分析零件图
首先要确定零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等。比如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。根据这些因素判断零件是否适合在数控机床上加工,以及适合在哪种数控机床上加工。
工艺处理
在分析零件图的基础上进行工艺分析,确定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹定位方法等)、加工路线(如对刀点、换刀点、进给路线)及切削用量(如主轴转速、进给速度和背吃刀量等)等工艺参数。例如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。
数学处理
对于一些复杂形状的零件,需要进行数学计算。例如在加工圆弧、曲线等形状时,要计算出相关的坐标点。这可能涉及到一些几何数学知识,如计算圆弧的圆心坐标、半径等,以确保刀具能够准确地沿着所需的路径进行加工。
编写程序
根据前面确定的工艺参数和计算结果,按照数控系统规定的指令代码和程序段格式编写程序。例如在G - code编程中,使用不同的G代码指令(如G00快速定位、G01直线插补等)和M代码指令(如M03主轴正转等)来编写程序。
程序校验和首件试切
编写好程序后,需要进行程序校验。可以利用数控系统提供的模拟功能,检查刀具路径是否正确,是否存在干涉等问题。然后进行首件试切,对加工出来的首件零件进行检验,如尺寸精度、形状精度等是否满足要求,如果不满足需要对程序进行修改调整。
常见的数控编程语言
一、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之一,用于定义机床的几何移动和工艺参数。
G代码的基本结构
一般来说,G - code命令由字母G加上数字组成,例如G00、G01等。每个G代码指令都有特定的功能。以G01为例,它表示直线移动到特定位置。在G01指令后面通常会跟上表示目标位置的X、Y、Z坐标值以及表示进给率(执行移动的速度)的F值。例如代码G01 X247.951560 Y11.817060 Z - 1.000000 F400.000000要求数控机床从当前位置直线移动到坐标X247.951560、Y11.817060和Z - 1.000000,速度为400mm/min10。
常见的G代码指令
G00:以最大速度将机器从当前位置移动到指定的坐标,机器将同时移动所有轴,以便同时完成行程,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。
G02和G03:G02命令要求机器以圆形模式顺时针移动,G03命令指示机器以圆形模式逆时针移动。在执行这两个指令时,除了终点参数外,还需要定义旋转中心,或弧线起点与弧线中心点的距离,通常使用I和J参数来定义中心点相对于始发点或上一个命令的终点的偏移量10。
G28:要求机器将移动到其参考点或home位置。为了避免碰撞,可以包括一个带有X、Y和Z参数的中间点,工具将在转到参考点之前通过该点。
G90和G91:用于告诉机器如何解析坐标值。G90为绝对模式,工具的定位始终相对于绝对点或零点;G91为相对模式,工具的定位相对于最后一点,此模式也称为增量模式10。
G - code在数控加工中的应用示例
在数控铣削加工一个简单的圆形零件时,首先可以使用G00将刀具快速定位到接近工件的起始位置,然后使用G01进行直线切削,当需要加工圆形轮廓时,可以使用G02或G03指令。例如,要加工一个半径为10mm的半圆,假设起始点为(0,0),终点为(20,0),圆心在(10,0),可以使用G01将刀具移动到半圆的起点,然后使用G02 X20 Y0 I10 J0指令来加工这个半圆。
二、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。
M代码的格式和特点
M - code同样是由字母M加上数字组成,如M03、M05等。这些指令通常与G - code指令配合使用,以完成完整的加工过程。
常见的M代码指令
M03:用于打开主轴正转。在使用时,可以结合S参数设置主轴速度,例如M03 S1000将以1000RPM的速度打开主轴。
M05:用于停止主轴转动。在加工完成后或者需要更换刀具等操作时,会使用到这个指令。
M08:用于打开冷却液。在切削加工过程中,冷却液可以起到冷却刀具和工件、冲走切屑等作用。
M09:用于关闭冷却液。当加工结束或者不需要冷却液时,使用这个指令。
M - code与G - code的协同工作
在一个完整的数控加工程序中,G - code和M - code是相辅相成的。例如,在开始加工前,先使用M03 Sxxx指令启动主轴,然后使用G - code指令控制刀具进行加工,加工完成后使用M05停止主轴,再使用M09关闭冷却液等。
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3. 编程步骤
自动编程:使用CAM软件生成初步的刀具路径。
手动调整:编程人员根据实际需求对生成的刀具路径进行手动调整和优化。
仿真验证:进行加工仿真,确保调整后的刀具路径正确无误。
输出数控程序:将最终的刀具路径转换为数控程序,输出到机床控制系统。
四、总结
数控车编程方式的选择取决于零件的复杂程度、生产批量和企业的设备条件。手工编程适用于简单零件和小批量生产,自动编程适用于复杂零件和大批量生产,而混合编程则结合了两者的优点,适用于中等复杂度的零件加工。选择合适的编程方式,可以提高生产效率和加工质量。3 14
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