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数控编程实用13篇

引论:我们为您整理了13篇数控编程范文,供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源,期望它们能够激发您的创作灵感,让您的文章更具深度。

数控编程

篇1

其中数控车床由于具有高效率、高精度和高柔性的特点,在机械制造业中得到广泛应用。但是,要充分发挥数控车床的作用,核心点在编程,即根据不同的零件的特点和精度要求,编制合理、高效的加工程序。

下面以FANUC0-Oi系统为例,就数控车床加工编程方法做些探讨。

一、正确选择和设立程序原点:

在数控车编程时,首先要选择工件上的一点作为数控程序原点,并以此为原点建立工件坐标系。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单,尺寸换算少,引起的加工误差小等条件。为了提高零件加工精度,方便计算和编程,通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面的交点上,尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

二、合理选择进给路线:

进给路线是指刀具在整个加工工序中的运动轨迹,即刀具从对刀点开始进给运动起,一直到结束加工程序后退刀返回该点及所经过的路径,是编写程序的重要依据之一。合理地选择进给路线对于数控加工尤为重要,应遵守进给路线短的原则,在满足换刀需要和确保安全的前提条件下,使起刀点尽量靠近工件,减少空走刀行程,缩短进给路线,节省执行时间;在安排刀具回零路线时,尽量缩短两刀之间的距离,以缩短进给路线,提高生产效率;粗加工或半精加工,毛坯余量较大时,应采用循环加工方式,采取最短的切削进给路线,减少空行程时间,提高生产效率,降低刀具磨损。同时,要考虑如何保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求,合理选取起刀点、切入点和切入方式,认真思考刀具的切入和切出路线,尽量减少在轮廓处停刀,以免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。对于一些复杂曲面零件的加工,可以采用宏程序编程,从而减少和免除编程时烦琐的数值计算,精简程序。

三、加工程序编制实例。

以图示零件(毛坯是直径145mm的棒料)来分析数控车削工艺制订和加工程序的编制。分粗精加工两道工序完成加工。根据零件的尺寸标注特点及基准统一的原则,编程原点选择零件左端面。

Φ45底孔已手动钻削,外圆及孔加工程序编制如下:

四、结束语:

总之,在回转体零件的加工中,我们需要掌握一定的数控车床编程技巧,编制出合理、高效的加工程序,保证加工出合格产品,同时使数控车床能安全、可靠、高效地工作。

篇2

Key words: numerical control;programming;skill

中图分类号:TP313 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)12-0033-02

1 具有扎实的基础知识

数控机床加工受控于程序指令,加工的全过程都是按程序指令自动进行的。数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程,而且还要包括切削用量,走刀路线,刀具尺寸以及机床的运动过程。我们要想熟练的掌握数控编程,首先必须了解数控机床的组成及工作原理,对数控机床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。其次要具有扎实的数学基础,例如在手工编程中要遇到一些复杂形状零件的基点的计算,可根据零件图样给定的尺寸,运用代数、三角函数、几何或解析几何的有关知识,直接求出数值。再次,数据结构、离散数学、计算机高级语言,编译原理,这些是计算机科学的基础,如果不掌握它们,很难写出高水平的程序。程序人人都会写,但当你发现写到一定程度很难提高的时候,就应该回过头来学学这些最基本的理论。同时,金属切削与刀具也是我们必须要掌握的基础知识,在实习的过程中,用相同的加工程序加工出来的零件表面粗糙度却有较大的差别,这主要是刀具的角度刃磨不合理,刀具的刃磨在数控加工中显得尤为重要。

2 丰富的想象力

不要拘泥于固定的思维方式,遇到问题时要多想几种解决问题的方案,试试别人从未想到的方法,丰富的想象力是建立在丰富的知识基础上,除计算机之外,多涉猎其它的学科,比如天文、地理、数学等等。开阔的思维对程序员来说很重要。

3 最简单的是最好的

这也许是所有科学都遵循的一条准则,简单的方法更容易被人理解,更容易实现,更容易维护。遇到问题时优先考虑最简单的方案,只有简单方案不能满足时再考虑复杂的方案。例如简单的外圆加工,我们就可以直接利用G01来实现,没必要用G71来加工。再例如在数控铣削加工中,如果要实现零件的粗精加工,可以将刀具的运动轨迹编制成子程序,通过改变刀具半径补偿值和调用子程序来加工。

4 不钻牛角尖

当你遇到障碍时,不妨暂时远离电脑,看看窗外的风景,听听轻音乐,和朋友聊聊天。当我编程遇到障碍的时候,我会暂时看会报纸或者杂志,让负责编程的那部分大脑细胞得到充分的休息。当重新开始工作的时候,我会发现那些难题会迎刃而解。

5 对答案的渴求

人类自然科学的发展史就是一个渴求得到答案的过程,即使只能得到答案的一小部分也值得我们去付出。只要你坚定信念,一定能找到答案,你才会付出精力去探索,即使最后没有得到答案,在过程中你也会学到很多东西。例如刚开始学习用宏程序加工椭圆,程序怎么也不运行,第二天重新仔细看了一遍,原来在三角函数的角度外面忘记加一个中括号。虽然我第一天没有把程序编制成功,但是我在这个过程中至少对变量的使用、控制语句加深了理解。当然在三角函数的角度上一定要加中括号这一点,使我牢记心中。

6 多与别人交流

三人行必有我师,也许和别人一次不经意的谈话中,就可以迸发出灵感的火花。多读读别人的程序,看看别人对问题的看法,会对你有很大启发。例如下图的加工实例,我就从别人的程序中学到了很好的编程思想和非常有用的见解,写出来大家共享。(图1)

尺寸为?准100x25mm的圆柱加工20个半径均为5.0mm的花边槽(仅编制铣削花边槽的程序)。(表1)

上面编写的普通程序综合运用了子程序的嵌套、旋转坐标系。每次加工完一个孔,然后将坐标系绕工件原点旋转18°,程序非常简洁。这又进一步拓宽了我的编程思路,向更高方向的发展迈进了一步。

