高速加工编程

高速加工编程（共9篇）

高速加工编程 篇1

0引言

高速加工 (HSM或HSC) 是20世纪迅速走向实际应用的先进加工技术, 具有强大的生命力和广阔的应用前景。它能解决新材料的加工问题, 适应形状复杂的3D曲面加工, 从而减少和避免采用费时、费钱的电火花加工。高速复合加工还可以减少工件搬运次数、装夹次数, 避免重复定位带来的加工误差等, 提高了加工质量及加工效率。但是高速加工不是简单使用现有的工具通过提高主轴转速和进给就可以实现的, 除了具有硬件条件 (机床、刀具、工厂环境等) 外, 还需要有相适应的数控程序。本文仅从UG高速加工的编程方法角度来探讨高速加工。

1UG高速加工的编程方法

1.1 UG后置处理中采用输出圆弧模式

进入UG的交互式后处理构造器PostBuilder的后置处理设置圆弧输出界面 (见图1) , 如果选为No则生成的程序中完全是小直线段拟合, 即使是圆弧形式的模型轮廓也不会以圆弧插补输出程序, 即整个程序中完全是直线拟合的。

1.2 采用浅的切深或小的切削宽度

对于轮廓铣, 应将步距和切削深度设置小一些。步距用于所有的切削模式, 切削深度用于平面铣、型腔铣、曲面轮廓铣中的z级或多个刀路时, 一定要调整切削深度浅些, 一般设为直径的1/10, 而普通切削一般建议不超过刀具直径。轮廓铣路径设置见图2。

对于曲面铣, Increments设置每层的切深, 即切削的层数由软件自动计算并生成。曲面铣路径设置见图3。

1.3 控制刀轨转接方式及其进给率

在“角和进给率控制”中设置“圆角”半径和加减速率 (另外也可设置后处理使程序头有G5.1Q1、程序尾有G5.1Q0实现机床的加减速控制, 详细内容可查看FANUC的随机操作手册, 这里不赘述) , 具体方法是:在图2的Corner Control中点击其后面的图标进入图4所示的拐角和进给率控制界面进行设置。

1.4 控制刀具切入、切出

刀具突然受阶跃性力容易损坏, 此时应设置小的进给以求切入后再经“第一刀切削”逐渐提高速度, 并控制圆角切入、切出和下刀。

1.5 控制加工余量保证接近恒定力切削

对于高速切削恒定力非常重要, 一旦因余量不同造成震动, 刀具偏摆会很容易破坏刀具, 甚至造成严重事故, 特别是直径2 mm以下的刀具。对于转速150 000 r/min的主轴运动, 质心偏一个微米所造成的离心力是非常之大的。高速加工采用小直径刀具、小切深、小切宽、快速多次走刀来控制切削力稳定和提高效率, 而传统的加工一般采用大直径刀具、大切深、大切宽。

1.6 选择合理的走刀方向

尽量使刀具少用急剧起伏式切削, 控制切削角界面见图5。实际使用时可以设置交叉的切削角, 使表面更加光顺。

1.7 采用“NURBS”提高曲面精加工效果

如果机床和后处理支持在“机床加工”对话框将“运动输出设置为”“NURBS”, 可减少程序量。UG/Nurbs Path Generator样条轨迹生成器模块允许在UG软件中直接生成基于NURBS样条的刀具轨迹数据, 使得生成的轨迹拥有更高的精度, 而加工程序量比标准格式减少30%～50%, 实际加工时间则因为避免了机床控制器的等待时间而大幅度缩短。

1.8 合理利用Verify模块进行加工前的检查

Verify能交互式地进行模拟、验证、显示刀具路径, 这是一种近于零花费的、不用机床而进行试切的方法。但是, 程序设计在很多时间是自动完成的, 并且程序设计和现场经验关系非常重要, 必须保证合理利用仿真。有经验的程序员能够分析刀具路径的仿真整个过程, 并能迅速判断出哪部分程序有可能在机床上出问题。在大多数情况下, 为了加工工件几何形状的一个部位, 程序员可以查看和采用几种方法, 结果生成几个单独的刀具路径文件, 供机械加工人员选择。如果根据刀具的表现情况有一种方式明显优于另一种, 即可选定比较好的刀具路径, 绝对不会拖延时间等待这部分工作重新编程, 速度可使 CNC 加工中心更有竞争力。而UG完全可以以快速的编程方式迅捷地提交给机床。

2结束语

UG软件能够从编程的角度极大地满足高速加工的需求, 但是高速加工技术是一项综合技术的应用, 它涉及到机床技术、刀具技术、加工工艺技术与测试技术等。本文仅从数控编程的角度出发, 对基于UG的高速加工数控编程技术与经验进行了总结和归纳, 以供大家参考借鉴。

高速加工编程 篇2

一、教学目标

1、知识目标：了解并尝试编程的主要过程。

2、能力目标：体验程序设计的独特魅力，了解编程加工的内在机制，培养学生的创新能力。

3、情感目标：通过编程实现信息的加工，激发学生的兴趣，增加学生的成就感。

二、重点难点：

1、重点是让学生体验通过编程实现计算机加工信息的整个过程，知道利用计算机解决问题的步骤和基本思想方法，从而了解计算机信息加工的内在机制；

2、难点是解剖程序，了解其结构组成和具体作用，认识计算机程序设计的基本流程。

三、教学方法：讲授法，演示法，实践法

四、教学过程

一、学生预习，同时思考几个问题：

1、数学课上如何绘制函数图像，以y=x2为例。

2、在所学的软件中那些软件可以绘图。

二、导入新课

1、以手工绘制函数图像的一般过程引出计算机编程绘制函数图像的过程： 选择设计语言-绘制坐标系-根据表达式绘制坐标-在坐标系中描点成像

2、执行几个画函数图像的小程序，让学生看程序运行的过程。

3、认识代码：以函数y=x2为例。下面是这个程序：

Private Sub Command1_Click()‘事件 Dim x, y As Single ‘定义变量 Picture1.Scale(-10, 25)-(10,-25)‘定义坐标系 Picture1.Line(-10, 0)-(10, 0), RGB(0, 0, 255)‘画横坐标轴 Picture1.Line(0, 25)-(0,-25), RGB(0, 0, 255)‘画纵坐标轴 ‘描点画函数图像

