西湖区加工中心数控编程培训

时间 2024/12/11 15:28:19

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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

西湖区加工中心数控编程培训教学实施：在教学过程中，教师会引导学员对案例进行分析，包括零件的工艺分析、编程思路的确定、程序的编写与优化等环节。例如，教师会拿出一个复杂模具零件的加工案例，首先和学员一起分析模具的结构特点、加工精度要求、材料特性等工艺因素，然后确定编程的思路，如选择合适的刀具、加工顺序、切削参数等，最后编写数控程序并进行优化。通过这样的案例教学，学员能够更加直观地理解和掌握数控编程知识和技能，提高解决实际问题的能力。

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与数控系统的适配
Siemens NX可以与Siemens自己的数控系统（如Siemens 840D等）实现无缝对接，同时也能适配其他主流数控系统。对于Siemens数控系统，由于软件和系统同属一个公司，在数据传输、程序优化等方面具有天然的优势。而对于其他数控系统，通过合适的后置处理设置，也能够将编程生成的刀具路径转换为可执行的数控程序。
（四）力克斯（LKS）数控车编程软件
软件特点
力克斯是一家专业的数控机床软件开发公司，其数控车编程软件采用图形化编程界面，操作简单易学，功能强大。它支持多种数控系统的编程，能够生成高质量的加工程序，提高加工效率9。
编程方式
力克斯软件的图形化编程界面使得编程人员无需编写大量的代码。通过在图形界面上选择加工元素，如外圆、内孔、螺纹等，然后设置相关的加工参数，如加工尺寸、切削用量等，软件就会自动生成刀具路径。例如，在车削一个简单的外圆零件时，编程人员只需在图形界面上指定外圆的直径、长度，选择刀具，设置切削速度、进给量等参数，软件就会快速生成相应的加工程序。这种编程方式对于初学者或者对编程效率要求较高的简单零件加工非常适用。

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复杂轴类零件加工
以一个带有台阶、倒角、槽和螺纹的轴类零件为例。
工艺分析
毛坯为直径25mm，长度100mm的棒材。同样采用三爪自定心卡盘夹持，一端用顶尖顶住，一次装夹完成粗精加工。
根据加工部位的不同，选择不同的刀具，如粗加工刀、精加工刀、切槽刀和螺纹刀等。
确定各个加工部位的切削用量，如粗车外圆时主轴转速为700r/min，进给速度为80mm/min；精车时主轴转速为1100r/min，进给速度为60mm/min；切槽时主轴转速为600r/min，进给速度为40mm/min；车螺纹时主轴转速为200r/min等。
编程过程
确定工件坐标系后，编写程序。程序中会涉及到更多的G代码和M代码指令的组合。例如，在加工螺纹时，会使用到特定的螺纹加工指令（如G86等），在切槽时会精确控制刀具的位置和进给量等。

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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。它采用全新的中文WINDOWS用户界面，提供完善的加工策略，帮助用户产生最佳的加工方案，从而提高加工效率6。
该软件的一个显著优点是可以快速产生粗、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，能够缩短85%的刀具路径计算时间。对于2 - 5轴的数控加工，它包括刀柄、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。
适用场景与用户群体
PowerMILL适用于需要高效生成刀具路径并且对加工过程中的干涉检查有较高要求的用户。在模具制造、航空航天零部件加工等领域，由于零件的复杂性和加工精度要求较高，PowerMILL的高效刀具路径生成和干涉检查功能能够满足生产需求。对于需要在短时间内优化加工方案、提高加工效率的企业和编程人员来说，PowerMILL是一个很好的选择。
三、UG（Unigraphics NX）
功能特点
UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UGNX的特色是CAD/CAE/CAM通杀，从设计到加工，一个软件搞定6。
其加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，它为UGNX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改，如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。
该模块同时提供通用的点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。UGNX的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序，该模块适用于世界上主流CNC机床和加工中心，适用于2 - 5轴或更多轴的铣削加工、2 - 4轴的车削加工和电火花线切割。
适用场景与用户群体
UG在汽车制造、航空航天、模具制造等高端制造领域应用广泛。由于其功能全面，对于大型企业或者需要进行复杂产品设计与加工的企业来说非常适用。例如在汽车发动机的设计与制造过程中，从发动机的三维造型设计到数控编程加工，UG可以提供完整的解决方案。对于有能力进行产品研发和复杂加工的企业，以及对CAD/CAE/CAM一体化有需求的用户，UG是一个强大的工具。

