乐清UG模具设计培训

时间 2024/12/19 14:06:39

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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

乐清UG模具设计培训产品编程与零件编程：针对不同的加工对象进行编程学习。产品编程侧重于对完整产品的加工编程，需要考虑产品的整体结构、加工顺序和精度要求等因素；零件编程则更专注于单个零件的加工，如轴类零件、盘类零件等，要根据零件的具体形状和加工工艺进行编程。

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G代码的基本结构
一般来说，G - code命令由字母G加上数字组成，例如G00、G01等。每个G代码指令都有特定的功能。以G01为例，它表示直线移动到特定位置。在G01指令后面通常会跟上表示目标位置的X、Y、Z坐标值以及表示进给率（执行移动的速度）的F值。例如代码G01 X247.951560 Y11.817060 Z - 1.000000 F400.000000要求数控机床从当前位置直线移动到坐标X247.951560、Y11.817060和Z - 1.000000，速度为400mm/min10。
常见的G代码指令
G00：以最大速度将机器从当前位置移动到指定的坐标，机器将同时移动所有轴，以便同时完成行程，这是一种非切割运动，目的是将机器快速移动到所需的位置，开始某种工作，如切割或打印。
G02和G03：G02命令要求机器以圆形模式顺时针移动，G03命令指示机器以圆形模式逆时针移动。在执行这两个指令时，除了终点参数外，还需要定义旋转中心，或弧线起点与弧线中心点的距离，通常使用I和J参数来定义中心点相对于始发点或上一个命令的终点的偏移量10。
G28：要求机器将移动到其参考点或home位置。为了避免碰撞，可以包括一个带有X、Y和Z参数的中间点，工具将在转到参考点之前通过该点。
G90和G91：用于告诉机器如何解析坐标值。G90为绝对模式，工具的定位始终相对于绝对点或零点；G91为相对模式，工具的定位相对于最后一点，此模式也称为增量模式10。
G - code在数控加工中的应用示例
在数控铣削加工一个简单的圆形零件时，首先可以使用G00将刀具快速定位到接近工件的起始位置，然后使用G01进行直线切削，当需要加工圆形轮廓时，可以使用G02或G03指令。例如，要加工一个半径为10mm的半圆，假设起始点为(0,0)，终点为(20,0)，圆心在(10,0)，可以使用G01将刀具移动到半圆的起点，然后使用G02 X20 Y0 I10 J0指令来加工这个半圆。

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平行度偏差
原因分析：主要与机床的几何精度有关，例如床头箱和尾座的中心连线与导轨不平行，会使加工出的工件在轴向方向上产生平行度偏差。另外，刀具的安装位置不准确，或者刀具在加工过程中发生偏移，也会影响平行度。
解决方法：需要对机床的几何精度进行调整，通过检测和调整床头箱和尾座的相对位置，保证中心连线与导轨平行。在刀具安装时，要精确测量刀具的安装高度和角度，确保刀具安装正确。并且在加工过程中，要定期检查刀具的磨损和固定情况，防止刀具偏移。
编程中的碰撞问题
原因分析
在编程过程中，如果没有合理规划刀具路径，就可能导致刀具与工件、夹具或者机床部件发生碰撞。例如，在刀具快速移动（G00指令）时，如果没有考虑到移动路径中的障碍物，就容易发生碰撞。对工件的形状和尺寸理解不准确，编程时设置的刀具切入和切出点不合理，也会引发碰撞。另外，在进行多工序加工时，如果换刀点设置不当，当刀具在换刀过程中也可能与工件或夹具发生碰撞。

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编程逻辑问题
原因：编程时的逻辑错误，如在进行轮廓加工时，加工顺序错误或者循环条件设置不当，可能会引起过切或欠切。
解决方法：仔细检查编程逻辑，对于复杂的轮廓加工，可以将加工过程分解为多个简单的步骤进行编程，确保每个步骤的加工路径正确。在程序编写完成后，进行多次审查，避免逻辑错误。
数控车床高级编程技巧
一、宏程序编程
宏程序概念
宏程序是一种可以使用变量、算术和逻辑运算、条件语句和循环语句等进行编程的方法。它类似于计算机编程语言中的高级语言，可以根据加工需求灵活编写程序。在数控车床编程中，宏程序可以用于处理一些具有规律性变化的零件加工，如加工一系列不同尺寸的圆柱或圆锥零件。通过使用变量来表示零件的尺寸参数，如直径、长度等，可以大大简化编程过程。例如，当需要加工一组直径从30mm到50mm，步长为5mm的圆柱零件时，使用宏程序可以只编写一个通用的程序，通过改变变量的值来实现对不同直径圆柱的加工。

