数控铣工高级技师论文5000字

数控加工毕业论文 1 水泵特点及叶片加工要求太浦河泵站的设计净扬程为39m，单泵流量50m3/s，装有6台斜150轴伸泵，叶轮直径1m，是国内最大的斜轴伸式水泵。由于该水泵的扬程特低、流量很大，要求水泵装置具有很高的水力效率和良好的汽蚀性能。叶片是水泵的最重要部件，它直接和决定水泵的能量指标、汽蚀性能、水压脉动和泵组的运行振动。通过国际招标，水泵由无锡水泵厂制造。该厂采用数控机床对叶片进行加工，以保证原型水泵与模型水泵有很好的水力相似，叶片各方面的技术指标可以达到或超过招标文件规定的各项技术要求。 2 水泵叶片技术要求 1叶片材料水泵叶片材料采用ZG0Cr13Ni4Mo。其化学成分见表1，物理指标见表2。表1 ZG0Cr13Ni4Mo材料化学成分化学成分 C Si Mn S Cr Ni Mo 含量（%） ≤06 ≤00 ≤00 ≤030 5～0 50～50 40～00 表2 ZG0Cr13Ni4Mo材料物理指标物理指标 σb σs δ ψ HB 数值 760Mpa 550MPa 15% 35% ≥240 该材料的特性是抗汽蚀性能好，可焊性好，硬度较高，耐磨损，在水轮机和水泵制造中较常使用。 2 叶片加工技术要求太浦河水泵的设备招标文件编制时，兼顾了叶片常规加工和数控机床加工的两种要求。招标文件规定：叶片型线允许偏差不超过±15%D（D为叶轮直径m），叶片厚度的允许偏差为-3%T～+6%T（T为叶片厚度）。叶片正背面的波浪度应低于2/100，在进水口等容易产生汽蚀的部位叶片波浪度应小于1/100。叶轮叶片安放角最大偏差不大于±15/。叶片表面粗糙度不得大于3μm。 3 叶片加工方式轴流式水泵的叶片加工一般采用两种方式：一种是叶片表面手工打磨的常规加工方式，另一种是数控机床加工方式。 1 常规加工方式常规加工方式工艺较简单，费用低，轴流式水泵叶片基本采用常规加工。其主要工艺过程如下： a：叶片固溶处理（不锈钢） b：叶片表面随形磨、打磨 c：按叶片坐标，三坐标工具检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线 d：钻两端中心孔 e：粗加工叶片柄部 f：探伤检查 g：精加工叶片柄部 h：钻定位孔或铣键槽 I：叶片称重分组和转子体装配 j：加工叶片外球形 k：校静平衡常规加工的叶片表面有两种处理方式。对小型水泵，叶片铸造时表面不留加工余量，叶片精度主要由木模和铸造精度来保证，变形量比较大，叶片表面极个别处（约1～2处）最大变形可达到5～6-12mm（根据叶片大小和叶型厚度）。对大型或重要的水泵，叶片铸造时表面留3～4mm加工余量，在探伤检查后，叶片表面多次采用坐标检测和打点，对其用砂轮进行手工表面打磨，重新划叶片零度线，以达到设计要求。叶片表面的精度主要由操作工及测量手段保证，一般能达到5mm，有一定的误差。该采用坐标投影测量（游标精度02mm、实测精度≤5mm）。 2 数控机床加工叶片采用数控机床加工是一种最先进的加工方式，虽然它的加工费用较高，但对于大型水泵河特殊要求的水泵，可以保证原型叶片的型线、表面粗糙度和精度、各叶片重量具有很高的一致性。数控机床加工主要工艺过程如下： a：叶片固溶处理（不锈钢） b：叶片表面随形磨、打磨 c：按叶片坐标，坐标投影检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线 d：钻两端中心孔 e：粗加工叶片柄部 f：叶片坐标检测、记录、重新划叶片零度线 g：探伤检查 h：精加工叶片柄部 I：钻定位孔或铣键槽 j：叶片坐标检测、记录 k：叶片表面数控加工 l：叶片称重分组和转子体装配 m：加工叶片外球形 n：校静平衡与常规叶片加工方式相比，数控机床加工方式增加了叶片表面坐标检测和数控加工的工艺流程。数控机床有三轴、四轴、五轴几种形式。三轴数控机床仅有X、Y、Z三个坐标，铣刀位置不调整，宜加工一般要求的工件。四轴和五轴数控机床除有X、Y、Z三个坐标外，还有刀头旋转的坐标，可以调整加工误差，工件加工精度很高。