For x =-10 To 10 Step 0.0001 y = x ^ 2

Picture1.PSet(x, y), RGB(255, 0, 0)Next x End Sub

“Private Sub Command1_Click()”这是一个单击按钮1的事件，也就是说，每当单击按钮1时，就执行该句下面的命令。

接着通过用“Dim”来定义内部变量x、y，并且这两个变量是单数。用“Picture1.Scale(-10, 25)-(10,-25)”来定义坐标系。用“Picture1.Line(-10, 0)-(10, 0), RGB(0, 0, 255)Picture1.Line(0, 25)-(0,-25), RGB(0, 0, 255)”来执行画坐标轴命令，分别画两条线：第一条是从坐标系的横坐标的-10点处出发到10点处，纵坐标从坐标系的25点处画到-25点处。

定义好坐标轴后，开始画图像：

这是利用一个循环语句for„next来画出无数个连续的小点连在一起，就可构成条曲线了。第一个点从横坐标的-5处开始，以0.0001为步长,一直到5。每个x相对应的点y = x ^ 2。用Picture1.PSet(x, y), RGB(255, 0, 0)画出函数图像，其中RGB是指颜色，分别代表红、绿、蓝，值都在0-255之间。思考：将手工绘制和编程实现做比较，体会计算机编程绘图的优点。

4、调试运行：修改几个参数，观看图像的变化。（教师演示）

四、总结：

信息编程加工的四个步骤：分析信息-设计方法-编写代码-调试运行

高速数控加工机床的编程策略 篇3

高速机床对数控加工程序要求很高的安全性、 有效性, 任何编程过程的失误都会造成非常严重的事故, 而且由于高速运动无法靠人工急停来预防, 这需要CAM系统必须具备全自动的防过切、防碰撞功能, 确保加工指令的绝对安全。使用高速加工机床及用CAM软件进行编程, 注意加工工艺的安全性和有效性, 及工艺策略等方面的经验积累, 可对切削技术人员起到正确的指导作用。

2高速切削对数控编程的要求

2.1尽量避免加工方向的突然改变

应避免刀具轨迹中走刀方向的突然变化, 以免因局部过切而造成刀具或设备的损坏;走刀速度要平稳, 避免突然加速或减速;应采用光滑的转弯走刀, 以保证高速加工的平稳, 如图1所示, 在尖角处刀路改成了圆弧过渡, 这可由CAM软件中切削参数里面的“拐角”选项设定。 进退刀方式可采用螺旋线、圆弧和斜线方式, 如图2所示的圆弧切入切出走刀方式, 这可由CAM软件中的非切削参数选项设定。在曲面等高切削等涉及到相邻两层切削刀路间的移刀情况出现时, 最有效的方法是附加圆滑刀具转接。两层间的刀路圆弧转接既有效的解决了刀路平滑的要求, 又符合螺旋下刀减少切削阻力的问题, 如图3所示。

2.2尽量保持刀具负载不变

高速加工时, 建议尽可能地保持一个稳定的切削参数, 包括保持切削厚度、进给量和切削线速度的一致性。如图4所示, 分层切削要优于仿形加工。摆线式加工这是一种专门针对高速加工的刀位轨迹策略, 所谓“摆线”即为圆上一固定点随着圆沿曲线滚动时生成的轨迹, 由于切削过程中总是沿一条具有固定曲率的曲线运动, 使得刀具运动总能保持一致的进给率。如图5所示, 在曲面切槽加工中, 当用螺旋下刀切入工件后, 利用摆线切削摆动前进切开一道或两道通槽, 而不是直接直线走刀切削通槽, 在通槽切削出来后, 再使用直线走刀进行切削。这样就有效地避免了全刃径的切削, 使得整个曲面切槽加工的每刀的切削负荷更加平均了。

2.3高速加工刀具路径的优化

在高速加工过程中, 应输出光滑、平顺的刀位轨迹, 现有的CAM系统中的高速加工路径的生成, 通常基于对传统加工路径的修正与改造。

2.3.1刀具轨迹切削方式的修正

包括在相邻的两行切刀路间附加圆滑刀路转接;在相邻的两层切削刀路间附加圆滑刀路转接;垂直进刀要尽量使用螺旋进给, 应避免垂直下刀;程序中走刀不能拐硬弯, 要尽可能地减少任何切削方向的突然变化, 从而尽量减少切削速度的降低;尽量减少全刀宽切削, 保持金属切除率的稳定性。

2.3.2使用NURBS输出程序

在复杂形状零件的高速加工中, 采用直线段逼近零件形状, 为保证加工精度每段NC代码定义的位移较小, 因而NC代码变得非常庞大。而且直线插补加工时为降低直线端的速度冲击, 数控系统监控功能在直线端不断加减速, 而NURBS插补刀轨在允许的加工方向变化范围内, 无需加减速。例如在UGCAM等软件中做轮廓铣的时候, 在机床控制对话框中设置运动输出Motion Output为NURBS , 则生成简化的NC程序, 使机床以更高的进给率产生更光顺的曲面精加工效果。

结束语

高速加工对加工工艺走刀方式比传统方式有着特殊要求, 使用CAM系统进行数控编程时, 在刀具轨迹生成方面应具备相应的功能, 首先要注意加工方法的安全性和有效性;其次, 要尽一切可能保证刀具运动轨迹的光滑与平稳, 这会直接影响加工质量和机床主轴等零件的寿命;最后, 要尽量使刀具载荷均匀, 这会直接影响刀具的寿命。

摘要：安全、高效、高质量是高速数控加工的主要目标。一个优秀的CAM编程系统应具有很高的计算速度、较强的插补功能、待加工轨迹监控功能、刀具轨迹编辑优化功能等。分析了高速加工对数控编程的要求, 强调了刀路轨迹光滑、载荷平稳和轨迹的优化。

关键词：数控加工,刀具路径,优化,高速切削

参考文献

[1]孙全平.高速铣削加工工艺优化技术的研究[J].机床与液压, 2006, (1) :21-24.

