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数控加工论文范文1
1.1“3+2”轴加工模式“3+2”加工是五轴加工的常用模式，它指的是在五轴加工过程中，在两个旋转轴（ABC中的两个）的矢量方向确定后，3个直线轴（XYZ）做三轴联合运动完成零件加工的方式。这种加工模式能够提高生产效率，减少装夹次数，避免零件的安装误差。这种加工模式在加工箱体、模具零件的底部或侧壁时，可使用短刀具加工提高加工刚性。在进行“3+2”五轴加工模式时，先要建立定位坐标系，然后确定机床的旋转轴后在进行零件的定位加工，在斜面上加工孔时，采用这种加工模式，体现出很高的效率。“3+2”模式的五轴加工编程相对简单，对五轴机床的磨损小（旋转轴的使用寿命比直线的使用寿命低）。“3+2”模式的五轴加工不足是：加工时两个向量之间存在加工界限，在精度不高的五轴机床上加工时会产生“台阶”，而五轴联动加工则可以避免。
1.2“4+1”轴加工模式“4+1”轴加工指的是：在进行五轴加工时，一个旋转轴（ABC轴中的一个）角度确定，剩下的三个直线轴加一个旋转运动轴可同时做联合运动完成零件的加工。这种五轴加工模式适合加工近似回转体类的零件。在保证刀具不干涉的情况下使用采用“4+1”轴加工可以减少零件装夹次数，提高生产效率，提高零件的加工精度。
1.3五轴联动加工五轴联动加工指五个运动轴（包括XYZ三个直线轴和ABC中的两个旋转轴）同时运动对零件进行加工的一种模式。在进行五轴联动加工时，可对加工过程中的刀具轴线方向进行优化，改变刀轴的矢量方向，保证在整个刀具路径上都可保持最高效的切削模式，具有连续性，没有加工的接刀痕迹，表面粗糙度好等优点。五轴联动加工不仅能控制加工误差，而且能提高零件表面质量，同时可根据工艺要求，均匀地切除复杂曲面材料，这样就能有效控制工件的应力和热变化。例如在加工螺旋桨、航空发动机的整体叶轮时都需用到五轴联动加工保证产品的质量和精度。以上三种加工模式如图1所示：图1五轴加工模式
2五轴加工的关键技术
要加工出高质量的五轴零件需要有先进的五轴设备、高效的五轴编程软件和合理的五轴加工工艺，三者缺一不可。具体操作流程为：根据加工条件，用CAD/CAM软件完成零件的三维造型及刀路设置，根据机床性能后置处理生成数控程序；然后应用仿真软件进行欠切、过切、碰撞检测以及试切削；最后操作五轴机床完成零件的加工。
2.1五轴机床五轴数控机床相对于三轴数控机床来说，不仅仅是增加两个旋转轴的问题，它在算法、控制技术上有着很大的提升，其关键技术包括主轴速度、驱动技术和控制技术，这些参数影响了五轴数控机床的加工范围和加工精度。
2.1.1主轴速度。五轴数控机床在复杂异形件时，经常需要用到小直径刀具来提高零件表面质量，为此需要主轴具有较高的转速。如今五轴机床的主轴大多都采用电主轴（主轴速度基本保持在20000～50000r/min）来提高效率，减少能量损耗。在细微铣削（铣刀直径一般采用0.1～2mm）加工过程中，需要机床具备更高的主轴转速。
2.1.2驱动技术。在进行复杂曲面加工时，经常需要对五轴机床的主轴转速和角度进行制动和变速以适应各种型面的加工。为达到在较高的进给速度或在短距离的走刀路径上，平稳地加工零件的轮廓，这就要求设备具有很高的主轴加速度。因此，在五轴加工过程中，主轴的加速度将控制着零件的加工精度和刀具的寿命。目前，普通的加工中心基本都是采用伺服电机和滚珠丝杠来驱动直线轴运动，但对于高端数控设备现已开始采用直线电机，如德国DMU公司的DMC75VLinear高速五轴加工中心。直线电机的优点包括：可简化机床结构，减去机床中将回转运动转换为直线运动的机械传动部件，减少能量损耗，从而有效提高零件加工精度，保证各轴的动态性能及移动线速度的稳定性。如今，大部分的五轴联动加工中心基本都采用转矩电机来控制主轴头和回转工作台的运动和摆动。转矩电机是一种同步电机，属于直接驱动装置机构，它在转子上固定有需要驱动的零部件，这样就能尽量减少机械传动零部件。转矩电机的伺服响应灵敏，输出扭矩大、无传动间隙、无零件间的接触传动（避免磨耗）等特点，其角速度是传统蜗轮蜗杆机构的6倍以上，在驱动主轴头摆动的加速度可达3g以上。采用转矩电机替代传统的机械传动结构可以将设备简化，减少零部件数量，提高传动效率，同时提高整个机构运行的稳定性，从而提高零件的加工质量和效率。
