编程与加工（精选12篇）
编程与加工 篇1
0 引言
随着数控加工技术不断发展, 高性能高效率的加工中心的应用也逐渐普及。手工编程是加工中心初学者必须掌握的内容, 而圆弧加工的编程方法是掌握手工编程的重要环节之一。如何熟练掌握圆弧加工的编程方法与技巧, 对提高编程者的编程能力有着重要的意义。通过几年的加工中心实际应用和教学实践, 笔者将自己的体会和经验总结出来, 希望对读者有所启发。
1 编程内容概述
1.1 加工中心教学设备
辛辛那提系统四轴联动立式加工中心, 采用主轴式换刀方式。如图1所示。
1.2 圆弧加工编程指令介绍
圆弧加工常用指令有两个, 分别是顺时针圆弧加工G02和逆时针圆弧加工G03, 而本系统加工中心的编程方法中, 增加了G01模式下加工四分之一圆弧的方法。由于加工圆弧的形状 (四分之一圆、半圆、整圆) 不同, 所选用的加工方法也非常灵活, 熟练掌握各种用法, 有助于我们提高手工编程的效率及加工速度。下面以G02指令为例, 分别介绍四分之一圆、半圆、整圆的编程方法。
(1) 四分之一圆弧加工如图2a所示。
分别以图2a所示为编程起点和终点, 下面给出四分之一圆弧加工方法的程序段, 不含刀具半径补偿。
具体对比以上三种编程方法不难发现, 方法一在G01的模式下就可以加工圆弧, 圆弧半径用R表示, X、Y坐标为圆弧两切线的交点坐标。方法二在G02的模式下加工圆弧, 圆弧半径用P表示, X、Y坐标为圆弧的终点坐标。方法三在G02的模式下加工圆弧, I、J为圆心坐标, X、Y坐标为圆弧的终点坐标。其中方法一较为简便。
(2) 半圆弧加工如图2b所示。
分别以图2b所示为编程起点和终点, 下面给出半圆弧加工方法的程序段, 不含刀具半径补偿。
可以看出半圆弧加工的编程方法只有两种, 分别是四分之一圆弧加工的方法二和方法三, 注意半圆弧不能在G01的模式下进行加工。
(3) 整圆加工如图3所示。以图3所示为编程起点和终点, 下面给整圆加工方法的程序段, 不含刀具半径补偿。
从给出的程序段可以知道, 整圆的编程方法有两种。方法一较为简便, 方法二是将一个圆分成两个半圆的加工方法进行编程。
2 圆弧加工程序的优化与技巧
在编程过程中, 根据图纸的情况, 结合圆弧编程的各种方法, 使加工程序尽量优化。下面通过典型零件编程举例, 巩固掌握圆弧加工程序的编制与优化。本图例的形状包括四分之一圆弧加工、半圆加工以及整圆加工, 读者注意观察参考程序中加粗标注的程序行和注释。
如图4所示零件, 加工毛坯材料为50×50×28mm的LY12硬铝, 要求按图示要求编写加工程序。选择零件中心为编程原点, 水平向右的方向为X的正向, 垂直纸面向上的方向为Z的正向, 工件的上表面定为Z0。
2.1 加工零件工艺安排
(1) 用液压虎钳装夹零件, 用试切法对刀, 找出毛坯中心点坐标, 铣平零件上表面, 将毛坯中心和毛坯上表面设为G92的原点。 (2) 加工路线是:铣平面→粗铣44×44的外轮廓→粗铣48×48的外轮廓→粗铣Φ18圆槽→钻中心孔→钻Φ6孔→精铣44×44的外轮廓→精铣48×48的外轮廓→精铣Φ18圆槽。
2.2 加工刀具参数采用
加工采用的刀具参数如表1所示。
2.3 加工程序编制
手工编程参考程序 (表2) 。
需要说明的是, 以上第二、第三、第四段程序的粗精加工程序用同一个程序, 但在粗加工之后精加工之前, 必须把刀具半径补偿值、主轴转速、进给速度、刀具号码改为精加工的参数值。
3 结束语
我们在加工中心应用的教学实践中, 运用圆弧加工的各种编程方法, 引导学生不断地探索和改进, 调动了学生的学习兴趣, 取得了良好的教学效果。
摘要：本文针对辛辛那提系统加工中心圆弧加工手工编程的各种方法进行了讨论, 并举例将各种编程方法应用到加工程序中, 分析对比并编写加工程序, 探索优化圆弧加工手工编程的技巧。
关键词：辛辛那提,圆弧加工,手工编程
参考文献
[1]焦红卫.不同平面内圆弧加工指令的教学技巧浅说[J].职业教育研究, 2012 (09) .
[2]陈艳辉, 唐思远, 龙志军, 谭赞良, 邓小红.数控车削中刀尖圆弧半径对加工的影响[J].科技资讯, 2006 (10) .
[3]黄锦文.数控车床加工中刀尖圆弧引起的误差分析及消除方法[J].大众科技, 2008 (12) .