[2]王成勇.模具高速加工的NC编程策略[J].制造技术与机床, 2003, (2) :25-29.

《信息的编程加工》说课稿 篇4

本节课内容是教育科学出版社信息技术基础第三章第二节《信息的编程加工》。第三章信息的加工是信息技术的一个重要方面，而信息的编程加工是信息加工的一种方式，是其它信息加工方式的基础。因此它是本章的一个重点也是本书的一个重点。它承接了上一节信息加工的概述，为后面选修《算法与编程》模块作一个铺垫。

二、学情分析：

本节课对象是高一学生，对VB有一定的接触。平常学生都是直接利用计算机解决问题，而本节课却是体验通过对问题的分析，利用计算机编制专门程序来解决问题，更进一步了解计算机加工信息的内在机制。学生的好奇心和兴趣都很高。

三、教学目标：

知识与技能：

体验程序设计，了解编程加工信息的内在机制。了解并尝到试编程的主要过程。

过程与方法：

通过排序小程序，体验到计算机信息加工给工作带来的方便在教师的帮助下，自已动手仿制小程序，获得学习成就感，激发本科学习兴趣。

情感态度与价值观：

通过编程解决成绩排序这一问题，培养和激发学生的创造性思维。整节课以小组合作学习形式，培养学生的团队合作精神。

四、教学难点与重点：

教学重点：体验编程设计的主要过程，了解编程加工信息的内在机制。

难点：了解编程加工信息的内在机制。

五、教学环境：

安装了VB的多媒体网络教室

六、教学方法与学习方法：

教学方法：多媒体演示，讲解法、学习方法：小组合作，讨论法。

七、教学过程：

新课导入：5”新课30”

八、总结与评价：

1、教师总结并解决课堂中出现具有代表性的问题。

2、分发评价表格分小组填写上交第2小组

九、拓展：

今天我们体验了利用VB软件编程实现对8名运动员成绩进行排序这一功能的实现，除了VB我们同样可以利用其它软件编程达到同样的目的，感兴趣的同学可以网上查阅一下计算机还有哪些编程软件。

高速加工编程 篇5

高速切削具有高的切削速度、高的进给速度、高的进给加速度和高的数控指令处理速度，对整个加工系统要求极高。具有不同于普通数控加工的特殊工艺要求，如何选择合适的加工方法来较为合理、有效地进行高速加工的数控编程，需要考虑以下几方面的问题：

1)保持刀具负荷的稳定，延长刀具的使用寿命

由于高速加工中，刀具的运动速度很高，而高速加工中采用的刀具通常又很小，这就要求在加工过程中保持固定的刀具载荷，避免刀具过载。因为刀具载荷的均匀与否会直接影响刀具的寿命、机床主轴等，在刀具载荷过大的情况下还会导致断刀。

2)减少切削方向的突然变化，避免切削速度的降低

在使用CAM进行数控编程时，要尽一切可能保证刀具运动轨迹的光滑，减少刀具切入切出的次数，避免走刀方向和加速度的突然变化，保持稳定的进给运动，使进给速度损失降低到最小。否则会影响零件表面精度，导致刀具过切、破损甚至损坏主轴。

1 Cimatron高速加工模块剖析及走刀策略

高速加工中心具有预览功能，在刀具需要急速转弯时加工中心会提前预减速，在完成转弯后再提高运动速度。机床的这一功能主要是为了避免惯性冲击过大，从而导致惯性过切或机床主轴而设置的。在使用Cimatron的CAM系统进行数控编程时，要尽一切可能保证刀具运动轨迹的光滑与平稳。另外，在高速加工中，刀具的运动速度很高，采用的刀具通常很小，因此，要求在加工过程中保持固定的刀具载荷，避免刀具过载损坏机床主轴。Cimatron提供了丰富的加工方法和移刀方式。

1)轮廓的螺旋线加工。螺旋式加工是沿着封闭的轮廓向下做螺旋切削，中间没有进退刀，切削过程持续恒定。从工序模式管理表单击CREATE—MILL_USR单击右键后，点击NC文件夹中的helicprf.dll，定义参数就可产生螺旋刀路。

2)摆线轮廓加工。当选择Profile(轮廓)加工在工艺参数界面内会推荐选用TROCHOID高速走刀，选用这种方式的优点是：能确保机床以最具挑战性的工艺参数去除毛坯材料，从而机床的切削效率。它适用于高硬材料(HRC50以上)的窄槽和型腔加工。

3)独特移刀策略的曲面型腔加工。工序模式选择曲面型腔SRFPKT，其工艺参数界面内会提供一个HSM BET.PASSES ON/OFF开关，选ON且选定ROUGH或ROUGH+FINISH及PARALLEL CUT时，界面会弹出LOOPS INWARDS/LOOPS OUTWARDS/GOLFCLUB3种移刀策略;选SPIRAL CUT，界面会弹出ALL CORNER:ROUND/LOOP。这种刀路能实现刀轨边角的光滑过渡，确保机床在移刀过程中刀具恒速进给，从而有效减缓机床振动、避免刀具干涉等现象的发生。

4)基于知识的等高(WCUT)加工。WCUT的工艺参数序界面中，在ROUGH和ROUGH+FINISH状态下，选用WITHSTOCK和MIN.WIDTH组合按钮，可以判断毛坯量并进行智能二次粗加工。在FINISH状态下，选择HSM BETWEEN LAYER CONNECT YES/NO中的YES功能，则加工层与层之间采用NURBS光滑连接。其优点是待加工曲面的平坦区域与陡峭区域被自动识别，使精加工的余量更均匀，表面质量更高。

