椒江数控机床技术培训2024/12/13 9:07:44
椒江数控机床技术培训从一开始学习数控编程就要注重培养规范的操作习惯，这一点往往比单纯学习技术更为重要。在操作数控机床时，要严格按照操作规程进行操作，例如在开机、关机、装夹工件、更换刀具等操作过程中，遵循正确的步骤。
参考机床性能手册
切削用量（切削速度、进给量和背吃刀量）的合理设置对加工质量和效率至关重要。在确定切削用量时，首先要参考机床的性能手册。不同型号和规格的机床，其主轴功率、转速范围、进给系统的刚性等参数不同，这些参数会限制切削用量的取值范围。例如，对于一台主轴功率较小的数控车床，在车削硬度较高的材料时，如果切削速度设置过高，可能会导致主轴过载，影响机床寿命甚至造成故障。
结合工件材料特性
工件材料的硬度、韧性等特性也会影响切削用量的选择。对于硬度较高的材料（如淬火钢），应选择较低的切削速度和较小的进给量，适当增加背吃刀量；而对于软质材料（如铝合金），则可以适当提高切削速度和进给量。例如，车削铝合金零件时，切削速度可以设置为较高的值，如500 - 1000m/min，进给量可以在0.1 - 0.3mm/r之间，背吃刀量根据零件的加工余量确定，这样可以在保证加工质量的同时提高加工效率。
考虑刀具的耐用度
刀具的耐用度是限制切削用量的重要因素。如果切削用量过大，会导致刀具磨损加剧，缩短刀具的使用寿命。在实际编程中，要根据刀具的材质、涂层等因素来合理调整切削用量。例如，使用硬质合金刀具车削普通碳钢时，为了保证刀具的耐用度，切削速度一般控制在100 - 300m/min，进给量在0.1 - 0.2mm/r左右，背吃刀量根据加工余量和加工精度要求确定。
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编程过程
首先，使用专业的CAD软件（如UG）创建叶轮的三维模型。在建模过程中，精确地构建叶片的曲面形状、轮毂的结构等。然后，将模型导入到CAM模块中。在CAM模块里，选择合适的加工刀具，如球头铣刀，根据钛合金的材料特性设置切削用量，切削速度设置为50 - 80m/min，进给量设置为0.05 - 0.1mm/z，切削深度设置为0.2 - 0.5mm。接着，设置多轴联动加工策略，因为叶轮的叶片是扭曲的，需要采用多轴联动加工才能保证加工精度。软件根据设置的参数自动生成刀具路径，经过优化后，将刀具路径转换为数控加工程序。最后，将程序传输到五轴联动数控车床进行加工。通过这种基于CAD/CAM一体化软件的自动编程方式，成功地加工出了满足精度要求的叶轮零件，大大提高了生产效率和产品质量。
（二）宏程序在数控车编程中的应用案例
案例背景
在汽车零部件制造中，某企业需要加工一批形状相似但尺寸略有不同的轴类零件。这些零件的基本形状相同，都有圆柱段、圆锥段和螺纹段，但圆柱段的直径、圆锥段的锥度以及螺纹的规格在不同零件之间有一定的变化。如果采用传统的编程方法，每次都需要重新编写程序，效率非常低。
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二、视频教程的优势
直观性
视频教程可以直观地展示CNC编程的操作过程。例如，在讲解刀具路径规划时，通过视频可以清楚地看到刀具在三维模型中的运动轨迹，这比单纯的文字或图片描述更加容易理解。对于一些复杂的加工操作，如多轴联动加工，视频能够生动地展示各个轴的运动配合关系，帮助学习者更好地掌握编程原理。
循序渐进的学习
优质的视频教程通常是按照从基础到高级的顺序进行教学的。以UG编程教程为例，开始会先介绍UG软件的基本界面和操作方法，然后逐步深入到二维草图绘制、三维建模，最后才是CNC编程部分。这种循序渐进的教学方式有助于学习者逐步建立起完整的知识体系，避免因为知识跳跃而产生困惑。
CNC编程入门教程书籍推荐
一、《数控机床编程与操作》（王齐麟著）
内容全面性
