三门逆向造型培训
三门逆向造型培训
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
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%0001
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。
数控编程实战案例
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。
技术要求：如图所示，通过三次调用子程序进行循环加工，每次背吃刀深度为0.9mm（半径值）。
加工工艺的确定：
装夹定位：三爪卡盘夹紧定位，工件前端面距卡爪端面距离40mm。
刀具加工起点及工艺路线：确定刀具加工起点及工艺路线。
加工刀具：外圆端面车刀（刀具主偏角93°，刀具材质为高速钢）。
切削用量：主轴转速460r/min，进给速度80mm/min。
数学计算
坐标系建立：以工件后端面与轴线的交点为程序原点。
节点坐标计算：计算各节点的相对位置坐标值。
编程步骤
编程指令：使用华中世纪星数控系统的编程指令。
程序编写：
-
实战教学
系统课程，全真模拟
-
精选小班
小班授课，精选师资
-
定制课程
顶尖师资，定制课程
-
全程管理
专属班主任全程管理， 细致服务
-
内部教材
精编教材，个性化教学
-
全程跟踪
贴心服务，全程陪伴
F指令用于指定刀具的进给速度，即刀具在切削过程中相对于工件的移动速度。进给速度的单位可以根据机床的设置和加工要求进行选择，如mm/min或mm/r（对于车床）。合适的进给速度对于保证加工质量和效率非常重要。如果进给速度过快，可能会导致刀具磨损加剧、加工精度下降；如果进给速度过慢，则会降低加工效率。
S指令用于指定主轴的转速。主轴转速的选择取决于工件的材料、刀具的材料和直径等因素。例如，在加工硬度较高的材料时，需要选择较低的主轴转速，以防止刀具过快磨损；而在加工直径较小的刀具时，由于刀具的刚性较差，也需要适当降低主轴转速。
T指令用于选择刀具。在数控加工中，通常会使用多把刀具进行不同的加工工序，如车削加工中的外圆车刀、内孔车刀、切断刀等。T指令可以指定刀具的编号，使机床能够自动换刀（如果机床具备自动换刀功能）或提醒操作人员手动换刀。
三、数控编程的方法
三门逆向造型培训
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。
二、UG（Unigraphics）
功能特点：UG Unigraphics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，多样的加工方式便于设计组合高效率的刀具路径，还包含完整的刀具库、加工参数库管理功能，涵盖二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割等多种加工类型，并且具有大型刀具库管理、实体模拟切削、泛用型后处理器等功能，还具有高速铣功能。
优势：在处理复杂的三维模型加工时具有很大的优势，其强大的CAD功能可以方便地进行零件的三维建模，然后直接基于模型进行数控编程。在航空航天等高端制造业
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