7 良好的编程风格

注意养成良好的习惯,如程序中要使用程序段号、字与字之间要有空格、多写注释语句等,使程序清晰,便于阅读和修改。大家都知道如何排除代码中的错误,却往往忽视了对注释的排错。注释是程序的一个重要的组成部分,它可以使你的代码更容易理解,而如果代码已经清楚地表达了你的思想,就不必再加注释了,如果注释和代码不一致,那就更加糟糕。指令代码的格式严格按照语法来书写,变量的命名规则要始终一致。

总之,随着科学技术的飞速发展,数控机床由于具有优越的加工特点,在机械制造业中的应用越来越广泛,为了充分发挥数控机床的作用,我们需要在编程中掌握一定的技巧,编制出合理、高效的加工程序,保证加工出符合图纸要求的合格工件,同时能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控车床能安全、可靠、高效地工作。本文总结的一些具体结论适用于FANUC0i数控机床,但是它表现的编程思想具有普遍意义。要编制合理高效的加工程序,必须要熟悉所使用机床的程序语言并能加以灵活运用,了解机床的主要参数,深入分析零件的结构特点、材料特性及加工工艺等。

参考文献:

[1]荣瑞芳,关雄飞.数控加工工艺与编程.西安电子科技大学出版社,2006,8.

[2]陈红康,杜洪香.数控编程与加工.山东大学出版社,

篇3

在利用CAM软件进行五轴数控铣削刀具轨迹编制时,主要内容包括刀具轴矢量控制、轨迹驱动方式、进退刀处理、五轴数控机床后处理与五坐标机床加工仿真模拟等方面的工作。由于五轴加工时产品的复杂性和刀具轴控制的灵活性和多样性,导致五坐标联动加工编程的难度和复杂性较大。一般CAM软件都提供五轴铣削数控编程功能,其主要包括(1)旋转四轴:多用于带旋转工作台或配备绕X、Y轴的旋转台的的四轴加工;如对外圆上的槽或型腔进行加工;(2)五轴底刃铣削:用于铣刀的底刃对空间曲面进行加工,避免传统球头刀的加工,此时需要对刀轴矢量进行合理的控制;(3)侧刃五轴:利用铣刀的侧刃对空间的曲面进行加工,避免球头刀的R切削,能大幅度提高曲面粗精加工的效率;(4)五轴顺序铣削与五面体加工:多用于铣削工步内容比较多的多面体加工,如立卧转换五面体加工中心可一次加工产品上的五个面或内外腔的场合,多用于工序的复合化加工;(5)曲线五轴:对空间的曲面曲线进行五轴曲线加工;(6)五轴钻孔:对空间的孔进行钻孔加工,多用于孔的位置不再三个基准平面上比较特殊的场合,如圆锥面上的孔或产品上孔位的轴线方向变化的场合。

四轴五轴加工的基础是理解刀具轴的矢量变化。四轴五轴加工的关键技术之一是刀具轴的矢量(刀具轴的轴线矢量)在空间是如何发生变化的,而刀具轴的矢量变化是通过摆动工作台或主轴的摆动来实现的。对于矢量不发生变化的固定轴铣削场合,一般用三轴铣削即可加工出产品,五轴加工关键就是通过控制刀具轴矢量在空间位置的不断变化或使刀具轴的矢量与机床原始坐标系构成空间某个角度,利用铣刀的侧刃或底刃切削加工来完成。刀具轴的矢量变化控制一般有固定矢量、曲面法线、固定点、直线导动、直纹面导动、刀具轨迹投影、点位与任意矢量连续插补等方式。

UnigraphicsNX软件在刀具轴矢量控制方面表现得更加灵活,尤其是其提供的插补刀具轴矢量控制和顺序铣削编程功能能够使得用户很轻松得完成所期望的五坐标联动铣削刀具轨迹目标。

CAXA制造工程师2011版具备五轴铣削编程功能,设置较为简单,学生入手较快,有利于初学者理解五轴铣削编程功能的认识和理解。一般使用CAXA制造工程师打基础,使得UnigraphicsNX软件更容易理解。

二、后处理程序开发模式

五坐标数控铣削加工编程的后处理程序开发的主要内容包括:①算法处理:主要针对多坐标加工时的坐标变换、跨象限处理、进给速度控制。②数控系统控制指令的输出:主要包括机床种类及机床配置、机床的定位、插补、主轴、进给、暂停、冷却、刀具补偿、固定循环、程序头尾输出等方面的控制。③格式转换:数据类型转换与圆整、字符串处理等:主要针对数控系统的输出格式如单位、输出地址字符等方面的控制。UnigraphicsNX 采用UGPostBuilder,采用基于TCL语言的二次开发功能完成用户开发。CAXA制造工程师2011版不具备针对各种数控系统用户二次开发功能,常用RTCP功能对机床的运动精度和数控编程进行简化,利用软件自带的后处理文件编程,灵活性和针对性不好,但作为教学足够了。

三、机床加工仿真模拟

美国CGTech的产品VERICUT,它可用来在编程阶段校验加工程序的准确性,能够让编程人员对NC加工环境进行仿真。应用VERICUT,可对包括工装夹具在内的整个机床建模,它的易修改的控制程序库使得NC程序在仿真环境中的运行,完全模拟了在机床上的运行。一些CAM系统本身具备校验功能,内部校验检查的是内部的CAD/CAM数据,它们在上机床执行前往往已被转换多次了。外部校验系统则不仅能检查内部CAM文件,还能够校验G代码。NC校验软件能够校验不同CAM系统生成的程序,用同样的手段校验所有的NC程序,使编程人员能够对所用的各种CAM系统得到稳定的可靠的结果。NC校验软件能够减少甚至省略在机床上进行人工的修正,这不仅节省了编程时间,更能使机床被解放出来完全用于加工产品。校验程序还可使返工、加工出废品和损坏加工刀具的可能性降到最低。