2 Cimatron型腔模高速加工的常用编程策略

Cimatron可进行各种数控加工的轨迹的生成、编辑及后置处理，同时还可对生成的加工轨迹进行仿真与校验，以保证生成的数控加工程序准确无误。模具加工中，从规则形状毛坯到精整处理前的零件加工，其铣削加工工艺一般分为粗加工、半精加工、精加工及清根加工4种工序。

粗加工的目的在于从毛坯上尽可能高效地去除大部分的余量，使后续精加工余量均匀，并保证粗加工刀路的平稳、高效。可采用插削等加工方式，但是等高(WCUT)铣削具有高效的环绕切削走刀及智能化的进刀设置，同时具有独特的层间加工功能，因此是最常用的粗加工方法。

半精加工的目的是把前道工序加工后的残留加工面变得光滑，同时去除拐角处的多余材料，在工件加工面上留下比较均匀的余量，为精加工的高速铣削作准备。Cimatron具有基于毛坯残留知识功能，能根据毛坯的情况来生成刀路。使用WCUT/ROUGH作为半精加工工序，并选择加工参数中的WITHSTOCK选项，可彻底消除空刀现象，而且刀具的切削载荷更合理，轨迹更流畅。

精加工的目的是按照零件的设计要求，达到最好的表面质量和轮廓精度。Cimatron提供了多种精加工工序，来支持不同的精加工形式。如三维偏置精加工、等高精加工、最佳等高精加工、平行精加工等，其中以SRFPKT及WCUT/FINISH最为常用，对于斜率接近于水平面的平坦面，采用SRFPKT工序进行沿面加工效果较好，而对斜率接近于垂直面的陡峭面一般采用WCUT/FINISH工序加工效果较理想。

3实际应用

采用Cimatron编程分粗、半精、精加工三道工序在高速加工中心上铣削出如图1所示旋钮零件，经与常规加工比较，加工时间大大缩短，零件表面非常光滑，近似镜面。由此可以证明证明高速加工可以提高生产率，缩短产品的开发周期，零件加工后可以省去抛光等工序。同时也反应了Cimatron软件在高速加工中的优势。

4 结论

随着高速铣削技术的不断普及，越来越多的企业已经在生产实践中开始应用该技术，编程是其中的一项关键性工作，也是一项创造性的工作。充分挖掘和使用Cimatron软件的高速加工编程技术，使模具产品以高质量、高效率、高寿命、低工期、低成本的姿态走向市场、争取更大的空间。

摘要：本文从高速加工的工艺要求出发,阐述了采用Cimatron进行模具高速加工编程的策略,主要包括合适的高速加工方法的选择、走刀方式的控制等,并以旋钮零件模具作为加工对象,制定合理的加工策略和切削参数,完成高速加工编程。

关键词：Cimatron,型腔模,高速加工

参考文献

[1]王达斌主编.Cimatron三轴铣削NC加工详解[M].北京:北京大学出版社,2003.

[2]孙全平,等.Cimatron软件的应用与研究[J].机械制造与自动化,2003(2):48-50.

高速加工编程 篇6

塑胶模具零件由于外形复杂且精度要求较高, 广泛采用数控加工技术。科技的进步, 使得加工设备和加工技术也有了极大的发展。随着高速数控铣床和高速加工中心等设备的发展进步, 模具零件运用高速加工技术己成为了一个紧迫的课题。高速数控铣床和高速加工中心的主轴转速和进给速度高, 应用于模具生产中将会提高生产效率, 提高模具的加工精度和表面质量, 但是高速数控铣床和高速加工中心有其自身的使用特点, 这就要求我们在使用时转变已有的思维方式及工作方法, 最大限度的发挥先进设备的作用。

2 问题的提出

曾经接手一套手机面壳塑胶模具, 交货期非常短, 要求在十二天内第一次试模。图1为手机面壳塑胶模具的型腔零件示意图, 此型腔零件外形尺寸为198*108*40.5, 材料为NAK80钢, 预硬HRC38~42, 型腔表面要求粗糙度为Ra0.4。此型腔零件形状结构较复杂, 存在大量R0.5的小凹圆角, 且材料为NAK80钢材, 硬度较大。如此小圆角的结构如果用机加工方法加工需要应用R0.5的球刀才可以完成。普通数控铣床加工时主轴转速低、刀具切削力大, 而R0.5的球刀相对来说比较脆弱, 容易断刀, 因而难以完成此零件的加工。按传统的加工工艺, 如此小圆角结构的零件用普通数控铣床加工无法完成时, 需进行铣削——电火花——抛光的工艺过程, 因为电火花加工是个很慢的过程, 耗时长, 还需要额外的步骤去制作电极, 而且, 放电以后模具表面的火花纹需要大量时间抛光去除。累计起来时间上无法满足模具交货期限。

3 解决方案

由于传统的加工工艺无法满足要求, 必须寻求新的加工方案。相对普通数控铣削加工, 如果将高速数控铣削工艺用于此手机面壳模具的型腔的加工, 则能够产生较好效果:

3.1 缩短此零件的机加工时间

此型腔零件形状较复杂, 材料为NAK80钢, 预硬HRC38~42。普通数控铣削加工较困难。高速铣削工艺一般采用高的铣削速度, 适当的进给量, 小的径向和轴向铣削深度。高速铣削工艺用于此零件加工, 切削力较小且铣削速度较快, 材料去除率高。能大大提高加工生产率, 缩短机加工时间。

3.2 改善加工精度和表面质量

高速数控铣床具备高刚性和高精度等性能, 同时, 加工时铣削力较小, 工件变形小。所以, 高速铣削加工的加工精度较高, 所得到的表面粗糙度较小。高速铣削加工的表面粗糙度可达Ra0.8~0.4。

