淳安学数控编程

时间 2024/12/10 9:08:40

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来源：杭州夏坤数控培训||浙江省杭州市江干区下沙经济开发区学源街68号杭州职业技术学院第一实验楼

淳安学数控编程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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数控车床零件精度控制方法
一、机床因素对精度的影响与控制
机床精度的重要性
机床精度是影响数控车床零件精度的关键因素之一。机床的几何精度，如主轴的回转精度、导轨的直线度等，直接决定了加工零件的形状精度。例如，如果主轴的回转精度不高，在车削外圆时就会产生圆度误差；导轨的直线度不好，加工出来的轴类零件的圆柱度就会受到影响。机床的定位精度则影响着零件的尺寸精度，在进行多工序加工或者加工复杂形状零件时，定位精度不够准确会导致各部分尺寸的偏差累积。
提高机床精度的措施
为了提高机床精度，首先要对机床进行定期的维护和保养。例如，定期检查和调整主轴的轴承间隙，保证主轴的回转精度。对于导轨，可以采用高精度的导轨，并定期进行清洁、润滑和磨损检查。另外，在机床安装时，要确保机床的安装基础牢固、水平，避免因基础不稳而引起的机床振动和变形。还可以采用误差补偿技术，通过测量机床的误差，然后利用数控系统的补偿功能对误差进行补偿，提高机床的加工精度。例如，通过激光干涉仪测量机床的定位误差，然后将误差数据输入到数控系统中，数控系统在加工过程中自动对刀具的运动轨迹进行补偿。

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CNC编程入门基础知识
一、CNC编程的定义与作用
CNC编程简单来说，就是用一种特殊的语言，将设计图转换为计算机可以理解的指令，使计算机能自动完成图形加工的过程1。在工业生产中，CNC数控机床广泛应用于金属、塑料、陶瓷等材料的加工领域，而CNC编程就成为控制数控机床进行精确加工操作的关键环节。
二、CNC编程的核心代码
CNC编程的核心是G代码和M代码。
G代码
G代码是指控制CNC加工过程中各轴的移动和操作流程的代码。例如，在控制机床坐标轴的移动方面，不同的G代码指令对应着不同的运动方式。像G00指令表示快速定位，机床会以最快的速度移动到指定的坐标位置，这个过程中不进行切削加工，主要用于快速接近或离开工件等操作。而G01指令则是直线插补指令，用于控制刀具沿着直线轨迹进行切削加工，它需要指定刀具的进给速度（通常用F代码表示）以及目标坐标位置。
对于复杂的曲线加工，会用到如G02（顺时针圆弧插补）和G03（逆时针圆弧插补）指令。这些指令在加工圆形、弧形等零件轮廓时非常关键，编程时需要准确计算圆弧的圆心坐标、半径以及起始点和终点坐标等参数。
M代码
M代码主要用于控制辅助设备。例如，M03指令用于启动主轴正转，在加工过程中，主轴带动刀具旋转，不同的加工材料和刀具类型需要设置合适的主轴转速。M05指令则是停止主轴转动，当一个加工工序完成或者需要更换刀具时，就会用到这个指令。M08指令是打开冷却液，冷却液在加工过程中起到冷却刀具和工件、冲走切屑的作用，有助于提高加工质量和延长刀具寿命；M09指令是关闭冷却液