篇4

1.合理确定加工路线

在实际进行数控编程时,确定加工路线的原则应在保证零件加工精度和表面粗糙度的条件下,应尽可能缩短加工路线,以便提高生产率。

在加工编程过程中应根据具体情况考虑以下几点:

1.1 精、粗加工分开

1.1.1 确保加工精度

首先应考虑粗、精加工分开的原则,先粗加工再精加工,通常在一次装卡中,不允许将零件某一部分表面加工完毕后,再加工零件的其他表面。如图1所示的零件,数控加工中应先切除整个零件的大部分余量,再将其表面精车一遍,以满足加工精度和表面粗糙度的要求。有同轴度要求的内外圆柱面或者有垂直度要求的外圆与端面,应尽可能在一次装夹中完成,以减小工件的定位误差。

图1

1.1.2 防工件变形

对于容易发生加工变形的零件,通常粗加工后需要进行矫形,这时粗加工和精加工作为两道工序,可以采用不同的刀具或不同的数控车床加工。对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件,应将粗车和精车分开,划分成两道或更多的工序。将粗车安排在精度较低、功率较大的数控车床上,将精车安排在精度较高的数控车床上。以图2(a)所示手柄零件为例,说明工序的划分。

图2

该零件加工所用坯料为?30棒料,批量生产,加工时用一台数控车床。工序划分如下:

第一道工序(按图b所示将一批工件全部车出,包括切断),夹棒料外圆柱面,工序内容有:先车出?12 和?20 两圆柱面及圆锥面(粗车掉R42圆弧的部分余量),转刀后按总长要求留下加工余量切断。

第二道工序(见图c),用?12外圆及?20端面装夹,工序内容有:先车削包络SR7球面的30°圆锥面,然后对全部圆弧表面半精车(留少量的精车余量),最后换精车刀将全部圆弧表面一刀精车成形。

在数控加工划分工序时,一定要视零件的结构与工艺性,零件的批量,机床的功能,零件数控加工内容的多少,程序的大小,安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。什么零件宜采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则,也要根据实际情况来确定,但一定要力求合理。

1.2 加工路线的确定

图3给出了三种不同的轮廓粗车切削进给路线。

图3

其中图a为矩形循环进给路线,其路线总长最短,图b为三角形循环进给路线;图c表示利用数控系统具有的封闭式复合循环功能控制车刀沿着工件轮廓线进行进给的路线。因此在同等切削条件下的切削时间最短,刀具损耗最少,为最常用的粗加工切削进给路线,但也有缺点,粗加工后的精车余量不够均匀,一般需安排精加工。所以实际加工时要根据具体情况运用不同的方法。

2.合理选择切削用量

粗加工时,一般以提高生产效率为主,但也应考虑经济性和加工成本。切削用量的选择原则首先选取尽可能大的背吃刀量;其次要根据机床动力和刚性的限制条件等,选取尽可能大的进给量;最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。

切削用量的选择原则首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量;其次根据已加工表面的粗糙度要求,选取较小的进给量;最后在保证刀具耐用度的前提下,尽可能选取较高的切削速度。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合实践经验而定。

粗加工时, 由于对工件表面质量没有太高的要求,进给量f主要受刀杆、刀片、机床、工件等的强度和刚度所承受的切削力限制,一般根据刚度来选择。工艺系统刚度好时,可用大些的f;反之,适当降低f。

精加工、半精加工时,f应根据工件的表面粗糙度Ra要求选择。Ra要求小的,取较小的f,但又不能过小,因为f过小,切削厚度hD过薄,Ra反而增大,且刀具磨损加剧。刀具的副偏角愈大,刀尖圆弧半径愈大,则f可选较大值。一般,精车时可取0.10~0.20mm/r。

3.灵活运用多种数控编程指令

外圆轮廓零件编程指令较多,其中G71外圆粗车循环指令、G73封闭切削循环指令及G70精加工循环等编程指令在外圆轮廓的粗加工中运用较多,编程加工过程中要熟悉编程指令,灵活的选择和运用各个指令,运用各种方法保证产品加工精度,有效的提高产品加工效率。

下面以图形走刀路径及注意事项说明各指令的选择应用。

(1)外圆粗切削循环(G71)

当给出图4所示加工形状的路线AA′B 及背吃刀量,就会进行平行于Z轴的多次切削,最后再按留有精加工切削余量Δw和Δu/2之后的精加工形状进行加工。

图4 外圆粗加工循环

在此应注意以下几点:

1)在使用G71 进行粗加工循环时,只有含在G71 程序段中的F、S、T功能才有效。

而包含在nsnf程序段中的F、S、T功能,即使被指定对粗车循环也无效。

2)AB之间必须符合X轴、Z轴方向的共同单调增大或减少的模式。

3)可以进行刀具补偿。

由于该指令对零件的轮廓有特殊的要求,X轴、Z轴方向同时单调增大或单调减小。

(2)封闭切削循环(G73)

这种方式对于铸造或锻造毛坯的切削是一种效率很高的方法。G73循环方式如图6所示。

用G73时,与G71一样,只有G73程序段中的F、S、T有效。

运用G73指令编程加工时,要合理的确定切削余量,直径方向的总切削余量确定原则为:

余量较均匀毛坯件切削余量=各轴段轮廓最大余量处余量

棒类零件毛坯件切削余量=1/2(棒料毛坯直径C轮廓最小直径处直径)

循环次数R值确定原则为:切削余量除以每刀切削量(取整)

图5 封闭切削循环

(3)精加工循环(G70)

由G71、G73 完成粗加工后,可以用G70 进行精加工。

在这里G71、G73程序段中的F、S、T的指令都无效,只有在G70程序段中的F、S、T才有效。

结合以上编程指令各自的走到路径,合理选择指令对产品外圆轮廓进行粗加工,可以提高产品加工效率,保证产品质量。对于余量不均匀的轮廓应尽量采用G71指令编程加工,如用G73指令编程加工时,会导致空走刀轨迹过多,降低产品加工效率。

4.结束语

综上所述,只有正确分析数控加工零件的工艺,合理的选择切削用量,灵活地使用各编程指令,才能控制好产品加工精度,真正提高产品加工效率,切实发挥数控车床的作用。

参考文献

[1]新编数控机床加工工艺与编程操作及故障诊断维修技术实用手册/主编王晓东.北方工业出版社,2006.6.

