数控编程基础教程
数控编程是数控机床加工的核心技术,它是将零件的加工工艺过程、工艺参数、刀具运动轨迹等信息,按照数控系统规定的格式和代码编写成加工程序的过程。
一、数控车床编程基础
编程特点
多种编程方式:数控车编程可以采用绝对值编程(用X、Z表示)、增量值编程(用U、W表示)或者二者混合编程。例如,在加工一个轴类零件时,如果已知零件各点相对于原点的坐标,就可以使用绝对值编程;如果是根据上一点的相对位置来确定下一点的坐标,就采用增量值编程。在实际加工中,混合编程也经常使用,根据零件的形状和加工要求灵活选择编程方式,可以提高编程效率和加工精度 5。
直径方向编程:直径方向(X方向)系统默认为直径编程,也可以采用半径编程,但必须更改系统设定。这是因为在车削加工中,很多时候我们关注的是工件的直径尺寸,默认直径编程更符合加工习惯。
脉冲当量差异:X向的脉冲当量应取Z向的一半。脉冲当量是指每个脉冲信号使机床运动部件产生的位移量,这种设置是由于车床加工中X方向(径向)和Z方向(轴向)的精度要求和运动特性不同所决定的。
固定循环应用:采用固定循环,简化编程。例如,车削圆柱面、圆锥面、螺纹等有规律的形状时,可以使用固定循环指令,如G90(外圆切削循环)、G92(螺纹切削循环)等。这些固定循环指令只需要设置少量的参数,就可以完成复杂的加工动作,减少了编程的工作量和出错的概率
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。例如,当使用直径为10mm的硬质合金刀具加工铝合金零件,切削速度选择150m/min时,计算得出主轴转速约为4775r/min。
进给速度(f)影响加工表面质量和加工效率,要根据刀具材料、工件材料和加工要求来确定。背吃刀量(ap)是指刀具切入工件的深度,粗加工时背吃刀量较大,精加工时则较小,如粗加工时背吃刀量可能为2 - 5mm,精加工时为0.1 - 0.5mm。
设定合理的装夹方法,确保零件在加工过程中的稳定性。装夹方法的选择要考虑零件的形状、尺寸和加工工艺要求。对于轴类零件,可以采用三爪卡盘或顶尖装夹;对于薄板类零件,可能需要使用专用的夹具或真空吸盘来防止变形。(三)设计夹具和刀具
夹具设计
夹具的作用是在加工过程中固定零件,保证零件相对于机床坐标系的正确位置。夹具设计要确保零件在加工过程中稳定可靠,避免因夹紧力不足或不均匀导致零件移动或振动。例如在加工一个薄壁零件时,如果夹具夹紧力过大,可能会导致零件变形,影响加工精度,所以需要设计合适的夹紧点和夹紧力大小。
对于形状复杂的零件,可能需要定制专用夹具。如加工一个具有不规则外形的航空发动机叶片,需要设计专门的夹具来保证叶片在加工过程中的准确定位。同时,夹具的设计要考虑装卸方便,以提高加工效率。
刀具选择
刀具选择需要考虑到材料类型、加工方式(如车削、铣削等)、以及加工精度的要求。对于硬度高的材料,如淬火钢,需要使用硬质合金刀具或陶瓷刀具;对于软质材料,如铝,可以使用高速钢刀具。
在车削加工中,根据加工的部位和精度要求选择不同的车刀,如外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀等。在铣削加工中,对于平面铣削可以使用面铣刀,对于轮廓铣削可能需要立铣刀或球头铣刀。例如加工一个具有复杂曲面的模具,就需要使用球头铣刀来进行精确的曲面加工。加工精度要求高时,需要选择精度等级高的刀具,如一些用于精密加工的刀具,其刃口半径可以达到0.01mm以下。
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