2.1.3控制技术。五轴联动加工就是要实现5个运动轴的同时运动，完成零件的加工。由于旋转运动轴的存在，导致坐标系是运动变化的，使得编程算法比三轴机床的算法复杂很多，各种插补运算量庞大，同时细微的旋转坐标轴误差将导致很大的加工误差。为此，要求五轴联动加工中心数控系统具备强大的控制和伺服能力以及高效的运算速度和控制精度，同时还要求系统具备良好的刀轴中心点控制管理能力，实现刀具长度补偿和刀具半径补偿，从而实现圆柱面和倾斜工作面的高效加工。目前在五轴联动加工中，常用的数控系统有：德国Siemens公司的Siemens840D和Heidenhain公司的iTNC530，它们广泛应用于各种高端的数控设备中。
2.2五轴加工工艺
五轴数控加工工艺的划分模式有：按粗、精加工分，依据零件的形状、尺寸及精度等因素，将粗精加工分开的原则进行工艺划分；按刀具集中分，按选择的刀具进行工艺的划分，可以减少换刀次数，缩短加工时间，提高加工精度及效率；按加工部位分，遵循的原则有先近后远、先简后繁、先平面后孔。五轴联动精加工时，五轴设备的刚性、切削能力以及被切削材料的硬度都是应该考虑的因素。根据机械加工工艺规程，在五轴精加工时一般预留0.5～0.8mm的余量精加工。过大的切削量是不允许的，它将对五轴机床的主轴造成损坏，因此工艺人员在制定工艺方案时，应着重考虑五轴联动加工时的切削参数，并书面告知操作人员注意事项。同时在进行五轴联动加工前应进行仿真验证，避免碰撞及过切现象的产生。
23五轴加工关键技术
2.3.1刀轴控制。五轴联动加工过程中的刀具轨迹非常复杂和抽象，为了加工出复杂异型零部件的曲面及空间，经常需要进行多次坐标系和刀轴的变化来完成零件的加工，同时还要考虑各运动轴的协调性，避免干涉、碰撞现象的产生，因此在执行程序前需要用CAD/CAM软件对刀轴进行验证。
2.3.2试切加工。在五轴联动加工过程中，为提高多轴加工的效率及保证加工系统的刚性，实际的切削参数往往要比NC程序中设定的值低（尽量先将倍率调到较低值，然后慢慢提高，直至找到一个最佳方案）；另外，当五轴设备的五个运动坐标轴都在运动时，其刚性比三轴设备要低，如果处理不好，将直接影响设备的性能和产品的加工精度。
2.3.3CAD/CAM软件。要实现复杂曲面的五轴加工，关键需要五轴CAD/CAM软件来实现加工工艺。如今能进行五轴编程的软件有UG、hyperMILL、cimatron、powermill、caxa制造工程师等，其中由于powermill软件具有功能强大，操作简便等特点，在国内市场的占有率正在逐年提高。现在越来越多的学校、工厂正在用powermill软件编制五轴加工刀路，完成复杂异形零件的加工。powermill软件中的五轴加工策略很多，其中“曲面投影精加工”策略的加工范围广、生成的刀具路径质量高效，特别适用于复杂曲面的加工，越来越受到机械制造工艺师的青睐。为此，研究“曲面投影精加工”的原理、相关参数的含义以及使用方法，对用好该五轴加工策略意义重大。
2.3.4刀路优化。在编制NC程序时，要避免刀轴不必要的、过度的摆动，防止因机床主轴或工作台过于频繁的摆动，造成机床的损坏。在进行刀路优化时，着重要注意连接刀路的设置，生成多轴刀路后，还需根据机床性能、零件特征，调整连接刀路参数，优化刀具路径。
2.3.5仿真验证。由于五轴设备贵重，加工程序量大，需要考虑的干涉、碰撞问题较多，所以实际加工前一定要先进行模拟加工。如今的CAM软件基本只能进行程序的验证，很难仿真实际的工艺工装等实际加工情境，所以在进行实际的五轴联动加工前，建议编程人员使用专业的多轴数控仿真软件（VERICUT）进行仿真加工，来验证工艺及程序的安全性、可靠性，同时增强操作者和机床的安全保障。
3结语
数控加工论文范文2
1.1加工刀具分析
在数控铣削曲线槽的加工中，从零件的加工精度考虑，应该分别使用两把相同规格尺寸的铣刀，更有利于曲线轨迹尺寸和表面粗糙度的保证，同时可以简化程序编制的节点参数计算。