编程与加工 篇2
一、课程的任务和基本要求
《数控加工与变成实习》是机械设计组织及其自动化专业在专业学习过程中一次重要的实践环节；也是机械类专业必修的专业课之一，对实际应用能力要求很高，该实习目的是通过实践方式使学生进一步掌握和消化数控机床基本内容，了解数控系统组成，深化系统控制原理和方法，通过设计和调试，掌握各种功能的实现方法，为今后从事数控邻域工作打下扎实基础。
二、基本内容和要求
通过实训使了解数控机床的结构与工作原理，掌握数控车床的功能及其操作使用方法，熟悉数控车床对零件加工的基本过程和一些常见的数控加工工艺知识，掌握常用功能代码的作用，掌握简单零件的手工编程方法，掌握工件装夹及对刀方法，加深有关刀具知识和加工工艺知识的理解，提高实践操作加工能力，熟练完成典型零件的自动加工。实训过程中，通过接受有关的安全文明生产知识、劳动纪律及安全生产教育，培养学生良好的职业素质，使学生适应当前工作岗位的能力需求。在学完本课程后应达到下列要求：
1、了解数控车床的工作原理，主要组成结构及其作用。
2、熟悉数控机床对零件加工一些常见的数控加工工艺知识。
3、掌握工件装夹及对刀方法。
4、掌握简单零件加工程序的编制和输入方法。
5、掌握数控车床的操作方法及安全技术，严格遵守安全操作规程。
6、掌握数控机床对零件自动加工的基本过程。
三、数控机床安全操作规程
1、实训前的安全注意事项
1)学生进入实训室学习，必须经过安全文明生产和数控车床操作规程的学习。
2)进入实训场地后，应服从安排，不得擅自启动或操作数控机床。3)按规定穿戴好劳动保护用品及防护镜，不许穿高跟鞋、拖鞋上岗，不允许戴手套和围巾操作数控机床，也不允许扎领带。
4)开机前，要检查车床电气控制系统是否正常，润滑系统是否畅通、油质是否良好，各操作手柄是否正确，工件、夹具及刀具是否已夹持牢固，检查冷却液是否充足，然后开慢车空转3~5分钟，检查各传动部件是否正常，确认无故障后，才可正常使用。
5)不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。
6)上机操作前应熟悉数控机床的操作说明书，数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。7)主轴启动开始切削之前一定要关好防护门，程序正常运行中严禁开启防护门。
8)在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。
9)程序输入完成后，必须经过任课老师同意方可按步骤操作，未经任课老师许可，擅自操作或违章操作，成绩作零分处理，造成事故者，按相关规定处分并赔偿相应损失。10)完成对刀后，要做模拟换刀实验，以防止正式操作时发生撞坏刀具、工件或设备等事故。
11)在数控车削过程中，要选择好操作者的观察位置，不允许随意离开实训岗位，发现机床运转不正常时，应立即停车，向任课老师报告，待查明原因，排除故障，严禁设备带病工作。
12)操作数控系统面板及操作数控机床时，严禁两人同时操作。
13)手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。
14)加工过程中，如出现异常危机情况可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。
15)机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；
2、工作过程中的安全注意事项
l)、禁止用手接触
2)、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位； 3)、车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车； 4)、经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查；
5)、严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经有关责任人同意； 6)、工件伸出车床100mm以外时，须在伸出位置设防护物。
3、工作完成后的注意事项
l)、清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态； 2)、依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。3)、机床开机时应遵循先回零（有特殊要求除外）、手动、点动、自动的原则。机床运行应遵循先低速、中速、再高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于2-3 分钟。当确定无异常情况后，方可开始工作。
4)、严禁在卡盘上、顶尖间敲打、矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后方可进行下步工作。
5)、操作者在工作时更换刀具、工件、调整工件或离开机床时必须停机。6)、机床上的保险和安全防护装置，操作者不得任意拆卸和移动。7)、机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所用程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，方可关好安全防护罩，开动机床进行零件加工。8)、机床附件和量具、刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿。9)、实训完毕后应清扫机床，保持清洁，将尾座和拖板移至床尾位置，并切断机床电源。
10)、机床在工作中发生故障或不正常现象时应立即停机，保护现场，同时立即报告现场负责。
11)、操作者严禁修改机床参数。必要时必须通知设备管理员，请设备管理员修改。
12)、正确地选用数控车削刀具，安装零件和刀具要保证准确牢固。
13)、了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，将程序准确地输入系统，并模拟检查、试切，做好加工前的各项准备工作。
14)、加工过程中如发现车床运转声音不正常或出现故障时，要立即停车检查并报告指导教师，以免出现危险
四、数控机床机构 1.主机 是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。
2.数控装置 是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT、显示器、键盒、纸带阅读机等）以相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。3.辅助装置指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。
4.编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
五、数控车床实验内容及步骤（1）车削仿真
1.启动斯沃数控仿真软件
在左边文件框内选择单机版，在右边的数控系统下拉列表中选择FANUC 0iT，选择机器码加密，点击“运行”进入系统界面。
2.机床复位，确保此时机床处于此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮回零模式下。按Z向复位按键，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床沿第四轴方向回，机床X向回到机床原点；按第四轴方向复位按键到机床原点（本机床没有第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。注意：为了安全起见，机床回零一定要Z向先回零，然后其它方向才能回零。
3、设置毛坯
在机床主窗口已经装好了一个毛坯，需要重新设置。要求的毛坯为35号钢的Φ35×150的棒料毛坯。
4、添加刀具
从“刀具数据库”中选择（如果刀具库中没有，则自己建立一把编号为001的90°外圆车刀，刀具名称自己定。注意：新建车刀时，必须输入刀具编号和刀具名称，刀具编号和刀架中的刀位号可以不一样）编号为001的外圆车刀，此时将显示刀具图形和刀片图形，点击“添加到刀盘”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀架上出现所选刀具：
5、启动主轴 点击编辑，再点击程序，最后点击“手动输入方式”，输入“M03S600”，主轴以600r/min的数度正转。点击控制面板上的循环启动按键
6、对刀操作
点击编程面板的，点击显示屏下面对应“补正”的软键，再点击“形状”软键，利用编程面板上的上下左右方向键将光标定位于G001上，即本把刀具补偿值为1号。利用编程面板上的键盘输入“Z0”，点击显示屏下面对应“测量”的软键，则刀具的Z向刀补值自动算出并输入寄存器，同样再输入“X0”，点击显示屏下面对应“测量”的软键，则刀具的X向刀补值自动算出并输入寄存器：
001外圆车刀对刀过程：将刀移动至毛坯的右端，车掉毛边，编辑面板输入“Z0”,点击显示屏下面对应“测量”的软键，将刀移动至毛坯右下端向上3-4mm处，车外圆并X轴负方向进给10mm左右，车完后刀沿X轴正方向进给退出毛坯，点击“工件测量”，记下毛坯右端外圆半径a，编辑面板输入“Xa”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。
002至004刀对刀过程：刀的左端靠近毛坯的右端，编辑面板输入“Z0”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。刀的上端靠近毛坯的右下方，编辑面板输入“Xa”,点击显示屏下面对应“测量”的软键。
7、导入程序
8、自动运行程序
