天台UG模具设计培训
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基本概念
数控编程程序格式主要涉及如何组织和编写代码，以便数控机床能够理解和执行。不同的数控系统可能支持不同的编程语言和格式，但大多数数控编程语言遵循一定的标准。
常用数控编程语言
G - code（几何代码）
G - code是最常用的数控编程语言，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，G01表示直线插补，G02表示圆弧插补等。
M - code（辅助代码）
M - code用于控制机床的辅助功能，如换刀、主轴转速、冷却液开启等。例如，M06表示换刀指令，M30表示程序停止并返回初始位置。
T - code（工具选择代码）
T - code用于指定使用的刀具。例如，T01表示选择刀具1，T12表示选择刀具。
S - code（主轴转速代码）
S - code用于设置主轴转速。例如，S1000表示主轴转速为1000转/分钟。
F - code（进给速度代码）
F - code用于设置进给速度。例如，F100表示进给速度为每分钟100单位。
数控编程方式
数控编程是指通过编写程序来控制数控机床进行加工操作的技术。其主要方式有以下几种：
手工编程：
这是最基础且最早期使用的数控编程方法1。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。
一、优化的目标
提高加工效率
通过优化程序格式，可以减少不必要的刀具空行程，使刀具运动路径更加合理。例如在加工一个有多个孔的零件时，合理规划刀具从一个孔到另一个孔的路径，避免刀具的迂回运动。如果不进行优化，刀具可能会在孔与孔之间做一些不必要的长距离移动，增加加工时间。
优化切削参数的设置也可以提高加工效率。在保证加工质量的前提下，适当提高进给速度和主轴转速，可以缩短加工时间。这需要根据刀具、工件材料以及机床性能等因素进行精确调整。
提高加工精度
精确的程序格式有助于提高加工精度。例如，在进行圆弧插补加工时，准确的圆心坐标和半径数据输入可以保证加工出的圆弧形状精度。如果程序格式存在错误或者数据不精确，可能会导致圆弧形状偏差，影响零件的装配和使用性能。
优化程序还可以减少由于程序执行过程中的误差累积而导致的精度问题。例如，在连续的切削加工中，如果程序段之间的衔接不合理，可能会造成刀具在切换程序段时产生微小的停顿或者偏差，通过优化程序格式可以使程序段之间的过渡更加平滑。
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功能：开启机床的切削液系统，使切削液开始对刀具和工件进行冷却和润滑。切削液在加工过程中起着非常重要的作用，可以降低刀具的磨损、提高加工表面质量、带走加工过程中产生的热量等。
适用场景：在几乎所有的切削加工过程中都会使用，特别是在高速切削、重切削或者加工精度要求较高的情况下，切削液的作用更加明显。
M09 - 切削液关闭
功能：关闭机床的切削液系统。一般在加工结束或者不需要切削液时使用。
适用场景：在加工完成后或者在某些不需要切削液的特殊加工工序（如某些干式切削工艺）之后使用。
M30 - 程式结束/自动断电（部分机床）
功能：表示程序结束，并且在部分机床上还会执行自动断电操作。当程序执行到M30指令时，机床会完成当前所有的操作（如主轴停止、切削液关闭等），然后将程序指针复位到起始位置，并且在某些机床设置下会自动切断机床的电源。
适用场景：用于标志整个数控程序的结束，在完成所有加工任务后使用。
不同厂商不同的数控系统可能会对这些代码的功能和使用方式有一些细微的差别，在实际编程时，应以机床的说明书为准。
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二、加工内容的确定与工序设计
选择适合数控车床加工的内容
数控车床主要适用于加工回转体零件，特别是精度要求高、表面粗糙度要求高、表面形状复杂或者带有特殊螺纹的回转体零件。对于一些非回转体零件，如果能够通过装夹或者工艺设计转化为回转体加工的形式，也可以在数控车床上进行加工。例如，某些带有特殊曲线外形的零件，可以通过将其安装在特制的夹具上，使曲线部分围绕车床主轴旋转，从而利用数控车床的精确加工能力进行加工5。
工序内容的确定
分析被加工零件的图样，明确加工内容和技术要求是工序设计的 步。这包括确定零件的形状、尺寸、精度要求、表面粗糙度要求以及热处理要求等。例如，对于一个轴类零件，需要明确其直径尺寸的公差范围、圆柱度要求、表面粗糙度值以及是否需要进行淬火等热处理工艺。
确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。这涉及到选择各加工表面的加工方法、划分加工阶段、划分工序以及安排工序的先后顺序等。
加工方法的选择：每一种表面都有多种加工方法，具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素选用相应的方法。例如，对于精度要求较高的外圆柱面加工，可以选择精车的方法；如果表面粗糙度要求极高，可能还需要在精车之后进行磨削加工。
加工阶段的划分：
粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分多余的金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。例如在加工一个大型轴类毛坯时，粗加工可以采用较大的切削深度和进给量，快速去除大量的材料，提高加工效率。
半精加工阶段：使主要表面达到一定精度，留有一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备。在这个阶段，切削参数会适当调整，以获得较好的表面质量和尺寸精度。
机床坐标系
机床坐标系是数控机床的基本坐标系，它是一个固定的坐标系，其坐标方向和原点由机床制造商确定。例如，在数控车床上，X轴对应径向，Z轴对应轴向；在数控铣床上，X、Y、Z轴分别对应三个空间方向。了解机床坐标系对于确定刀具和工件的相对位置非常重要，是进行数控编程的基础。
编程坐标系（工件坐标系）
编程坐标系是编程人员在编程时根据工件的形状、尺寸和加工要求而建立的坐标系。编程坐标系的原点通常选择在便于测量或对刀的基准位置，如工件的右端面或左端面上。编程时使用的坐标值都是相对于编程坐标系的原点而言的。在数控编程中，需要将编程坐标系与机床坐标系进行正确的转换，以确保加工的准确性。
四、编程方式
绝对值编程
绝对值编程是指在编程时使用相对于编程坐标系原点的坐标值来表示刀具的位置。例如，在数控车床上使用X、Z表示坐标值，在数控铣床上使用X、Y、Z表示坐标值。这种编程方式的优点是坐标值直观，易于理解和检查程序的正确性，但在编写复杂形状的零件程序时，可能会使程序变得冗长。
增量值编程
增量值编程是指在编程时使用相对于前一位置的坐标增量来表示刀具的位置。在数控车床上可以用U、W表示，在数控铣床上同样可以根据坐标轴方向使用相应的增量表示。例如，如果刀具当前位置为(X10,Y10,Z10)，下一个位置相对于当前位置在X方向增加5，Y方向增加3，Z方向不变，那么在增量值编程中可以表示为X5 Y3 Z0。增量值编程适用于一些形状简单、有规律的零件加工，并且可以减少程序中的坐标计算量，但程序的可读性相对较差，需要编程人员对加工路径有清晰的认识。
混合编程
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