尺寸的情况。那么公式(3)只要变为

δ2=δ1-|(A-B)| (4)

也是完全适用的。

篇14：数控铣床刀具补偿功能的应用

摘要：随着我国社会主义市场经济的发展，综合国力得到提升，我国的数控机床技术也得到了一定程度的推动，在数控铣床当中刀具中心与切割工件无法有效结合。

在实际的加工过程当中，刀具半径补偿的应用能够使得复杂的工作程序简化，促进工作效率。本文针对数控铣床当中的刀具半径补偿的应用进行相应的分析，并针对相应的问题提出合理化建议。

前言

在数控铣床的操作过程中，由于工件与刀具之间存在一定的轨迹差异，这使得在编程过程中应该注意刀心轨迹，增加了实际的编程难度。刀具半径补偿的应用在很大程度上缓解了编程难度，提升了工作效率。

1.刀具半径补偿的用法和注意的问题

刀具半径补偿的应用，是数控铣床的一大变革，提升了数控铣床的工作效率，并且简化了手工编程的繁琐程度，在一定的程度上创新了数控铣床的加工的模式。在实际的数控铣床操作过程中应该注意编程的格式问题和有关使用过程的注意事项。

1.1编程格式

数控铣床具有手工编程和自动编程功能，每一个编程方式控制的效果都不相同，要根据相应的铣削要求进行编程格式的调整。

其中数控铣床当中的铣削刀具半径补偿分为左补偿和右补偿两种模式，并且应该根据要求代码进行工具的选择。据有关标准要求，道具中心沿着前进的方向进行运动，贴近零件的右边轮廓称之为刀具半径补偿的右补偿，当刀具沿着前进的方向进行运动的过程中，贴近轮廓的左边称之为刀具半径补偿的左补偿。

其中左补偿用G41定义，右补偿用G42定义，在不需要进行半径补偿时用G40进行取消补偿工作。

1.2注意事项

1.2.1在刀具半径补偿的过程中，使用刀具补偿应该注意在之前刀具半径补偿取消的时候才能进行刀具半径补偿的操作。

1.2.2在进行刀具半径补偿的过程中应该注意在同一平面进行补偿操作。在相应的补偿平面应该有相应的控制。对零件进行刀具补偿的过程中，应该以G17控制XY补偿平面，以G18控制YZ补偿平面，以G19控制Xz补偿平面。

通过相应的指令进行操控。

1.2.3在刀具补偿的过程中，其中间必须具有一定的可活动范围。D是存放刀具补偿数据的存储器相应地址，其可控存储地址为D01-D99，所以对补偿数值的存储应该从D01开始进行。

刀具补偿数值的大小需要人工进行输入，并且要输入指定的存储器当中。D01中输入0即表示使用D01号存储器，补偿数值就是0，以此来确保刀具补偿半径的正常运行。

1.2.4在刀具半径补偿进行操作的过程中，刀具半径补偿建立指令需要在G00和G01两个指令当中进行，不能够在其余G代码指令中进行(如G02、G03等)，否则会影响刀具半径补偿的正常建立，造成补偿上出现问题，影响数控铣床刀具补偿功能发挥其效应。

1.2.5在数控铣床的实际操作当中，其主要补偿编程指令由G40、G41、G42进行系统的操作和控制。这三者之间的操控应该重视操作的规范性，不能多个指令同时出现。

由于数控铣床的系统中只能够进行两组数值的预判，所以不能够出现两个z轴的同时出现。这样的状况会直接的影响工作流程和工作效率。

2.数控铣床刀具半径补偿的应用

数控铣床刀具半径补偿的应用能够有效的简化数控铣床的系统繁琐程度，在实际的操作过程中，简化了工作流程，提升了工作效率。

在数控铣床的操作过程中，会出现多种情况。刀具半径补偿虽然是一项优化并且先进的技术，但是也要根据相应环境进行分析和研究，在适当的场合进行刀具半径补偿应用。

2.1刀具的正常使用

在实际的操作过程中，刀具半径补偿的应用对于刀具的磨损会非常严重，这与刀具的正确使用和刀具本身的质量有着重要的关系。在刀具磨损严重的情况之下，更换刀具的过程就显得尤为重要。

