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转塘零基础数控培训

2024/12/9 12:00:52

转塘零基础数控培训数控加工工艺涵盖了从零件的毛坯选择到最终成品的整个加工过程的规划。包括零件的加工顺序、刀具的选择、切削用量（如主轴转速、进给量、切削深度）的确定等。

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复杂轴类零件
对于细长轴类零件，如变速手柄轴，毛坯为φ25㎜×100㎜棒材，材料为45钢2。
工艺方案：
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（包括倒角、车削不同直径外圆及长度控制）、粗车槽、精车槽以及切断等操作。
刀具选择：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）。
编程要点：
对于不同的加工工序，编程时需要准确控制刀具的运动轨迹和切削参数。例如，在粗车外圆时，要根据不同的直径分多次进行粗车，并且要合理设置每次粗车的切削深度和进给速度。
在精车各外圆面时，要按照工艺要求的顺序进行倒角、车削外圆等操作，如精车φ16㎜外圆的程序段：
N0190 G01 X16 Z - 35 F60; 其中X16是外圆直径，Z - 35是长度方向坐标，F60是进给速度。
在切槽和切断操作时，要注意刀具的宽度补偿，以确保切槽和切断的尺寸精度。简单轴类零件
以一个简单的轴类零件为例，毛坯为φ45㎜×120㎜棒材，材料为45钢，要数控车削端面、外圆。

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刀具知识
刀具是CNC加工中的关键要素。要熟悉CNC加工中常用的刀具类型，如铣刀（包括立铣刀、球头铣刀、键槽铣刀等）、钻头、车刀等。每种刀具都有其特定的用途，例如立铣刀主要用于平面铣削、轮廓铣削等；球头铣刀适合加工曲面。同时，还需要了解刀具的参数，如刀具的直径、长度、刃数、前角、后角等。刀具的直径会影响加工的精度和效率，较大直径的刀具可以在一次走刀中去除更多的材料，但在加工一些狭小区域时可能无法使用；刀具的前角和后角会影响切削力和刀具的寿命。此外，刀具的材料也很重要，常见的刀具材料有高速钢、硬质合金等，硬质合金刀具具有较高的硬度和耐磨性，适用于高速切削加工。
编程坐标系
在CNC编程中，要建立正确的编程坐标系。编程坐标系包括工件坐标系和机床坐标系。工件坐标系是根据工件的形状和加工要求在工件上建立的坐标系，它的原点通常设置在工件的某个特征点上，如工件的中心、某个角点等。机床坐标系是机床本身固有的坐标系，它是CNC系统进行位置控制的基准坐标系。在编程时，需要将工件坐标系与机床坐标系进行关联，通过对刀操作来确定两者之间的关系。例如，在数控铣床上加工一个矩形零件时，可以将工件坐标系的原点设置在矩形的左下角顶点，然后通过对刀操作将该点在机床坐标系中的位置确定下来，这样在编程时就可以按照工件坐标系中的坐标值来编写加工程序。
CNC编程代码基础（G代码和M代码）
G代码和M代码是CNC编程中的核心指令。G代码主要用于控制刀具的运动轨迹，如直线插补（G01）、圆弧插补（G02、G03）、快速定位（G00）等。例如，G01指令可以使刀具按照指定的速度直线移动到目标位置，在编写平面铣削程序时经常会用到。M代码则主要用于控制机床的辅助功能，如主轴的启动（M03）、停止（M05），冷却液的开（M08）、关（M09）等。掌握G代码和M代码的基本功能和格式是编写CNC程序的关键。不同的CNC系统可能会对G代码和M代码有一些细微的差异，需要根据具体的机床控制系统进行学习和调整。

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（二）UG（Unigraphics）
软件特点
UG是美国Unigraphics Solution公司开发的一套集CAD、CAM、CAE功能于一体的三维参数化软件，是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，用于航空、航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。它提供可靠、精确的刀具路径，能直接在曲面及实体上加工，具有良好的使用者界面，客户也可自行设计界面。它还拥有多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径，并且有完整的刀具库、加工参数库管理功能，包含二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割等多种加工功能，还具备大型刀具库管理、实体模拟切削、泛用型后处理器等功能，并且具有高速铣功能8。
编程方式
在UG中，编程通常基于零件的三维模型。首先进行零件的建模，可以使用其强大的参数化建模功能创建精确的几何模型。然后进入加工模块，选择数控车加工类型，如车削、车铣复合等。与Mastercam类似，需要设置刀具参数、加工工艺参数等。UG的优势在于其对复杂零件的加工编程能力。例如，对于具有复杂内部结构和外部轮廓的航空零部件，编程人员可以利用UG的高级建模和加工功能，进行多轴联动的数控车铣复合编程。通过设置不同的加工工序，如粗车、精车、螺纹加工等，并对每个工序进行详细的参数设置，包括刀具路径的优化、切削力的控制等，UG能够生成高质量的加工程序。
与数控系统的适配
UG可以与多种主流数控系统进行适配。它的后处理器能够根据不同数控系统的要求生成相应的程序代码。由于UG应用于高端制造领域，在与一些高精度、高性能的数控系统适配时，能够充分发挥数控系统的多轴联动、高速加工等功能。例如，在与FANUC 30i系列数控系统适配时，可以实现高速、高精度的车铣复合加工，满足航空航天等领域对零件加工精度和效率的严格要求。