下面将输入的程序自动运行。点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程序锁定，点击控制面板上的编辑按键，输入“O0022”，点击“INSERT”，点，再点击“文件”，装载已经编写好的车削文件，点击控制面板的自动按键击控制面板的单步按键，点击控制面板的循环启动按键，车床开始按照编写，程序开始自的程序一步一步走刀，没有错误后，点击控制面板的单步按键动加工
加工工艺路线分析
车削操作
车削操作的过程与车削仿真类似。具体步骤如下： 1.上坯料 将工件安装到三爪卡盘上，装夹准确。2.对刀 采用手动式对刀：（1）回参考点操作 采用zero或home（回参考点）方式进行回参考点操作，建立机床坐标系。此时数控系统显示器上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标系。
（2）试切对刀 先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持x向尺寸不变，z向退刀，然后停止主轴，测量工件外圆直径d，根据不同的数控系统输入刀具的x向刀具长度补偿。再将工件端面车一刀，z向尺寸不变，x向退刀，根据不同的数控系统输入刀具z向刀具长度补偿。
（3）建立工作坐标系 程序运行时，刀具添加相应对刀时的补偿值，刀具即处于编程的坐标系，工作坐标系建立。
3.导入编程，并将程序输入车床中。
4.加工 输入程序完成后，运行程序，车床工作，开始加工。注意点：（1）对刀必须准确。
（2）执行程序必须从程序段头开始执行。
六、数控铣床实验内容及步骤
（1）铣削仿真
1.启动数控铣床
在斯沃仿真软件启动界面上选择FANUC0iM数控系统，点击“运行”进入系统界面。
2.机床复位
此时机床操作面板的指示灯在闪动，松开急停按钮回零模式下。按Z向复位按键，确保此时机床处于，机床Z向回到机床原点；按X向复位按键，机床沿Y方向回到机床原，机床X向回到机床原点；按Y方向复位按键 点；按第四轴方向复位按键，机床沿第四轴方向回到机床原点（本机床没有第四轴，故按此键机床没有动作，但是第四轴复位指示灯不再闪动）。注意：为了安全起见，机床回零一定要Z向先回零，然后其它方向才能回零。
3.设置毛坯
修改装夹方式为工艺板装夹。把默认的毛坯修改为35号钢的120×120×40的毛坯。工件原点设在工件上表面中心，原点偏置值输入G54寄存器，点击“确定”退出对话框。点击编程面板的寄存器下的原点偏置值：，选择“坐标系”软键，将可以看到G
54G54下的Z有数值，其值等于主轴上不装刀具时主轴端面与工件上表面重合时的Z向机械坐标，这样定义G54的Z值，则所有刀长度补偿值就是刀具本身的长度（等于装刀后从刀尖到主轴端面的距离）。工件装夹方式如图：
4.添加刀具
从“刀具数据库”中选择编号为007的端铣刀（如果刀库中没有，可以自己创建一把编号为007的端铣刀，直径为10，长度为100，刀具名称自定。注意：新建铣刀时，必须输入刀具编号和刀具名称，刀具编号与刀库中的刀位号可以不一样），此时将显示刀具图形，点击“添加到刀库”按钮，在弹出的菜单中选取“1号刀位”，则“机床刀库”中1号刀位出现刀具名称，点击确定，机床主窗口的刀库上出现所选刀具（注意：数控铣床卧式刀库容量为12把刀具，分别用1～12表示刀位号，主轴上的刀位号则为13）
5、导入程序
6、自动运行程序
点击控制面板上的“程序保护”按键以解除程序锁定，点击控制面板上的编辑按键，在编程面板上点击
按键，点击“DIR”软键则显示已存在的程序名列表，输入“O0022”，然后点击，将建立新程序（删除已有的程序也在“DIR”软键下进行），点击“文件”，装载已经编写好的铣削文件。点击控制面板的自动按键启动按键，再点击控制面板的单步按键
。点击控制面板上的循环，由于选择了单步运行，因此每按一次循环启动按键，则程序运行一个程序段。也可以不用单步运行，则程序将连续运行。
7、加工图片
（2）铣削操作
毛坯为200mm*200mm*40mm的板材，工件材料为45钢。
1、根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线 1）以已加工过的底面为定位基准，用通用机用平口虎钳夹紧工件前后两侧面，虎钳固定于铣床工作台上。2）工步顺序
2、选择机床设备：经济型数控铣床
3、选择刀具
采用直径为10的端铣刀，定义为T01，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。
4、确定切削用量
切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5、确定工件坐标系和对刀点
在X0Y平面内确定以工件中心为工件原点，Z方向以工件上表面为工件原点，建立工件坐标系。采用手动试切方法，完成对刀。
6、操作流程
1）进行开机步骤
2）输入加工程序，检查输入无误 3）锁定机床，空运行程序，验证程序的正确性，特别要仔细观察各程序段的坐标尺寸是否正确，完毕后务必要撤销空运行操作
4）机床重新进行回机械原点操作 5）放开机床，装夹试切工作，手动选择各个刀具，用试切法测量各刀的刀补，并置入程序规定的刀补单元，注意小数点和正负符号。
6）调出当前加工件的程序，选用自动操作方式，选择适当的进给倍率和快速倍率，按循环启动键，开始进行自动循环加工。首件加工时应选用较低的快速倍率，并利用单程序段功能，可减少程序和对刀错误引发的故障。
7）首件加工完成后，测量各加工部位的尺寸，修改各刀的刀补值，然后加工第二件。确认尺寸无误后恢复快速倍率100%，加工全部工件。
8）加工完毕，执行关机步骤。
七、工作完成后的注意事项
（1）清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。
（2）依次关掉机床面板上的电源和总电源。
（3）机床开机时应遵循先回零点、手动、点动、自动的原则。机床运行应遵循先低速、中速、在高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于2-3分钟。当确定无异常情况后，方可开始工作。
（4）严禁在卡盘上、顶尖间敲打、矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后方可进行下步工作。
（5）操作者在工作时更换刀具、工件、调整工件或离开机床时必须停机。
（6）机床上的保险和安全防护装置，操作者不得随意拆卸和移动。
（7）机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所有程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，方可关好安全防护罩，开动机床进行零件加工。
（8）机床附件和量具、刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿。
（9）实训完毕后应清扫机床，保持洁净，将尾座和托板移至床尾位置，并切断机床电源。
（10）机床在工作中发生故障或不正常现象时应立即停机，保护现场，同时立即报告现场负责。
（11）操作者严禁修改机床参数，必要时必须通知设备管理人员，请 设备管理员修改。
（12）正确的选择数控车削刀具，安装零件和刀具要保证准确和牢固。
（13）了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，将程序准确输入系统，并模拟检查、试切，做好加工前的各项准备工作。
（14）加工过程中入发现车床运转声音不正常或出现故障时，要求立即停车检查并报告指导老师，以免出现危险。
八、实习心得体会
在实训期间，虽然我们之前有学过一些理论的知识，但是实践才能证明你的能力，所以我觉得这是一次理论与实践相结合的好机会，又是将全面地检验我们的知识水平。数控加工实训是培养我们学生实践能力的有效途径。作为一名工科生，实训课是非常重要的也特别有意义。数控加工实习是我们的一次实际掌握知识的机会，离开了课堂严谨的环境，让我们会感受到车间的气氛。同时也更加感受到了当一名车间工人的心情，使我们更加清醒地认识到肩负的责任。
一年后就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、自主学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。
随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。就像我们接触到的车床、铣床，虽然它的危险性很大，但是要求每个同学都要去操作而且要加工出产品，这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气。数控加工实训带给我们的，不全是我们所接触到的 那些操作技能，也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在实训结束后根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，有所收获，使这次实训达到了他的真正目的。
编程与加工 篇3
关键词 技能大赛；Creo；PowerMILL；数控编程
中图分类号：TG659 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）14-0050-03
Ashtray NC Programming and Machining based on PowerMILL//
XU Zhenshan， LI Luxing
Abstract This paper took the Skills Competition parts Ashtray as
the carrier，Made 3D modeling of the ashtray with Creo. Analysised
the machining process and made the process route. Using the proce-ssing strategy of Delcam company’s CAM software PowerMILL completed the rough machining and finishing ashtray.