篇5

1.利用Mastercam软件

Mastercam软件,其广泛应用于数控加工,界面亲和,易学易用。如何将AutoCAD文件导入Mastercam,自动生成加工程序,以解决G代码不能解决的复杂曲线问题。以垂尾卡板XX-XX(见图1)为例简单介绍一下。

操作流程如下:①新建一个Au-

toCAD文档,将曲线单独拷出,另存格式*.dxf文件。②打开Mastercam软件,打开*.dxf文件,删去其他不需要加工的轮廓线,只留样条曲线。③选择加工方式。④生成加工程序。

具体步骤如下:

第一步,将*.dxf文件读入Mas-

tercam软件:档案档案转换,选择AutodeskR读取适度化,选择所有编程的曲线。见图2。

第二步,导入Mastercam后,将曲线平移原点:转换平移所有的图素执行两点间,选择曲线起点。见图3。

第三步,设置刀具参数:选择刀具路径外形铣削串联执行,会弹出刀具参数对话框,根据需要选择合适的刀具,选择合适的切削参数。该过程中要需要几个重要的参数的确定。见图4。

①曲线打断成线段的误差值:误差值大小决定加工精度,其值越小精度越高,则程序也越长,一般取值0.01。

②刀补类型:常用的是自动补给与手动补给两种。自动补给是根据刀具实际情况计算出刀具轨迹,生成程序,不用刀补;手动补给则不需要考虑刀具的规格,生成刀补的程序。

③刀补方向:一般根据其加工方式和操作方式而定。

第四步,生成加工程序:回主功能菜单刀具路径操作管理执行后处理,点击确定,生成程序*.NC。见图5。

第五步,将所生成的程序*.NC存储到数控加工设备,运行程序。

加工后发现加工出来的圆弧并不光滑存在拐点,经过分析:曲线是由许多点按次序连成多线段,由于显示栅格问题,在图纸中显示是曲线,但实际上是多线段,为了使加工曲线光滑,需要把多线段变为样条曲线。经过多次实践,在Auto-

CAD用PEDIT拟合(F)命令,将多线段转化为样条曲线,经加工试验后,很好的解决了拐点问题。

2.用G宏程序生成程序

以Z80无人机机头卡板XX—XX为例,其外形是个抛物线,用G指令也很难将它写出来,Mastercam中也无法描述曲线。借用G宏程序来生成程序主体。

例:机头外形曲线方程式如下:

0≤X≤300

在Mastercam无法绘制,用宏程序来计算离散点,过程如下:

主程序:

T1M06

G90 G00 G54 S3000 M03

G43 H01 Z100 M08 D01

G00 X300 Y67 Z2

G01 Z-2 F300

………

G00 Z100 M09

G28 Y0

M30

G代码宏程序:

#1=300

N10

#2=SQRT[#1*15]

G01 X#1 Y#2

#1=#1-0.5

IF[#1GE0]GOT010

#1=0

N20

#2=SQRT[#1*15]

G01 X#1 Y-#2

#1=#1+0.5

IF[#1LE300]GOTO20

宏程序短小精炼,具有很强的适用性,对于一些复杂的方程曲线,可以用C语言(或其他语言)来描述,其原理和宏程序一样。它的原理是:任何曲线都可以分成无数很短的曲线,每个很短的曲线都可以近似的认为是一段直线。当每段曲线的长度趋于零时,与直线的误差也趋于零。足够多的直线连起来可以替代一段曲线,这样就把曲线转化成有线段的直线。直线的程序很容易实现,所以问题就得到了简化。为了尽可能的减小曲线的误差,每段曲线长度尽可能的短,由于步长固定,曲率小的地方误差小,曲率大的地方误差大。

3.总结

本文介绍的两种曲线编程的方法各有的优、缺点,可以根据实际需要,灵活应用,选择适用的方法。

篇6

3、数值计算。

4、编写加工程序单。

篇7

1零件分析

如图1所示的是三角凸台注塑件产品[16] ,零件材料为ABS,材料的收缩率为5‰,注塑件产品的厚度为2mm。三角凸台的凸模的分型面为产品的下表面,凸模的材料为锻造铝合金6061,凸模的尺寸设计依据产品尺寸设计,然后将比例缩小2mm的产品厚度。至于调整材料的收缩率,通过刀具补偿值来统一调整获得凸模尺寸,而且与其从设计角度和制造角度相比,在制造过程中通过调整刀具长度值要比设计容易实现。

2 工艺分析

工件材料为锻造铝合金6061,原牌号为LD30,是最常见的。铝合金与大部分钢材和铸铁材料相比,具有一个明显的优点:较低的屈服强度。因此,加工中需要的切削力较低,可以在刀具不发生过量磨损的情况下提高切削速度和进料比。

3 工艺方案的确定

该凸模零件由多个曲面组成,对表面粗糙度要求较高。采用球状刀加工之后有加工痕迹存在,通过手工修模达到所需要求。因此,留有0.1mm的加工余量,由手工研磨到所需的粗糙度要求。

在数控加工前,工件在普通机床上完成6个面的铣削。为确保三角凸台分型面的质量,解决分型面在粗加工时可能受损的问题,在分型面上留有0.1mm的磨削余量。考虑到分型面预留的磨削量,对刀后将G54坐标中的Z值抬高0.1mm。

切削用量见数控加工工序卡片,表1所示。

4 SolidWorks凸模设计

4.1凸模曲面设计

步骤1:选择上视图为草绘基准平面,用草图工具栏绘制三角凸台体二维线框,用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为100mm,方向向上,角度为3度,根据预生成的形状观察拔模方向,如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。再同样用上视图为草绘基准平面,用草图工具栏绘制圆半径为27.5mm,用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为50mm,方向向上,角度为3度,根据预生成的形状观察拔模方向,如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。