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坐标系统
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。正确选择和设置坐标系对于准确编程和加工至关重要，它是确定刀具运动轨迹和加工位置的基础。
G - code和M - code
G - code（几何代码）：是CNC（计算机数控）机床的编程语言，用于指示机器移动位置、移动速度以及要遵循的路径。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，它是一种非切割运动，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，常用于机床直线切割材料或3D打印机直线挤出材料等操作；G02和G03命令分别要求机器以圆形模式顺时针和逆时针移动，在加工圆弧等形状时会用到，并且需要定义旋转中心或弧线起点与弧线中心点的距离等参数。
M - code（辅助功能代码）：与G - code配合使用来生成完整的数控程序。例如，M03命令用于打开主轴，并且可以使用S参数设置主轴速度，如M30 S1000将以1000RPM的速度打开主轴。M代码还包括其他功能，如冷却液的开关（M08打开冷却液，M09关闭冷却液）、程序结束（M30）等。
二、数控铣床编程基础
坐标系与坐标值
与数控车床类似，数控铣床也有自己的坐标系，通常采用笛卡尔坐标系。在编程时需要准确确定工件在坐标系中的位置，包括X、Y、Z三个坐标轴的坐标值。对于一些复杂的零件，可能还涉及到多个坐标系的转换，例如在加工斜面上的形状时，可能需要建立局部坐标系。
编程指令
除了通用的G - code和M - code指令外，数控铣床编程还有一些特定的指令。例如，在进行平面铣削时，需要使用到平面铣削指令，设置切削深度、切削宽度、进给速度等参数；在进行曲面加工时，要根据曲面的形状和加工要求选择合适的曲面加工指令，并且要考虑刀具的路径规划，以保证加工精度和表面质量。
刀具路径规划
在数控铣床编程中，刀具路径规划是非常重要的环节。对于简单的形状，如矩形、圆形等，可以直接根据几何形状确定刀具的运动轨迹。但对于复杂的三维曲面，就需要使用专门的算法和软件工具来生成合理的刀具路径。例如，采用等高线加工、环绕等距加工等方法，避免刀具在加工过程中发生碰撞，同时提高加工效率和表面质量。

课程介绍

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解决方法：根据工件的材料、刀具的性能以及加工要求等因素合理设置参数。可以参考刀具制造商提供的切削参数推荐值，结合实际的加工经验进行调整。在进行新的工件加工时，先进行试切，根据试切结果对参数进行优化。
坐标系错误：
表现形式：程序中的坐标系选取不当，导致加工位置偏差。比如将坐标系原点设置错误，如果本应以工件右端面为原点，却误设置为左端面为原点，那么加工出来的零件在轴向的尺寸就会完全错误。或者在加工过程中，没有正确转换坐标系，导致刀具的运动轨迹不符合预期。
解决方法：在编程前，要仔细确定坐标系的原点位置，根据工件的形状和加工要求选择合适的坐标系。在程序中如果需要转换坐标系，要使用正确的指令进行转换，并且要确保转换的时机和方式正确。
刀具路径错误：
表现形式：程序中的刀具轨迹设计不合理，导致刀具碰撞或轨迹混乱。例如，在进行内孔加工时，刀具的退刀路径没有考虑到内孔壁的限制，可能会导致刀具碰撞内孔壁；或者在加工复杂轮廓时，刀具路径规划不当，导致加工效率低下，出现过多的空行程或者重复切削。
解决方法：在编程前，要对工件的加工轮廓进行详细分析，合理规划刀具路径。可以使用一些绘图软件或者数控编程软件中的刀具路径模拟功能，预先查看刀具的运动轨迹是否合理，根据模拟结果对刀具路径进行优化。

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四、Hypermill
功能特点
Hypermill是德国OPEN MIND公司开发的集成化NC编程CAM软件。它向用户提供了完整的集成化CAD/CAM解决方案，用户可以在熟悉的CAD界面里直接进行NC编程，统一的数据模型和界面，直接完成从设计到制造的全部工作，是一种高端和低端都适用的CAM软件。其最大优势表现在五轴联动方面，包含自动干涉检查、独立五轴联动、动态变化刀轴倾角等功能，只需一次装夹即可完成所有工序。在运算速度方面也有很大改善，如加工发动机阀帽内部面，原来运算需要67小时，现在仅需6.7小时14。
适用场景
特别适用于五轴联动加工的场合。在汽车、工具、模具、机械、航空航天等领域的五轴加工中应用广泛，比如航空叶轮、叶片、结构件的铣削。
五、Caxa
功能特点
Caxa软件便宜，与CAD兼容性好，在教学应用中广泛使用。它能够满足基本的数控编程需求，对于简单的零件加工编程较为方便。具有

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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