临平数控速成培训班
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一、Mastercam
功能特点
Mastercam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，Mastercam可以方便地设计出复杂的模具型腔曲面，并且能够准确地生成刀具路径进行加工。
适用场景和用户群体
它适合中小企业，因为其价位适中，并且操作相对简单。在工业界及学校广泛采用，对于初学者来说是一个比较容易上手的数控编程软件。它可以用于各种类型的数控加工，如铣削、车削、线切割等。
使用体验和优势
它的刀具路径模拟功能非常实用，可以在编程后直观地查看刀具的运动路径，及时发现可能存在的问题，如刀具干涉、过切等。同时，它的后处理功能也比较完善，可以根据不同的数控机床生成合适的G代码程序。
二、PowerMill
功能特点
PowerMill是一款功能强大、加工策略丰富的数控加工编程软件系统。它可以为用户带来最佳的加工方案，进而提高加工效率。其刀路计算快，在加工大型模具时优势明显。例如在汽车模具制造中，对于大型的覆盖件模具，PowerMill能够快速计算出合理的刀具路径，减少加工时间。
适用场景和用户群体
主要适用于模具加工行业，特别是对于大型模具的加工。对于那些需要提高加工效率、减少手工修整的模具制造企业来说是一个很好的选择。
使用体验和优势
它可以快速产生粗、精加工路径，并且任何方案的修改和重新计算几乎在瞬间完成，能够缩短85%的刀具路径计算时间，对2 - 5轴的数控加工包括刀柄、刀夹进行完整的干涉检查与排除，这有助于提高加工的安全性和质量。
三、HyperMILL
功能特点
二、盘类零件
盘类零件的特点与应用
盘类零件也是数控车床常见的加工对象。这类零件的直径通常较大，厚度相对较小，具有回转体的形状。盘类零件在机械装置中主要起支撑、密封、连接等作用。例如，在汽车的变速箱中，有许多盘类零件，如齿轮盘、离合器盘等。这些盘类零件的表面可能会有孔、槽、齿形等特征。在工业泵中，叶轮也是一种盘类零件，它的形状和精度会直接影响泵的性能。
数控车床加工盘类零件的要点
在数控车床加工盘类零件时，首先要注意装夹方式的选择。由于盘类零件的厚度相对较小，如果装夹不当，容易引起变形。通常可以采用三爪卡盘或者专用夹具进行装夹。在加工顺序方面，一般先加工外圆和端面，然后再加工内孔等其他特征。例如在加工一个带有内孔和键槽的齿轮盘时，先将盘类毛坯装夹好，车削外圆和一个端面，然后再掉头装夹，车削另一端面和内孔，最后再加工键槽等特征。此外，对于盘类零件上的一些高精度要求的表面，如与其他部件配合的端面或者内孔，也需要通过数控车床的精确加工来保证精度。
G02（顺时针圆弧插补）和G03（逆时针圆弧插补）：分别用于控制刀具沿顺时针和逆时针方向进行圆弧插补运动，在加工圆弧轮廓时使用。使用这两个指令时，除了指定圆弧的终点坐标外，还需要确定圆弧的圆心位置（可以通过圆心相对于起点的坐标增量I、J来表示）以及进给速度。
G40（刀具半径补偿撤销）、G41（左偏刀具半径补偿）和G42（右偏刀具半径补偿）：刀具半径补偿指令在考虑刀具实际刀尖为圆弧形状时非常重要。G41用于刀具在加工轨迹左侧进行半径补偿，G42用于右侧，G40则是撤销半径补偿。
G50（车床工件坐标系设定）：用来设定工件坐标系，确定工件原点在机床坐标系中的位置。
G90（按绝对坐标编程）和G91（按相对坐标编程）：G90表示程序段中的运动坐标数字为绝对坐标值，即坐标值是相对于工件坐标系原点的；G91表示程序段中的运动坐标数字为增量坐标值，是相对于前一位置的坐标增量。
M指令（辅助功能指令）：
M00、M01（程序停止、计划停止）：M00会无条件停止程序的执行，需要人工干预才能继续；M01是计划停止，只有当机床操作面板上的“任选停止”按钮被按下时才会生效。