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三、灵活运用刀具半径补偿功能
补偿刀尖圆弧半径
在车削圆锥面、圆弧面等形状时，由于车刀刀尖实际上是一个圆弧，而编程时通常将刀尖视为一个点，如果不进行刀具半径补偿，就会产生加工误差。通过设置刀具半径补偿功能（G41为左补偿，G42为右补偿），可以根据刀尖圆弧半径的大小自动调整刀具的运动轨迹，从而保证加工精度。例如，在车削一个带有圆弧轮廓的轴类零件时，先测量出所用刀具的刀尖圆弧半径，然后在程序中正确设置刀具半径补偿指令和参数，就能准确地加工出符合要求的圆弧形状。
方便刀具更换与调整
当需要更换刀具或者对刀具进行调整时，刀具半径补偿功能可以使程序不需要做大量修改。只要新刀具的刀尖圆弧半径与原刀具相同或者相近，只需要调整刀具半径补偿值即可。例如，在批量生产中，刀具磨损后需要更换新刀具，只需要重新测量新刀具的刀尖圆弧半径，然后修改刀具半径补偿值，就可以继续使用原来的加工程序进行加工，大大提高了生产效率。
四、高效利用编程软件
自动编程功能
现在的数控车床编程软件（如Mastercam、UG等）都具有自动编程功能。利用这些软件，可以通过输入零件的三维模型或者二维图纸信息，自动生成数控车床程序。对于复杂形状的零件，自动编程可以大大缩短编程时间，减少编程错误。例如，在加工一个具有复杂曲面的回转体零件时，使用Mastercam软件的自动编程功能，只需要将零件的三维模型导入软件，设置好加工参数（如刀具、切削用量、加工策略等），软件就可以自动生成加工程序，而且生成的程序经过软件的仿真验证，可以有效避免刀具碰撞等问题。

课程介绍

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复杂零件编程实例（如变速手柄轴）
零件描述与工艺分析
对于变速手柄轴这种细长轴类零件，毛坯为φ25㎜×100㎜棒材，材料为45钢。轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ25㎜外圆一头，使工件伸出卡盘85㎜，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工。
工步顺序较为复杂，包括手动粗车端面、手动钻中心孔、自动加工粗车φ16㎜、φ22㎜外圆（留精车余量1㎜）、自右向左精车各外圆面（倒角→车削φ16㎜外圆，长35㎜→车φ22㎜右端面→倒角→车φ22㎜外圆，长45㎜）、粗车2㎜×0.5㎜槽、3㎜×φ16㎜槽、精车3㎜×φ16㎜槽、切槽3㎜×0.5㎜槽、切断等步骤。
机床设备、刀具、切削用量选择
同样选用经济型数控车床CK0630型数控卧式车床。
根据加工要求，选用五把刀具，T01为粗加工刀（90°外圆车刀），T02为中心钻，T03为精加工刀（90°外圆车刀），T05为切槽刀（刀宽为2㎜），T07为切断刀（刀宽为3㎜，刀具补偿设置在左刀尖处）。将这五把刀在自动换刀刀架上安装好，对好刀并输入刀偏值。
切削用量依据机床性能、手册并结合经验确定。
工件坐标系、对刀点和换刀点确定
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。
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X35、Z30处。
编写程序（以CK0630车床为例）

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表面光洁度差
刀具问题：刀具的切削刃粗糙度、刀具的材质等都会影响表面光洁度。如果刀具的切削刃本身不够光滑，在切削时就会在工件表面留下痕迹。例如，使用质量较差的硬质合金刀具，其切削刃在制造过程中存在微观的缺陷，加工时就会使零件表面粗糙度增大。而且刀具磨损后，切削刃变得不锋利，切削力会增大，这也会导致零件表面光洁度下降。
切削参数不合理：切削速度、进给量和切削深度是数控车床加工的重要参数。当切削速度过低时，刀具与工件之间的摩擦增大，容易在工件表面产生积屑瘤，影响表面光洁度。例如，在车削铝合金零件时，如果切削速度设置过低，积屑瘤会频繁出现。而进给量过大时，会在零件表面留下明显的刀痕，降低表面质量。
振动影响：加工过程中的振动会使刀具和工件之间产生微小的位移，从而影响表面光洁度。振动可能来自机床本身的结构问题，如机床的床身刚度不足，在切削力的作用下会发生振动。也可能是由于切削力不均匀引起的，例如在车削偏心零件时，如果没有采取合适的工艺措施，切削力的周期性变化会导致振动。

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。

4.良好的交通条件，校区周边交通便利，停车方便，公交可直达校区。

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