三门UG加工编程培训
三门UG加工编程培训
混合编程是将绝对值编程和增量值编程结合使用的一种编程方式。在实际编程中，可以根据零件的形状和加工要求，灵活选择绝对值编程和增量值编程的部分，以达到简洁、准确编程的目的。例如，在一个零件的加工中，对于一些关键尺寸的定位可以使用绝对值编程，而对于一些连续的轮廓加工可以使用增量值编程。
数控加工程序编写要点
一、零件图纸分析
几何形状分析
在编写数控程序之前，必须对零件的几何形状进行详细分析。要明确零件是由哪些基本几何形状组成的，如圆柱面、圆锥面、平面、曲面等。对于复杂形状的零件，可能需要将其分解为多个简单的几何形状来分别进行编程。例如，一个带有圆柱部分、圆锥过渡部分和平面的轴类零件，需要分别考虑每个部分的加工方法和刀具路径。同时，要注意零件上的各种特征尺寸，如直径、长度、角度等，这些尺寸将直接影响到编程中的坐标计算和刀具路径规划。
尺寸精度与表面质量要求分析
不同的零件有着不同的尺寸精度和表面质量要求。高精度的尺寸要求在编程时需要更加精确地控制刀具的运动和切削参数。例如，如果零件的某个直径尺寸要求公差在±0.01mm以内，那么在编程时需要考虑刀具的磨损补偿、切削力对工件尺寸的影响等因素。对于表面质量要求高的零件，如需要达到镜面效果的平面，可能需要选择合适的刀具、切削速度和进给量，并且可能需要进行多次精加工操作。此外，还要分析零件上不同表面之间的相互关系，如垂直度、平行度等要求，以便在编程中采取相应的措施来保证这些要求的实现
在这个实例中，需要精确控制螺纹的螺距和每次的切削深度，采用G32指令可以实现单步的螺纹车削。如果使用UG等编程软件，在软件中创建带有螺纹的三维模型，选择螺纹车削加工方式，设置螺纹的参数（如公称直径、螺距、螺纹长度等）以及刀具参数，软件会自动生成刀具路径和数控程序，并且可以进行螺纹的虚拟加工模拟，直观地查看螺纹的加工效果。
（三）复杂轮廓车削实例
零件分析与工艺规划
对于一个具有复杂轮廓的回转体零件，例如包含圆弧、锥面和特殊曲线的零件。首先要对零件的轮廓进行详细分析，确定加工顺序，可能需要先进行粗加工去除大部分余量，然后对不同的轮廓区域（如圆弧部分、锥面部分等）分别进行精加工。
编程过程
手工编程时，可能需要混合使用绝对坐标和增量坐标编程方式。例如，在加工一个包含R10圆弧和锥面的零件时，程序可能如下：
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。
二、盘类零件的编程实例
简单盘类零件
例如一个盘类零件，毛坯为φ55㎜×18㎜盘料，φ12 + 0.05㎜内孔及倒角和左右两端面已加工过，材料为45钢2。
工艺方案：采用阶梯切削路线编程法，刀具每次运动的位置都需编入程序。
刀具选择：根据加工要求选择合适的刀具，如外圆车刀等。
编程要点：
编程时要考虑盘类零件的特点，由于其直径较大而厚度相对较小，在切削力的控制上要更加谨慎。例如，在车削外圆时，要根据零件的尺寸和材料合理设置切削深度和进给速度，避免因切削力过大导致零件变形。
如果采用分层切削的方式，要准确计算每层的切削深度和刀具的移动轨迹，以保证加工精度。
复杂盘类零件
对于一些有特殊形状要求的盘类零件，如带有圆弧面、锥面等复杂形状的盘类零件。
工艺方案：需要详细分析零件的形状，确定合适的加工顺序。可能先加工平面，再加工外圆，最后加工特殊形状部分。
刀具选择：除了常规的外圆车刀、切槽刀等，可能还需要圆弧车刀等特殊刀具。
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以下是一些数控车床编程实例分析：
实例一：
零件描述：如图2 - 16所示工件，毛坯为φ45㎜×120㎜棒材，材料为45钢，数控车削端面、外圆。
工艺方案及加工路线确定：
装夹方式：对短轴类零件，轴心线为工艺基准，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：
粗车端面及φ40㎜外圆，留1㎜精车余量。
精车φ40㎜外圆到尺寸。
机床设备选择：根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求，故选用CK0630型数控卧式车床。
刀具选择：根据加工要求，选用两把刀具，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，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。