Key words skills competition； Creo； PowerMILL； NC programming
自动编程具有手动编程无可比拟的优势。根据零件图纸要求，首先用CAD软件进行零件的三维造型，然后利用CAM软件进行自动编程，将程序输入数控机床即可进行加工。对于一些手动编程无法实现的零件加工，利用自动编程可以轻而易举地实现[1-2]。目前，自动编程已广泛应用于各企业、高职院校数控技能大赛和数控实训中。本文以技能大赛训练零件的加工为载体，介绍利用Creo软件对烟灰缸进行三维造型，分析加工过程，并通过PowerMILL软件对加工进行自动编程和后处理。
1 零件三维建模
Creo软件是美国PTC公司推出的CAD设计软件包，整合了三个软件，具有强大的零件三维建模功能。其建模功能集中在Parametric模块，建模思想是参数化设计，与其前身Pro/Engineer软件相比，操作界面变化很大，将原来的大多数命令表达由级联菜单更改成工具图标的形式，更形象直观，更加适应用户的需求，功能上进行了很多改进[3]。利用Creo软件设计的烟灰缸的三维模型如图1所示。
2 加工工艺分析
根据零件尺寸选择毛坯尺寸为110 mm×110 mm×35 mm方料，零件材料为硬铝，夹具选择平口钳，根据毛坯形式和装夹方式确定加工工艺如表1所示。为了加工零件底面，综合考虑反向装夹方式，特设置图2所示工艺台。零件加工选择先加工外轮廓，再加工零件底部。为了卸下零件，工艺台与零件贴合处如图3设置。所有加工完成之后，摇动手轮将贴合处的余量去除。
3 自动编程与加工
零件的结构特征包含许多曲面，手动编程难度很大，所以选择PowerMILL软件自动编程。PowerMILL软件是英国Delcam公司推出的数控加工编程软件系统，可以支持各类主流CAD系统输出的数据格式，如IGES、VDA、STL等[4]。该软件界面非常方便简单，易于用户操作，所提供的加工策略丰富，刀路科学。编程设置总体上分为设置毛坯、定义用户坐标系、添加刀具、设置刀具路径策略、产生程序五个步骤。
1）设置毛坯。毛坯尺寸已设定好，110 mm×110 mm×35 mm方料。毛坯设置如图4所示。
2）定义用户坐标系。零件需要进行两次装夹，所以需要使用毛坯设定并定向两个用户坐标系。考虑到机床对刀方便，坐标系1定位在毛坯上表面中心，坐标系2定位在毛坯下表面中心。
3）添加刀具。根据加工工艺分析，零件加工共需要四把刀具，分别是Φ10端铣刀、Φ6端铣刀、Φ6球头刀和Φ4球头刀，将这四把刀具添加到刀具列表中。
4）设置刀具路径策略。刀具路径策略可从策略选取器中选取，如图5所示。根据零件的加工工艺，零件加工所选取的加工策略如表2所示。
设置完每一步加工策略后，软件可进行刀路仿真模拟，通过观察仿真刀路，用户可发现其中的问题，若有问题能够及时调整参数，如图6所示。
5）产生程序。刀具路径策略设置好之后，即可将每一步策略产生独立的NC程序，设置后处理，如图7所示。
写入之后利用数据传输软件即可将程序导入数控机床进行加工，加工出的零件实物如图8所示。
4 结束语
随着制造业、计算机技术的发展，工业产品日益多样化，零件形状越来越复杂，产品更新速度越来越快[5-6]。这就需要大量的能熟练操作CAD/CAM软件的技能型人才。结合Creo软件和PoweMILL等软件自身的优点，可以快速高效地实现零件的设计与加工。
参考文献
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[2]胡静，宋晶，王曦崴.基于PowerMILL的密封环高速加工数控编程研究[J].机床与液压，2014，42（10）：68-71.
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[4]朱克忆.数控加工编程实用教程[M].北京：清华大学出版社，2008.
[5]吕凤均.浅谈自动编程在数控加工中的利与弊[J]. 新课程研究：职业教育，2013（1）：160-161.
数控车削编程与加工技巧 篇4
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.