1.2零件装夹与定位基准分析
在数控铣削加工中，利用完成加工的￠130圆柱内孔和两端内孔倒角，使用定位芯轴进行零件的装夹，利用定位芯轴一端外圆和另一端的内孔倒角，使用分度头采用一夹一顶的方式进行零件的装夹定位。同于零件的车削加工，零件轴向的定位基准选择在零件￠130内孔和零件的右端面。这样处理的好处是在零件的车削加工和数控铣削加工中均采用相同的基准和相同的方式进行装夹定位，符合基准重合的原则，有利于提高零件的加工精度和几何精度。
1.3数控加工方式分析
由零件的结构形状可知，凸轮的曲线槽轨迹由直线和圆弧构成。曲线槽的直线轨迹是沿零件轴线直线运动的轨迹，曲线槽的圆弧轨迹是沿零件轴线的旋转运动和沿零件轴线的直线运动合成的轨迹。由数控旋转工作台工作的原理和特点可知，数控旋转工作台的运动是按照角度进行控制的，应用附加旋转轴的数控加工方法能够满足零件圆周表面上直线（斜线）槽轨迹的加工，而不能满足零件圆周表面上圆弧槽轨迹的加工要求。欲满足上述加工要求，必须将零件圆周表面上的角度控制转换为零件圆周表面上的直线长度控制，才能满足零件圆周表面上圆弧槽轨迹的加工要求。由上述分析可知：该零件应该运用下列加工方式来进行圆筒凸轮曲线槽轨迹的数控铣削加工。在立式数控铣床上，使用普通FW-125型分度头，经数控改装后进行零件曲线槽轨迹的数控铣削加工。如具体如下：将普通FW-125型分度头固定在铣床工作台上，使分度头的旋转中心轴线与铣床X向直线轴运动方向平行，在分度头上装夹圆筒凸轮零件并使得零件中心轴线与分度头的旋转中心轴线重合。X向运动控制铣床工作台做纵向直线移动；Y向运动控制铣床工作台做横向直线移动；Z向运动控制铣床工作台做垂直直线移动。旋下Y向电动机与数控系统连接的旋纽，旋上需另外配置相同型号的Y向电动机，用来控制分度头来实现沿工件中心轴线的旋转运动。使用Z轴单动来进行零件加工中的进刀、退刀运动；使用X轴、Y轴（此时为旋转轴）联动来进行直线和圆弧轨迹的插补，应用直角坐标的控制方式来进行零件曲线槽轨迹的数控铣削加工。采用此方式加工的零件轮廓和轨迹精度可以满足加工要求，并且加工操作方便，简便易行。
2分度头的数控改装及转换控制原理
数控改装如下进行：用原来实现横向直线位移的Y向伺服电动机，来联接控制FW-125型分度头的输入蜗杆，控制其做旋转运动。由于控制传动部件（原来为铣床横向丝杠，现在为FW-125型分度头输入蜗杆）的不同，则会引起运动参数的变化，必然使得Y向的位移轨迹失控或变形，也使得与X向联动运行圆弧轨迹失控或变形。由数控系统的控制原理可知：Y向伺服电动机转动一转，带动被联接的滚珠丝杠转动一转，此时直线位移一个丝杠螺距值t（一般t=6mm）。当Y向伺服电动机用来联接控制FW-125型分度头时，由于FW-125型分度头中蜗轮蜗杆的传动比i=40，因此Y向伺服电动机转动一转，带动被联接FW-125型分度头的输入蜗杆转动一转，Y向伺服电动机转动40转，带动被联接的FW-125型分度头输入蜗杆转动40转（即工件转动一周），此时的编程位移长度为mm，可带动被联接的FW-125型分度头的主轴以及工件转动一周，此时实际位移的旋转长度为零件的圆周长（Ly=πd=150π=471.238898）。欲使L1=Ly，在Y向伺服电动机与FW-125型分度头输入蜗杆的联接间增加一级齿轮传动，即可使得上述问题得到解决。
3结束语
数控加工论文范文3
职业教育课程与普通教育课程两者在课程形态上有很大差异，职业教育课程相比普通教育课程具有定向性、适应性、双重性等特点。根据社会需要培养实用人才，是职业教育的根本任务，职业教育课程是为了适应特定区域、特定职业的需要而开发和实施的。当今世界，科学技术日新月异，劳动世界变化莫测，当代的职业教育课程必须及时吸收科技发展的最新成果，才能适应社会的发展需要，这就决定了职业教育课程开发必须是一个不断进行的动态过程。职业教育不是以掌握符号知识为目标的，它是为具体工作做准备的教育，它所培养的学生必须能够有效的完成工作任务，在工作中所依赖的知识大部分是实践知识，理论知识只有转化为实践知识后，才可能被应用到行动中去，职业教育课程是一种以实践知识为主的课程，实践知识学习最为有效的途径是实践过程，因此把工作实践过程设计成学习过程，就成为职业教育课程的内在要求。实施职业教育课程需要大量的实训设施和耗材、设备维修与更新、水电供应和往返实训基地的差旅费，等等。为了教给学生先进的技术知识，就必须购置现代化设备，因此，在职业教育的过程中要找到更多的节约资源的办法，这就需要学校和企业建立长久的合作关系。