步骤2:选择上视图,新创建一个基准面,距离上视图为38.75mm,方向向上,在基准面1的草绘圆半径为6mm,用曲面特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为10mm,方向向下,角度为3度,根据预生成的形状观察拔模方向,如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。

步骤3:选择侧视图为草绘基准平面,草绘一个圆弧半径为150mm的矩形封闭图,偏距10mm。采用曲面旋转命令进行360度的旋转。

步骤4:使用曲面剪切命令修剪掉不要的部分。

步骤5:选择曲面圆角命令,在特征树下设置参数圆角类型为:“面圆角”,在“切线延伸”方框前打勾。分别使用圆角半径为2.5mm、1.875mm和1mm进行圆角。

4.2凸模实体设计

步骤1:选择上视图为草绘基准平面,用草图工具栏绘制三角凸台体二维线框,用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为100mm,方向向上,角度为3度,根据预生成的形状观察拔模方向,如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。

步骤2:选择上视图,新创建一个基准面,距离上视图为38.75mm,方向向上,在基准面1的草绘圆半径为6mm,用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为10mm,方向向下,角度为3度,根据预生成的形状观察拔模方向,如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。选择侧视图为草绘基准平面,草绘一个圆弧半径为150mm的矩形封闭图。使用特征工具栏中的旋转/切除命令进行多余部分切除。

步骤3:同样用上视图为草绘基准平面,用草图工具栏绘制圆半径为27.5mm,用实体特征的拉伸凸台/基体命令工具拉伸高度为50mm,方向向上,角度为3度,根据预生成的形状观察拔模方向,如果方向不对则点击特征树下参数栏中的角度方向按钮。将圆弧半径为150mm的矩形封闭图偏距10mm复制一个草图,使用特征工具栏中的旋转/切除命令进行多余部分切除。

步骤4:选择实体圆角命令,在特征树下设置参数圆角类型为:“面圆角”,在“切线延伸”方框前打勾。分别使用圆角半径为2.5mm、1.875mm和1mm进行圆角。

三角凸台模具的凸模设计结果如图2所示:

图2

篇8

由于受客观条件和教学时间的限制,自动编程(计算机编程)在目前各高校的工程训练中还未被普及,为了了解编程的基本原理及方法,手工编程仍为最常用的基本训练内容之一。

对于加工形状简单的零件,计算比较简单,程序不多,采用手工编程较容易完成,因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中,手工编程仍广泛应用。但对于形状复杂的零件,特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件,用一般的手工编程就有一定的困难,且出错机率大,有的甚至无法编出程序。而采用“R”参数编程则可很好地解决这一问题。

非圆曲线轮廓零件的种类很多,但不管是哪一种类型的非圆曲线零件,编程时所做的数学处理是相同的。一是选择插补方式,即首先应决定是采用直线段逼近非圆曲线,还是采用圆弧段逼近非圆曲线;二是插补节点坐标计算。采用直线段逼近零件轮廓曲线,一般数学处理较简单,但计算的坐标数据较多。

等间距法是使一坐标的增量相等,然后求出曲线上相应的节点,将相邻节点连成直线,用这些直线段组成的折线代替原来的轮廓曲线(见图1)。其特点是计算简单,坐标增量的选取可大可小,选得越小则加工精度越高,同时节点会增多,相应的编程费也将增加,而采用“R”参数编程正好可以弥补这一缺点。

现今数控铣床一般都具备“R”参数编程功能,如西门子802D数控系统,这给手工编写某些复杂图形的程序带来了方便。如图2、3所示,当要加工一个周期的正弦线时,通常的方法是采用自动编程,若用手工编程,则可用“R”参数编程较简单。曲线上坐标点选取的多少,可视加工精度而定。

“R”参数编程的实质,就是用变量“R”编写出“子程序”,并根据“R”数值的条件,

多次调用“子程序”,以简化编程。如:用变量R1表示上图中从0到2л各点弧度值;用[X=100*R1/2л,Y=25*SIN(R1)]表示一个子程序,若要在正弦线上选取1000个坐标点,只可将子程序调用1000次即可。

合理的选用“R”参数编程,可以提高某些零件的加工精度(多选节点)和编程效率,它也是手工编制复杂零件程序的主要方法之一,在不具备计算机自动编程的情况下一般常采用这种办法。

编程举例:(西门子802D系统)

试用“R”参数编程的方法编制整圆的程序(如图4)。

分析:若不用圆弧插补,可将圆均分成360份,再用直线插补连接。变量R1=50表示半径,R2=360表示共分了360份,R3=1表示间隔1份,R4=0表示初始角度。

程序如下:

O0001

N10G54G42G90G00X50Y0Z100

N20G01F20S600M03Z-10

N30R1=50R2=360R3=1R4=0

N40AA:X=R1*COS(R4)Y=R1*SIN(R4)

50R4=R4+1R2=R2-R3

N60IFR2>=0GOTOBAA

N70G00Z50

N80G40M2

注解:程序中,N30程序段为条件设定;N40程序段即为程序名为AA的子程序;N50中R4、R3是参数变量,每调用一次,R4将增加1度,R2减少1份;N60中IF为有条件的,GOTOB表示向前跳转,就是只有当R2大于等于零时才向前跳转到子程序AA处。

以上程序可以看出,用“R”参数编程,不管选取的节点是多少,其程序段不会增加,这就是“R”参数编程的主要特点。

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一、利用数控仿真系统熟悉操作面板

不管是学校还是培训机构,一般数控机床都不是太多。让学生一个个操作熟悉面板需要较长时间,在黑板上讲各按键的作用、名称与使用更是费力不讨好。利用仿真系统就能迅速有效地完成这个过程。我校的宇龙数控仿真系统机床操作面板的所有按键与实际机床的操作面板基本一致,学生可以通过数控仿真系统熟悉操作面板上各个键的操作方法。还可让学生通过输入和运行程序进一步掌握数控机床的操作。这样对数控机床就有了基本的了解, 再进行数控机床实际操作时就避免了入门困难的问题。

