文成CAD制图培训2024/12/12 10:32:02
文成CAD制图培训第二阶段学习数控编程技术，在初步了解手工编程的基础上，重点学习基于CAD/CAM软件的交互式图形编程技术，这个阶段要不断地练习编程技巧，提高编程能力；
零件加工偏差问题
圆度偏差
原因分析：可能是由于车床主轴的回转精度不够，例如主轴轴承磨损、主轴跳动过大等原因导致。也可能是工件装夹不合理，如卡盘夹紧力不均匀，使工件在加工过程中发生偏心旋转。另外，刀具磨损或者切削力过大，引起工件变形，也会造成圆度偏差。
解决方法：对于主轴回转精度问题，需要对主轴进行检修，更换磨损的轴承，调整主轴的跳动量在合理范围内。在装夹方面，要确保卡盘的夹紧力均匀，可以采用软爪装夹来提高装夹精度。同时，及时更换磨损的刀具，合理调整切削参数，减小切削力，如降低切削深度和进给量等 15。
直线度偏差
原因分析：机床导轨的直线度误差是一个主要因素，如果导轨磨损或者安装不平行，会直接影响加工工件的直线度。刀具的磨损或者切削刃不锋利，在切削过程中产生的切削力不均匀，也会导致直线度偏差。此外，工件自身的刚性不足，在切削力的作用下发生弯曲变形，也是造成直线度偏差的原因之一。
解决方法：针对导轨问题，要定期对机床导轨进行检查和维护，如进行导轨的修复或者重新调整安装精度。刀具方面，及时磨刀或者更换刀具，保证切削刃的锋利度。对于工件刚性不足的情况，可以采用辅助支撑装置来增加工件的刚性，或者优化加工工艺，如采用分层切削的方式，减小每次切削的切削力 15。
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数控车床编程基础
一、编程特点
数控车床编程具有以下特点：
多种编程方式：可以采用绝对值编程（用X、Z表示）、增量值编程（用U、W表示）或者二者混合编程。例如，在加工一个轴类零件时，如果已知零件各点的绝对坐标，就可以使用绝对值编程；如果是根据上一个加工点来确定下一个加工点的位置，则可采用增量值编程。二者混合编程则可根据实际加工需求灵活运用这两种方式，在一个程序中同时存在绝对值和增量值编程的指令。直径编程与半径编程：直径方向（X方向）系统默认为直径编程，也可以采用半径编程，但必须更改系统设定。在实际加工中，直径编程更符合大多数机械加工的习惯，因为图纸上通常标注的是直径尺寸。不过，在一些特殊情况下，如加工一些小型精密零件时，半径编程可能会更方便数值计算。
X向脉冲当量：X向的脉冲当量应取Z向的一半。这是由于数控车床在径向（X方向）的加工精度通常要求比轴向（Z方向）更高，这种设置有助于提高径向加工的精度控制。
固定循环的应用：采用固定循环，可以简化编程。例如车削圆柱面、圆锥面、螺纹等常见的加工操作，都有对应的固定循环指令。使用固定循环指令，只需设置少量的参数，就可以完成复杂的加工动作，减少了编程的工作量和出错的概率。
刀具半径补偿：编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上为圆弧，因此，当编制加工程序时，需要考虑对刀具进行半径补偿。如果不进行刀具半径补偿，在加工圆弧或圆锥面时，会导致加工尺寸偏差。通过设置刀具半径补偿值，数控系统可以自动根据刀具的实际半径来调整加工路径，保证加工精度。
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二、程序段格式
地址码
程序段地址码（N）：用来指定程序段序号。这个序号有助于对程序段进行排序和管理。在程序执行过程中，如果出现问题，可以通过程序段序号快速定位到相关的程序段进行检查和修改。例如“N001”表示 个程序段。
准备功能地址码（G）：这是数控编程中非常关键的一部分。“G”代码用于控制机床的运动方式，不同的“G”代码代表不同的功能。例如“G01”为直线插补指令，这意味着当数控系统读取到“G01”时，会控制刀具按照直线的轨迹进行运动；“G02”代表顺时针圆弧插补，“G03”则代表逆时针圆弧插补等。不同的“G”代码组合可以实现各种复杂的加工轨迹。
坐标轴地址码（如X、Z等）：其后面的数据字表示刀具在该坐标轴方向应移动的距离。在数控车床中，“X”轴通常代表横向（直径方向）的坐标，“Z”轴代表纵向（轴向）的坐标。例如“X40.0”表示刀具在“X”轴方向移动到坐标值为40.0的位置。
进给速度地址码（F）：其后面的数据字表示刀具进给速度值。例如“F100”表示进给速度为100mm/min。进给速度的准确设置对于加工质量和效率有着重要影响，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。
数据字
数据字是地址码后面跟着的具体数值，它明确了各种操作的具体参数。例如在“X40.0”中，“40.0”就是数据字，表示刀具在“X”轴方向的具体坐标位置或者移动距离。这些数据字的准确性对于实现精确的加工操作至关重要。
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M代码