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二、圆锥面加工实例
零件描述
加工一个圆锥零件，大端直径为60mm，小端直径为40mm，圆锥长度为80mm。
编程思路
同样先确定工件坐标系，原点设置在圆锥小端的中心。
选择外圆车刀。
对于圆锥面的加工，可以通过计算圆锥的斜率，然后利用G01指令进行编程。圆锥的斜率可以根据圆锥的大端直径、小端直径和长度计算得出。
程序示例（以华中数控系统为例）
Plaintext
复制
%0001
G90 G54 G00 X42 Z2 S500 M03;
G01 Z0 F0.2;
X60 Z - 80;
G00 X100 Z100;
M05;
M30;
数控车床编程软件推荐
一、Mastercam
功能特点
Mastercam由美国CNC Software Inc.公司开发，集数控编程、二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、刀具路径模拟及真实感模拟等多种功能于一身。它提供了设计零件外形所需的理想环境，其稳定强大的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。例如，在模具制造行业，对于复杂的模具型腔和型芯的设计与编程，Mastercam能够很好地满足需求。它可以快速生成刀具路径，并且通过刀具路径模拟功能，编程人员可以直观地查看刀具的运动轨迹，提前发现可能存在的碰撞或过切等问题，提高编程的准确性和安全性。Mastercam9.0以上版本支持中文环境，价位适中，是中小企业理想的选择，也是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统14。
适用场景
适用于各种类型的数控车床编程，无论是简单的轴类零件还是复杂的回转体零件。在机械加工车间、模具制造车间等场景下，Mastercam都能发挥很好的作用。对于初学者来说，它的界面相对友好，容易上手，同时又有丰富的功能满足高级用户的复杂编程需求。

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二、PowerMILL
功能特点
PowerMILL是英国Delcam Plc公司出品的功能强大、加工策略丰富的数控加工编程软件系统。它的刀路计算速度快，加工效率高，在大型模具加工方面优势明显。它可以帮助用户产生最佳的加工方案，从而提高加工效率，减少手工修整。能够快速产生粗、精加工路径，并且任何方案的修改和重新计算几乎在瞬间完成，可缩短85%的刀具路径计算时间。对2 - 5轴的数控加工包括刀柄、刀夹进行完整的干涉检查与排除，具有集成的加工实体仿真功能，方便用户在加工前了解整个加工过程及加工结果，节省加工时间14。
适用场景
主要适用于模具加工行业。在大型模具的数控编程中，PowerMILL能够有效地提高编程效率和加工质量。由于其强大的干涉检查和实体仿真功能，对于复杂的模具结构可以避免加工过程中的碰撞等问题。

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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CNC操作工工作内容
CNC操作工主要负责运用计算机数控系统对机床进行操作和监控，以完成各类零件的加工任务。
编程工作
CNC操作工需要根据加工工艺流程和产品要求，使用专业的编程软件编写程序。这要求他们在编程时参考产品图纸和工艺要求，深入理解工件的几何尺寸、加工过程和物料要求等要素，从而确定机床的各种运动轨迹、加工参数等。例如，在加工一个复杂形状的机械零件时，操作工要根据零件的三维模型和设计公差要求，编写出能够精确控制刀具路径的程序，确保加工出来的零件符合设计标准。同时，还需考虑不同材料的硬度、切削性能等因素，合理调整编程参数，像加工硬度较高的合金钢材料时，可能需要降低切削速度、减小进给量，以保证刀具寿命和加工质量4。
对编写好的程序，要进行准确性和合理性检查。因为编程工作的质量直接影响产品的加工质量和效率，如果程序存在错误，可能导致零件加工尺寸偏差、表面粗糙度不达标甚至损坏刀具和机床。
操作与调试工作
根据编写好的程序，将其加载到机床的数控系统中，并设置相应的加工工艺参数。在操作过程中，要时刻关注机床的运行状态，包括刀具的切削情况、主轴的转速、进给速度等。例如，在加工过程中，如果发现切削声音异常或者加工表面出现明显的振纹，操作工需要及时调整加工参数，如降低进给速度或者调整刀具的切削深度，以保证加工的稳定性和质量。

课程特色：

1.师资力量雄厚，各老师都拥有丰富的实践经验和教学经验，富有责任心，老师全程跟踪解决学员后顾之忧。

2. 优质的教学质量，紧紧围绕课堂教学，优化教学过程，增强教学的有效性。

3.舒适的学习环境，校区环境整洁舒适、休闲安静、舒适自然、轻松宜人。

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