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四、持续学习与提升
关注行业动态：CNC数控编程技术在不断发展，新的编程软件、加工工艺和刀具技术不断涌现。要关注行业动态，了解最新的技术发展趋势。例如，随着高速加工技术的发展，对CNC编程提出了更高的要求，需要学习如何优化刀具路径以适应高速切削的要求。可以通过订阅行业杂志、关注相关的行业网站和公众号等方式获取最新的行业信息。
深入学习高级编程技巧：在掌握了CNC编程的基础知识后，要不断深入学习高级编程技巧。例如，学习宏程序的编写，可以提高编程的效率和灵活性；学习多轴联动编程，可以满足复杂零件的加工需求。可以参加一些高级编程培训课程或者通过阅读专业的技术书籍来提升自己的编程水平。
CNC数控编程入门技巧与方法
一、编程前的准备工作
仔细研读图纸：在开始编程之前，必须仔细研读零件图纸，理解零件的形状、尺寸、精度要求等信息。这是编程的基础，只有准确理解了图纸要求，才能编写出正确的CNC程序。例如，如果零件有严格的尺寸精度要求，在编程时就需要精确计算刀具路径和切削参数，以确保加工出来的零件符合图纸要求。对于一些复杂形状的零件，可能需要将图纸分解为几个简单的部分，分别进行编程思路的规划。
选择合适的编程软件与加工工艺：根据零件的特点和加工要求选择合适的编程软件和加工工艺。不同的编程软件有不同的功能和操作方式，如UG适合复杂零件的建模和编程，Mastercam在二维铣削编程方面具有一定的优势。在加工工艺方面，要考虑是采用铣削、车削还是其他加工方式，以及确定合适的切削参数、刀具类型等。例如对于一个既有回转体部分又有平面和槽的零件，可以先采用车削工艺加工回转体部分，再采用铣削工艺加工平面和槽。
二、坐标系的正确运用
合理设置工件坐标系：工件坐标系的设置直接影响到程序的编写和加工的准确性。要根据零件的形状和装夹方式合理设置工件坐标系的原点位置。一般来说，可以选择零件的某个特征点作为原点，如圆心、角点等。例如在加工一个矩形零件时，可以选择零件的一个角点作为工件坐标系的原点，这样在编写程序时，零件各个部位的坐标计算就会相对简单。同时，要注意在程序中正确指定坐标系的转换，尤其是在进行多工序加工或者使用多个刀具时。
理解绝对坐标系与相对坐标系的区别：如前面所述，绝对坐标系和相对坐标系在编程中有不同的应用场景。在编写程序时，要根据具体情况灵活运用这两种坐标系。对于一些定位精度要求较高的零件，可能采用绝对坐标系更为合适；而对于一些具有相对位置关系的加工特征，使用相对坐标系可以简化程序的编写。例如在加工一系列等间距的孔时，使用相对坐标系可以通过简单的坐标增量计算来确定每个孔的位置，而不需要每次都计算相对于机床原点的绝对坐标。