3.3 有利于使用直径较小的刀具

此型腔零件形状较复杂, 存在大量R0.5的小凹圆角。高速铣削较小的铣削力适合使用小直径的刀具, 在小凹圆角部位用铣削替代电火花加工, 可以减少放电加工工作量或避免放电加工, 同时, 省去了额外的制作电极的步骤, 也不需要消耗大量时间抛光因放电产生的火花纹表面, 缩短工艺路线, 节省大量时间, 进而大大提高加工生产率。

综上所述, 手机面壳塑胶模具的型腔零件通过高速铣削加工, 能缩短此零件的机加工时间, 减少电火花加工工作量和减少抛光加工时间。

4 手机面壳塑胶模具型腔零件的加工策略与数控编程

此手机面壳塑胶模具的型腔零件的技术要求为:型腔零件材料为NAK80钢, 预硬HRC38~42, 型腔表面粗糙度为Ra0.4。通过对零件结构分析可知, 为达到此手机面壳塑胶模具的型腔零件的技术与装配要求, 在模具加工时应注意以下问题:

手机面壳塑胶模具型腔分型面为曲面, 加工时满足曲面轮廓度要求, 才能使型腔分型面与型芯分型面很好吻合, 确保模具实际生产时不出现飞边缺陷。

手机面壳塑胶模具型腔上有多个碰贴面亦为曲面, 加工时也要满足曲面轮廓度要求, 同时应控制好碰贴面与分型面相对位置。

手机面壳塑胶模具型腔上有大量R0.5的凹圆角, 需用R0.5的球刀进行最后的精加工才能得到如此小的圆角。

为实现上述的手机面壳塑胶模具型腔零件的技术与装配要求, 采用粗加工——半精加工——精加工步骤来进行零件的加工。

UGNX是目前功能比较强大的CAD/CAM软件, 它为我们提供了功能齐全而且灵活的编程功能, UGNX6是目前应用广泛的版本, 采用它来进行手机面壳塑胶模具型腔的加工编程能够比较好的实现零件的高速加工。

5 粗加工

5.1 首次粗加工

粗加工的目的是为了尽可能快地去除毛坯材料, 得到接近最终的零件形状。加工效率是粗加工主要考虑的因素, 在机床、刀具允许的情况下, 用尽量大的刀具及加工切削参数, 如机床主轴转速S、切削进给量f、轴向切深ap、切削步距ae等。日立SH系列机夹刀具加工能力比较强, 能切削最高硬度为HRC45的钢材, 适合加工NAK80钢。为了尽可能快地去除毛坯材料, 选用日立SH系列机夹刀具及合适的切削参数来进行铣削粗加工。

在高速加工过程中刀位轨迹中如何处理拐角是十分重要的。为了生成优化的高速铣削加工轨迹, 自动编程软件必须有效处理刀位轨迹的尖角。高速铣削的拐角处理须将存在于刀位轨迹中的尖角变成圆弧。如果存在这些尖角, 机床控制器的预览功能则会发现它们, 加工时机床会提前降低进给率。切削拐角时, 如果自动编程系统软件能生成流畅的刀具运动轨迹, 加工时就可以保持更一致的高速进给率。UGNX6为我们提供了完善的加工程序拐角控制功能, 如图2示。

5.2 二次粗加工

首次开粗加工用了大直径的刀具进行加工, 但零件上还有许多大的刀具加工不到的部位。UGNX6引入了“二次粗加工”的思想, 它以“毛坯残留知识”算法的为核心。它的工作过程是:先执行首次粗加工, 将加工得到的形状作为生成下次粗加工刀位轨迹的新毛坯。然后, 根据新毛坯, 使用各种的走刀方式进行粗加工。整个切削策略则是始终让刀具切削到材料, 减少空走刀, 从而使切削结果更为有效。

5.2.1 半精加工

半精加工的主要任务是使零件的表面达到一定的精度, 同时留出均匀的余量为精加工作准备。只有半精加工时留出均匀的余量才能确保零件在精加工时加工表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求。

完成二次粗加工后, 零件上还有许多加工不到的细部结构。还须用多把由大到小的刀进一步完成毛坯残料去除工作, 直至整个零件都只保留了均匀的余量给精加工。

5.2.2 精加工

精加工的主要任务是保证加工表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求。高速铣削精加工主要考虑加工效率、加工表面质量、刀具磨损以及加工成本。根据零件不同的表面特性, 需选择不同的刀具和加工工艺参数对零件的外侧面、底面、分型面、胶位面、碰贴面进行精加工, 此外, 还需用清根的方法对多处小凹圆角进行精加工。

5.2.3 手机面壳塑胶模具型腔切削模拟

型腔零件编程完成后, 可以对所编制的加工刀具路径进行模拟加工, 来检验所编制的加工刀路是否正确合理, 模拟结果如图3所示。

3 结束语

手机面壳塑胶模具的型腔零件采用高速铣削方法进行加工, 零件上除了局部小于R0.5的部位仍然需由电火花等后续其它加工手段进行加工外, 型腔零件大部分的尺寸已能够满足图纸的要求, 且零件的表面粗糙度可达到Ra0.8, 后续经过少量的手工抛光, 零件的表面粗糙度也能够满足图纸的要求。相比传统的加工方法, 采用高速铣削加工, 可以极大地减少电火花加工和抛光加工时间, 减少电火花加工所需电极的数量及电极准备的时间和工作量, 从而缩短了产品的交货期, 满足客户的需要。

参考文献

[1]王爱玲.数控机床加工工艺[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2]马秋成, 聂松辉.UGCAM篇[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[3]汪文虎, 刘晓辉, 张军.我国模具CAD/CAM技术的现状及发展趋势研究[J].模具技术, 2007, (01) :55-58.

[4]陈晓英, 徐诚.UG软件在数控加工中的应用[J].机床与液压, 2006, (01) : 64-66.