数控机床在加工上又有5轴、三轴联动、四轴联动、五轴联动的不同加工。运转速度上又可分为传统的低速铣床和的高速铣床。数控机床配置有CAD/CAM/CAE软件，可以按设计的曲面型线，仿型加工。数控加工采用不同的加工方式和加工工艺，其达到的精度、效果也不相同。 3 两种加工方式比较虽然传统的低速铣床也可加工叶片的曲面，但难以控制叶片的型线，尤其在叶片比较薄的地方，传统的低速铣床在切削力的作用下，产生振动和弹性退让，降低了加工精度。一般传统三轴铣床加工表面粗糙较差和存在着加工死角，通常在工艺上还要进行大量的表面打磨。数控机床将叶片型线输入控制箱内，可以随意控制和调整铣刀的加工，用直线、圆弧命令逼近零件，控制刀位轨迹使叶片表面的实际曲线与设计的曲线完全一致，精加工后的叶片表面不用打磨，便达到设计要求。数控机床加工的叶片型线和精度，根据编制的设计程序控制加工，可以不再对叶片表面进行检测。数控机床的精度由有关部门按规定期限定期进行检验，所以它的可靠性和精度远高于常规叶片加工后的检测方式。 4 太浦河水泵叶片加工太浦河泵站斜150轴伸泵叶轮直径1米，每个叶轮有三个叶片，每个叶片重～95t，共18个叶片。为保证水泵叶片的加工质量，无锡水泵厂选择了富春江水工机械厂的五轴联动数控机床，它的加工效果非常好。数控机床加工的太浦河水泵叶片，叶片加工精度实测数值：叶片正面波浪度4～8/100，集中区域5～8/100，并均匀分布。叶片背面波浪度4～2/100，其中≤1/100的区域占总面积的7%。叶片表面粗糙度6～3μm，集中分布区域6～8μm。实测2502个点坐标，其坐标误差-3～+4mm，绝对值≤3mm的占67%。按要求每个叶片重量误差≤39kg。实测18个叶片，重量误差0～35kg，其中≤25kg的占89%，≤10kg的占50%。坐标误差即为叶片允许误差，叶轮直径1m，允许误差为±15mm。 5 数控机床加工的性数控机床的价格比较贵，所以加工的费用比常规加工的要高。加工费用由机床折旧费、日常维护费、操作人员和管理人员费、加工中的正常损耗如刀具、电、气、冷却液等费用构成。最简单的方法是单位工时价格×工时数。工时包括软件计算工时和装夹、换刀等工时。确定数控加工的方法非常丰富，从5轴至5轴联动，速度从低速至高速、工艺变化很多，刀位轨迹变化多，为有良好的经济性，应根据不同加工件的产品质量要求，选定最优数控加工程序和经济的加工方法。比如，加工余量的确定是为了保证叶片能加工出来，应根据叶片大小、厚度，选择合适的叶片单面加工余量，太浦河水泵叶片的尺寸可放5～13mm余量；叶片根部、进出口边圆角等处可考虑以磨代铣降低费用。为了经济、高效又高精度的加工叶片，加工精度可通过人机交互设定。粗加工时三轴联动重切削加工去除大量表面余量，精加工时采用五轴联动高速加工，消除加工死角及薄壁处的振动和弹性退让，表面加工后不用打磨。在运行软件上可以首先用CAD三维设计、造型叶片，修改叶片表面缺陷，对表面光滑处理。然后用CAM灵活设计加工方法、确定加工参数、刀具等，进行刀轨的校核、编辑、优化、模拟仿真以获得最佳加工刀位轨迹，通过后处理程序生成加工程序。太浦河水泵的叶轮直径1m，每个叶片重95t，由于委托外厂数控机床加工，每个叶片费用近8万元。0Cr13Ni4Mo的材料比较硬，如叶片铸造余量留得比较大，将增加数控机床的加工量和加工工时数。控制叶片的铸造质量，可以控制加工费用。 6 结束语太浦河水泵叶片采用数控机床加工，叶片表面取得了很高的加工精度，保证了产品质量。随着我国经济实力的增加和机械加工的进步，水轮机制造厂已普遍使用数控机床，使水轮机叶片的加工水平大大提高，这也是水泵行业方向。工程建设单位和设计单位，应该根据工程的重要性和特殊性，对水泵叶片的加工提出明确要求。对重点工程和特殊要求的水泵，采用数控机床加工水泵叶片。对本答案还满意，请采纳！谢谢！！！