M代码则用于执行辅助功能，如换刀、开关冷却液等操作。例如，M03命令可以打开主轴，并且可以使用S参数设置主轴速度，像M30 S1000将以1000RPM的速度打开主轴。在编程过程中，M代码与G代码相互配合，共同完成整个加工过程。如果没有正确使用M代码，可能会导致加工过程中的一些辅助操作无法正常进行，比如没有打开冷却液可能会导致刀具过热磨损等问题。
数控车床编程入门方法
一、分析零件图样与确定加工工艺
零件图样分析
首先要仔细分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等。例如，如果零件是由硬度较高的合金钢制成，那么在选择刀具和切削参数时就要考虑刀具的耐磨性和切削力的大小；如果零件形状复杂，有较多的圆弧、倒角等特征，就需要精心规划刀具路径以确保加工精度。对于尺寸精度要求高的零件，如航空航天领域的一些精密零部件，在编程时要精确计算每一步的切削量和刀具运动轨迹。
根据零件的形状，可以将其分解为基本的几何形状，如圆柱、圆锥、圆弧等，这样有助于确定加工顺序和选择合适的刀具。例如，对于一个既有外圆又有内孔的零件，要先确定是先加工外圆还是内孔，以及如何保证内外圆的同轴度。
加工工艺确定
确定正确的加工方法、定位夹紧以及加工顺序、所用刀具和切削用量等，即制定加工工艺。这是数控编程的一个重要环节。其主要目的是确定数控加工的工艺路线、切削用量以及工件的定位、夹紧等。例如，在选择刀具时，要根据加工部位的形状和尺寸选择合适的刀具类型和规格。对于外圆车削，可能选择外圆车刀，其刀具的刀尖半径、主偏角等参数要根据具体的加工要求来确定。切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量，这些参数的选择要考虑刀具材料、工件材料、加工精度等因素。如果切削速度过快，可能会导致刀具磨损加剧；如果进给量过大，可能会影响加工表面质量。在确定定位夹紧方式时，对于轴类零件，如果采用两顶尖定位，要确保顶尖的精度和与工件的配合精度；如果采用卡盘夹紧，要注意卡盘的夹紧力不能过大以免造成工件变形，也不能过小以免在加工过程中工件松动。
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五、实践操作
从简单实例入手：选择一个简单的加工任务，按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式编写加工程序单，然后通过数控车床进行实际加工。例如加工一个简单的圆柱体零件，通过这个过程初步掌握数控车床编程和操作的基本流程和要点。
参考教程和案例：参考一些优秀的数控车床编程教程和案例，这些教程包含丰富的实例和详细的步骤说明，能够帮助更加系统地学习编程。
参加培训或交流：可以参加相关的培训班或工作坊，如济南数控车床操作培训班采用小班授课或1对1辅导的方式，为期1个月，让学员掌握数控车床的基本操作技能和编程技术。在培训过程中与其他同行交流经验，也有助于提高自己的编程水平。
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（二）UG（Unigraphics）
软件特点
UG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。它还拥有多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径，并且有完整的刀具库、加工参数库管理功能，包含二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割等多种加工功能，还具备大型刀具库管理、实体模拟切削、泛用型后处理器等功能，并且具有高速铣功能8。
编程方式
在UG中，编程通常基于零件的三维模型。首先进行零件的建模，可以使用其强大的参数化建模功能创建精确的几何模型。然后进入加工模块，选择数控车加工类型，如车削、车铣复合等。与Mastercam类似，需要设置刀具参数、加工工艺参数等。UG的优势在于其对复杂零件的加工编程能力。例如，对于具有复杂内部结构和外部轮廓的航空零部件，编程人员可以利用UG的高级建模和加工功能，进行多轴联动的数控车铣复合编程。通过设置不同的加工工序，如粗车、精车、螺纹加工等，并对每个工序进行详细的参数设置，包括刀具路径的优化、切削力的控制等，UG能够生成高质量的加工程序。
与数控系统的适配
UG可以与多种主流数控系统进行适配。它的后处理器能够根据不同数控系统的要求生成相应的程序代码。由于UG应用于高端制造领域，在与一些高精度、高性能的数控系统适配时，能够充分发挥数控系统的多轴联动、高速加工等功能。例如，在与FANUC 30i系列数控系统适配时，可以实现高速、高精度的车铣复合加工，满足航空航天等领域对零件加工精度和效率的严格要求。
课程特色：
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