在刀具的更换过程不重视操作会导致刀具的直径受到影响，打乱设定好的编程程序，所以这样的方式应该进行规避。

在原有的基础之上进行更换刀具，在系统之上输入刀具的准确参数，并进行相应设置，这样就避免了刀具更换带来的编程的变化，影响铣床的正常工作，影响工作效率。由此可见，在实际的操作过程中，刀具的正常使用和更换尤为重要。

这就要求数控操作人员应该进行刀具半径补偿参数实际操作的掌握，理解刀具半径补偿的相关知识。

只有这样，才能够顺利的进行数控铣床的使用和生产，促进生产效率的'提升。

2.2增强刀具使用效率

刀具的使用具有一定的消耗，频繁的更换刀具会造成一定程度的繁琐和影响工作效率，在刀具的使用过程中应该重视其使用效率。在数控铣床进行加工的时候，人为地操作改变刀具半径的补偿值至关重要。

在实际操作中，刀具磨损后，相应操作人员可以通过变更半径的方式进行刀具的再次使用，在刀具相同的情况下达到精细加工的效果。刀具的效率能够提升机床的工作效率，对于刀具半径的调整，能够减少编程程序的繁琐程度。

因此，操作人员对于数控铣床刀具半径补偿的理解程度对整个生产有着重要的影响，并确保了数控铣床工作的正常进行。

2.3型面不同时的应用

在实际的铣床操作中能够遇到各种型面的加工物件。在加工过程中的刀具半径补偿的应用也十分重要。在实际的操作当中可以根据指令达到一定要求，使用G42指令得到A轨迹运动，根据G41指令控制B轨迹。也就是说明，A轨迹加工模型凸点，B轨迹加工模型凹点。根据下图可以看见相应的原理。

3.结论

综上所述，数控铣床刀具半径补偿的应用，使得数控铣床的工作效率得到了一定程度的提升，并简化生产的繁琐程度，对数控技术的发展有一定的推动作用，并且推动了我国工业的进步和发展。

篇15：数控技师论文

数控技师论文

如何提高数控机床的精度

目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准ISO230-2或国家标准B10931-89等。同一台机床，由于采用的标准不同，所得到的位置精度也不相同，因此在选择数控机床的精度指标时，也要注意它所采用的标准。数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。

一、反向偏差

在数控机床上，由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在，造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差，通常也称反向间隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床，反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响产品的加工精度。如在G01切削运动时，反向偏差会影响插补运动的精度，若偏差过大就会造成“圆不够圆，方不够方”的情形；而在G00快速定位运动中，反向偏差影响机床的定位精度，使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。同时，随着设备投入运行时间的增长，反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加，因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。

反向偏差的测定

反向偏差的测定方法：在所测量坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，再在同一方向给予一定移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为七次)，求出各个位置上的平均值，以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。在测量时一定要先移动一段距离，否则不能得到正确的反向偏差值。六剑客职教园（最大的免费职教教学资源网站）

测量直线运动轴的反向偏差时，测量工具通常采有千分表或百分表，若条件允许，可使用双频激光干涉仪进行测量。当采用千分表或百分表进行测量时，需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长，因为测量时由于悬臂较长，表座易受力移动，造成计数不准，补偿值也就不真实了。若采用编程法实现测量，则能使测量过程变得更便捷更精确。

例如，在三坐标立式机床上测量X轴的反向偏差，可先将表压住主轴的圆柱表面，然后运行如下程序进行测量：

N10 G91 G01 X50 F1000；工作台右移

N20 X－50；工作台左移，消除传动间隙

N30 G04 X5；暂停以便观察

N40 Z50；Z轴抬高让开

N50 X-50：工作台左移

N60 X50：工作台右移复位

N70 Z-50：Z轴复位

N80 G04 X5：暂停以便观察

N90 M99；

需要注意的是，在工作台不同的运行速度下所测出的结果会有所不同。一般情况下，低速的测出值要比高速的大，特别是在机床轴负荷和运动阻力较大时。低速运动时工作台运动速度较低，不易发生过冲超程(相对“反向间隙”)，因此测出值较大；在高速时，由于工作台速度较高，容易发生过冲超程，测得值偏小。

