黄岩UG模具设计培训

时间 2024/12/16 8:48:53

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来源：台州志成模具数控培训学校||浙江省台州市椒江区椒江三甲中学正对面

黄岩UG模具设计培训中心有多种授课方式，如面授、小班教学，可提供住宿，常年招生，包括白天班、晚班、周末班、周日班、全日制、寒暑假、周六班等

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CNC操作工岗位介绍
岗位性质与技能要求
CNC操作工是操作计算机数控（CNC）机床进行零件加工的技术岗位。这一岗位要求操作人员具备机械加工基础知识，如对各种机械加工工艺（铣削、车削、钻削等）的理解，能够看懂机械零件图纸，掌握尺寸标注、公差配合等相关知识。例如，要能准确识别零件图上的线性尺寸、角度尺寸以及形位公差要求，根据这些要求制定合理的加工工艺。
熟练掌握CNC机床的操作技能是至关重要的。这包括对机床控制面板的操作，能够熟练输入程序、调整加工参数、控制机床的启动、暂停和停止等操作。同时，要熟悉不同类型的CNC系统，如三菱、华中、法兰克等系统的操作界面和编程指令。例如，三菱系统在程序编辑、刀具补偿设置等方面有其独特的操作方法，CNC操作工需要熟练掌握这些操作技巧，才能高效地操作机床进行零件加工。
具备一定的编程能力也是岗位要求之一。虽然有些企业可能有专门的编程人员，但CNC操作工也需要能够对简单的零件进行编程，或者对已有的程序进行修改优化。这就要求他们掌握一种或多种编程软件，如MasterCAM、UG等，能够根据零件的几何形状和加工要求编写数控程序。
岗位发展前景与职业晋升
CNC操作工的就业前景与制造业的发展密切相关。随着制造业的不断发展，特别是在航空航天、汽车制造、精密模具等行业对高精度、复杂形状零件的需求不断增加，CNC加工技术的应用也越来越广泛，从而为CNC操作工提供了更多的就业机会。然而，该岗位也面临着一定的挑战，如自动化技术的发展可能会替代一些简单重复的操作工作，因此CNC操作工需要不断提升自己的技能水平，以适应行业的发展变化。
在职业晋升方面，CNC操作工可以通过积累经验和提升技能，晋升为CNC编程员、CNC工艺师或者车间主管等职位。从CNC操作工晋升为CNC编程员，需要进一步深入学习编程知识，提高编程能力，能够独立承担复杂零件的编程任务；晋升为CNC工艺师则需要对整个CNC加工工艺有更深入的研究和理解，能够制定合理的加工工艺方案，解决加工过程中的各种工艺难题；而晋升为车间主管则需要具备一定的管理能力，能够组织和协调车间的生产活动，提高生产效率和产品质量。

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如果使用Mastercam编程，先创建零件的三维模型，然后针对不同的轮廓区域选择合适的加工策略，如对于圆弧部分选择圆弧车削策略，对于锥面部分选择锥面车削策略等。设置刀具参数和加工参数后，软件会生成刀具路径并优化走刀路线，最后生成数控程序。通过软件的模拟功能可以查看整个加工过程，确保刀具路径没有干涉并且能够满足零件的精度要求。
四、先进的数控车编程方式介绍
（一）基于模型的定义（MBD）编程
概念与原理
基于

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EdgeCAM：由英国Planit开发，后被瑞典海克斯康集团收购。它可与当今主流CAD软件集成，并且实现无障碍的数据传输。它充分发挥了实体与刀具路径之间的关联，如实体的几何特征（如高度/深度/直径）在三维软件中被修改，只需将刀具路径进行更新即可，而无须重新编辑。
数控编程自动编程的优势和局限性
一、优势
应对复杂零件编程
在加工复杂形状的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线或曲面的零件时，自动编程显示出巨大的优势。例如航空航天领域的一些具有复杂曲面结构的零部件，手工编程几乎无法完成，而自动编程可以通过软件的图形交互功能，轻松构建零件的几何模型，然后根据设定的加工工艺生成准确的刀具轨迹和数控程序。这是因为自动编程系统利用计算机强大的计算能力，可以处理复杂的几何形状和大量的计算任务，而手工编程在面对这类复杂计算时容易出错且效率极低。
提高编程效率
自动编程减轻了编程人员的劳动强度，大大缩短了编程时间。以一个具有多个加工工序和复杂轮廓的模具零件为例，采用自动编程，编程人员只需在软件中设置好零件的几何模型、加工工艺参数（如刀具类型、切削速度、进给量等），软件就能快速生成刀具路径和数控程序。而手工编程需要编程人员进行繁琐的坐标计算、指令编写等工作，花费的时间会很长。同时，自动编程系统中的加工仿真功能还可以在生成程序后快速验证程序的正确性，进一步提高编程的整体效率。
提高编程质量
自动编程由软件生成程序，数据准确，可信度高。由于软件遵循一定的算法和规则，在生成刀具轨迹和数控程序时能够保证较高的精度。例如在进行精密机械零件的加工时，自动编程可以精确控制刀具的运动轨迹，从而保证零件的加工精度。而且，自动编程系统可以避免手工编程中可能出现的人为书写错误，如指令写错、坐标计算错误等，提高了编程的质量。
实现CAD/CAM集成一体化
现代的自动编程系统大多是CAD/CAM高度集成的系统。这意味着可以共享已有的CAD设计结果，实现从设计到制造的无缝衔接。例如在产品的设计部门完成零件的CAD设计后，制造部门可以直接利用这个设计模型进行CAM编程，不需要重新构建零件模型，减少了数据转换过程中的错误，提高了生产的整体效率，并且有助于实现无图纸设计制造，符合现代制造业数字化、智能化的发展趋势