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[数控车工技师论文]数控机床的应用与维护数控机床的应用与维护科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。一、数控机床数控加工的概念数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容：*** ** 该内容需回复才可浏览 ** ***二、数控机床的维护数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。数控系统经过一段较长时间的使用，电子元器件性能要老化甚至损坏，有些机械部件更是如此，为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对数控系统进行日常的维护。概括起来，要注意以下几个方面。制订数控系统日常维护的规章制度根据各种部件特点，确定各自保养条例。如明文规定哪些地方需要天天清理（如CNC系统的输入／输出单元——光电阅读机的清洁，检查机械结构部分是否润滑良好等），哪些部件要定期检查或更换（如直流伺服电动机电刷和换向器应每月检查一次）。应尽量少开数控柜和强电柜的门因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作，打开数控柜的门来散热，这是种绝不可取的方法，最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。定时清扫数控柜的散热通风系统应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许超过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠。经常监视数控系统用的电网电压 FANUC公司生产的数控系统，允许电网电压在额定值的85%～110%的范围内波动。如果超出此范围，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部电子部件损坏。定期更换存储器用电池 FANUC公司所生产的数控系统内的存储器有两种： (1) 不需电池保持的磁泡存储器。 (2) 需要用电池保持的CMOS RAM器件，为了在数控系统不通电期间能保持存储的内容，内部设有可充电电池维持电路，在数控系统通电时，由+5V电源经一个二极管向CMOS RAM供电，并对可充电电池进行充电；当数控系统切断电源时，则改为由电池供电来维持CMOS RAM内的信息，在一般情况下，即使电池尚未失效，也应每年更换一次电池，以便确保系统能正常工作。另外，一定要注意，电池的更换应在数控系统供电状态下进行。数控系统长期不用时的维护为提高数控系统的利用率和减少数控系统的故障，数控机床应满负荷使用，而不要长期闲置不用，由于某种原因，造成数控系统长期闲置不用时，为了避免数控系统损坏，需注意以下两点： (1) 要经常给数控系统通电，特别是在环境湿度较大的梅雨季节更应如此，在机床锁住不动的情况下（即伺服电动机不转时），让数控系统空运行。利用电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气，保证电子器件性能稳定可靠，实践证明，在空气湿度较大的地区，经常通电是降低故障率的一个有效措施。 (2) 数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的，应将电刷从直流电动机中取出，以免由于化学腐蚀作用，使换向器表面腐蚀，造成换向性能变坏，甚至使整台电动机损坏。

