沙门MasterCAM数控编程培训
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一、数控车编程方式介绍
数控车编程是通过编写程序来控制数控车床进行加工操作的技术。它需要将零件的加工要求、工艺参数等转化为数控系统能够识别的指令代码。
（一）编程的基本要素
坐标系
数控车床的坐标系包括机床坐标系和工件坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，是制造和调整机床的基础。工件坐标系则是编程人员在编程时根据工件的形状、尺寸和加工要求所建立的坐标系，它以工件上的某一点为原点，方便编程计算。例如，在加工轴类零件时，通常将工件坐标系的原点设置在工件的右端面或左端面中心，X轴对应径向，Z轴对应轴向28。
精加工阶段：主要任务是保证主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求，全面保证加工质量。此时，切削深度和进给量会更小，以确保加工精度。
光整加工阶段：对零件精度和表面粗糙度要求很高的表面需要进行光整加工，目的是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。例如采用研磨、珩磨等工艺。
工序的划分原则：
工序集中原则：指每一道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。这样可以减少装夹次数，提高加工精度，同时也有利于提高生产效率。例如，在一道工序中可以同时进行外圆车削、内孔车削和螺纹加工等。
工序分散原则：就是将工件加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。这种原则适用于加工设备精度不高或者工人技术水平有限的情况，可以通过增加工序来保证加工质量。
加工顺序的安排：
先粗后精：先进行粗加工，去除大量的材料，然后再进行精加工，逐步提高零件的精度。这是因为粗加工时切削力大，如果先进行精加工，可能会破坏已经加工好的表面精度。
先远后近：在车削加工中，对于回转体零件，从离刀具安装位置较远的部位开始加工，逐步向靠近刀具的部位加工。这样可以减少刀具的空行程，提高加工效率。
内外交叉原则：当零件既有内表面又有外表面需要加工时，要交替进行内、外表面的加工。例如，先加工外圆，再加工内孔，然后再对外圆进行进一步的加工等。
基面先行原则：先加工基准面，为后续的加工提供准确的定位基准。例如在加工轴类零件时，先加工两端面，以此作为后续车削外圆和内孔的基准。
G - code是CNC（计算机数控）机床的编程语言，它告诉机器做什么或怎么做某事。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，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；G02命令要求机器以圆形模式顺时针移动，除了终点参数，还需要定义旋转中心；G03命令与G02类似，但为逆时针运动。这些G - code命令是构建数控车床加工程序的基本元素，通过合理组合这些命令，可以让刀具按照预定的路径对工件进行加工6。
M - code（辅助功能代码）
除了G - code，数控车床编程还需要M - code命令来生成完整的程序。一些常见的M - code命令需要适当的参数。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 - code命令主要用于控制机床的辅助动作，如主轴的启停、冷却液的开关等。
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编程效率高，减少人为错误。
可以处理复杂的几何形状和多轴联动加工。
生成的程序更加优化，提高加工质量和效率。
缺点：
需要购买和维护专门的软件，成本较高。
对编程人员的计算机操作技能要求较高。
二、数控编程步骤
数控编程通常包括以下几个步骤：
1. 分析零件图
目的：确定零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等。
方法：仔细阅读零件图样，了解零件的技术要求。
示例：加工一个航空航天领域的高精度零件，材料可能是钛合金，形状复杂，尺寸精度要求极高，批量可能较小。
2. 工艺处理
目的：确定零件的加工方法、加工路线及切削用量等工艺参数。
方法：
选择合适的工夹具和装夹定位方法。
确定对刀点、换刀点、进给路线等。
计算主轴转速、进给速度和切削深度等切削用量。
示例：在加工一个轴类零件时，可能采用三爪自定心卡盘装夹，对刀点设置在工件右端面与轴心线的交点，根据刀具和工件材料确定合适的主轴转速、进给速度和切削深度等。
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工艺规划
同样先选择合适的刀具。加工顺序为先加工圆柱部分，再加工锥度部分，最后加工圆弧倒角部分。在计算坐标时，需要根据零件的尺寸和形状确定各个转折点的坐标值。
编程步骤
以下是一个可能的编程示例：
Plaintext
复制
O0002;
G50 X100 Z100;
T0101;
M03 S1000;
G00 X30 Z2; （快速定位到圆柱加工起始位置）
G01 Z - 30 F0.2; （加工圆柱部分）
X35; （退刀）
G00 Z2;
X20; （快速定位到锥度加工起始位置）
G01 X30 Z - 15 F0.15; （加工锥度部分）
X32; （退刀）
G00 Z - 13; （快速定位到圆弧加工起始位置）
G02 X36 Z - 15 R2 F0.1; （加工圆弧倒角部分）
X40; （退刀）
G00 X100 Z100;
M05;
M30;
数控车床手工编程常见问题与解决方法
一、工艺问题
加工顺序不合理
问题描述：如果加工顺序安排不当，可能会导致零件加工精度难以保证或者加工效率低下。例如，在加工一个既有内孔又有外圆的零件时，如果先加工外圆后加工内孔，由于加工内孔时的切削力可能会使已经加工好的外圆产生变形。
解决方法：对于这类零件，应先加工内孔，再加工外圆。这样可以利用内孔作为后续外圆加工时的定位基准，减少加工误差。在规划加工顺序时，一般遵循先粗后精、先主后次、先面后孔等原则。例如，在加工一个复杂的轴类零件时，先粗车外圆和端面，去除大部分余量，然后再精车外圆、加工键槽等次要特征，最后进行表面处理等工序。
数控编程功能代码是数控机床能够理解和执行的指令代码，主要分为准备功能代码（G代码）和辅助功能代码（M代码）等，它们在数控加工过程中起着至关重要的作用。
一、准备功能代码（G代码）概念与作用
准备功能G代码用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种操作。它就像是给数控机床下达的各种动作指令，指挥刀具如何相对于工件进行运动，例如是直线移动、圆弧移动，还是快速定位等。G代码是数控编程中不可或缺的部分，不同的G代码对应着不同的机床操作。
例如，G00指令代表快速定位，这个指令可以让刀具以机床设定的最快速度从当前位置移动到指定的坐标位置。在实际加工中，当刀具需要快速接近工件或者快速转移到下一个加工位置时，就会用到G00指令。这种快速定位功能可以大大提高加工效率，减少不必要的空行程时间。
指令体系
G代码有一套完整的指令体系，每个指令都有其特定的格式和功能。例如G01是直线插补指令，其格式为G01 X(U)__Z(W)F(mm/min)。这意味着当执行G01指令时，刀具将按照直线插补方式移动到指定位置，其中X、Z或者U、W表示坐标值，F表示进给速度，所有的坐标都可以联动运行。再比如G02和G03分别是顺时针和逆时针方向的圆弧插补指令，它们在加工圆弧形状的工件时使用。
不同的数控机床系统可能会对G代码的具体功能和使用方式有一些细微的差别，但总体的功能和基本原理是相似的。例如在某些系统中，G代码可能还涉及到更复杂的加工操作，如G32、G33用于等螺距螺纹切削（分别对应英制和公制），这就要求编程人员必须根据所使用的机床系统来准确编写G代码程序。
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