瑞安数控编程技术培训

时间 2024/12/14 17:17:23

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来源：乐清志成模具数控培训学校||乐清石帆街道朴湖二村十字路口旁

瑞安数控编程技术培训基地内各类设施和教具齐全，为学员提供了系统性学习的优质环境。在这样的环境里，学员能够真正学到实用的技术，老师也能在旁边给予指导，强调重点知识，帮助学员掌握相关技能。

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F指令（进给速度指令）：用于控制切削进给量，即刀具在切削过程中沿进给方向的移动速度。合理选择进给速度对于保证加工质量和效率非常重要，进给速度过慢会降低加工效率，过快则可能导致刀具磨损加剧甚至损坏，同时影响加工表面质量。
S指令（主轴转速指令）：用来设定主轴的转速。主轴转速的选择需要根据工件材料、刀具材料、加工直径等因素综合考虑。例如，加工硬度较高的材料时，通常需要降低主轴转速，以保证刀具的使用寿命；而加工小直径工件时，为了保证切削线速度，可能需要提高主轴转速。
T指令（刀具号指令）：用于指定刀具编号，以便在加工过程中调用正确的刀具。在具有自动换刀功能的数控车床上，通过T指令可以准确地选择所需刀具进行加工。
（二）编程步骤
分析零件图样、确定加工工艺过程：分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，确定正确的加工方法、定位夹紧以及加工顺序、所用刀具和切削用量等，即制定加工工艺。这是数控编程的一个重要环节，其主要目的是确定数控加工的工艺路线、切削用量以及工件的定位、夹紧等。例如，对于一个轴类零件，需要确定是先车外圆还是先加工内孔，采用何种刀具进行加工，以及每一步的切削用量（如切削深度、进给量、主轴转速等）等12。
建立工件坐标系：一般将程序原点设立在工件的右端面上（当然也可以根据实际情况选择其他便于计算和测量的位置）。建立工件坐标系后，所有的编程坐标都是相对于这个原点而言的。例如，在车削一个圆柱零件时，以右端面圆心为原点建立工件坐标系，那么圆柱面上各点的坐标就可以根据其相对于原点的位置进行计算。
编写程序单：
程序号：每个程序都有一个唯一的程序号，如O0020等。
程序的内容：通常由准备阶段（如工件坐标系的建立、选择刀具、主轴转动、快速定位等）、加工阶段（根据加工工艺编写具体的加工指令，如直线插补、圆弧插补等）和结束阶段（如程序结束指令M02或M30）组成。
以“;”号结束：这是数控程序格式的要求，在编写程序时要注意遵循。

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编程步骤
首先要分析零件图样，确定加工工艺过程，包括零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，确定正确的加工方法、定位夹紧以及加工顺序、所用刀具和切削用量等。然后根据工艺分析结果，按照数控系统的编程规则，逐行编写程序代码。编写完成后，还需要进行程序的校验和调试，检查程序是否存在语法错误、刀具轨迹是否正确等。
（二）自动编程
基本概念
自动编程是利用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）软件进行编程的方法。编程人员只需将零件的三维模型输入到CAD/CAM软件中，然后设置好加工工艺参数（如刀具类型、切削用量、加工余量等），软件就会自动生成数控加工程序。例如，使用Mastercam、UG等软件，这些软件具有强大的造型功能和加工策略生成功能。对于复杂的零件模型，软件可以快速准确地计算出刀具路径，并生成相应的G代码和M代码。
适用范围
自动编程适用于复杂形状的零件，尤其是具有曲面形状、多轴联动加工要求的零件。例如，航空航天领域中的一些复杂结构件，如叶轮、叶片等，其形状复杂，采用手工编程几乎不可能完成，而自动编程则可以轻松应对。此外，对于批量生产的零件，自动编程可以提高编程效率，减少编程错误，保证产品质量的一致性。

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一、数控编程的基本概念数控编程的核心是告诉数控机床要做什么以及如何做。这涉及到对零件图纸的解读，包括零件的形状、尺寸、精度要求等。例如，对于一个简单的轴类零件，需要确定其直径、长度、表面粗糙度等要求。根据这些要求，确定加工的工艺路线，如先粗加工再精加工，选择合适的刀具、切削用量（包括主轴转速、进给速度和切削深度）等。以数控车床编程为例，数控车床主要用于加工回转体零件。它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。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2。