二、利用数控仿真系统提高学生的学习兴趣

相当部分技校学生基础差,教师的教学困难,传统的教学方式已很难使学生接受,因此,利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣尤为重要。引入数控加工仿真系统进行教学以后,学生所编程序可以直接在数控加工仿真系统上进行模拟加工演示;零件的加工过程也和实际加工情况十分相似,学生可以从任意角度观察数控机床加工过程,毛坯加工为成品的过程直观形象,便于学习与掌握;编程与操作的作业可以直接在仿真系统上检查;使学生对这门课程有了浓厚的学习兴趣。

三、利用数控仿真系统降低训练成本、提高训练效率和安全性

数控机床是一种较为昂贵的机电一体化的新型设备。如果初学时就让学生直接在数控机床上操作,可能出现撞刀、损坏机床、浪费材料等现象,甚至因操作失误造成人身危害。引入数控加工仿真系统进行技能操作,可以大大降低训练成本的消耗,学生可以轻松对实习过程进行初始化,对未能完成的实习进行状态存贮,对已完成的实习课题进行调入回顾,而后再进行几次实际操作就能收到事半功倍的效果,降低了实习成本。同时在实际操作中的一些安全问题,如速度过大后撞击机床、超过行程开关无法复位、撞刀等,通过仿真系统的操作练习也可避免或减少实际操作中这类事故的发生,从而提高安全性。

四、多元整合,突出应用与实践

职业教育是一种以就业为导向的教育,其职业方向性的特点决定了它必须适应企业的用人需求,服务于特定职业岗位或技术领域。因此,我们应努力摆脱现有课堂教学理念的束缚,应从学校走出去,深入了解市场,把握市场需要毕业生具备哪些技术应用能力。第一,多元整合的目的是精简课本内容,打破课本章、节体系,突出应用与实践;第二,仿真内容应及时反映专业领域的最新发展;第三,课本内容的多元整合绝不是几个仿真的简单叠加,而是根据知识、能力的内在联系和相互间的逻辑关系进行有机整合。这种遵循学生认知规律的多元整合,有利于学生知识、技能、态度的合理形成与协调发展。

五、仿真教学中还应构建多元评价体系

教学评价直接影响学生学习的主动性和积极性,所以评价要做到:①合理且有一定的弹性。如一些仿真操作中学生实施方案的可行性讨论,实操过程中加工线路等。②既要评价操作结果,又要评价操作过程。对在技能操作中学生的积极参与表现出来的良好个性品质要给予充分的鼓励。③转换评价的主客体关系。对学生在课堂上的技能操作情况及结果不仅仅由教师来评,还可以让学自评或互评。可采用学生讨论评价的方式,在研讨中发现问题,得出正确结果,学习的主动性、积极性也就调动出来了。

六、“仿真 的负面效应及解决方法

数控加工仿真系统是一种模拟教学应用软件,它不可能全盘代替教学,尤其是数控机床的技能训练。对此,教师应引起足够的重视。在应用数控加工仿真系统对学生进行训练期间,配合使用实际数控机床进行操作练习,可以弥补应用数控加工仿真系统进行教学时的缺陷。在利用数控加工仿真系统软件进行技能训练时,容易使学生对计算机产生依赖心理。沉迷于仿真加工,而疏于上数控机床实际操作,个别学生甚至趁老师不注意玩电脑游戏。这就要求数控实训教师提高管理能力和教学水平。合理分组,科学安排应用数控加工仿真系统软件进行技能训练的时间,将仿真训练与操作训练穿行。科学的管理可将这一负面效应减少到最低程度。

数控加工仿真软件在教学和鉴定中的应用正在研究探索阶段,我们只要积极思考在应用中产生的问题,主动采取应对措施,正确发挥其在教学和实践中的作用,就一定能收到事半功倍的效果。

参考文献:

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一、分析零件图样,正确选择程序原点

在数控车削编程时,首先要分析零件图样,选择工件上的一点作为数控程序原点,并以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的合理确定,对数控编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单,尺寸换算少,引起的加工误差小等条件。为了提高零件加工精度,方便计算和编程,我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面的交点上,尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

二、合理选择进给路线

进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹,即刀具从对刀点开始进给运动起,直到结束加工程序后退刀返回该点及所经过的路径,是编写程序的重要依据之一。合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的。应考虑以下几个方面:

(一)尽量缩短进给路线,减少空走刀行程,提高生产效率

(1)巧用起刀点。如在循环加工中,根据工件的实际加工情况,将起刀点与对刀点分离,在确保安全和满足换刀需要的前提条件下,使起刀点尽量靠近工件,减少空走刀行程,缩短进给路线,节省在加工过程中的执行时间。

(2)在编制复杂轮廓的加工程序时,通过合理安排“回零”路线,使前一刀的终点与后一刀的起点间的距离尽量短,或者为零,以缩短进给路线,提高生产效率。

(3)粗加工或半精加工时,毛坯余量较大,应采用合适的循环加工方式,在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下,采取最短的切削进给路线,减少空行程时间,提高生产效率,降低刀具磨损。

(二)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求

(1)合理选取起刀点、切入点和切入方式,保证切入过程平稳,没有冲击。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求,精加工时,最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来。认真考虑刀具的切入和切出路线,尽量减少在轮廓处停刀,以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。一般应沿着零件表面的切向切入和切出,尽量避免沿工件轮廓垂直方向进、退刀而划伤工件。

(2)选择工件在加工后变形较小的路线。对细长零件或薄壁零件,应采用分几次走刀加工到最后尺寸,或采取对称去余量法安排进给路线。在确定轴向移动尺寸时,应考虑刀具的引入长度和超越长度。