高速加工编程 篇7

数控机床加工与普通机床加工不同, 工件的加工精度不仅与加工过程有关, 而且与加工前编程阶段紧密相关。由于程序控制原理自身的原因, 编程误差不可避免。在编程阶段, 图纸上的信息转换为对于控制数控机床可以接受的形式, 这时会产生近似运算误差、插补误差、尺寸圆整误差、积累误差、理论刀具运动轨迹与实际刀具运动轨迹之间的误差。编程误差的大小与所用数控机床的脉冲当量有一定的关系。在编程过程中, 我们只要针对这几种误差的一种或几种采取相应的措施减少这种误差, 数控机床的编程误差都会做到相应的减少。下面我们就根据部分典型零件的加工来分析这些误差的形成原因及减少这些误差的方法。

2 典型零件加工

2.1 典型车床零件加工

2.2 工艺分析

根据零件图样要求、毛坯情况 (毛坯为Φ42的棒料) , 确定工艺方案及加工路线。

该零件总长为64mm, 属短轴类零件, 右端面为工艺基准, 采用一端夹紧一次装夹完成粗精加工。工步顺序如下:

(1) 粗车外圆。基本采用阶梯形、梯形切削路线去除余量。

(2) 自右向左精车各外圆面:倒角→切削螺纹外圆→车锥体→车R22mm圆弧→车φ38mm外圆。

(3) 切槽。

(4) 车螺纹。

(5) 切断。

2.3 编制零件加工程序

2.3.1 选择机床设备

根据零件图样要求, 选用经济型数控车床即可达到要求。故选用GSK980T型数控卧式车床。

2.3.2 选择刀具

根据加工要求, 选用四把刀具, T01为粗加工刀, 选90°外圆车刀, T02为精加工刀, 选90°外圆车刀, T03为切槽刀, 刀宽为4mm, T04为60°螺纹刀, 同时把四把刀在四工位自动换刀刀架上安装好, 且都对好刀, 把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。

2.3.3 确定切削用量

切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定, 详见加工程序。

2.3.4 确定工件坐标系、对刀点和换刀点

确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点, 建立XOZ工件坐标系。

采用手动试切对刀方法 (操作与前面介绍的数控车床对刀方法相同) 把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X15、Z150处。

2.3.5 编写程序 (该程序用于GSK980T车床)

按该机床规定的指令代码和程序段格式, 把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下: (该系统X方向采用直径径编程)

方法一: (对图示零件不做任何数学处理直接按轮廓编程)

单位:mm

方法二: (按上述减小编程误差的方法对该零件进行数学处理后进行编程)

将φ38-0.04、φ26-0.04、φ16-0.04处理为φ37.98±0.02、φ25.98±0.02、φ15.98±0.02, 将39+0.1、54+0.05处理为39.05±0.05、54.025±0.025。将精车时的z-19、处理为z-19.13, 将圆弧半径R22+0.1处理为R22.05±0.05。编程如下:

只要将方法一中的精车程序段 (N0370----N0440) 加以修改即可

单位:mm

2.4 比较加工误差

用第一种方法加工后, 测量值与理论值对照表:

单位:mm

用第二种方法加工后, 测量值与理论值对照表:

单位:mm

2.5 分析不同编程方法对该零件加工精度的影响应采取的措施

通过上面的实例加工, 可以看出用第一种方法编程, 加工误差较大。用第二种方法编程, 加工误差大部分在公差范围之内。所以说, 不同的编程方法对零件的加工精度影响很大, 应在编程前先对该零件尺寸进行数学处理, 再进行编程加工。

2.6 总结:针对不同零件的加工应采取哪种合适的编程方法

数控编程中误差处理是一项重要问题。在编程中, 影响轮廓加工精度的主要是插补误差, 另外还有近似运算误差、尺寸圆整误差、积累误差、理论刀具运动轨迹与实际刀具运动轨迹之间的误差等等。下面针对不同的零件所应采取的编程方法进行总结:

(1) 锥体面和圆弧面时应考虑刀尖圆弧半径对零件加工的影响, 应按2.5 (理论刀具运动轨迹与实际刀具运动轨迹的误差) 中介绍的方法进行处理。

(2) 在编制程序时, 径向尺寸最好采用绝对编程, 轴向尺寸可采用相对编程, 即采用混合编程比较好。但对于重要的轴向尺寸, 也可采用绝对编程, 以尽量减少其积累误差。在经济型数控铣床上加工平行孔系时, 用相对编程时, 考虑到机床定位误差的累积, 设计加工路线时, 最好是沿同一方向依次走刀至各孔中心, 以提高各孔之间的相对精度。用绝对编程可在很大程度上减小积累误差。

(3) 编制程序时, 应正确处理零件图上的尺寸标注, 如标注的是非对称尺寸, 则要变换为对称尺寸来编程。

(4) 对于重复定位精度很高的机床, 为了保证主要尺寸的加工精度, 在加工主要尺寸之前, 刀具可先返回参考点在重新运行到加工位置。如此做法的目的实际上是重新校核一下基准, 以确定加工的尺寸精度。

(5) 有刀具半径补偿功能的数控系统, 编程时要按零件轮廓编程, 使用刀具半径补偿功能指令, 在控制面板上手工输入刀具半径, 以便于在更换刀具或修磨刀具后, 直接在控制面板上输入刀具尺寸的变化值, 而不必重新调整刀具、重新对刀、重新编程。

(6) 钻孔、镗孔、车螺纹时要正确考虑刀具的引入长度和超出长度。在有接刀的地方, 刀具应切向切入和切向切出。

数控编程的方法及应注意的问题是很多的, 在实际工作中, 针对零件的不同特点, 考虑所使用的数控系统不同, 采用灵活多样的编程方法是很有必要的。数控机床突出特点之一是:零件的加工精度不仅在加工过程中形成, 而且在加工前编程阶段就已形成, 编程阶段的误差是不可避免的。因此, 在应用数控机床进行机械零件加工时, 要充分地考虑工艺问题、编程方法对零件加工精度的影响, 这对提高数控机床的加工精度具有现实的指导意义。

参考文献

[1]杜家熙, 李颖主编.数控机床编程与结构.中国国际商务出版社, 2003 (7) .