这本书是CNC操作与编程领域的经典教材之一。书中详细介绍了CNC机床的基本知识，包括机床的结构、工作原理等内容。例如，它会对不同类型的CNC机床（如数控铣床、数控车床等）的特点进行分析，让读者对CNC机床有一个全面的认识。
在编程方面，涵盖了常用的编程指令，如G代码和M代码的详细讲解。对于每个指令，都会给出具体的用法示例和说明，帮助读者理解指令的功能和应用场景。同时，还介绍了加工工艺相关知识，包括刀具的选择、切削参数的确定等。这对于编程人员来说非常重要，因为合理的加工工艺是保证加工质量和效率的关键因素。
书中还包含了故障排除的内容。在CNC编程和加工过程中，难免会遇到各种故障，如程序出错、机床报警等。这本书会介绍一些常见故障的原因分析和解决方法，提高读者解决实际问题的能力。
适合人群
由于其内容结构清晰，非常适合初学者入门。对于那些没有太多CNC编程基础的人来说，通过学习这本书可以快速建立起对CNC编程的基本概念和操作方法的理解。
二、《数控机床编程与操作实例教程》（李文华著）
实例教学
这本书以实例为主，通过一系列实际操作案例来讲解CNC编程与操作的基本原理和技巧。例如，书中会给出一些具体的零件加工案例，从零件的图纸分析开始，逐步讲解如何进行编程、选择刀具、设置加工参数等。通过这些实例，读者可以更加直观地了解CNC编程在实际生产中的应用。
在每个实例中，都会详细地展示编程思路和步骤。这有助于读者学习如何根据不同的零件要求进行编程，培养读者解决实际问题的能力。而且，通过多个实例的学习，读者可以接触到不同类型的零件加工，拓宽编程思路。
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二、局限性
前期准备工作耗时
对于简单工件的加工，自动编程可能并不适用。因为在使用自动编程软件时，需要先建立零件的模型，然后设置刀具、毛坯等参数，这一系列的前期准备工作在加工简单工件时相对比较耗时。例如加工一个简单的轴类零件，如果采用自动编程，需要花费时间在软件中构建轴的模型、选择刀具等，而手工编程可能只需要简单的计算和指令编写就能快速完成编程任务。
程序冗长
在加工复杂曲面时，自动编程生成的程序可能会非常冗长。一个复杂曲面的加工程序可能达到几十兆大小，这对于机床的内存是一个挑战，可能需要在线加工，因为机床内存无法存储这么大的程序。例如在加工一些具有复杂自由曲面的艺术雕塑模型时，自动编程生成的数控程序会很长，对机床的存储和处理能力提出了较高的要求。
加工路径不够灵活
自动编程生成的加工路径可能存在一些空行程，不够灵活。由于软件是按照一定的算法和规则生成刀具路径的，可能无法像手工编程那样根据编程人员的经验进行优化。在一些对加工效率要求极高且零件形状较为特殊的情况下，自动编程生成的加工路径可能会有较多的空行程，导致加工时间延长，加工效率降低。
存在编程误差
使用编程软件编的程序存在编程误差。虽然自动编程能够保证较高的精度，但由于软件算法、模型离散化等因素，在一些高精度要求的加工中，可能会出现编程误差。例如在加工一些超精密的光学镜片模具时，自动编程生成的程序可能无法完全满足极高的精度要求，需要人工进行进一步的优化和调整。
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2. 复杂轴类零件
零件描述：毛坯为φ25㎜×100㎜棒材，材料为45钢，需加工端面、外圆、内孔、螺纹等。
工艺方案：
用三爪自定心卡盘夹持φ25外圆一头，使工件伸出卡盘85㎜，用顶尖顶持另一头，一次装夹完成粗精加工。
工步顺序：手动粗车端面、手动钻中心孔、自动加工粗车φ16㎜、φ22㎜外圆（留精车余量1㎜）、自右向左精车各外圆面（包括倒角、车削不同直径外圆及长度控制）、粗车槽、精车槽以及切断等操作。
刀具选择：T01为粗加工刀（90°外圆车刀），T02为中心钻，T03为精加工刀（90°外圆车刀），T05为切槽刀（刀宽为2㎜），T07为切断刀（刀宽为3㎜，刀具补偿设置在左刀尖处）。