(三)保证加工过程的安全性

要避免刀具与非加工面的干涉,并避免刀具与工件相撞。如工件中遇槽需要加工,在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直,进刀速度不能用“G0”速度。“G0”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用。

(四)有利于简化数值计算,减少程序段数目和编制程序工作量

在实际的生产操作中,经常会碰到某一固定的加工操作重复出现,可以把这部分操作编写成子程序,事先存入到存储器中,根据需要随时调用,使程序编写变得简单、快捷。对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件的编程,可以采用宏指令编程,减少乃至免除编程时进行烦琐的数值计算,精简程序量。

三、合理调用G命令使程序段最少

按照每个单独的几何要素(即直线、斜线和圆弧等)分别编制出相应的加工程序,其构成加工程序的各条程序即程序段。在加工程序的编制工作中,总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工,以使程序简洁,减少出错的几率及提高编程工作的效率。

由于数控车床装置普遍具有直线和圆弧插补运算的功能,除了非圆弧曲线外,程序段数可以由构成零件的几何要素及由工艺路线确定的各条程序得到,这时应考虑使程序段最少原则。选择合理的G命令,可以使程序段减少,但也要兼顾走刀路线最短。

四、优化参数,平衡刀具负荷,减少刀具磨损

由于零件结构的千变万化,有可能导致刀具切削负荷的不平衡。而由于自身几何形状的差异导致不同刀具在刚度、强度方面存在较大差异,例如:正外圆刀与切断刀之间,正外圆刀与反外圆刀之间。如果在编程时不考虑这些差异,用强度、刚度弱的刀具承受较大的切削载荷,就会导致刀具的非正常磨损甚至损坏,而零件的加工质量达不到要求。因此编程时必须分析零件结构,用强度、刚度较高的刀具承受较大的切削载荷,用强度、刚度小的刀具承受较小的切削载荷,使不同的刀具都可以采用合理的切削用量,具有大体相近的寿命,减少磨刀及更换刀具的次数。

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蓝图编程是采用加工工件二维轮廓图形进行编程的一种编程方法。在采用蓝图编程时,以DXF文件作为蓝图进行自动编程,对于简单零件,通过输入数值调节坐标值,确定直线、圆弧等的交点和角度,快捷高效地实现程序编译。蓝图编程与三维软件如CAXA在简单零件编程使用上更方便快捷,不需要绘制三维图形,不需自动编程,直接人工编程,所以探究蓝图编程有其积极意义。

1.角度蓝图编程

角度用A表示,可为正值也可以为负值。如图1所示:

图中,-Z方向的斜线的夹角,逆时针为正,顺时针为负。根据判断,角度可以表示为A150°或A-30°。在上图上只标注了角度,没有坐标值。在这种情况下,我们要便携O-C点的轨迹,需要利用三角函数或者在CAD软件上得出B点的坐标值(100,-17.32)。

程序如下:

与常规编程相比,蓝图编程明显减少了程序段,同时简化了计算。这里要注意的是在C和R倒角程序段后必须再跟一个程序段(X100),这是指定倒角方向的程序段。

3.蓝图编程与常规编程关键点技术比较

(1)蓝图编程可以方便计算锥度终点的坐标值,这对锥部的R2mm圆弧起点坐标和终点坐标可以及时修改。

(2)当锥度很差时,在蓝图编程程序O0002中,可对X53 R2中的X53坐标值进行改动。X53坐标值的大小就可以确定机床中零件放入碗座的高低。如果机床中的零件与碗座的配合度不适当,通过修改蓝图编程程序中的A165.07值进行调整,就可以使造进行恰当匹配。

蓝图编程系统很好地解决了现场编制二维加工件的轮廓图形的需要,降低了人工编程的复杂程度,节约了编程时间,通过调整参数值就可以控制加工件的连接、角度等,精准度高,实现直接利用二维轮廓图进行对话式的编程,实际应用性强。蓝图编程不但可以降低编程的难度,还可以节约调试的时间,提高编程效率,提高企业收益,对于复杂的角度A编程、倒角和倒圆角编程具有广泛的应用价值。

参考文献:

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一、课程的传统教学过程中存在的问题

通过不同的学校,以及与实际的工业生产过程相比较,就能够很轻易的发现出传统的教学模式当中所在的问题:

二、教学理论过多,实操内容过少

从真正的生产过程来说,这门课程应该完全是一门实践类课程,相应的理论教学应该在实操的教学过程中进行适时地补充。然而,实际教学过程中的实际情况是,数控理论和实操教学被切分成了两个学科,有的中职类学校甚至是只学理论,抛开实操教学的过程。这样的教学方法完全地有悖于现代的生产制造的过程。

另外,针对目前中职类学校的生源的学习能力不强和学习兴趣不高的普遍现状,教学内容的灵活安排显得尤为重要,理论如果过多的话,会使得课程的学习难上加难。如果能够安排大量的实操学习的话,会对中职类学生的学习效果的提高起到很好的帮助。

三、课程内容过多,有用的不多

数控专业的教学内容和计划,也应该紧跟现代生产技术的步伐,与时俱进,而不应该停留在解放前的年代。教学内容陈旧,与实际应用严重脱节。很多学校广开课程,从一年级,到二年级,充斥了各种各样的理论课程,有互换性,机械原理与机械设计,液压与气压技术,材料与工程力学,流动力学等课程,与数控专业有直接相关的内容并不是很多,甚至有很多课程学生在学习了之后,一辈子的工作实习过程中可能都不会用到。课程内容的调整也应该马上进行。

四、教学方法陈旧,教学效率低下

现代信息技术的广泛应用使得现今的教学方法也起了翻天覆地的变化。黑加白的传统工具已经正在被社会淘汰,多媒体、CAD/CAM、编程模拟软件等教学工具的应用也应该在数控专业的教学过程中广泛地推广。很多学校的教学设备陈旧,设备更新速度太慢,另外,数控设备的更新速度之快,价格之昂贵,使得很多中职类学校无法满足实操学习的需要。而如果因为这样,使得数控编程的学习仅仅限于课程的理论教学和学习者的手动编程,一行一行地编写NC代码的话,会使得数控编程的学习枯燥无味,教学效率低下。