2数控专业课程设置的现状
原来数控加工专业的课程主要包括包括：机械制图、计算机基础、工程力学、机械制造基础、机械设计基础、数控加工工艺及装备、数控机床、数控机床编程与加工、数控原理与系统、单片机与PLC、数控机床电气控制技术、数控机床故障诊断与维修、液压与气压传动、CAD/CAM应用软件、先进制造技术、模具设计与制造等二十多门功课，这么多的课程，学生很难懂，而且在工作的时候有很多知识用不到，这样就造成了：学校与工厂严重脱节，会的用不到，用到的不会的状况。现在该委培专业的专业课程主要包括：机械制图、金属加工与实训（钳工工艺与实训）机械基础、电工电子技术与技能、机械测量技术等，与原来的相比，减少了专业课程的开设，增加了专业技能训练的课时，把相关专业课程如：数控加工工艺及装备、数控机床、数控机床编程与加工、数控原理与系统等，参渗到技能训练中，强化了动手和解决实际问题的能力。为了培养学生的技能品性，特开设职业健康与安全、心理健康、环保教育等选修课。但是虽然针对课程改革，委培专业的专业课程设置进行了调整，但是大部分的授课的知识还是没有和企业紧密的联系一起。
3解决方法
职业教育的课程具有鲜明的个性特征，由于职业教育课程很容易过时，好多职业学校对课程的开发和设置普遍不够重视，不是沿用传统课程，就是照搬其他学校的课程，没有自己的特色，课程老化现象比较严重，在课程实施的过程中，尽量设计真是的职业环境，让学生在这样的环境中通过行动来主动构建自己的职业能力，同时职业教育必须抛弃学术性的学习方式，树立“知识即行动，行动即知识”的观念，数控等新技术的发展更迅速，所以在专业课程设置时，要与毕业生的质量紧密联系要以劳动力市场人才需求为导向。对于数控专业课程的设置，首先要根据订单企业的人才需求及就业岗位，确定职业教育目标，明确把学生的导向，制定人才培养方案的目标，对中职数控加工专业进行深入调研和剖析，找准毕业生重点培养岗位，在遵循课程设置依据及原则基础上，整合优化专业课程设置，构建了基于工作过程的课程开发体系，以工学结合为切入点，课证融合，改进了课程的评价方法，推行全面素质评价，以促进数控加工专业人才培养质量的全面提高。然后制定课程计划的目标、每门课程的目标及教师根据人才培养方案制定教学目标。
数控加工论文范文4
1.1矩阵式数控加工方案的引入一方面为了能够实现多件零件同时装夹，同时达到降低劳动强度，提高生产效率的目的；另一方面为了摆脱成组加工过程中材料、加工程序、专用工装、单次零件加工数量的限制，本文提出矩阵式数控加工。
1.2矩阵式数控加工可行性分析矩阵式数控加工：能够进行相同或不同零件的同时装夹，系统自动调用每个零件对应的加工原点和加工程序，进行多零件同时加工的方法。矩阵式数控加工的难点在于：每个零件原点坐标值的分配和不同零件间不同程序的调用问题。采用子程序化（宏程序）方案，在加工每件零件前，先由系统子程序自动将本零件的加工原点赋值到G54中，然后使用宏程序对加工程序进行调用，直至完成所有零件的所有加工程序（表2）。
1.3矩阵式数控加工存在的优势（1）精益化多件零件的装夹，节约装夹时间。（2）减少零件原点找正的时间。（3）减少刀具更换的次数，减少次数为同时加工的零件的数量减一，比如同时加工10件零件，即减少9次刀具的更换。（4）减少加工程序的调用次数。（5）使用单件加工时的工装、程序，节约了工装和程序编制成本。（6）加工中零件的数量和零件的项目可按照生产现场的实际情况进行设置。
2等距式矩阵加工（矩阵式数控加工在粗加工中的应用）