M03、M04、M05（主轴指令：正转、反转、停转）：用于控制主轴的旋转方向和停止。例如在车削外圆时，通常先使用M03指令使主轴正转，然后刀具再进行切削加工。
M06（换刀）：用于在加工过程中需要更换刀具的情况。
M07、M08、M09（冷却液：2号开、1号开、关）：用于控制冷却液的开启和关闭，以保证加工过程中的冷却效果，提高刀具寿命和加工质量。
M10、M11（工件、夹具等：夹紧松开）：对工件或夹具进行夹紧和松开操作。
M02、M30（程序：结束、结束并返回）：M02表示程序结束，而M30不仅表示程序结束，还会使程序指针返回程序开头，方便下一次加工。
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数控车床在加工过程中可能会遇到多种缺陷，这些缺陷不仅影响加工质量和效率，还可能导致设备故障。以下是常见的加工缺陷及其预防措施：
1. 加工精度不足
原因：
车床的精度不够高。
操作人员的操作不当。
刀具磨损或不匹配。
切削参数设置不当。
机床刚性不足。
预防措施：
选择高精度的车床设备。
定期对车床进行维护和校准。
选择适合加工材料的刀具。
优化切削参数，如切削速度、进给速度等。
确保机床具有足够的刚性。
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在这个示例中：
O1001：程序名称
N10：准备指令
G01：直线插补
X10、Y20、Z5：坐标指令
M06：换刀指令
T01：选择刀具
S1000：设置主轴转速
F100：设置进给速度
G02：圆弧插补
I10、J20：圆弧插补的圆心坐标
M05：主轴停转
M30：程序结束并返回初始位置
通过以上格式的介绍，可以更好地理解数控编程程序的组成和结构。
加工顺序的确定
在加工多特征的零件时，合理安排加工顺序可以提高加工效率和质量。一般来说，先进行粗加工，去除大部分余量，然后进行精加工。例如，对于一个既有外圆又有内孔的零件，先粗车外圆和内孔，再精车外圆和内孔。对于有多个型腔或轮廓的零件，按照从内到外或从外到内的顺序依次加工，可以减少刀具的空行程。
考虑加工过程中的装夹次数，尽量减少装夹次数以提高加工精度。如果可能的话，采用一次装夹完成多个面或特征的加工。例如，对于一个长方体零件，可以设计一种装夹方式，在一次装夹中完成四个侧面和上下表面的部分加工。
刀具的选择和使用
根据零件的材料、形状和加工要求选择合适的刀具。例如，加工硬度较高的合金钢零件，需要选择硬质合金刀具；对于铝合金零件，可以使用高速钢刀具。对于不同的加工特征，选择不同类型的刀具，如加工外圆选择外圆车刀，加工平面选择铣刀，加工螺纹选择螺纹车刀或螺纹铣刀。
在编程时，要考虑刀具的半径补偿和长度补偿。刀具半径补偿可以简化编程，尤其是在加工轮廓时，只需要按照零件轮廓编程，然后通过设置刀具半径补偿值就可以适应不同半径的刀具。刀具长度补偿则用于在使用多把刀具时，保证刀具在Z轴方向的正确位置。
（三）数值计算的简化
利用几何关系简化计算
在计算刀具轨迹坐标时，充分利用零件的几何关系可以简化计算过程。例如，对于对称的零件轮廓，可以只计算一半轮廓的坐标，然后通过镜像等方式得到另一半的坐标。对于有规律的曲线或轮廓，如圆形、椭圆形等，可以利用其数学公式来计算坐标。
对于一些特殊角度（如30°、45°、60°等）的直线或圆弧，利用三角函数关系可以快速准确地计算出坐标值。例如，对于一个45°的斜线，其在X轴和Y轴方向的坐标增量是相等的。
采用近似计算方法
在满足加工精度要求的前提下，可以采用近似计算方法。例如，对于一些非圆曲线，可以用直线段或圆弧段来逼近。在计算逼近的直线段或圆弧段的坐标时，可以采用一些近似算法，如弦线逼近法、切线逼近法等。这样可以在保证加工精度的同时，减少数值计算的工作量。
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