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第一篇数控铣床/加工中心的应用基础1第一章数控机床的基础知识1第一节认识数控机床1一、基本概念1二、数控加工与传统加工的比较1三、数控机床的产生2四、数控机床的特点2五、数控机床的分类2六、数控机床的发展4第二节数控机床的组成与工作原理6一、数控机床的组成6二、数控机床的工作原理9三、数控机床的插补原理10第三节先进制造系统简介12一、计算机直接数控系统(DNC)12二、柔性制造单元FMC13三、柔性制造系统FMS14四、计算机集成制造系统CIMS14五、数控机床的网络技术15第二章数控铣床/加工中心的应用17第一节数控铣床/加工中心17一、数控铣削加工的特点17二、数控铣削加工的主要对象17三、数控机床坐标系21第二节数控铣床/加工中心的组织与质量管理23一、成组技术在数控加工中的应用23二、“5S”管理24三、文明生产25四、数控机床安全生产规程27五、质量管理与控制28六、9000系列标准30第三节数控铣床/加工中心的安装与精度检验32一、数控铣床的安装32二、精密量仪34三、数控铣床/加工中心几何精度38四、数控铣床/加工中心定位精度39五、数控铣床/加工中心加工精度41六、机床空运转试验44七、机床连续空运转试验45八、机床负荷试验46九、最小设定单位试验46十、原点返回试验48第四节数控铣床/加工中心的维护保养49一、机械部件的维护49二、直流伺服电动机的维护50三、位置检测元件的维护50四、数控系统日常维护51五、数控铣床/加工中心的定期检查52六、数控铣床/加工中心的不定期点检54第二篇 FANUC系统数控铣床/加工中心部分55第三章数控机床的操作与仿真55第一节数控铣床/加工中心的手动操作55一、操作面板简介55二、数控铣床/加工中心的手工操作59三、手动钻孔63四、与参考点有关的指令64第二节对刀与参数设置65一、对刀65二、工件坐标系的设定69三、PMC的参数设置73第三节程序编辑与自动加工77一、程序编辑77二、程序的输入与输出79三、自动加工80四、显示数据81五、镜像功能84六、程序的再启动84七、程序的复制86八、移动部分程序87九、合并程序87第四章平面与外轮廓加工89第一节平面加工89一、数控铣床/加工中心用铣平面夹具89二、在数控铣床/加工中心加工平面常用刀具92三、平面铣削工艺95四、数控程序编制的基础98五、平面的检测常用量具103六、平面度误差的检测106七、平面加工中常见误差108第二节外轮廓的加工109一、数控铣削加工工序的划分109二、铣削内外轮廓的进给路线110三、数控加工工艺文件111四、手工编程中的数学处理113五、指令介绍117六、刀具半径补偿120第五章孔系加工与箱体类零件加工126第一节孔系加工126一、孔加工用刀具及其选择126二、切削液130三、孔加工的进给路线131四、孔加工的固定循环功能133五、孔的测量141六、孔加工常见误差及修正142第二节箱体零件的加工145一、常用刀具系统145二、常用高速数控刀具刀柄147三、箱体类零件的测量157第六章槽与复合轮廓加工165第一节槽类零件的加工165一、槽的加工工艺165二、子程序167三、对称度误差的检测173四、导致键槽产生加工误差的原因174第二节复合轮廓的加工174一、机夹可转位刀片及代码174二、刀具磨损和刀具寿命176三、高速切削刀具177四、坐标变换178五、极坐标编程181第七章曲面加工186第一节非圆曲线轮廓的铣削186一、加工原理186二、用户宏程序187三、A类型的宏程序188四、粗糙度的测量191第二节固定斜角平面铣削193一、B类宏程序编程193二、用户宏程序的调用196三、一般零件的编程197四、通用宏程序的编写199五、角度测量202第三节曲面的加工204一、刀具204二、曲面轮廓加工工艺205三、曲面的测量207第八章特殊零件加工214第一节螺旋件的加工214一、夹具214二、螺旋线加工214三、柱面坐标编程[G07?1(G107)]215四、螺纹的测量218五、螺旋槽(或面)的检测219六、螺旋面和槽(凸轮)的误差分析220第二节型腔加工220一、导形件的加工227二、高速铣削的数控编程231第三节异形零件与高速加工227一、异形件的加工227二、高速铣削的数控编程231第四节配合件的加工233第三篇 SIEMENS(802D)系统数控铣床/加工中心部分237第九章 