回转运动轴反向偏差量的测量方法与直线轴相同，只是用于检测的仪器不同而已。

反向偏差的补偿

国产数控机床，定位精度有不少>0.02mm，但没有补偿功能。对这类机床，在某些场合下，可用编程法实现单向定位，清除反向间隙，在机械部分不变的情况下，只要低速单向定位到达插补起始点，然后再开始插补加工。插补进给中遇反向时，给反向间隙值再正式插补，即可提高插补加工的精度，基本上可以保证零件的公差要求。

对于其他类别的数控机床，通常数控装置内存中设有若干个地址,专供存储各轴的反向间隙值。当机床的某个轴被指令改变运动方向时，数控装置会自动读取该轴的.反向间隙值，对坐标位移指令值进行补偿、修正，使机床准确地定位在指令位置上，消除或减小反向偏差对机床精度的不利影响。

一般数控系统只有单一的反向间隙补偿值可供使用，为了兼顾高、低速的运动精度，除了要在机械上做得更好以外，只能将在快速运动时测得的反向偏差值作为补偿值输入，因此难以做到平衡、兼顾快速定位精度和切削时的插补精度。

对于FANUC0i、FANUC18i等数控系统，有用于快速运动(G00)和低速切削进给运动(G01)的两种反向间隙补偿可供选用。根据进给方式的不同，数控系统自动选择使用不同的补偿值，完成较高精度的加工。

将G01切削进给运动测得的反向间隙值A 输入参数NO11851(G01的测试速度可根据常用的切削进给速度及机床特性来决定)，将G00测得的反向间隙值B 输入参数NO11852。需要注意的是，若要数控系统执行分别指定的反向间隙补偿，应将参数号码1800的第四位(RBK)设定为1；若RBK设定为0，则不执行分别指定的反向间隙补偿。G02、G03、JOG与G01使用相同的补偿值。

二、定位精度

数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度，是数控机床有别于普通机床的一项重要精度，它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响，尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。一台数控机床可以从它所能达到的定位精度判出它的加工精度，所以对数控机床的定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的必要途径。

定位精度的测定

目前多采用双频激光干涉仪对机床检测和处理分析，利用激光干涉测量原理，以激光实时波长为测量基准，所以提高了测试精度及增强了适用范围。检测方法如下：

a. 安装双频激光干涉仪；

b. 在需要测量的机床坐标轴方向上安装光学测量装置；

c. 调整激光头，使测量轴线与机床移动轴线共线或平行，即将光路预调准直；

d. 待激光预热后输入测量参数；

e. 按规定的测量程序运动机床进行测量；

f. 数据处理及结果输出。

定位精度的补偿

若测得数控机床的定位误差超出误差允许范围，则必须对机床进行误差补偿。常用方法是计算出螺距误差补偿表，手动输入机床CNC系统，从而消除定位误差，由于数控机床三轴或四轴补偿点可能有几百上千点，所以手动补偿需要花费较多时间，并且容易出错。

现在通过RS232接口将计算机与机床CNC控制器联接起来，用VB编写的自动校准软件控制激光干涉仪与数控机床同步工作，实现对数控机床定位精度的自动检测及自动螺距误差补偿，其补偿方法如下：

g. 备份CNC控制系统中的已有补偿参数；

h. 由计算机产生进行逐点定位精度测量的机床CNC程序，并传送给CNC系统；

i. 自动测量各点的定位误差；

j. 根据指定的补偿点产生一组新的补偿参数，并传送给CNC系统，螺距自动补偿完成；

k. 重复c.进行精度验证。

根据数控机床各轴的精度状况，利用螺距误差自动补偿功能和反向间隙补偿功能，合理地选择分配各轴补偿点，使数控机床达到最佳精度状态，并大大提高了检测机床定位精度的效率。

定位精度是数控机床的一个重要指标。尽管在用户购选时可以尽量挑选精度高误差小的机床，但是随着设备投入使用时间越长，设备磨损越厉害，造成机床的定位误差越来越大，这对加工和生产的零件有着致命的影响。采用以上方法对机床各坐标轴的反向偏差、定位精度进行准确测量和补偿，可以很好地减小或消除反向偏差对机床精度的不利影响，提高机床的定位精度，使机床处于最佳精度状态，从而保证零件的加工质量。