2.1等距装夹的实施方案（1）可调式多工位定位压板（以下简称定位压板）。结构：整体长方体。该定位压板按结构功能区分，主要分为3个部分：两端面设有与零件相接触用于零件定位的基准面；中间位置设有6个使用定位销与机床键槽相配合的定位精孔；一端面上表面设有区分两定位端面的锥度面，如图1所示。用途一：3组定位精孔到两端面的距离共形成6组尺寸，根据零件宽度的不同，选择1组定位孔，保证零件在宽度方向的另一侧，便于装夹。使用两组定位压板，可以方便保证零件的直线度要求（否则由于零件的宽度不同，造成零件宽度的另一侧，零件与T型槽腔的距离过远或者过近，都不方便压板的装夹）。用途二：使用定位压板，配合百分表在机床上的等距移动，来控制多个零件间的距离，可以保证零件在相同方向上的距离相同。（2）零件在X向的定位依靠定位压板和机床（装有百分表）的等距移动。第一步，如图2中等距装夹过程图所示，使用定位压板，用两个φ22的销棒2，分别通过定位压板1上定位孔5和定位孔7，机床键槽内，从而保证定位压板1在长度方向上与机床键槽平行，并且Y向固定，然后中间定位孔6使用螺钉或拉杆3将定位压板1进行压紧，将百分表触头接触到定位压板1定位端面4，读取百分表此时的读数，从而固定了第一个定位压板。图3中零件1左侧定位压板，用来固定零件1的X向位置。第二步，根据零件在X向（或Y向）的间距，将机床连同百分表移动一个X向（或Y向）间距，再次使用一个定位压板1，使用两个φ22的销棒2，分别通过定位压板1上定位孔5和定位孔7，机床键槽内，从而保证定位压板1在长度方向上与机床键槽平行，并且Y向固定，然后中间定位孔6使用螺钉或拉杆3将定位压板1进行压紧，在压紧的同时，调整定位压板1在X向的位置，保证百分表的读数与记录值相同，来保证2个定位压板在X（或Y向）向的位置相同。根据实际加工中，X向（或Y向）上零件的数量，来设置X向（或Y向）定位压板的数量。本案例中X向设置5组，Y向设置4组，共计20个定位零件X向的定位压板。图3中，零件1~20左侧定位压板。（3）零件在Y向的定位：依靠定位压板和机床等距的键槽。20件零件Y向的定位，根据零件的宽度，选择定位压板上适当、方便零件装夹的一组孔，所有定位压板使用相同的一组定位孔。每个零件使用2个定位压板，保证Y向定位和零件的直线度要求。利用等距的机床键槽和定位压板来保证所有零件在Y向上的等距关系。20个零件X向和Y向使用的定位压板如图3所示。
2.2等距式矩阵加工方案的实施（以法那克系统为例）本文以某台3坐标龙门铣床为例，法那克系统，机床没有刀库，主要解决频繁的装夹、刀具和程序更换。（1）等距式矩阵加工加工流程。零件的装夹：按照等距式装夹方案，将定位压板装夹好后，每个零件的X、Y向的位置，以及零件的直线度即可满足加工要求，仅仅首次加工时进行定位压板的装夹，依序完成20个零件装夹。主程序的设置：在主程序中设置第一个零件的原点坐标值，X向和Y向上零件的数量和距离，从哪件零件开始加工等信息如表3所示。主程序的调用：主程序依次按照图3中零件的顺序调用程序，进行零件的生产。第一个零件加工完成后，自动将原点坐标偏移一个零件的距离加工第二个零件。根据零件的数量，完成多次重复自动调用。当首批20个零件加工完成后，用于零件X向和Y向定位的30个定位压板位置保持不动，仅取下用于压紧固定的其他普通压板，进行零件的快速换装。（2）等距式矩阵加工程序参数介绍。加工程序的设置。对于没有刀库的设备而言，每一个加工程序对应一个主程序，在主程序内将当前加工程序的程序名称输入到参数#32中，主程序自动根据零件的加工数量N，调用N次零件的加工程序。对于拥有刀库的设备而言，仅设置一个主程序，加工过程中仅调用一个主程序即可实现对零件加工程序的多次调用。原点坐标值的设置。首先将首件零件的加工原点X、Y、Z值找出，录入到主程序参数#21、#22、#23中。零件加工时，主程序根据首个零件的原点坐标值和零件间X向和Y向的间距，对每个零件的原点值自动进行等距偏移，完成每个零件原点坐标值的计算和对G54的赋值工作。每次调用加工程序前，首先将对应零件的原点值赋值到G54中，保证原点值和加工程序的一一对应。零件的加工数量。根据实际生产中零件的加工数量，分别将零件的加工总数量、X向的加工数量和Y向的加工数量输入到参数#24、#28、#26中，便于程序加工过程中对每个零件原点坐标值的计算工作。