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材料的应力消除：对于一些经过锻造、铸造等工艺得到的毛坯件，内部可能存在残余应力。在加工前对材料进行应力消除处理，如采用退火工艺。应力消除可以减少在加工过程中因应力释放而导致的零件变形、崩裂等缺陷。
加工过程的监测与控制
尺寸精度监测：在加工过程中，可以使用量具对加工零件的尺寸进行实时监测。例如，使用千分尺、卡尺等测量外径、内径和长度等尺寸。对于一些高精度的零件，可以采用在线测量系统，实时将测量数据反馈给数控系统，数控系统根据测量结果自动调整加工参数，保证零件的尺寸精度。
振动监测与抑制：采用振动传感器对加工过程中的振动进行监测。如果发现振动超标，可以通过调整切削参数、改变刀具的几何形状或者增强机床的刚度等方式来抑制振动。例如，在发现机床颤振时，可以适当降低切削深度或者增大刀具的前角，以减小切削力，从而减轻颤振。

课程介绍

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二、坐标系统
数控车床的坐标系统是编程的基础。加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向。C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为＋C向，顺时针为－C向。加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面或左端面上。在确定工件坐标系原点时，需要考虑加工工艺和编程的便利性。例如，对于轴类零件，如果选择右端面为原点，在编程时，Z坐标值通常为正值，便于计算和编程；对于盘类零件，有时选择左端面为原点可能更合适。
三、车床类型与刀具夹具
车床类型：按照数控系统功能分为简易数控车床、经济型数控车床、多功能数控车床、车削中心；按主轴的配置形式分为卧式数控车床和立式数控车床。不同类型的数控车床在加工范围、精度、自动化程度等方面有所不同。例如，车削中心除了具备普通数控车床的车削功能外，还可以进行铣削、钻削等加工操作，适用于加工复杂形状的回转体零件；而经济型数控车床则结构简单、价格相对较低，适用于一些精度要求不是特别高的简单零件加工。
刀具类型：在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、内孔车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等。刀具根据与刀体的链接固定方式分为焊接式车刀和机夹可转位车刀；根据切削刃的形状分为尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。不同类型的刀具适用于不同的加工任务。例如，外圆车刀用于加工轴类零件的外圆柱面；内孔车刀用于加工孔类结构；钻头用于钻孔操作；镗刀用于对已有的孔进行精加工，提高孔的精度和表面质量；切断刀用于将加工好的零件从毛坯上切断；螺纹加工刀具则专门用于加工螺纹。
夹具类型：数控车床上的夹具主要有两类。一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，工件毛坯装在主轴顶针和尾座顶针间，工件由主轴上的波动卡盘传动旋转。三爪卡盘可以自动定心，装夹方便快捷，适用于圆形截面的零件装夹，但定心精度相对四爪卡盘略低；四爪卡盘可以通过调整卡爪的位置来装夹不规则形状的零件，定心精度较高，但装夹过程相对复杂。而使用顶尖装夹轴类零件时，可以提高零件的装夹精度，减少加工过程中的变形。

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程序编写（以CK0630车床为例）：
N0010 G59 X0 Z105
N0020 G90
N0030 G92 X35 Z30
N0040 M03 S700
N0050 M06 T01
N0060 G00 X20 Z1
N0070 G01 X20 Z - 34.8 F80
N0080 G00 X20 Z1
N0090 G00 X17 Z1
N0100 G01 X17 Z - 34.8 F80
N0110 G00 X23 Z - 34.8
N0120 G01 X23 Z - 80 F80
N0130 G28
N0140 G29
N0150 M06 T03
N0160 M03 S1100
N0170 G00 X14 Z1
N0171 G01 X14 Z0
N0180 G01 X16 Z - 1 F60
N0190 G01 X16 Z - 35 F60
N0200 G01 X20 Z - 35 F60
N0210 G01 X22 Z - 36 F60
N0220 G01 X22 Z - 80 F60
N0230 G28
N0240 G29
N0250 M06 T05
N0260 M03 S600
N0270 G00 X23 Z - 72.5
N0280 G01 X21 Z - 72.5 F40
N0290 G04 P2
N0300 G00 X23 Z - 46.5
N0310 G01 X16.5 Z - 46.5 F40
N0320 G28
N0330 G29
N0340 M06 T07
N0350 G00 X23 Z - 47
N0360 G01 X16 Z - 47 F40
N0370 G04 P2
N0380 G00 X23 Z - 35
N0390 GO1 X15 Z - 35 F40
N0400 G00 X23 Z - 79
N0410 G01 X20 Z - 79 F40
N0420 G00 X22 Z - 78
N0430 G01 X20 Z - 79 F40
N0440 G01 X0 Z - 79 F40
N0450 G28
N0460 G29
N0470 M05
N0480 M02
通过这些实例可以看出，在数控车床编程中，需要根据零件的形状、尺寸、加工要求、机床性能、刀具等多方面因素综合考虑，合理确定工艺方案、选择刀具和切削用量，准确建立工件坐标系并编写程序。

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