二、数控编程的坐标系统理解数控编程中的坐标系统是至关重要的。数控机床通常采用笛卡尔坐标系，包括X、Y、Z三个坐标轴。对于数控车床，Z轴通常为平行于机床主轴的坐标轴，X轴为水平方向且垂直于Z轴的坐标轴。在编程时，需要明确刀具相对于工件的坐标位置。例如，在一个简单的车削加工中，要将刀具定位到工件的某个位置开始加工。如果采用绝对坐标编程，需要明确刀具在X、Z方向相对于工件原点（通常设定在工件的某个特定位置，如右端面与轴心线的交点）的坐标值；如果采用相对坐标编程，则是相对于刀具当前位置的坐标增量。

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G01 - 直线插补
功能：刀具按照直线插补方式移动到指定位置，移动速度由F指令给定的进给速度控制，所有的坐标都可以联动运行。例如“G01 X40 Z20 F150”，表示刀具以150mm/min的进给速度从当前位置沿直线移动到X坐标为40，Z坐标为20的位置。
适用场景：广泛应用于直线轮廓的加工，如加工长方体零件的棱边、圆柱的母线等。
G02 - 顺时针方向圆弧插补
功能：使刀具按照顺时针方向进行圆弧插补运动。在G90（绝对坐标编程）时，圆弧终点坐标是相对编程零点的绝对坐标值；在G91（相对坐标编程）时，圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。并且，圆心相对于起点的增量坐标I（X方向值）和K（Z方向值）在圆弧插补时不得省略（除用其他格式编程外）。例如“G02 X60 Z50 I40 K0 F120”，刀具将沿顺时针方向从当前位置运动到X为60，Z为50的圆弧终点，圆心相对于起点在X方向的增量为40，Z方向为0，进给速度为120mm/min。
适用场景：用于加工顺时针方向的圆弧轮廓，如圆盘类零件的外圆弧、内圆弧等。
G03 - 逆时针方向圆弧插补
功能：与G02类似，只是刀具的运动方向为逆时针方向。除了圆弧旋转方向相反外，格式与G02指令相同。例如“G03 X60 Z50 I40 K0 F120”，刀具将沿逆时针方向从当前位置运动到X为60，Z为50的圆弧终点，圆心相对于起点在X方向的增量为40，Z方向为0，进给速度为120mm/min。
适用场景：用于加工逆时针方向的圆弧轮廓，如某些特殊形状的曲线轮廓中的逆圆弧部分。

课程介绍

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二、编程的一般规则
坐标系统
数控车床编程中，需要明确坐标系。常见的是直角坐标系，分为绝对坐标编程和增量坐标编程。绝对坐标编程是刀具运动的终点用绝对坐标指令，如格式：G00 X Z；地址X后面的数字为直径值。而增量坐标编程则是刀具运动的终点相对于起点的坐标增量。例如在FANUC系统中，G90为绝对坐标编程指令，G91为增量坐标编程指令5。
同时，数控车床还有工件坐标系的概念。它是编程人员在编程时根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系，通常将工件坐标系的原点设置在工件的旋转中心线上，方便编程计算。

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数控机床零件编程实例分析
以下通过几个数控车床编程实例来详细阐述编程过程。
实例一：车削简单外圆零件
零件分析与工艺规划
零件情况：如图2 - 16所示工件，毛坯为φ45㎜×120㎜棒材，材料为45钢，要求数控车削端面、外圆。
工艺方案：对于短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ45外圆，使工件伸出卡盘80㎜，一次装夹完成粗精加工。
工步顺序：首先粗车端面及φ40㎜外圆，留1㎜精车余量；然后精车φ40㎜外圆到尺寸。
机床与刀具选择
机床设备：根据零件图样要求，选用经济型数控车床CK0630型数控卧式车床即可达到要求。
刀具选择：根据加工要求，选用两把刀具，T01为90°粗车刀，T03为90°精车刀。同时把两把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
切削用量确定：切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定。
工件坐标系、对刀点和换刀点确定
工件坐标系：确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。
对刀点：采用手动试切对刀方法把点O作为对刀点。
换刀点：设置在工件坐标系下X55、Z20处。

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