不能构成矩阵零件的加工数量。当零件加工到最后时，有可能零件的加工数量仅剩余18件，按照Y向5个进行计算，只能构成3组，形成5×3的矩阵，剩余3个无法构成矩阵，此时需要将剩余的3件输入到参数#25中，系统自动仅仅加工5×3+3个零件。零件在X向和Y向的间距。根据实际生产中零件间的距离，分别将零件在X向的距离和Y向的距离输入到参数#29、#27中，便于程序加工过程中对每个零件原点坐标值的计算工作。从哪件零件开始加工。现实的加工过程中，有可能会遇到停电、设备故障等因素造成加工至中途的情况发生，此时再次从首件零件开始加工，有可能会影响零件的尺寸，并耽误大量的加工时间。此时可以将从哪一件加工的信息输入给#31（X向）和#30（Y向）参数。比如零件加工至X向第2、Y向第3个零件，仅仅输入#31=2、#30=3，运行程序后，程序自动从X向第2、Y向第3个零件开始加工。
2.3等距式矩阵加工的优点等距式矩阵加工优点如表4所示。（1）多件零件同时装夹，节约了大量装夹准备的时间，比如吊具、吊车、工具的准备、工具的统一使用。（2）原点的找正仅找第一个零件，其余19个零件的原点值通过零件间的距离进行等距偏置。（3）每把刀具交换后，一次性加工20个零件，从而节约大量的刀具交换时间，避免了暂停等待的时间。（4）每个主程序调用后，可以由主程序自动调用20次零件的加工程序，从而节约了大量程序调用时间，避免了暂停等待的时间。
2.4等距式矩阵加工的适用范围（1）机床工作平台必须满足装夹多零件的要求。（2）进行大批量生产时尤其适用。（3）仅适用于粗加工。（4）没有工装要求的精加工也可以应用此方案，同时加工多个相同零件，但由于加工精度的要求，必须对每个零件进行原点找正，将每个零件的原点存在对应的参数中，加工过程中有系统程序进行调用。
3非等距式矩阵加工（矩阵式数控加工在精加工中的应用）
等距式矩阵加工非常适用于多件相同零件粗加工的同时生产，但是对于有工装要求的零件，装夹多个意味着需要多套工装，并且对于对原点值的精确度要求较高的精加工，以及不同零件同时加工时，等距式矩阵加工却无法满足要求，因此非等距式矩阵加工应运而生。
3.1非等距式矩阵加工的构思零件生产过程中经常会有以下情况发生：（1）参与矩阵加工的零件需要使用专用工装；（2）当零件进行精加工生产时，每个零件都需要精确的原点坐标值，来保证零件的加工质量；（3）当零件的加工批量较小时，并且每项零件的加工数量不相同。上述情况下，等距式矩阵加工显然不能够满足要求，因此需要非等距式矩阵加工具备以下功能。（1）允许相类似的多个零件同时装夹、同时加工，避免对相同工装的需求。（2）对每个零件进行原点找正，以保证精加工时零件的质量。（3）允许小批量或单件零件融入矩阵式数控加工，提高矩阵式数控加工的灵活性。（4）必须有可靠的程序、刀具、原点等加工过程的自动监控，保证零件在加工过程中质量的稳定性。
3.2非等距式矩阵加工案例分析本文以某台5坐标卧式加工中心（简称设备B，西门子系统，设备带有刀库）为例，主要解决零件的频繁装夹和频繁人为干预的问题。（1）设备B原生产模式。从装夹到零件原点的找正、数控铣削、镗孔、凸台下断，再到零件的拆卸，基本上零件生产的每个环节都需要人为干预。现场的生产模式为：每项零件逐一完成后，再加工下一项零件，人为干预环节非常频繁，影响生产效率的提升，造成劳动强度较大，如图4所示。（2）非等距式矩阵加工。对系统程序进行编制，使具备以下功能，4项相似零件同时进行装夹、原点找正、数控铣削、镗孔、工艺凸台下段、拆卸零件，如图5所示。操作者仅仅调用一个主程序，由主程序控制零件的加工顺序和原点坐标的偏置，依次完成4项零件的生产。（3）采用矩阵式数控加工后的成效。此4项零件使用矩阵式数控加工后，绝大部分数控铣削时间在晚上完成，每天早上接班时，数控铣削完成，操作人员进行镗孔、工艺凸台下段、装夹零件、原点找正等，将4项零件的人工干预项集中完成后，便可以进行19h无人工干预数控自动铣削，如图6所示。
