滨江数控编程培训

时间 2024/12/11 15:28:28

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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

滨江数控编程培训课程内容涵盖从入门到高级的全阶段数控编程技能培训，采用理论知识讲解、案例分析、实操演示等多种教学方式，内容涵盖了数控编程基础知识、加工工艺、加工参数设置、编程操作技巧等方面。

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数控车床编程基础概念
数控车床编程是实现数控车工艺过程自动化的关键步骤，它涉及到多个方面的基础知识。
一、数控车床的基本构成与分类数控车床由计算机、数控系统和机床三部分组成，是一种自动化加工设备。按照数控系统功能可分为简易数控车床、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。其主体结构包含床身、主轴、工作台、刀架等部分。床身是支撑结构，主轴用于旋转加工部件，工作台夹持工件，刀架安装刀具。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。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。
二、编程中的坐标系统数控车床使用直角坐标系，即X、Y、Z轴，分别代表水平、竖直和进给轴。在编程时，需要明确工件在这个坐标系中的位置和刀具的运动轨迹。例如，在车削外圆时，X轴可能表示直径方向的坐标，Z轴表示轴向坐标。这个坐标系是编程的基础框架，所有的加工指令都是基于这个框架来确定刀具的运动路径的3。
三、关键的编程指令：G代码与M代码
G代码
G代码用于控制数控车床的几何运动和功能指令，如移动、切割、孔加工等操作。例如，G00命令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；G01命令指示机器以设定速度直线移动，我们用X、Y和Z值指定最终位置，用F值指定速度，CNC控制器计算（插值）要经过的中间点的坐标，以获得直线，该命令在机器执行主要任务时使用，如机床直线切割材料。还有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等，这些命令在进行圆弧加工等操作时会用到。
不同的G代码组合可以实现复杂的加工形状，编程人员需要熟练掌握这些代码的含义和使用方式，才能精确控制数控车床的动作和状态，实现自动化加工。

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自动编程：
自动编程是利用计算机辅助软件来生成数控程序的方法20。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言输入相关参数，然后由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单。生成的加工程序可以通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。
这种编程方式适用于大批量、单一品种的加工。它能够大大提高编程的效率，快速生成高质量的数控程序，减少了人工计算和编写代码的工作量，降低了出错的概率。同时，借助软件的功能可以对加工过程进行优化，例如选择最佳的刀具路径、切削参数等。
图形化编程：
这是一种较为直观的编程方式。编程人员可以通过图形界面直接绘制零件的几何形状或者导入零件的CAD模型，然后在图形上指定加工工艺信息，如加工区域、刀具路径方向、切削参数等。
图形化编程降低了编程的难度，不需要编程人员深入掌握复杂的代码指令，使得编程过程更加直观、可视化。它适合于一些对编程不太熟悉但具有一定加工工艺知识的人员使用，并且在一些简单零件的编程上能够快速生成程序。但是，对于复杂的加工工艺和特殊的加工要求，可能需要结合其他编程方式或者进行进一步的手动调整。

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数控车床编程实例分析
简单轴类零件编程实例
零件描述与工艺分析
以一个简单的短轴类零件为例，毛坯为φ45㎜×120㎜棒材，材料为45钢，要求数控车削端面、外圆。对于这种短轴类零件，轴心线为工艺基准，可采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。
工步顺序确定为：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。
机床设备、刀具、切削用量选择
根据零件图样要求，选用经济型数控车床，如CK0630型数控卧式车床即可满足要求。
选择两把刀具，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，并对好刀，将它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
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。例如，粗车时主轴转速可能选择较低的值，以保证较大的切削力；精车时则提高主轴转速，降低进给量，以获得较好的表面光洁度。

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数控车床编程入门基础知识
数控车床编程是控制数控车床进行自动化加工的关键。以下是一些重要的基础知识：
编程特点：
多种编程方式：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。例如，在加工一个轴类零件时，如果知道每个点的绝对坐标，就可以用绝对值编程；若只知道相对前一个点的移动距离，就用增量值编程。这在不同的加工场景下都很有用，能够根据具体情况灵活选择编程方式，提高编程效率和加工精度 1。
直径编程与半径编程：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。在车削外圆或内孔时，直径编程符合实际加工尺寸概念，方便编程者理解和操作；而在某些特殊情况下，半径编程可能会使计算更简便，不过需要对系统进行相应设定才能使用 1。
脉冲当量差异：X向的脉冲当量应取Z向的一半。这是因为在数控车床的机械结构中，X方向（径向）的精度控制要求通常比Z方向（轴向）更高，所以通过设置不同的脉冲当量来满足精度需求。

课程介绍

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手工编程：
这是最基础且最早期使用的数控编程方法。编程人员需要直接编写G代码和M代码，通过一系列特定的指令来控制机床的运动和工作，例如指示刀具的移动路径、速度、切削用量等操作20。
手工编程的灵活性较高，编程人员能够根据具体的加工需求进行编写。在面对小批量、多品种的加工任务时具有优势，因为可以针对不同的零件特点快速调整程序。
然而，手工编程要求编程人员具备较高的数控知识和编程技巧，需要对数控指令及编程规则非常熟悉，并且要有数控加工工艺知识和数值计算能力。由于所有的编程工作都依赖人工完成，所以编程效率相对较低，在处理复杂零件的编程时工作量较大且容易出错。

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二、实践操作
机床操作实践
在有条件的情况下，要尽早接触数控机床，进行实际的操作练习。从机床的基本操作开始，如开机、关机、回零操作等。回零操作是将机床的坐标轴移动到机床坐标系的原点位置，这是保证机床正常运行和加工精度的重要步骤。学习如何手动控制刀具的移动，包括快速移动（G00）和手动进给（G01），通过手动操作可以更好地理解刀具的运动方式和坐标系的概念。
进行简单零件的加工实践，从加工一些形状简单的轴类、盘类零件开始。在加工前，要根据零件的图纸进行编程，然后将程序输入到机床中进行加工。在加工过程中，观察刀具的运动轨迹和加工状态，及时发现问题并进行调整。例如，如果发现加工尺寸偏差较大，可能是编程错误、刀具磨损或者切削参数不合理等原因造成的，需要仔细分析并解决问题。
模拟软件练习
利用数控编程模拟软件进行练习也是非常有效的学习方法。这些软件可以模拟数控机床的加工过程，在虚拟环境中进行编程和加工操作。例如，VERICUT软件是一种先进的专用数控加工仿真软件，它采用了先进的三维显示及虚拟现实技术，对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。不仅能用彩色的三维图像显示出刀具切削毛坯形成零件的全过程，还能显示出刀柄、夹具，甚至机床的运行过程和虚拟的工厂环境也能被模拟出来。通过模拟软件练习，可以在不消耗实际材料和损坏机床的情况下，进行大量的编程练习，熟悉不同的编程指令和加工工艺，提高编程能力和解决问题的能力。
案例学习与分析
学习和分析已有的数控编程案例是快速提高编程水平的重要途径。可以从简单的案例开始，逐步深入到复杂的案例。例如，在学习数控车床编程时，分析车削圆柱、圆锥、螺纹等零件的编程案例，了解在这些加工中如何选择刀具、设置切削参数、编写程序等。对于数控铣床编程，分析加工平面、曲面、型腔等零件的案例，学习刀具路径规划、坐标系转换等技术。通过对大量案例的学习和分析，总结出编程的规律和技巧，并且可以借鉴其中的优秀编程思路和方法，应用到自己的编程实践中。

课程特色：

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