SIEMENS(802D)数控铣床/加工中心的操作与仿真237第一节数控铣床/加工中心的程序编辑237一、系统控制面板237二、SIEMENS802D数控系统屏幕的划分239三、SIEMENS802D机床控制面板241四、程序编辑242五、通过RS232接口进行数据传送245六、插入固定循环245第二节对刀与参数的设定247一、输入刀具参数及刀具补偿参数247二、输入/修改零点偏置值250三、设定编程数据253四、设定R参数值255五、PLC参数的设置255第三节数控铣床/加工中心的操作与仿真259一、开机与关机259二、刀具装夹259三、回参考点260四、手动控制进给运动261五、MDA运行方式(手动输入)262六、自动加工263七、程序段搜索266八、执行外部程序(由RS232接口输入)267九、坐标系切换268十、数控仿真软件的应用268第十章轮廓加工275第一节外轮廓的加工275一、基本知识275二、基本准备功能介绍277三、其他指令284四、循环285第二节内轮廓的加工295一、子程序295二、极坐标与柱面坐标296三、坐标变换298第十一章孔系与型腔加工306第一节孔系零件的加工306一、孔加工固定循环概述306二、孔加工固定循环指令介绍306第二节槽类零件与型腔的加工316一、圆弧形排列键槽铣削LONGHOLE316二、圆弧槽铣削SLOT1318三、铣圆周槽SLOT2320四、矩形型腔铣削POCKET3322五、圆形型腔加工POCKET4325第十二章特殊零件与配合件的加工332第一节螺旋加工332一、螺旋线加工332二、螺纹循环加工333三、圆柱分度凸轮的加工(四个坐标轴)341第二节非圆曲线的加工344一、参数编程的基本概念344二、R参数的运算345三、跳转指令346四、加工实例347第四篇自动编程部分349第十三章 MILL加工349第一节平面铣削的加工349一、机床设备的选择349二、刀具的设定349三、刀具轨迹生成351四、实体切削验证351五、后置处理352第二节轮廓加工352一、外轮廓铣削352二、曲面粗加工354三、曲面精加工355第三节型腔加工356一、挖槽加工356二、等高线挖槽358三、钻孔加工358四、浅平面加工360五、实体验证361第五篇数控机床的维修部分362第十四章数控铣床/加工中心的机械故障诊断和排除362第一节概述362一、数控机床的故障362二、数控机床故障产生的规律362三、数控机床故障的分类362四、数控机床故障的诊断363五、数控机床的修理364六、数控机床维修常用的工具365七、数控机床维修常用的仪表366八、数控机床维修常用的仪器366第二节数控铣床的机械故障诊断和排除367一、数控机床的主传动系统367二、高速主轴368三、数控铣床与加工中心的主轴部件369四、滚珠丝杠螺母副372五、直线电动机传动373六、数控机床用导轨375七、自动换刀装置376八、辅助装置382第三节数控铣床/加工中心的液压与气压系统389一、VP1050加工中心液压系统389二、TH6350卧式加工中心液压系统390三、H400型卧式加工中心气动系统391第十五章数控铣床/加工中心的电气故障诊断和排除394第一节数控铣床/加工中心的强电系统的故障诊断和排除394一、电路介绍394二、数控机床的抗干扰技术395第二节 PMC参数的调整397第三节典型数控系统故障排除401一、SIEMENS数控系统的硬件401二、数控系统故障排除实例406试题库——技能试题409第一部分中级工技能试题409一、铣样板409二、圆弧连接板410第二部分高级工技能试题412一、按要求加工图5所示零件412二、按要求加工图6所示零件413第三部分技师技能试题413一、配合件的加工(一)413二、配合件的加工(二)416三、软件应用题417试题库——理论试题419一、选择题419二、判断题429附录一数控铣削加工常用词汇英汉对照表436附录二数控铣工/加工中心技师(高级技师)论文写作与答辩要点439一、论文写作439二、论文的答辩440参考文献441……