3.3非等距式矩阵数控加工的优势（1）主程序。现场生产中，仅启动一个主程序即可进入矩阵式数控加工，由设备系统子程序来控制每个零件原点的赋值和零件加工程序的调用顺序，主程序如表5所示。（2）安全保障体系。为了保障零件数控加工过程的安全和可靠运行，在系统中设置了程序防调错系统、刀具防错系统、原点防错系统等，系统一旦检查出某一个环节出现问题，便立即停止加工，避免给零件和设备带来隐患。（3）灵活性保障体系。加工过程中，仅启动如表5所示一个主程序即可进入矩阵式数控加工，每个零件原点的设置和程序的调用顺序由预先编制好的系统程序来保证完成；允许4项、3项或2项零件同时进行矩阵式数控加工；中止某项零件的生产：将需要中止的零件加工数量修改为0后，在保持其余零件加工的同时，便可中止加工此项零件的生产；从中断处开始加工：当设备故障、厂房暂停电等造成停工后，重新开启机床加工，此时系统自动记录当前加工的零件和加工的工步程序，复查状态正确后，仅启动当前主程序，由系统自动搜索程序加工的位置，系统自动从中断处开始加工零件；当每个矩阵式加工中的每个零件工步设置与每个工步刀具相同时，矩阵式数控加工方案就可以按照工步优先的原则，将所有零件的同一个工步加工完成后，再加工下一个工步，以便减少刀具的更换次数。
4结束语
数控加工论文范文5
在Pro/ENC制造模块环境中，以“缺省”模式将行星减速器支架的参照模型装配到制造环境中，如建立制造模型时，为了方便毛坯工件的装配，在建模过程中，将毛坯工件与参照模型建立一致的坐标系，将毛坯工件以“缺省”模式和参照模型装配到一起，建立了行星减速器支架的制造模型。
2工艺分析及制造参数设置
（1）工艺分析
根据行星减速器支架结构尺寸图及其毛坯件结构尺寸图，分析可知，主要是对行星支架上的3个圆柱体进行加工，包括圆柱柱面外形轮廓、圆柱顶表面、圆柱顶面的凹槽及孔的加工。该毛坯件属锻造件，在锻造时，考虑到锻造工艺性，设置了拔模角度，故圆柱的毛坯外形呈圆锥状。当采用镗削加工时，由于圆锥根部的吃刀量较大，需要分层镗削加工，每加工一层就需要手动调整一次镗刀，才能使镗刀实现径向进刀，降低了效率，而且镗刀属单刃形式，其结构刚度较差，镗刀刀杆易变形，根据误差复映原理，加工出的柱面也会呈椎状，从而降低了加工精度。而采用铣削加工时，不需要手动调整刀具，完全可以实现自动进刀，而且铣刀属多刃形式，其结构刚度大，变形量小，若同时采用轴向和径向2个方向的分层铣削方式，可以提高其加工精度。采用铣削加工时，该件的主要加工工艺：3个圆柱体顶面的表面铣削、3个圆柱体柱面的外轮廓铣削、3个圆柱体顶面凹槽铣削及3个圆柱体顶面处孔的钻削。
（2）制造参数的设置
在Pro/ENC制造模块中设置制造参数，设置内容主要包括NC机床设置、机床零点设置和退刀曲面设置。根据工艺分析，在NC机床设置中机床类型和轴数分别设置为铣床和三轴。加工零点设置在圆柱上表面和中心孔轴线相交点处。退刀面设置在距离圆柱上表面20mm位置处的平面。
3设置各加工工艺的NC序列并进行仿真加工
根据工艺分析，分别设置各工艺的NC序列，并生成相应的刀具路径，然后利用Pro/ENC制造模块中的虚拟加工模块VERICUT6.0.6进行仿真，从而验证加工路径的正确性。
（1）圆柱上表面加工NC序列
在Pro/E4.0制造模块中建立第1个序列，其加工方式设置为表面铣削方式，并分别设置其刀具、切削用量、跨度、步长深度及扫描类型等参数。
（2）柱面外轮廓加工NC序列
在Pro/ENC制造模块新建第2个序列，其加工方式设置为轮廓铣削方式，同样设置相应的刀具、切削用量、步长深度及扫描类型等参数。
（3）凹槽加工NC序列及刀具路径
在Pro/ENC制造模块新建第3个序列，其加工方式设置为腔槽加工铣削方式，同样设置相应的刀具、切削用量、跨度、步长深度及扫描类型等参数。
（4）准8mm孔加工NC序列及刀具路径
在Pro/ENC制造模块新建第4个序列，其加工方式设置为孔加工方式，同样设置相应的刀具、切削用量及孔径等参数。
4后置处理及加工
上面设置了各加工工艺的NC序列，确认正确后，对其进行后置处理并生成CL数据。Pro/ENC具有较强大的NC后置处理功能，能够生成ASCII格式的刀位（CL）数据文件，即得到零件加工的刀具运动轨迹文件。然而，实际加工机床并不能够识别这些文件，需将这些文件处理成相应数控机床能够识别的数控加工代码（即MCD文件），该过程称为后置处理过程。在Pro/ENC制造模块中，利用其后置处理功能，生成行星减速器支架所需要的数控加工NC代码。在对NC代码进行检查和编辑，确认无误后，将Pro/ENC生成的*.TAP格式文件通过CF卡拷贝到数控机床上进行加工。