课程介绍

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二、常见加工问题及解决方法
（一）撞刀
原因：
吃刀量过大，刀具直径越小，其吃刀量应该越小，一般情况下模具开粗每刀吃刀量不大于0.5mm，半精加工和精加工吃刀量更小。
选择不当的加工方式，如将等高轮廓铣的方式改为型腔铣的方式（当加工余量大于刀具直径时，不能选择等高轮廓的加工方式）。
安全高度设置不当，安全高度应大于装夹高度，多数情况下不能选择“直接的”进退刀方式（除了特殊的工件之外）。
二次开粗余量设置不当，二次开粗时余量应比次开粗的余量要稍大一点，一般大0.05mm，如次开粗余量为0.3mm，则二次开粗余量应为0.35mm，否则刀杆容易撞到上面的侧壁。此外，修剪刀路有时也会产生撞刀，故尽量不要修剪刀路。
解决方法：
减少吃刀量。
根据实际情况调整加工方式。
合理设置安全高度。
正确设置二次开粗余量，避免修剪刀路。
（二）弹刀
原因：
刀径小且刀杆过长。
受力过大（即吃刀量过大）。
解决方法：
减少吃刀量（即全局每刀深度），当加工深度大于120mm时，要分开两次装刀，即先装上短的刀杆加工到100mm的深度，然后再装上加长刀杆加工100mm以下的部分，并设置小的吃刀量。编程时，应根据切削材料的性能和刀具的直径、长度来确定吃刀量和最大加工深度，以及太深的地方是否需要电火花加工等。

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数控机床编程代码的优化技巧
一、刀具路径规划
减少空行程
在编写数控机床程序时，应仔细规划刀具的运动轨迹，尽量减少刀具的空行程。例如在加工多个分散的孔时，合理规划钻孔顺序，使得刀具在移动到下一个孔位时的行程最短。如果不进行优化，刀具可能会进行大量不必要的移动，增加加工时间。假设要在一个工件上钻10个分布在不同位置的孔，通过算法优化钻孔顺序后，刀具的空行程距离可以大大减少。以一个简单的矩形工件上均匀分布的孔为例，按照从左到右、从上到下的顺序钻孔可能会比随机顺序钻孔减少30% - 50%的空行程距离，从而提高加工效率。
避免重复运动
避免刀具在同一轨迹上的多次重复运动。例如在铣削一个封闭的轮廓时，如果编程不当，刀具可能会多次铣削同一段轮廓，这不仅浪费时间，还会影响加工表面的质量。可以通过合理规划刀具的切入和切出点，以及铣削方向，确保刀具只对轮廓进行一次有效的铣削。在复杂的三维曲面加工中，这一点更为重要，因为曲面的复杂性可能会导致更容易出现重复运动的情况。二、切削参数选择
根据材料特性选择
不同的工件材料具有不同的机械性能，如硬度、韧性等，需要根据材料特性选择合适的切削参数。例如对于硬度较高的合金钢材料，需要选择较低的切削速度和较小的进给量，以避免刀具过度磨损或者损坏。而对于较软的铝合金材料，可以适当提高切削速度和进给量，以提高加工效率。如果对硬度为HRC50的合金钢进行铣削加工，切削速度可能选择80 - 120m/min，进给量选择0.1 - 0.2mm/z；而对于铝合金材料，切削速度可以提高到300 - 500m/min，进给量可以达到0.3 - 0.5mm/z。
优化切削深度
切削深度的选择也会影响加工效率和质量。如果切削深度过大，会增加刀具的切削力，可能导致刀具折断或者工件变形；如果切削深度过小，则需要多次切削才能达到要求的尺寸，增加加工时间。在粗加工时，可以选择较大的切削深度，以快速去除大量的材料；在精加工时，减小切削深度，以获得较好的加工表面质量。例如在铣削一个厚度为50mm的钢件时，粗加工时可以选择切削深度为5 - 10mm，精加工时切削深度减小到0.5 - 1mm。三、利用子程序和宏指令
子程序简化编程
当程序中有多个相同或相似的加工部分时，可以将这些部分编写成子程序。例如在加工一个有多个相同形状的槽的工件时，将槽的加工代码编写成一个子程序，然后在主程序中多次调用这个子程序。这样可以大大简化编程过程，减少编程工作量，同时也便于程序的修改和维护。如果不使用子程序，对于每个槽都需要重复编写相同的加工代码，程序会变得冗长复杂。
宏指令提高灵活性
宏指令可以实现参数化编程，提高程序的灵活性。例如在加工不同尺寸的圆形零件时，可以定义一个宏指令，将圆的半径作为参数。当需要加工不同半径的圆时，只需要修改宏指令中的半径参数即可，而不需要重新编写整个加工代码。这对于加工具有相似形状但尺寸不同的系列零件非常方便，可以提高编程效率和程序的通用性。

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