转塘学数控编程

时间 2024/12/9 12:00:52

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来源：杭州夏坤数控培训||浙江省杭州市江干区下沙经济开发区学源街68号杭州职业技术学院第一实验楼

转塘学数控编程中级课程：中级课程费用一般在5000 - 8000元左右。这类课程会在基础课程之上，增加一些复杂零件的编程、CAD/CAM软件的基础应用等内容，例如数控铣床加工中心编程与操作（初、中、高、宏程序）等课程内容。

转塘学数控编程

（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。

转塘学数控编程

坐标系统
加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向。C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为＋C向，顺时针为－C向。加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面或左端面上。正确选择和设置坐标系对于准确编程和加工至关重要，它是确定刀具运动轨迹和加工位置的基础。
G - code和M - code
G - code（几何代码）：是CNC（计算机数控）机床的编程语言，用于指示机器移动位置、移动速度以及要遵循的路径。例如，G00命令以最大速度将机器从当前位置移动到指定的坐标，它是一种非切割运动，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；G01命令指示机器以设定速度直线移动，常用于机床直线切割材料或3D打印机直线挤出材料等操作；G02和G03命令分别要求机器以圆形模式顺时针和逆时针移动，在加工圆弧等形状时会用到，并且需要定义旋转中心或弧线起点与弧线中心点的距离等参数。
M - code（辅助功能代码）：与G - code配合使用来生成完整的数控程序。例如，M03命令用于打开主轴，并且可以使用S参数设置主轴速度，如M30 S1000将以1000RPM的速度打开主轴。M代码还包括其他功能，如冷却液的开关（M08打开冷却液，M09关闭冷却液）、程序结束（M30）等。
二、数控铣床编程基础
坐标系与坐标值
与数控车床类似，数控铣床也有自己的坐标系，通常采用笛卡尔坐标系。在编程时需要准确确定工件在坐标系中的位置，包括X、Y、Z三个坐标轴的坐标值。对于一些复杂的零件，可能还涉及到多个坐标系的转换，例如在加工斜面上的形状时，可能需要建立局部坐标系。
编程指令
除了通用的G - code和M - code指令外，数控铣床编程还有一些特定的指令。例如，在进行平面铣削时，需要使用到平面铣削指令，设置切削深度、切削宽度、进给速度等参数；在进行曲面加工时，要根据曲面的形状和加工要求选择合适的曲面加工指令，并且要考虑刀具的路径规划，以保证加工精度和表面质量。
刀具路径规划
在数控铣床编程中，刀具路径规划是非常重要的环节。对于简单的形状，如矩形、圆形等，可以直接根据几何形状确定刀具的运动轨迹。但对于复杂的三维曲面，就需要使用专门的算法和软件工具来生成合理的刀具路径。例如，采用等高线加工、环绕等距加工等方法，避免刀具在加工过程中发生碰撞，同时提高加工效率和表面质量。

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解决方法：根据工件的材料、刀具的性能以及加工要求等因素合理设置参数。可以参考刀具制造商提供的切削参数推荐值，结合实际的加工经验进行调整。在进行新的工件加工时，先进行试切，根据试切结果对参数进行优化。
坐标系错误：
表现形式：程序中的坐标系选取不当，导致加工位置偏差。比如将坐标系原点设置错误，如果本应以工件右端面为原点，却误设置为左端面为原点，那么加工出来的零件在轴向的尺寸就会完全错误。或者在加工过程中，没有正确转换坐标系，导致刀具的运动轨迹不符合预期。
解决方法：在编程前，要仔细确定坐标系的原点位置，根据工件的形状和加工要求选择合适的坐标系。在程序中如果需要转换坐标系，要使用正确的指令进行转换，并且要确保转换的时机和方式正确。
刀具路径错误：
表现形式：程序中的刀具轨迹设计不合理，导致刀具碰撞或轨迹混乱。例如，在进行内孔加工时，刀具的退刀路径没有考虑到内孔壁的限制，可能会导致刀具碰撞内孔壁；或者在加工复杂轮廓时，刀具路径规划不当，导致加工效率低下，出现过多的空行程或者重复切削。
解决方法：在编程前，要对工件的加工轮廓进行详细分析，合理规划刀具路径。可以使用一些绘图软件或者数控编程软件中的刀具路径模拟功能，预先查看刀具的运动轨迹是否合理，根据模拟结果对刀具路径进行优化。