切削用量确定：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，详见加工程序。
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X55、Z20处。
编写程序（以CK0630车床为例）：
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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
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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。
一、数控车床编程实战案例
简单轴类零件加工
零件分析：假设要加工一个简单的轴类零件，其形状为圆柱形状，直径为
50
50mm，长度为
200
200mm。材料为45号钢。
工艺规划：首先进行粗车，去除毛坯余量，粗车时切削深度可以设置为
3
3mm，进给量为
0.3
0.3mm/r，主轴转速为
800
800r/min。然后进行精车，切削深度为
0.5
0.5mm，进给量为
0.1
0.1mm/r，主轴转速为
1200
1200r/min。
编程实现：采用绝对值编程方式。在编程中，先确定工件坐标系，一般以工件右端面中心为原点。使用G90（外圆切削循环）指令进行粗车编程，例如：G90 X44 Z - 200 F0.3 S800; 这里X44表示粗车后的直径，Z - 200表示车削长度，F0.3是进给量，S800是主轴转速。精车时使用G01指令，如：G01 X50 Z - 200 F0.1 S1200; 最后加上M30指令表示程序结束。
圆锥轴加工
零件分析：圆锥轴的大端直径为
60
60mm，小端直径为
40
40mm，圆锥长度为
100
100mm。
工艺规划：同样先粗车后精车。粗车时采用分层切削的方法，每层切削深度为
3
3mm。精车时保证表面质量。
编程实现：在编程中，要根据圆锥的锥度计算出刀具在X和Z方向的坐标变化。对于圆锥的加工，可以使用G90指令结合锥度的计算进行编程。例如，先计算锥度
=
(
60
−
40
)
/
100
=0.2
K=(60−40)/100=0.2，然后在G90指令中设置相应的参数，如G90 X54 Z - 100 K - 0.2 F0.3 S800; 这里的K - 0.2表示锥度，其他参数含义同前。精车时根据准确的尺寸进行编程，如G01 X60 Z - 100 F0.1 S1200。 二、数控铣床编程实战案例
平面铣削案例
零件分析：加工一个长方形的平面零件，长为
200
200mm，宽为
100
100mm，厚度为
10
10mm。工艺规划：选择合适的铣刀，如直径为
20
20mm的立铣刀。先进行粗铣，铣削深度为5
5mm，进给量为
100
100mm/min，主轴转速为
1000
1000r/min。然后进行精铣，铣削深度为
0.5
0.5mm，进给量为
50
50mm/min，主轴转速为
1500
1500r/min。
编程实现：在编程时，首先确定工件坐标系，一般以零件的一个角点为原点。使用平面铣削指令进行编程，例如，在粗铣时，设置切削参数，包括切削深度、进给量、主轴转速等，然后确定刀具的运动轨迹，按照长方形的轮廓进行铣削。精铣时调整切削参数，以获得较好的表面质量。
曲面加工案例
零件分析：加工一个半球形的曲面零件，半径为
50
50mm。
工艺规划：由于是曲面加工，需要选择合适的曲面加工刀具，如球头铣刀。根据曲面的形状和精度要求，确定加工路径和切削参数。可以采用等高线加工的方法，从顶部开始逐步向下加工。
编程实现：编程时要考虑曲面的数学模型，根据球的方程计算出刀具在不同位置的坐标。使用曲面加工指令，设置刀具路径参数，如行距、步距等。例如，在一些数控系统中，可以使用G02和G03指令结合球头铣刀的半径补偿功能来实现曲面的加工。在加工过程中，要注意刀具的切削方向和切削力的控制，避免出现过切或欠切的现象。
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