5结语
数控加工论文范文6
1.1叶片加工材料一般来说，轴流泵叶片制造材料选用ZGOCr13Ni4Mo材料。这种材料具有可焊性强、硬度高、抗气浊性强、耐磨等优点，是水泵、水轮机等制造业中常用的材料类型。该材料的各项化学成分如表1所示。
1.2数控加工技术要求轴流泵制造项目招标文件中，对叶片数控加工的技术要求主要体现在以下几个方面：（1）叶片型线最大偏差应该控制在叶轮直径的0.15%以下。（2）对叶片正面与背面的波浪度要求为，波浪度小于0.02，叶片进出水口容易出现气浊现象的部位，波浪度需要控制在0.01。（3）叶片安放角度偏差需要控制在15°。（4）叶片表面粗糙程度应该满足设计要求，需要控制在Ra6.3以下，采用数控机床五轴联动模式实施加工。
1.3处理工艺传统的轴流泵叶片加工方式主要是表面手工打磨，而现阶段主要的叶片加工方式为数控机床加工，在数控机床系统中配置了COM/CAD/CAE软件，能够按照设计要求进行叶片曲面流线设计，进行仿形加工，与手工打磨工艺相比，数控加工方式在加工流程方面有一定的变化，增加了数控加工流程以及叶片表面坐标检测等流程。采用数控机床加工叶片工艺流程为：叶片树溶处理叶片随形磨、打磨按照叶片坐标、投影检测坐标，划出中心孔位置线及零度位置线钻两端中心孔粗加工叶片柄部叶片坐标检测、记录探伤检查精加工叶片柄部钻定位孔或铣叶片坐标检测、记录叶片表面数控加工叶片称重分组及转子体装配加工叶片外球形校静平衡。其中，与传统的叶片加工方式不同，数控机床叶片加工精度更加明显，效果也更加显著。虽然在小批量轴流泵叶片加工中，采用数控机床加工方式会增加成本费用，但是能够确保叶片质量，确保叶片型线、表面粗糙度、重量等具有高度的精确值，满足设计要求，能够提升轴流泵的运行性能。
2轴流泵叶片的数控加工
轴流泵叶片数控加工工艺能够提升加工效率，提高加工的精度，与常规的叶片精加工工艺相比，具有很大的优势。传统手工打磨方式，虽然在一定程度上降低了加工的成本，并且加工工艺简单，但是很难保证叶片的精度。手工打磨主要是依靠木模精度来控制叶片精度的，而木模容易发生变形，最大的变形甚至达到12毫米。采用传统的加工工艺，叶片的精度靠测量精度以及操作控制来实现，存在一定的误差性。在叶片曲面加工的过程中，传统的加工机床采用低速铣床，叶片的型线很难控制，特别是叶片较薄的位置，铣床在切削力作用下，会产生很大的振动，影响精度控制，并且容易形成加工死角，不能满足客户加工的具体要求。因此现阶段这种手工打磨加工工艺逐渐被淘汰，数控机床叶片加工工艺成为这一领域发展的必然趋势。
在利用数控机床加工轴流泵叶片的过程中，中心孔位置线划线是加工的关键。中心线主要是两端中心孔的连线，需要与叶片设计转动中心线相吻合。按照具体设计要求尺寸建立一个立体的靠模，多由多块样板构成，每一块样板模型工作面必须符合设计截面尺寸要求，然后通过切割机机床沿中心线进行切割加工，将靠板组装起来，形成立体的靠模。对于叶片工作面的加工，可以先加工好一面，然后翻面安装，最后对另一面进行加工，利用多个轴联动的方式加工。这种联动加工方式能够增加叶片两端的辅助支撑，提高叶片安装的刚性，保证安装质量，避免行刀过程中的振动影响其表面粗糙度的要求。
在轴流泵叶片数控加工过程中，加工的方式多种多样，加工速度、操作工艺等形式多样，可快可慢，并且切割刀位变化轨迹较为灵活。为了能够提高数控加工叶片的经济效益，需要根据客户的具体加工质量要求，选择最佳的数控加工程序与方式。现阶段，最常见的数控加工形式，是在数控机床上设置CAD软件，利用软件进行三维设计，然后利用CAM软件对加工方式进行灵活设计，并计算加工的各项参数，选择刀具等，并对刀具轨迹进行编辑、校核、优化以及模拟仿真，获取最佳的行刀轨迹，并通过处理程序将其生成叶片加工程序。最后通过具体的加工程序，利用计算机实现数控加工。
3结束语