[2]张超英主编.数控车床.北京.化学工业出版社, 2004 (2) .

[3]唐正清.试析数控编程及应注意的几个问题.北京:北京工业职业技术学院, 2005 (1) .

[4]杨有亮.刀具几何参数对编制数控车床加工程序的影响.汽车技术, 1995 (1) .

[5]房长隆.数控加工中编程误差的分析.黑龙江纺织, 2004 (9) .

数控加工编程的技巧 篇8

现以FANUC 0i Mate及图1为例进行分析。

1 简单的坐标系及基点坐标

以零件的基准点为原点，以回转轴线为z轴，则x轴过原点且垂直于z轴。需明白：(1)数控机床上刀具远离工件的方向为正方向。(2)每点的坐标由x和z两个数值表示，且x通常采用直径值。掌握了这两点，就容易写出各基点坐标：

2 必备的浅显的工艺知识

2.1 车刀分类及选择

(1)按材料分：常用车刀有高速钢和硬质合金两种。高速钢车刀的硬度和耐磨性不及硬质合金车刀，但硬质合金性脆。对加工本例的冷拉铝棒而言，两种车刀都可选择，不过用硬质合金车刀可以实现更加高速的切削。

(2)按外形分有：90°外圆车刀，用于车端面、阶台面和外圆;螺纹车刀，用于车螺纹;切槽刀(割刀)，用于切槽和割断。

2.2 加工路线制定

粗加工：为了尽快去除加工余量以保证效率;精加工：保证尺寸精度和表面粗糙度;切槽：用于车螺纹时退刀;车螺纹：按图纸加工;割断：截取成品工件。

2.3 切削三要素的选择

一般根据相关手册和经验确定，就本例而言,切削深度：粗车外圆每刀≤6mm(直径);精加工取0.2mm(直径);粗车螺纹每刀≤0.6mm(直径)。主轴转速：粗加工S500rpm;精加工S1000;切槽、割断和车螺纹S300rpm。进给速度：粗加工F0.2mmpr;精加工、切槽和割断F0.05mmpr;车螺纹F即导程。

3 精心挑选指令

依相关标准数控指令有几百条之多，但并不都是常用，精心选出以下11条，足可以满足各种加工零件的编程需要。

3.1 G指令，准备指令，精选5条

(1)G00快速定位。

例如G00X14Z2命令车刀按系统给定的速度快速地直线移动到目标点X14Z2。

(2)G01直线插补。

如G01X18Z-30F0.2命令车刀以0.2mmpr的进给速度直线移动到目标点X18Z-30。

(3)G02凹圆弧插补。

如G02X18Z-35R4F0.2命令车刀以0.2mmpr的进给速度车凹圆弧至目标点X18Z-35半径为4。

(4)G03凸圆弧插补。

如G03X10Z-5R5F0.2命令车刀以0.2mmpr的进给速度车凸圆弧至目标点X10Z-5半径为5。

(5)G92螺纹循环。

如G92X13.3Z-17F1.5命令车刀以1.5的导程从起点在直径13.3上车螺纹至目标点X13.3Z-17，并抬刀到起始直径后，返回起点。

3.2 M指令，辅助指令，精选3条

M03主轴正转，M05主轴停转M,02程序结束。

3.3 S指令，指定主轴转速，仅1条

如2.3所述S300及主轴转速为300rpm。

3.4 F指令，指定进给速度，仅1条

如2.3所述F0.2车刀的进给速度0.2mmpr。

3.5 T指令，调刀指令，仅1条

如T0101带刀补调用1号刀，T0202带刀补调用2号刀，T0303带刀补调用3号刀，T0200不带刀补调用2号刀。

4 相关计算

(1)基点坐标计算：有初中文化自己不难解决。

(2)锥度计算：C=(D-d)/L,C锥度，D大端直径，d小端直径，L长度。已知三者可求其四。

(3)圆弧高度(深度)计算：，圆弧H高度(深度)，R圆弧半径，a弦长的一半。用来判断圆弧顶点处的尺寸。

(4)螺纹计算：外径=公称尺寸减去螺纹间隙，本例取13.9;螺纹刀加速段距离δ1=2t+1,t导程，本例为1.5。由此并结合3.1(5)和4.4可以确定本例车螺纹起点的坐标为X15Z-1。

螺纹刀减速段距离δ2=[δ1/2]。本例求得2，由此并结合3.1(5)可确定车螺纹终点为XXXZ-17。

螺纹小径d1=d-1.0825t,d公称直径或外径，t导程。就本例而言d1=14-1.0825*1.5=12.376或13.9-1.0825*1.5=12.276。

螺纹车削走刀次数n=[1.0825t/0.6]逢余进1+1。本例n=[1.0825*1.5/0.6]逢余进1+1=3+1=4，由此可确定每刀的切削直径为X13.3;X12.7;X12.276;X12.276。

5 工艺流程

(1)粗加工：车φ14.2圆柱，起点X14.2Z2目标点X14.2Z-20(考虑最大切深≤6mm)→车900阶台面，目标点X16.2Z-20→车1:5圆锥，目标点X18.2Z-30→车R4凹圆弧，目标点X18.2Z-35R4→车φ18.2圆柱，目标点X18.2Z-40→车φ19.2圆柱，目标点X19.2Z-(48+B+1)(考虑增加割刀宽及其间隙)。