数控加工与编程个人简历 篇5
| 技能专长 | |
| 语言能力： | 其他语言 雷州话、粤语流利 ; 英语 一般 ; 普通话 标准 |
| 计算机能力： | 良好 ; |
| 综合技能： |
| 教育培训 | ||||
| 教育经历： |
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| 培训经历： |
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| 其他信息 | |
| 自我介绍： | 本人责任心强，有团队精神。有一定的管理能力和良好的沟通能力。工作责任心强。工作能力得到公司领导的肯定。 工作以来，可以跟各部门的员工相处融洽，认真，勤快，踏实，负责就是我的工作原则。 多做事，少说话。选择我，您不会后悔。请您给予我加入贵企业大家庭中的机会，我会尽最大的能力来替您分担，解决工作上的困扰。 编程与加工 篇6【关键词】《数控加工编程与操作》 实践教学 校企合作 《数控加工编程与操作》（以下简称《数控加工》）课程作为数控专业学生走向工作岗位中应用性较强的专业课程。笔者通过多年的调查发现，实践教学在该课程中的应用是能够极大提升学生们动手能力、解决问题能力的一种教学方法，但是对学校的师资要求较高，所以笔者认为通过校企合作的模式来开展实践教学能够比较有效的解决这一矛盾，另外实践性也能够得到足够的保证，也是人才与企业的一种扩大交流的模式。 1 基本条件 1.1优秀的教师资源 在《数控加工》专业课程教学过程中，由于专业知识要求较高、课程存在一系列专有名词和技术名词、学生们对学科认知程度较低等因素的存在，在教学过程中教师的课程理论体系讲解仍然占主要地位。所以该课程的实践教学应当要求教师既具有扎实的理论知识，又要有丰富的操作经验，通过理论讲解、理论结合实践等体系来培养学生们的实践能力。首先教师们应该了解企业产品从毛坯到成品的全部加工过程，其次要懂得在加工过程中怎样的数控编程能够有效的提升效率，最后还要了解零件的加工工艺、刀具路径等等。 1.2 前提条件 《数控加工》课程作为一门专业课程，在实践过程中需要强有力的理论知识作为支撑。所以这就要求实现该课程的实践教学前提条件就是让学生掌握准确、科学、丰富的理论知识。根据课改精神要求，《数控加工》课程应该采用“教、学、做”一体化的授课模式来实现实践教学，院校应该对课程的重点知识点进行理论传授后在校内做好实践记忆，然后通过校企合作的模式进入企业将知识点进行系统化的链接，争取让学生的动手能力和实践能力得到提高。 1.3 教学硬件 当今社会对实践型技术人才的渴求度非常高，所以院校在硬件设备上也应该尽量满足实践教学的要求。实践教学首先要求学校必须配有基本的设备来满足学生们随课的知识点练习，并且具有一定的图书馆或者电子书籍借阅系统来满足学生们的基本知识学习和实践。另外，通过校企合作的模式来构建学生实习基地或实践基地也是实现实践教学的重要硬件，选择具有丰富设备和经验的企业能够让学生们的实践或者实习更加贴近于真实的工作和岗位。 2 实践环节过程分析 笔者认为在《数控加工》课程的实践教学中，最为重要的环节就是企业实习阶段，该教学阶段一方面可以让学生们以工作的态度去学习，另一方面也可以让企业以选人的角度去考查学生，同时学校也为日后的学生就业提供了一个良好的平台。 2.1 企业确定 企业确定是为学生们将来的企业实践打基础的环节，在选择企业进行合作时要根据地理位置、企业硬件环境、课程基本要求、企业合作态度等条件进行综合筛选，选择合适的企业签订协议，进行实践基地的建立。 2.2 学生赴企实习 学生在校进行完基础的校内理论教学和校内实习后就可以赴企进行实践操作，但是事先应与企业做好联系，待双方准备完毕方可安排学生赴企。到达企业后应当根据企业情况安排学生企业实践的导师，对于有条件的企业可实行一师一徒制，但是最多1名企业导师不可以带超过4名学生，这样一方面有利于学生与导师的交流，也有利于导师的教导。 2.3 任课教师赴企指导 这一过程应当与学生赴企实习过程同步进行，即教师要随同学生一起赶赴企业，与学生们同吃同住同学习，同时教师在這个过程中应当与企业勤于沟通，方便一些信息的上传和下达，同时教师要负责学生们的安全和日常生活。 2.4 归校后的实习总结 在学生归校后要安排学生进行知识总结，例如校内已经讲解过的理论知识在实际生产中是否有变化、企业实践过程中是否有一些有用的窍门、实践过程中是否存在学校未传授的知识点等等，并且形成实习报告上交，然后由任课老师进行系统总结。 2.5 自主设计实验 学生实习结束后会对实际的操作有更深一步的了解，所以讲师应该鼓励学生们多进行自主实验的设计工作，例如一些新鲜的数控编程手法、新型零件设计等等，这些自主实验的重点就是要将学生们实践所获得的知识进行融会贯通，然后通过小组模式的合作自主设计，并且在下一次企业实习的过程中在不耽误企业秩序的前提下进行实践，并由企业导师进行指导，这样更能提升学生的动手能力和知识水平。 2.6 座谈分享经验 在学校召开座谈会，邀请学生们的企业导师、企业领导、校领导、学校讲师和学生们共同参加，通过自由发言的模式来分享实习经验，并且请企业导师对所带学生们的未来仍需加强的方向进行讲解。 2.7 实习效果客观评价 对学生赴企实习的效果进行客观的评价首先应当由企业导师对学生进行评价，由校内教师对学生的自主实验设计方案进行评价，综合反映学生的知识掌握程度和实践能力，最后形成优良中差四等，作为该课程期末成绩的重要指标。 3 结语 总之，《数控加工编程与操作》课程实践教学效果最好的环节就是通过校企合作模式开展企业实习活动，通过理论联系实际，实际验证理论的方式来让学生们即掌握理论知识又能够善于动手操作，对日后学生走向工作岗位提供了强有力的保障。 参考文献： [1] 赵颖红.“数控加工工艺及编程”课程教学改革研究 [J].科技论坛，2013， （23）：54-55. [2] 田学超.对改革高职院校人才培养体系的若干思考 [J].科技信息，2010， （27）：31-32. [3] 高枫.高职院校采用校企合作模式对人才培养的几点好处 [J].职教创新2013， （10）：94-96. 作者简介： 数控铣削加工编程与工艺策略 篇71 加工阶段的划分 1.1 粗加工阶段 粗加工一般称为区域切除。在此加工阶段中, 应该在公差允许范围内尽可能多地切除材料。比较典型的区域切除方式是等高切面, 即在毛坯上沿着高度方向等距离划分出数个切削层, 每次切削一个层面的毛坯余量。