篇16：数控编程论文

数控编程论文

引言

数控编程是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容,按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。程序编制的方法主要有手工编程和自动编程两类。近年来数控技术发展得十分迅速,数控机床特别是数控车床的普及率越来越高,但是,数控车床在加工过程中遇到轮廓较复杂的零件时,用人工编写数控程序要花费大量的时间,且易出错[1,2]。采用CAD/CAM集成技术实现数控加工程序的图形化自动编程是当今的主流[3]。

目前国外有许多高档的CAD软件,如Pro/E、UGⅡ、IDEAS、MasterCAM、Cimatron等,均有性能良好的CAM模块,可利用其三维实体数据生成NC程序。但这些软件较难掌握,且价格昂贵。而国内一些基于Autodesk公司的AutoCAD软件为支撑平台研制的自动编程系统中[4,5],较多的方法是由AutoCAD生成零件加工图形,从而生成DXF格式文件,然后,系统通过对DXF图形文件进行分析,读取数控加工所需的零件几何信息。国内也有基于图形的数控车床自动编程系统的研究[6,7],但还未见具体软件系统的实现。

本系统采用自行开发的二维图形软件包实现加工零件轮廓的图形描述,经过工序划分以及加工工艺参数的人机交互式输入,实现了数控加工程序直接从图形到程序的自动编程。

1.系统框架结构和功能

本系统结构模块的组成框主要由以下模块组成:

(1)加工工艺规划模块。此模块根据数控加工工艺特点,将其分解为开口槽腔、闭口槽腔、端面车削、螺纹、切断等工步(开口槽腔、闭口槽腔、螺纹分别有外圆和内孔之分)。任何车削加工零件的外形轮廓加工工艺都可以拆分为以上工步。每一工步都有粗、精加工,可以通过工序管理器来实行加工程序的合并。

(2)特征图元绘制模块。此模块具有简单的CAD造型功能,能够完成零件二维轮廓的绘制。

同时在刀位轨迹生成以后能够实现轨迹的图形仿真显示。

(3)工艺参数设定模块。此模块对各种加工工艺参数进行交互式输入,包括起刀点、进退刀矢量、加工余量、切削深度、进给量、切削速度以及机床主轴转速等工艺参数。

(4)刀位轨迹生成模块。此模块根据所选择的工步以及走刀方式,自动生成刀位轨迹。

(5)G代码生成模块。此模块将系统生成的刀位轨迹转换为数控车床加工G代码程序并以文本文档的形式输出。

2.零件轮廓的表达以及图形输入

数控车床加工的零件多以轴类及盘类零件为主,尽管这些待加工零件是真三维的,但是在实际加工中,一般都是二维的,即刀具在一次切削过程中始终在X-Z平面内运动。因此,本系统可以用直线、圆弧来完成加工零件轮廓的二维描述。

2.1零件轮廓的表达

数控车床加工的零件,其表面轮廓段一般都由直线和圆弧等构成,针对这种情况建立了零件轮廓的统一表达模型,将构成零件轮廓的各轮廓段统一用轮廓边界点表示,这样便可以建立整体轮廓的统一描述。可以认为零件的整体轮廓均是由直线和圆弧构成的,对于自由曲线,可以根据自由曲线轮廓段的表面粗糙度要求,采用有理B样条插值算法将其离散为一系列直线段。

把构成轮廓表面的各轮廓统一称为边界点,那么整条轮廓便是由多个首尾相连接的边界点所组成,每一边界点内含有一个描述边界性质的几何点点集。直线是一个包含两个几何点(起点和终点)点集的边界点;圆弧是一个包含3个几何点(起点、终点和圆心)点集的边界点,由于三点不能唯一确定一条圆弧,因此,可以再加上圆弧的旋转方向(顺时针或者逆时针)来确定圆弧。本系统采用面向对象的.计算机编程语言Python开发[6,7],在数据结构上采用

Python语言的数据类型列表来表示一个轮廓段的边界点。如图2(a)所示的零件轮廓段的数据结构为:Part=[(′Line′,[(2010,12010),(381366,861405)]),(′Oval1′,[0,(381366,861405),(811176,1021418),(591198,621341)]),(′Oval1′,[1,(591198,621341),(461535,381039),(721116,471866)]),(′Line′,[(721116,471866),(821156,201065),(1411307,201065)])]。其中,直线的标志为‘Line’;圆弧的标志为‘Oval1’,圆弧后面的点集列表中的1表示顺圆,0表示逆圆。