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数控技术论文　　本科毕业论文（设计）　　论文（设计）题目: CAD/CAM实践　　学院：　　专业：　　班级：　　学号：　　学生姓名：　　指导教师：　　论文（设计）作者签名：　　日期：　　目录　　摘要 IV　　Abstract V　　前言 1　　第一章：数控技术和PRO/E软件技术 3　　1数控技术 3　　1 数控技术的发展趋势 3　　2 FANUC数控系统数控加工中心机床基础知识 5　　1坐标系/对刀点/换刀点 5　　2常用基本指令 5　　3编程方式 6　　4对刀 7　　5刀具长度补偿设置 7　　6刀具半径补偿设置 8　　7机床操作面板的简单介绍 8　　3 PRO/E软件技术 10　　1PRO/E0软件的介绍及其安装 10　　2 在PRO/E中校徽的特征建模 11　　4 PRO/NC模块简介 13　　5 数控自动加工的加工流程 14　　6校徽在 Pro/NC中的编程实例 14　　第二章：加工中心工艺方案的制定 23　　1零件的工艺分析 23　　1分析图样 23　　2加工设备的选用 23　　3零件的工艺设计和夹具的选择 24　　1加工方法的选择以下是几种常见的平面加工方法 24　　2确定加工顺序和工序 25　　3确定装夹方案和选用夹具 26　　4选择刀具 26　　5切削用量的确定 27　　第三章：零件的加工 28　　1零件加工前机床的基本操作 28　　1开机 28　　2回机床原点 28　　3机床的调试 28　　2 CIMCO EDIT V5简体中文版介绍 29　　3程序DNC传输/模拟NC刀具 29　　4加工程序的执行方式 31　　5加工程序试运行 31　　6工件试切 32　　7测量 32　　设计总结 33　　参考文献 34　　致谢 35　　参考文献　　〔1〕朱天明主编专业色彩搭配图典[M] 化学工业出版社　　〔2〕韩鸿鸾主编数控铣工加工中心操作[M] 机械工业出版社　　〔3〕陈宏钧主编典型零件机械加工生产实例[M]　机械工业出版社　　〔4〕徐衡主编　FANUC系统数控铣床和加工中心培训教程[M]　化学工业出版社　　〔5〕刘新佳主编切削加工简明适用手册零点工作室[M] 化学工业出版社　　〔6〕刘新佳主编切削加工简明适用手册零点工作室[M] 化学工业出版社　　〔7〕上海市金属切削技术协会主编金属切削手册[M] 上海科学技术出版社　　〔8〕PRO/ENGINEER W0[M] 机械工业出版社等

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车工技师论文--用普通数控车床准确加工母线为非圆曲线的工件摘要：讨论了用普通数控车床准确加工母线为非圆曲线工件的插补技术要点，编制了通用的加工程序生成软件。只需将工件的母线方程和几何参数输入该软件，即可生成NC 代码加工程序，并可在计算机上动画模拟加工全过程。该软件应用于GSK-928 型数控车床加工时取得了良好效果。 1 引言普通数控车床的数控系统内存有限，计算功能不足，在拟合加工曲线时，一般只能采用直线插补和圆弧插补两种方式。因此，用普通数控车床加工母线为非圆曲线的工件时较为困难，尤其对于一些母线较复杂而对形状精度要求较高的非圆曲线工件，其加工难度更大。为简化母线为非圆曲线工件的加工程序编制，提高对该类工件的加工准确性和适应性，本文提出一种针对母线为非圆曲线工件的准确加工方法，并编制了相应的通用加工程序生成软件，经在数控车床上实际应用，效果良好。 2 提高插补精度的技术要点 1 选择圆弧插补方式在选择加工曲线插补方式时，由于直线插补方式的曲线划分段数必须足够多才能保证较高加工精度，因此占用内存较大。为兼顾对各种加工曲线的通用性，合理利用内存，保证较高加工精度，采用圆弧插补方式比较有利。 2 以等弦长曲线内各微曲线的平均曲率半径作为插补圆半径曲线上某点的曲率圆与曲线在该点具有相同的切线和曲率。