五、教学方法的改革初探

更新课程内容,与实际应用接轨

课程教材的编写应该与实际的生产应用充分结合,教学内容均应该来自于实际的生产过程。3轴以上的加工设备正在被广泛地采用,而关于4轴、5轴生产设备的教学资料相当稀少,所以,在编程教材的同时,应该充分地考虑实际生产需要,而老教材当中又没有的内容。

六、突出内容的次重点,着重提高实操能力

《数控编程与操作》应该将数控基础知识、制造设备、CAD/CAM技术、手动编程、软件操作与仿真和加工中心的操作等教学内容有机地整合在一起,突出主次,将操作的学习放在首位和安排大量课时进行学习。

七、充分地利用多媒体设备和仿真软件

在进入车间参加实际生产之前,应该已经具备了数控专业相关的基础知识之后,并且很好地掌握了CAD/CAM技术。这些内容的教学应该充分地利用好多媒体设备和仿真软件,这样不仅能够在学习实操之间,将整个的加工生产过程生动地展现在学习者面前。仿真软件不同于实际的生产过程,不会发生撞刀、飞件、断刀等生产事故,学习者可以在仿真软件上无所畏惧地学习和进行实操模拟。其实,数控编程和操作仿真软件有着较多的功能,学习如果能够充分地利用好仿真的话,能够使得专业的学习事半功倍,比如,数控编程和实操软件有程序调试和检测功能,它能够自动发现编程者所编程序当中的语法和工艺错误,并且还能够准确地告诉学习者错误发生在哪一段哪一个地址上。这种软件使得数控课程的学习能够做到一目了然,立竿见影,学习兴趣和效果都会大大提高,也大大提高了教师在教学过程中的乐趣,最主要的是能够大大地降低生产事故的发生率。

八、教学效果反馈

实际的教学实践效果显示,这种改革之后的教学方法能够更好地适用现代生产技术的发展,课程内容及学习顺序的安排也都符合实际的数控生产过程,并且多媒体技术及仿真模拟软件的使用能够大大地调动学生的学习兴趣,很大程度上的提高数控专业的教学和学习效率。

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一、概述

现行的数控程序的编制中,主要有两种编程方式:手工编程和自动编程。虽然自动编程运用得越来越广泛,但手工编程在某些领域也是不可或缺的一种编程手段。

手工编程至少在此以下几方面有着自己的优势:其一,熟练的程序员编制的手工程序加工效率高于自动编程;其二,熟悉手工编程,对自动程序的修改是不无裨益的;其三,自动编程由软件所生成的走刀路线限制了其加工工艺,通过手工编程能够得到弥补。

在数控程序的编制过程中,软件自动编程省时省力,不易出错,有些零件复杂型面的编程靠手工编程很难实现。

但在手工编程过程中,用户宏程序的编制,能极大提高程序编制的效率。 在实际生产中手工编制的用户宏程序运用得极其频繁。为此,笔者提出用户宏程序与软件自动编制相结合,充分利用二者的优点,在软件自动编制的程序中加入用户宏程序,极大的简化数控程序,从而提高编程效率。

在实际加工生产中,结合了用户宏程序的自动编制的程序更加灵活,修改及加工更加容易。

二、软件自动编制程序简介

软件自动编程,利用计算机专用软件来编制数控加工程序。编程人员只需根据零件图样的要求,使用数控语言,由计算机自动地进行数值计算及后置处理,编写出零件加工程序,加工程序通过通信的方式送入数控机床,指挥机床工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。

用于数控自动加工编程的CAM软件平台较多,比较常用的UGNX、CATIA、Pro/E、Mastercam、Cimatron、Powermill等。虽然各自应用的流程有差别,但各系统提供的基本数控功能都比较相似。企业产品不同,使得对CAM平台的选型和应用要求有所不同。对于大多数零件,数控三轴铣削编程都能满足企业的要求。而对于有些特别的轴类零件,四轴及五轴机床的加工编程表现尤为突出。这些CAM软件平台在数控车削及数控铣削编程方面发挥了极大的作用,可以实现多轴联动的自动编程并进行仿真模拟。

自动编程已成为主要的编程方式。

三、用户宏程序简介

数控宏程序就是用公式来加工零件,比如说椭圆,如果没有宏的话,我们要逐点算出曲线上的点,然后慢慢来用直线逼近,如果是个光洁度要求很高的工件的话,那么需要计算很多的点,可是应用了宏后,我们把椭圆公式输入到系统中然后我们给出Z坐标并且每次加10um那么宏就会自动算出X坐标并且进行切削, 实际上宏在程序中主要起到的是运算作用。

宏一般分为A类宏和B类宏。

A类宏是用G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx或G65 Hxx P#xx Qxx Rxx格式输入的,xx的意思就是数值,是以um级的量输入的,比如你输入100那就是0.1MM.#xx就是变量号,变量号就是把数值代入到一个固定的地址中,固定的地址就是变量.我们如果说#100=30那么现在#100地址内的数据就是30了。

由上可见用宏程序结合自动编程编制的程序简短精练,逻辑性很强,可读性很好。

以上程序中只有软件生成的1层刀路1个程序段,引入宏程序的循环语句,就能轻易实现多次分层切削。此外,如果每层切削深度有变化,只需将程序段“#1=#1-4.”中“4.” 修改为想要设定的每层切深数值就可以;如果要直接到指定的切深进行加工,只需将程序段“#1=63.275”中的“63.275”修改为 想要指定的切深数值就可以,使用非常方便。

六、结束语

通过以上比较分析可以发现,利用自动编程和宏程序结合起来使用,既可提高编程的效率,减少编程差错,又可以使程序相对精练,思路清晰,便于加工中检索,便于根据实际加工需要修改加工参数,在生产实践中具有很好的可操作性, 所编制的程序适应性好,是一种值得推广的方法。