车φ10.2圆柱，起点X10.2Z2，目标点X10.2Z-5。

车R5凸弧，起点X4.2Z0，目标点X10.2Z-5R5(考虑最大切深≤6mm)。

车R5凸弧，起点X0.2Z0，目标点X10.2Z-5R5。

(2)精加工：命令车刀按图纸沿零件轮廓线走一轮(螺纹和退刀槽暂时除外)。

(3)切槽：以左刀尖为准，目标点X11Z-20，设刀宽B等于槽宽。若刀宽小于槽宽，也易处理，程序作者另备。

(4)车螺纹：参见4(4)。

(5)割断：目标点X0Z-(48+B)。

6 刀具轨迹图

等同于程序中的G指令，作者另备。

7 程序清单

设1号为900外圆刀，2号为割刀，宽度B,3号为普通螺纹车刀。注意：模态指令，一旦指定持续有效，只到被重新指定为止。哪些指令是模态的，细读以下程序，请读者自己分析思考。

8 结论

这里精选了FANUC 0i Mate的11条指令，通过实例阐述了车削编程的具体思路。希望能够帮助读者迅速解决程序编写这一难题。作者在诸多的考工培训实践中多次证明了“只需三小时，精通数控编程”的论点。

然而，世间万物不可能尽如人意，正如长得太快的树，材质就难免粗疏。学习、工作和生活也多如此，个中滋味只有亲自品尝，才能体会得出。

参考文献

[1]BEIJING-FANUC.0i Mate-TB操作说明书.

[2]孙伟伟.数控车工实习与考级.高教出版社.

数控车削编程与加工技巧 篇9

1.1 合理选用螺纹循环切削指令G92和G76

数控车床有十多种切削循环加工指令,各自的编程方法也不同,我们在选择的时候要仔细分析,合理选用,争取加工出精度高的零件。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式,刀具两侧刃同时切削工件,切削力较大,而且排削困难,因此在切削时,两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时,由于切削深度较大,刀刃磨损较快,从而造成螺纹中径产生误差。但由于其加工的牙形精度较高;G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式,单侧刀刃切削工件,刀刃容易损伤和磨损,但加工的螺纹面不直,刀尖角发生变化,而造成牙形精度较差。但工艺性比较合理,编程效率较高,此加工方法一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。

从以上对比可以看出,因切削刀具进刀方式的不同,使这两种加工方法有所区别,各自的编程方法亦不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的,采用G92、G76混用进行编程,即先用G76进行螺纹粗加工,再用G92进精加工,在薄壁螺纹加工中,将有两大优点:一方面可以避免因切削量大而产生薄壁变形,另一方面能够保证螺纹加工工的精度。需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同,以防止螺纹乱扣的产生。

1.2 巧妙运用延时指令G04

(1)大批量单件加工中,为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作,用G04指令代替首件后零件的启动。必要时设计选择计划停止M01指令作为程序的结束或检查。(2)用丝锥攻中心螺纹时,需用弹性筒夹头攻牙,以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断,并在螺纹底部设置G04延时指令,延时的时间需确保主轴完全停止,主轴完全停止后按原正转速度反转,丝锥按原导程后退。(3)在主轴转速有较大的变化时,可设置G04指令。目的是使主轴转速稳定后,再进行零件的切削加工,以提高零件的表面质量。

2 控制尺寸精度技巧

2.1 消除公差带位置的影响

零件的许多尺寸标注有公差,且公差带的位置不可能一致,而数控程序一般按零件轮廓编制,即按零件的基本尺寸编制,忽略了公差带位置的影响。这样,即使数控机床的精度很高,加工出的零件也有可能不符合其尺寸公差要求。

如1图所示零件,￠40尺寸为基轴制,￠35尺寸为基孔制过渡配合,￠20尺寸为基孔制过盈配合,3个尺寸的公差带位置不同,如果编程仍按基本尺寸来编程,而不考虑公差带位置的影响,就可能使某个尺寸加工不符合要求,解决的办法有两种。(1)按基本尺寸编程,用半径补偿考虑公差带位置,即仍按零件基本尺寸计算和编程,使用同一车刀加工各处外圆,而在加工不同公差带位置的尺寸时,采用不同的刀具半径补偿值。用这种方法,要先知道刀尖圆弧半径,所以使用不便,且只适用于部分数控系统。(2)改变基本尺寸和公差带位置,即在保证零件极限尺寸不变的前提下,调整基本尺寸和公差带位置。一般按对称公差带调整。编程时按调整后的基本尺寸进行,这样在精加工时用同一把车刀,相同的刀补值就可保证加工精度。

2.2 采用半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度

对于大部分数控车床来说,使用较长时间后,由于丝杆间隙的影响,加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时,我们可在粗加工之后,进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后,可在001刀补处输入U0.3,调用G70精车一次,停车测量后,再在001刀补处输入U-0.3,再次调用G70精车一次。经过此番半精车,消除了丝杆间隙的影响,保证了尺寸精度的稳定。

2.3 用绝对编程G90保证尺寸精度

在机床调整方面,要将刀具的初始位置安排在尽可能靠近棒料的地方。在程序方面,要根据零件的结构,使用尽可能少的刀具加工零件使刀具在安装时彼此尽可能分散,在很接近棒料时彼此就不会发生干涉;另一方面,由于刀具实际的初始位置已经与原来发生了变化,必须在程序中对刀具的参考点位置进行修改,使之与实际情况相符,与此同时再配合快速点定位命令,就可以将刀具的空行程控制在最小范围内从而提高机床加工效率。编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上,各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。考虑到加工及编写程序的方便,轴向尺寸常采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,最好采用绝对编程。

3 结语

数控车削编程已日益广泛地应用在各工业部门,本文总结的一些具体结论和编程思想具有普遍意义。随着科技的飞速发展,需要我们掌握一定技巧,编制出更合理、更高效的加工程序,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥。

参考文献

[1]尹存涛.小议数控编辑中的几个“点”[J].承德石油高等专科学校学报,2006,(1):35-37.

[2]张耀宗.机械加工实用手册编写组[M].机械工业出版社,1997.