用划分好的各曲线段的曲率半径作为圆弧插补半径，可使圆弧插补半径始终与曲线的弯曲程度较好吻合，从而保证较高的插补精度。因此，求取准确的曲率半径是保证插补准确性的关键。若以等坐标长对曲线进行划分，则对于沿该坐标不均匀变化的曲线，其在不同坐标点的曲线形状变化对曲率准确性的影响不容忽视。为此，我们采用了沿曲线走向以等弦长进行曲线划分的方法。由于该段曲线是以经过再细分的许多微线段的平均曲率半径作为其曲率半径，所以即使对于起伏较大、变化很不均匀的曲线，也能获得较好的拟合效果。其实现方法为借助计算机快速、准确的运算能力，用极小的递增量划分曲线并计算各段微曲线的曲率半径，将所得点到起点的直线距离与指定长度相比较，一旦达到规定的弦长长度时即产生一个插补点，计算出该段所有微曲线的平均曲率半径并将其作为圆弧插补半径。然后再将该点作为新一段曲线段的起点，寻找下一个插补点。如此类推，直至将整条曲线划分完毕。微曲线各点的曲率半径pi和各等弦长曲线段的平均曲率半径p可通过各微曲线段端点的一阶导数y'和二阶导数y" 计算求得，即式中m——曲线段内微曲线段的段数加工精度要求较高的工件时，应采用较小的弦长进行划分，以增加插补点，提高曲线拟合精度。当然，具体操作时需对数控系统内存和工艺要求进行综合考虑，以求达到最佳加工效果。曲线各圆弧的凹凸性可通过比较该曲线段两端点函数值的平均值与该曲线段中点的函数值进行判断，若〔f(x1)+ f(x2)〕/ 2 f[( x1 + x2)/2]，则x1和x2间的曲线为下凹。3 合理设计走刀方向由于普通数控车床的数控系统内存有限(如GSK-928 数控系统内存仅为28K)，因此合理、充分地利用内存是制定加工工艺时必须考虑的一个重要因素。为充分利用内存，粗加工时可采用径向走刀方案(见图1a)。由于径向走刀的多次循环会产生许多插补数据，因此与轴向走刀相比可明显节省内存空间，从而可增加精加工的插补点数，提高插补精度。精加工则采用沿曲线轴向走刀、圆弧插补的加工方案(见图1b)。图1 走刀方向示意图3 加工程序的生成建立了圆弧插补数学模型后，用C语言生成加工文本文件。首先定义一个文件指针fp，用fp创建一个文本文件，将其工作状态设置为写方式，然后用fprintf()函数将NC指令和插补数据以NC代码格式写入加工文件，写圆弧插补的程序段形式如：fprintf( fp“ N%d G%d X%2f Z%2f R%2f”，n，aotu，x，y，r)，其中变量n、aotu、x、y、r分别代表程序段号、圆弧方向、x向坐标、z向坐标和插补圆标半径。插补数据的计算和插补条件由C语言for循环语句控制。程序流程如图2 所示。图2 程序流程图4 加工程序生成软件的应用根据被加工工件图纸要求，将母线曲线函数及尺寸参数输入源程序，进行应用功能选择后，即可实现以下的应用操作。1 加工过程的动画模拟仿真程序中设计了一个加工过程模拟仿真与显示子程序。输入工件的母线方程、尺寸参数并选择模拟仿真操作方式后，运行该子程序，即可以动画形式模拟出加工的全过程。该过程与实际加工状况相吻合，并可显示出工件加工完后的真实形状，使操作人员能迅速、直观地验证加工程序的正确性，也可作为选用刀具和加工参数的参考依据。2 切削加工将应用方式选择为切削操作，则加工软件可生成粗、精加工的刀尖坐标和换刀数据，利用通讯软件将系统编译生成的加工数据发送到车床数控系统，经光学对刀、设置加工原点和刀号、刀偏值等常规操作后，即可在机床数控面板上操作运行，进行切削加工。应用该加工软件在GSK-928 型数控车床上加工母线为双曲函数、指数函数等多种复杂形状的超声变幅杆等工件，均取得了良好效果。5 结语本文采用以等弦长划分曲线、以平均曲率半径作为插补圆半径等方法，提高了插补准确性和对不同曲线的适应性，并编制了相应的加工程序生成软件。对于插补数据容量超出系统内存容量的程序，可将程序在加工转折点分为若干个小程序，按顺序采用分段发送、分段加工的方法解决。该软件具有较强的通用性，对在普通数控车床上加工母线为非圆曲线的工件尤其适用，很适合小批量加工及工件母线类型和尺寸更换频繁的加工场合。