粗加工阶段的主要任务是切削掉尽可能多的余量, 精度保障不是主要目标, 因此, 在粗加工阶段, 一般选用圆柱立铣刀进行加工。选择圆柱立铣刀的原因是它的圆柱面和端面都有切削刃, 它们可同时进行切削, 切削效率高。除了考虑切削角度外, 选择刀具的主要参数是刀具直径。刀具直径的选择原则:一是铣刀半径RD应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin, 一般取RD= (0.8-0.9) Rmin。二是零件的加工高度H< (1/6-1/4) RD, 以保证刀具有足够的刚度。同时在粗加工阶段一般采用行切方式进行切削, 产生区域清除刀具路径。行切法也称为平行切削加工, 它是指刀具以平行走刀的方式切削工件, 可以选择单向或往复两种方式, 并且可以指定角度, 角度指生成的刀位行与X轴的夹角。行切方式可以灵活地设定加工角度, 以最合适的角度对工件进行加工。在粗加工时, 行切法加工具有很高的效率, 一般其切削的步距可以达到刀具直径的70%~90%。 1.2 精加工阶段 对于复杂的曲面加工, 我们可以把加工阶段进一步划分成半精加工和精加工两个阶段, 或只划分成一个精加工阶段。精加工阶段的主要任务是满足加工精度和表面粗糙度要求, 而加工余量是非常小的。如果是曲面铣削, 一般选取球头铣刀。球头铣刀在切削过程中, 被加工曲面与铣刀球面的公法线经过铣刀球面的球心, 使干涉过切现象易于监测, 切削运动轨迹易于控制, 因此在复杂的曲面数控加工中, 得到广泛的应用。 除了刀具角度外, 球头铣刀的主要刀具参数就是球头直径参数。精加工阶段可以采用行切方式, 也可以采用环切方式。环绕切削也称为环切法加工, 环绕式的加工方式是以绕着轮廓的方式清除材料, 并逐渐加大轮廓, 直到无发放大为止。这样可减少提刀次数, 提高铣削效率。使用环绕切削方法, 生成的刀具轨迹在同一层内不抬刀, 并且可以将轮廓及岛屿边缘加工到位。 2 铣削加工类型 根据不同的加工对象, 铣削加工类型是不同的, 基本上可以划分为以下四种情况。 2.1 点位加工 在点位加工中, 刀具从一点到另一点运动时不切削, 各点的加工顺序一般也没有要求, 只根据最少换刀次数原则及路线最短原则, 确定加工路线, 生成刀具运动轨迹。零件中孔的加工就属于点位加工, 它包括钻孔, 扩孔, 镗孔, 攻丝等操作。 2.2 平面轮廓加工 平面轮廓零件的轮廓多由直线、圆弧和曲线组成, 选用两轴连动的数控铣床即可加工。加工时一般采用环切方式, 即刀具沿着某一固定的转向围绕工件轮廓作环形运动。最终一环刀具的运动轨迹是工件轮廓的等距曲线, 即将加工轮廓线按实际情况向左或向右偏一个刀具半径。轮廓精加工编程时采用刀具半径补偿功能, 直接按轮廓轨迹编程, 并且选为顺铣切削模式。 2.3 型腔加工 二维型腔是指以平面封闭轮廓为边界的平底直壁凹坑, 二维型腔加工的一般过程是:沿轮廓边界留出精加工余量, 先用平底端铣刀用环切或行切法走刀, 铣去型腔的多余材料, 再沿型腔底面和轮廓走刀, 精铣型腔底面和边界外形。型腔加工有两种方式:一种是环切方式, 另一种是行切方式。型腔的环切方式与平面轮廓的环切方式相似, 刀具基本上是做与工作轮廓等距离的环形运动, 逐步接近工件, 最后一环是沿工件轮廓向左或右偏离一个刀具半径的曲线。行切方式, 刀具可以按S形或Z形方式走刀, 当型腔较深时, 则要分层进行粗加工, 这时还需要定义每一层粗加工的深度以及型腔的实际深度, 以便计算需要分多少层进行粗加工。 2.4 曲面加工 用于加工具有三维曲面轮廓的零件, 采用三坐标或三坐标以上连动的数控机床或加工中心加工。曲面加工比较复杂, 根据加工精度、表面粗糙度要求, 曲面加工需要经历粗加工、半精加工、精加工等加工阶段, 每个阶段的切削方式是不同的。根据曲面形状的差异, 切削方式也是不一样的。平行式主要用于凸形和凹形工件的加工。径向式切削适合圆形工件, 沿圆工件的中心产生径向刀具路径。挖槽式用于型腔类工件。等高外形式适用于凸形和凹形坡度较陡的工件。使用等高外形加工时, 可能在工件顶部或曲线处无法切削到, 以致留下一些刀痕, 可以用浅平面加工加以清除。曲面间交角处的残屑可用交线清角式清理。残屑清除式主要清除在以前的加工区, 用较大的铣刀铣削时所剩下的余屑材料。 3 数控铣削编程工艺要点 3.1 集中加工工序 数控铣削经常采用工序集中加工方式, 尽可能减少装夹次数, 减小重复定位误差。在一次装夹下, 要完成粗、半精和精加工, 合理地安排各工序的加工顺序, 有利于提高加工精度和生产效率。 3.2 采用分层铣削 先粗铣去除余量, 然后再精铣。在粗加工时可以采用较大的切削用量, 在精加工时则采用较小的切削用量和较高的主轴转速。在粗、精加工阶段可以编制不同的刀具路径。 3.3 多点工件夹持 在装夹时对工件的多个部位进行夹持, 应注意既要保持工件装夹的稳定性, 又要考虑到不影响加工中的走刀、进退刀、换刀和中间测量。 3.4 优化加工路线 尽量减少进、退刀时间和其他辅助时间;铣削零件轮廓时, 尽量采用顺铣方式, 以提高表面精度;进、退刀位置应选在不太重要的位置, 并且使刀具沿零件的切线方向进刀和退刀, 以免产生刀痕;先加工外轮廓, 再加工内轮廓。 3.5 合理选择切削用量 合理地选择切削用量, 不但可以提高切削效率, 还可以提高零件的表面精度。选择切削用量的原则:粗加工时, 一般以提高生产率为主, 但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时, 应在保证加工质量的前提下, 兼顾切削效率、经济性和加工成本, 影响切削用量的因素有机床的刚度、刀具的使用寿命、工件的材料和切削液。切削用量的具体数值应根据机床说明书、切削用量手册, 并根据实际经验确定。 总而言之, 在生产加工时, 对于不同的零件必须根据它的形状特点、工件的材料、加工的精度和表面粗糙度要求来选择最佳的加工方法, 合理划分加工阶段, 选择合适的加工刀具, 确定最优的切削用量, 计算合理的毛坯尺寸与形状, 确定合理的走刀路线, 最终编制出高质量的数控加工程序, 以提高数控加工的质量和效率, 并降低生产和加工的成本。 摘要：本文主要围绕数控铣削加工过程中, 依据零件形状、材料、加工精度的不同, 采用等高切削、行切、环切等加工方式, 合理划分铣削的阶段, 通过选取点位加工、平面轮廓加工、型腔加工、曲面加工等方式, 合理选择刀具, 确定切削余量, 优化加工路线, 提高数控加工的质量和效率。 