椒江SolidWorks培训
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一、数控编程的概念与意义
数控编程是利用计算机编写程序来指导数控机床进行加工操作的过程。它是现代制造业中的关键技术，通过编写数控程序，能精确控制数控机床的刀具运动轨迹、速度、切削参数等，从而将原材料加工成符合设计要求的零件。这一技术使得制造过程自动化程度提高，生产效率和加工精度都得到极大提升，在航空航天、汽车制造、模具制造等众多领域有着广泛的应用。
二、数控编程语言
G - code（几何代码）
G - code是CNC（计算机数控）机床最常用的编程语言。它由一系列的命令组成，这些命令指示机器移动位置、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，是一种非切割运动，用于快速定位；G01命令指示机器以设定速度直线移动，用于实际的切割或加工操作。不同的G代码命令有着不同的功能，如G02命令要求机器以圆形模式顺时针移动，G03命令则是逆时针移动等。在编写程序时，需要根据加工要求合理选择和组合这些命令。
M - code（辅助功能代码）
M - code主要用于控制机床的辅助功能，如主轴的启动、停止、冷却液的开关等。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1000 RPM的速度打开主轴。在一个程序段中只能有一个M指令有效，如果出现两个或两个以上的M指令时，则只有最后一个M指令有效，其余无效
N0010 G59 X0 Z100 ;设置工件原点
N0020 G90
N0030 G92 X55 Z20 ;设置换刀点
N0040 M03 S600
N0050 M06 T01 ;取1号90°偏刀，粗车
N0060 G00 X46 Z0
N0070 G01 X0 Z0
N0080 G00 X0 Z1
N0090 G00 X41 Z1
N00100 G01 X41 Z - 64 F80 ;粗车φ40㎜外圆，留1㎜精车余量
N0110 G28
N0120 G29 ;回换刀点
N0130 M06 T03 ;取3号90°偏刀，精车
N0140 G00 X40 Z1
N0150 M03 S1000
N0160 G01 X40 Z - 64 F40 ;精车φ40㎜外圆到尺寸
N0170 G00 X55 Z20
N0180 M05
N0190 M02
实例二：
零件描述：如图2 - 17所示变速手柄轴，毛坯为φ25㎜×100㎜棒材，材料为45钢，完成数控车削。
工艺方案及加工路线确定：
装夹方式：对细长轴类零件，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。
直径编程与半径编程
在数控车编程中，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。在实际加工中，大多数情况下采用直径编程，因为回转体零件图纸的径向尺寸标注和加工时的测量都是直径值，这样便于编程计算。例如，在车削一个直径为40mm的外圆时，采用直径编程直接写X40即可，如果采用半径编程则需要写X20，并且要对系统进行相应的设定更改，否则会导致加工尺寸错误5、14、17。
X向和Z向的脉冲当量关系
一般来说，X向的脉冲当量应取Z向的一半。脉冲当量是指每个脉冲信号使数控机床移动部件产生的位移量。由于车床在X方向（直径方向）的移动量是半径方向的两倍，为了保证加工精度，X向的脉冲当量设置为Z向的一半。例如，在进行一些精密的圆弧加工或者锥面加工时，这种脉冲当量的设置可以使加工出来的零件形状更加精确，避免因为脉冲当量设置不合理而产生的形状误差。
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程序结构与格式
数控程序通常由程序号、程序段、程序结束符等部分组成。程序段是程序的基本组成单位，每个程序段包含一个或多个指令。常见的程序段格式为字地址符格式，即每个指令由地址符和数字组成。例如，G01 X10 Y20 F100表示刀具以直线运动方式移动到坐标(X = 10,Y = 20)的位置，进给速度为100mm/min。在编写程序时，要按照数控系统规定的程序结构和格式进行编写，并且要注意指令的书写顺序和语法规则，确保程序的正确性和可读性。
常用指令的使用
在数控编程中，需要熟练掌握常用的G、M、F、S、T指令的功能含义及编程格式。G指令主要用于控制刀具的运动轨迹，如G00、G01、G02、G03等；M指令用于控制机床的辅助功能，如M03、M05（主轴停止）等；F指令用于设置进给速度，即刀具的移动速度；S指令用于设置主轴转速；T指令用于选择刀具。例如，在车削加工中，T0101表示选择1号刀具并调用1号刀具补偿值。在使用这些指令时，要根据加工要求正确设置指令参数，并且要注意不同数控系统之间指令的差异。
数控编程与加工的案例分析
一、轴类零件数控车削加工案例
零件分析
假设要加工一个简单的轴类零件，其形状为圆柱状，一端有一个轴肩，另一端有一段螺纹。材料为45钢，毛坯为直径50mm的棒料，长度为100mm。尺寸精度要求为直径公差±0.05mm，长度公差±0.1mm，表面粗糙度要求为Ra3.2μm。对于这个零件，其几何形状相对简单，主要由圆柱面和螺纹组成。在加工过程中，需要先进行粗车削，去除大部分余量，然后进行精车削以达到尺寸精度和表面质量要求，最后进行螺纹加工
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N20 M03 S500;
N30 T0101;
N40 G00 X46 Z2;
N50 G99 G01 Z0 F0.2;
N60 X40 Z - 20;（粗车锥面部分）
N70 Z - 50;（粗车圆柱部分）
N80 X45;
N90 G00 Z2;
N100 M05;
N110 T0100;
精车程序（O2002）：
N10 G50 X100 Z100;
N20 M03 S800;
N30 T0202;
N40 G00 X39.5 Z2;
N50 G99 G01 Z0 F0.1;
N60 X40 Z - 20;（精车锥面）
N70 Z - 50;（精车圆柱）
N80 X40.5;
N90 G00 Z2;
N100 X100 Z100;
N110 M05;
N120 T0200;
二、数控铣床编程实例
加工顺序的确定
在分析零件图样时，要确定正确的加工顺序。例如对于一个既有外圆加工又有内孔加工的零件，一般先进行外圆加工，再进行内孔加工。因为外圆加工时，零件的刚性较好，不容易产生变形。如果先加工内孔，在后续的外圆加工过程中，由于切削力等因素可能会导致内孔变形，影响零件的精度。对于复杂形状的零件，要按照先粗加工后精加工的顺序进行，粗加工去除大部分余量，为精加工留下合适的加工余量，通常粗加工余量在0.5 - 2mm左右，具体数值根据零件的材料、尺寸和加工要求等因素确定。
切削用量的选择
切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量。切削速度的选择与零件的材料、刀具的材料和刀具的直径等因素有关。例如，加工硬度较高的合金钢零件时，切削速度要比加工普通碳钢零件低。一般来说，高速钢刀具的切削速度低于硬质合金刀具。对于直径为10mm的硬质合金刀具，加工碳钢零件时，切削速度可以在100 - 200m/min之间。进给量的大小影响加工表面的粗糙度和加工效率，粗加工时可以选择较大的进给量，如0.2 - 0.5mm/r，精加工时则要减小进给量，通常在0.05 - 0.15mm/r。背吃刀量是指刀具在一次切削中切入工件的深度，粗加工时背吃刀量较大，可在1 - 5mm，精加工时背吃刀量较小，一般在0.1 - 0.5mm
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