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四、Hypermill
功能特点
Hypermill是德国OPEN MIND公司开发的集成化NC编程CAM软件。它向用户提供了完整的集成化CAD/CAM解决方案，用户可以在熟悉的CAD界面里直接进行NC编程，统一的数据模型和界面，直接完成从设计到制造的全部工作，是一种高端和低端都适用的CAM软件。其最大优势表现在五轴联动方面，包含自动干涉检查、独立五轴联动、动态变化刀轴倾角等功能，只需一次装夹即可完成所有工序。在运算速度方面也有很大改善，如加工发动机阀帽内部面，原来运算需要67小时，现在仅需6.7小时14。
适用场景
特别适用于五轴联动加工的场合。在汽车、工具、模具、机械、航空航天等领域的五轴加工中应用广泛，比如航空叶轮、叶片、结构件的铣削。
五、Caxa
功能特点
Caxa软件便宜，与CAD兼容性好，在教学应用中广泛使用。它能够满足基本的数控编程需求，对于简单的零件加工编程较为方便。具有

课程介绍

转塘学数控编程

切削参数
切削参数包括切削速度、进给量和切削深度。合理设置这些参数可以有效提高加工效率和工件质量。例如：
切削速度：单位时间内刀具沿工件表面的移动距离
进给量：刀具每转一周时工件的移动距离
切削深度：每次切削的深度
工艺规划
工件装夹
选择合适的装夹方式，确保工件在加工过程中的稳定性和精度。常见的装夹方式有夹具装夹和直接装夹。
加工工艺
根据工件的几何形状和加工要求，制定合理的加工工艺。例如，先加工外表面，再加工内孔，最后加工螺纹等。
示例程序
以下是一个简单的数控车编程示例：

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二、平面外轮廓零件数控铣削加工案例
零件分析
考虑一个平面外轮廓零件，形状为矩形，四个角为圆角，中间有一个圆形凹槽。毛坯为62mm×62mm×21mm的长方料，材料为45钢。尺寸精度要求为轮廓尺寸公差±0.1mm，圆形凹槽的直径公差±0.05mm，表面粗糙度要求为Ra3.2μm。这个零件的主要加工部分为平面外轮廓和圆形凹槽，需要分别进行编程和加工18。
工艺规划
加工方法与工艺路线：首先采用平口钳装夹毛坯，铣削上表面作为基准面。然后进行平面外轮廓的粗铣削，留0.5mm的精加工余量。粗铣削完成后，进行精铣削，将外轮廓加工到设计尺寸。接着进行圆形凹槽的粗铣削和精铣削。
刀具选择：选择直径为10mm的立铣刀进行外轮廓和圆形凹槽的铣削。
对刀点选择：选择工件上表面的一个角点作为对刀点，方便确定刀具与工件的相对位置。
程序编写
在数控铣床上，采用混合编程方式。程序如下：
程序号：O0002
程序段1：G90 G54 G00 X0 Y0 Z100;（设置绝对编程模式，选择工件坐标系，刀具快速定位到初始点）
程序段2：M03 S1000;（主轴正转，转速为1000r/min）
程序段3：T0101;（选择1号刀具并调用1号刀具补偿值）
程序段4：G00 X - 31 Y - 31 Z5;（刀具快速定位到粗铣削外轮廓起始点）
程序段5：G94 F100;（设置进给速度单位为mm/min）
程序段6：G41 G01 X - 25 Y - 25 D01;（建立刀具半径左补偿，刀具以直线运动方式移动到轮廓起点）
程序段7：G01 Z - 5 F50;（

课程特色：

1.师资力量雄厚，各老师都拥有丰富的实践经验和教学经验，富有责任心，老师全程跟踪解决学员后顾之忧。

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