关键词：数控铣削,加工,编程,工艺策略 参考文献 [1]许祥泰, 刘艳芳.数控加工编程实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2000. [2]邓弈, 苏先辉, 肖调生.Mastercam数控加工技术[M].北京:清华大学出版社, 2004. 数控机床的加工与编程 篇8零件在进行数控铣削加工时, 由于加工过程的自动化, 实用余量的大小, 如何装夹等问题在选用毛坯时就要仔细考虑好, 否则, 如果毛坯不适合数控铣削, 加工将很难进行下去。根据分析零件图得到, 所选毛坯尺寸为:100mm×100mm×25mm。 该零件由正方形底座、凸台、腰形槽、圆孔组成, 有尺寸精度要求, 尺寸公差为0.03, 无表面粗糙度要求, 但有制造公差, 公差值有0.03、0.04、0.06, 尺寸标注完整。 从图示结构来看, 该零件包括了凸台、平面、凹槽、打孔等加工。有较严格的尺寸精度和行为公差等要求, 适合数控铣床铣削加工。尺寸标注完整, 轮廓描述清楚。零件的材料为45刚, 该材料具有较高的强度和较好的韧性、塑性, 零件生产类型为单件小批量。 二、机床的选择原则 根据图形结构有圆弧、腰形槽、凸台、深孔等型面, 加工内容较为复杂, 为了避免重复定位带来的误差, 减少手工换刀操作, 故用数控铣床来完成此次加工任务, 数控铣床的特点:一是零件加工的适应性强, 能加工零件轮廓形状非常复杂或难以控制尺寸的零件。二是能加工普通机床不易加工的零件。三是能在一次装夹定位后, 进行多道工序加工。四是加工精度高、加工质量稳定可靠。五是生产自动化程度和效率较高。六是对刀具的要求较高, 具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。 三、加工顺序方案的制定 一是用立铣刀铣凸台;二是用立铣刀铣轮廓;三是铣两个腰形凹槽;四是用转头钻孔;五是用立铣刀扩孔;六是用铰刀铰孔。 四、定位及装卡 数控机床上由程序控制刀具的运动, 不需要利用夹具限制刀具的位置, 即不需要夹具的对刀和导向功能, 所以数控机床所用夹具只要求具有工件的定位和夹紧功能, 其所用夹具的结构一般比较简单。 通过对零件图的分析, 采用传统装夹即能满足条件。 五、刀具的选择 加工铣凸台, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。 加工铣轮廓, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。 加工铣腰形凹槽, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。 钻孔, 刀具号T02, Φ8mm钻头, 主轴转速600 (r/min) , 进给速度50 (mm/min) 。 扩孔, 刀具号T03, Φ10mm立铣刀, 主轴转速600 (r/min) , 进给速度150 (mm/min) , 背吃刀量6 (mm) 。 绞孔, 刀具号T04, Φ12mm铰刀, 主轴转速200 (r/min) , 进给速度60。 六、程序单 现以加工外轮廓为例, 编写加工程序如下:
摘要：随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈, 数控加工技术在机械及相关行业领域发挥着重要的作用。数控机床加工对零件结构工艺性分析、基准的选择、刀具的选择、工艺路线的确定、程序的编制等均有较高的要求。在制定零件加工工艺过程中, 需要注意的是零件的结构特点、精度等技术要求, 选用合理的加工工艺。用G代码编制该零件的数控加工程序, 其中零件工艺规程的分析是此次课程的重点和难点。 编程与加工 篇9多轴数控机床指在一台机床上除了具有x、y、z直线移动轴外,还具备至少1个以上的旋转轴,并可以联动控制的数控机床。多轴联动数控机床进行加工的优点是:可以实现一次装夹,多工位加工;能使用简单夹具,避免复杂或过渡工装的设计与制造,显著地减少制造的辅助时间;刀具或刀具姿态角可调,避免刀具干涉、欠切或过切,简化刀具形状;实现空间斜孔、复杂型面的简化编程加工;提高加工精度和制造效率,极大地提高经济效益。 最近几年,科学技术的发展突飞猛进,多轴加工技术发展趋于成熟,多轴加工机床也开始渗透到我国的民用工业中,随着人们对产品快速更新换代的要求越来越高,多轴加工机床在制造领域正在体现出越来越明显的优势。 本文利用五轴的数控编程技术,探讨多轴刀路策略及其数控加工工艺,并使用国内优秀CAD/CAM软件CAXA制造工程师,对图1所示的典型五轴零件完成数控加工工艺分析和编程加工。 2 五轴零件的总体工艺分析及工装设计 从图1的零件结构特征分析,关键结构有两个:一是由斜平面组成的顶部五角星,二是6个叶片及其叶片底部曲面组成的叶轮结构。面对这一组合结构,采用传统的3 轴数控加工策略,即使用清根刀路也无法清晰地加工出五角星的斜平面交接边,而采用专用夹具亦需多次装夹和定位,效率低下,且加工质量不佳;而对叶轮结构的加工则完全无能为力。综合以上分析,引入多轴加工思想,刀路设计思路如下:首先以三轴加工策略完成粗加工和规则特征的加工,其次以五轴定向加工策略结合三轴加工策略完成五角星的加工,最后以五轴叶轮加工策略完成叶片及叶片底面的加工。 五轴零件材料为铝,毛坯采用实心圆盘(直径150mm、厚62mm),刀具采用高速钢。数控编程工艺编排按粗加工、半精加工、精加工的顺序进行。粗加工用大刀具快速地加工出工件大致形状,半精加工用较小刀具去除粗加工遗留的大余量,并保留适当余量,精加工根据结构特征采用不同的刀具及工艺分区域加工,保证加工效果和加工精度。基本的工艺过程如表1所示。 零件使用广州数控25i型五轴数控机床完成加工,该机床采用典型的3+2结构,即配置双数控转台,在X、Y、Z三直线轴的基础上增加B、C两旋转轴。数控转台的定位装夹部件是数控转台上的圆盘(放射状均布8条T型槽,中心为准25mm通孔)。 工装夹具需自行设计,夹具采用直径100mm(小于零件直径)、高100mm的圆柱钢件,具体设计如下:(1)圆柱夹具与零件的装夹:圆柱夹具一端面过中心加工出宽16mm的十字凸台,圆盘零件底面过中心加工出宽16mm十字凹槽,夹具十字凸台与零件十字凹槽配合定位,同时圆柱夹具中心加工成阶梯通孔,零件底面中心加工出M12工艺螺纹孔,M12螺栓通过夹具阶梯通孔并锁紧零件;(2)圆柱夹具与数控转台的装夹:夹具另一端面中心加工直径25mm、高10mm圆凸台,与数控转台中心孔配合定位,距此端面10mm的外圆周处加工宽15mm圆周槽,使用T形键和压板压紧夹具圆周槽于数控转台上,完成装夹。 