编程示例：
Nc
复制
O0002 (程序号)
T0101 (调用刀具1)
M03 S800 (主轴正转，转速800r/min)
G00 X50 Z2 (快速定位到X50, Z2)
G01 X26 Z-85 F80 (粗车外圆，进给速度80mm/min)
G00 X100 Z100 (快速返回安全位置)
T0202 (调用刀具2)
G00 X15 Z-1 (快速定位到X15, Z-1)
G81 X15 Z-2 R1 F50 (钻中心孔)
G00 X100 Z100 (快速返回安全位置)
T0303 (调用刀具3)
G00 X50 Z2 (快速定位到X50, Z2)
G01 X17 Z-35 F60 (精车φ16外圆，进给速度60mm/min)
G01 X23 Z-85 F60 (精车φ22外圆，进给速度60mm/min)
G00 X100 Z100 (快速返回安全位置)
T0505 (调用刀具5)
G00 X25 Z-40 (快速定位到X25, Z-40)
G01 X25 Z-50 F50 (切槽，进给速度50mm/min)
G00 X100 Z100 (快速返回安全位置)
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（二）数控铣编程实例
假设要加工一个带有矩形槽和圆形孔的平面零件。
工艺分析
确定加工顺序，先加工矩形槽，再加工圆形孔。选择合适的铣刀，如立铣刀。
对于切削用量，根据刀具材料、工件材料和加工要求确定。例如，主轴转速为1000r/min，进给速度为100mm/min，切削深度为5mm。
编程过程
设立工件坐标系：使用G54 - G59指令中的一个来设定工件坐标系，假设使用G54，在机床参数中设置好坐标系原点的位置。
加工矩形槽：
快速定位到矩形槽的起始点，使用G00指令，如G00 X10 Y10。
采用G01指令进行直线插补加工矩形槽的四条边，如G01 X50 F100（加工一条边），然后通过改变坐标值加工其他边。
加工圆形孔：
快速定位到圆形孔的中心附近，如G00 X30 Y30。
使用G02或G03指令进行圆弧插补加工圆形孔，根据孔的半径和加工要求编写指令，如G02 X30 Y30 I0 J - 10 F80（假设孔半径为10mm）。
程序结束：同样使用M05和M30指令结束程序。通过这些实例可以看出，在数控编程手工编程过程中，需要根据零件的形状、加工要求、刀具和切削用量等多方面因素进行综合考虑，编写合理的加工程序。1314
四、数控编程手工编程的技巧与经验
（一）熟悉机床和数控系统
机床特性的掌握
了解机床的结构、工作范围和精度等特性是非常重要的。不同类型的机床，如车床、铣床、加工中心等，其运动轴的数量和布局不同。例如，车床主要是X轴（径向）和Z轴（轴向）的运动，而铣床有X、Y、Z三个轴向运动。了解机床的行程范围，可以避免编程时出现超程现象。例如，如果机床X轴的行程是500mm，编程时就不能让刀具运动到超出这个范围的位置。
熟悉机床的精度等级，对于加工高精度零件时合理设置加工参数很有帮助。比如，对于精度要求为±0.01mm的零件，需要选择精度较高的机床，并在编程时考虑刀具磨损补偿等因素，以确保加工精度。
数控系统功能的深入了解
不同的数控系统可能会有一些独特的功能指令和编程规则。例如，FANUC系统和Siemens系统在G指令和M指令的使用上有一定差异。熟悉数控系统支持的编程方式，如绝对值编程、相对值编程、极坐标编程等，能够根据零件的特点选择合适的编程方式。比如，对于圆形轮廓的加工，使用极坐标编程可能会使程序更加简洁。同时，了解数控系统的参数设置，如进给速度的上限、加速度等参数，有助于优化程序的运行效率。
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