2.2图形输入

零件几何图素的输入主要包括点、线、圆的输入,通过系统给出的绘图工具在绘图区绘出。如点可以通过键盘形式进行参数输入,也可以直接通过鼠标点击输入。系统提供了直线和圆弧的绘图工具。直线主要通过两点来生成,选取直线的绘图工具以后,在绘图区直接鼠标点击就可以生成直线,连续点击将生成首尾相连的多条直线。圆弧的绘图工具包括三点圆弧(起点、终点和圆心)以及两点半径圆弧(起点、终点和半径),通过圆弧的旋转方向来最终确定为顺时针圆弧还是逆时针圆弧。

几何元素输入后分别以点线圆的标准形式存放于几何参数表中,其中点的记录内容为坐标值(X,Y),直线和圆弧的记录内容如上文所述。这些数据都以列表的形式存放在计算机的内存中。图2所示为本系统根据数控车削加工工艺划分的开口槽腔和闭口槽腔的图形显示,其中开口槽腔定义为用水平线与零件轮廓线求交时有且只有一个交点的轮廓形状,闭口槽腔则只有两个交点。

零件轮廓数据输入后往往需要进行修改,可利用图形编辑菜单项中的撤消、重画、删除等功能最终形成该零件的加工轮廓图形。直线和直线相交的地方,可以进行倒角处理,在作图过程中,选择倒角功能,可以通过数据显示功能来选择倒角方式(直线倒角还是圆弧倒角),输入倒角的参数最终实现倒角。

3.刀位轨迹和G代码程序的生成

刀位轨迹以及G代码生成是本系统的核心部分,根据前面所述的工步划分,选择合适的工步,绘制零件的加工表面二维轮廓图形,可以使用系统工艺参数数据库自动提供的预设加工工艺参数,也可以通过人机交互方式完成工艺参数的输入。同时也可以修改某一工艺中的刀具参数、切削参数等。数控加工中为减少多次安装带来的安装误差,一般采用一次安装。

对那些需要调头加工的部位采用右偏刀反向走刀切削,此外,对于端面处的开口槽腔,加工时可以选择向下的切削方向。因此加工时的切削方向分为向左、向右和向下的切削方向。

在刀位轨迹规划中,粗加工的刀位轨迹规划是关键,精加工只是刀具沿着轮廓线走刀,因此其刀位轨迹的生成算法仅仅是加工零件表面曲线的偏置,图3所示为开口槽腔加工时的刀位轨迹生成程序框图。而粗加工往往还跟零件的毛坯形状有关,本系统可以绘制外圆以及内孔加工时的毛坯轮廓曲线,跟零件轮廓曲线结合而确定加工区域。根据加工参数中的起刀点、加工余量、进退刀矢量等参数,用水平线与加工区域求交,求得的交点即为刀具刀尖的运动点坐标。

在点击主界面上的生成G代码的按钮后可以将生成刀位轨迹和G代码程序显示在界面上,并可以将零件信息、毛坯信息、加工工艺参数和G代码程序一起用文本文件保存下来。如图4所示,主界面左边显示的就是图3中的开口和闭口槽腔沿负Z轴方向水平切削的刀位轨迹,右下角显示的是生成的G代码程序。

4.结束语

本系统是一个CAD/CAM集成的数控车床自动编程软件,只要按照本系统所划分的数控车削加工工步,将待加工零件进行工艺规划,分解成各种工步,每个工步都可以单独生成可用的加工程序,也可以通过本系统的工序管理器模块进行工步合并,生成一个总的G代码文件。本系统集绘制图形、工艺参数处理、刀位轨迹和G代码生成于一体,具有学习、使用简单的特点。

随着基于PC的开放式数控系统的研究越来越深入,以Windows以及Linux为平台的数控系统必将得到更为广泛的应用。本系统以华中数控有限公司生产的HNC-21/22世纪星系列数控车床为基础设计的。采用Python语言编写[5,6],可以在Windows和Linux等多种操作系统平台下使用。本系统既可以作为开放式数控系统的编程模块,也可以自成体系作为CAD/CAM软件以及离线编程系统使用,因此具有良好的应用前景。

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