3 五轴零件的子工艺分析及数控编程 使用CAXA进行编制加工刀路之前,首先需完成以下编程准备:(1)造型准备———叶轮曲面的创建,加工轮廓的抽取等等;(2)装夹准备———同上,制作直径小于工件的夹具、在工件底面加工定位槽和攻丝,并安装在数控转台圆盘上。 3.1 顶面光整 工件底面装夹前已经过加工,工装后,为保证零件总高61mm尺寸,首先进行顶面光整加工,测量工件厚度,通过改变降低工件坐标系Z值,完成工件厚度的精度保证。加工过程打开切削液,提高切削顶面的光洁度。综合考虑到后续的整体加工,减少换刀,采用准20平底铣刀进行加工。主要加工参数设置如下:切削速度1400r/min;进给速度800mm/min;下刀速度300mm/min;退刀速度3000mm/min;加工轮廓选取圆柱外圆周;加工行距16mm。刀路轨迹计算如图2所示。 3.2 外圆柱面加工 采用直径为准150的圆盘料作为毛坯,毛坯外径略大于准150,考虑到毛料的不均匀性和外圆柱面的光洁度,外圆柱面的加工分圆周侧向两次加工完成。(1)第一步半精加工外圆柱面,留侧壁余量为0.4mm,分层加工到深度Z-62mm,层深8mm;主要加工参数设置如下:切削速度1400r/min,进给速度800mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,刀路轨迹计算如图3(a)所示;(2)第二步精加工外圆面,一层加工到位,主要切削参数设置为:切削速度1400r/min,进给速度600mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min。刀路轨迹计算如图3(b)所示。 3.3 整体开粗 五轴零件的基本形状为凸台结构,无凹槽特征,相对环切加工策略,整体开粗采用平行加工策略突现以下优点:刀路规整,折弯少,抬刀少,加工综合效果好。主要加工参数设置如下:切削速度1400r/min,进给速度1200mm/min,加工深度范围为Z-1～Z-47mm,切削层深1.5mm,切削行距16mm,加工余量0.5mm,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,加工对象选择工件整体,限制边选择圆柱外轮廓。刀路轨迹计算如图4所示。 3.4 五角星精加工 五角星由10个侧三角平面组合构成,且平面交界处为锐边连接,不能使用小球刀加工曲面的加工策略,典型的3轴清根刀路亦无法加工到位,而需借助五轴定向加工策略,使用平底铣刀完成加工。首先选择五角星一角的一侧平面建立坐标系,在此坐标系下使用三轴的轮廓铣刀路加工此侧平面,如图5(a)所示,并围绕中心轴(Z轴)进行旋转阵列,可得其它四角同侧平面的刀路轨迹;五角星五角的另一5个同侧平面的刀路轨迹同上操作可得,如图5(b)所示。主要加工参数设置如下:切削速度1400r/min,进给速度600mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min。 3.5 圆球特征精加工 五角星往下拉伸与圆球交接,构成圆球的基本特征,曲面特征既有陡峭面,也存在平缓面。选用等高精加工2刀路较为合适,既可设置深度加工变化的层高,也可设置XY平面的间距,同时对陡峭面和平缓面达到较好的综合加工效果。五角星与圆球交界处曲率半径为3mm,由于加工深度较大,为保证刀具加工时的刚性,故尽可能选用大刀,此处采用R3球刀,主要加工参数设置如下:切削速度3600r/min,进给速度2000mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,Z向层高0.3mm,最小层高0.1mm,最小XY距离0.05mm,最大投影距离5mm,加工范围为Z-4～Z-36mm。刀路轨迹计算如图6所示。 3.6 圆球底部平面精加工 为得到良好光洁的圆球底部平面,采用尽量大的平底刀是合理的选择,故此处不采用3.5节中的球头刀同时加工,而增加新的轮廓铣刀路,选用平底刀加工。在软件中通过测量,圆球底部平面宽度为8～9mm之间,为保证加工过程的刀具刚性,选择准8平底刀。使用空间曲线功能构建圆球底部平面的外圆轮廓边和内圆轮廓边,首先使用轮廓铣精加工刀路沿内圆轮廓加工,如图7(a)刀路所示,其次使用轮廓铣加工刀路沿外圆轮廓加工,如图7(b)刀路所示,达到加工效果,主要加工参数设置如下:切削速度2400r/min;进给速度600mm/min;下刀速度200mm/min,退刀速度3000mm/min。 3.7 叶轮精加工 叶轮特征包括叶片和叶轮底面特征。为简化曲面处理和刀路运算,将叶轮底面、叶片和叶片顶部分开加工。 (1)叶轮底面精加工,整体粗加工以后,叶片左侧呈外凸状,余量较小,叶片右侧呈内凹状,余量较大,故加工叶轮底面时应从叶轮底面右侧(即叶片左侧边)进刀,避免首先切入零件大余量处影响切削质量,严重时甚至断刀。主要加工参数设置如下:切削速度3600r/min,进给速度1500mm/min,下刀速度200mm/min,退刀速度3000mm/min,叶轮装卡方式为Z轴向上,分度角为60°,底面上下部延伸量分别为3mm,最大步长为0.3mm,最大行距0.3mm,走刀方式为往复,进给方向为从右到左,选择底面优先,取消叶片选项。刀路轨迹计算如图8所示。继而将刀路绕中心轴(Z轴)旋转阵列5份,即可得其余5个叶轮底面的加工刀路。 (2)叶片顶面精加工:叶片顶面精加工无需五轴加工策略,使用三轴加工策略即可,在此选择参数线精加工刀路。由于该刀路受曲面边的限制,需在顶部曲面四周做2mm的延伸,以保证加工到位。主要加工参数设置如下:切削速度3600r/min,进给速度2000mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,行距0.3mm,切削方向沿顶面由下往上。刀路轨迹计算轨迹如图9所示。继而将刀路绕中心轴(Z轴)旋转阵列5份,即可得其余5个叶轮顶面的加工刀路。 (3)叶片侧面精加工:以上完成叶片底面和顶面加工后,再单独进行叶片侧面的加工,主要加工参数设置如下:切削速度3600r/min,进给速度1500mm/min,下刀速度300mm/min,退刀速度3000mm/min,最大步长0.3mm,叶轮装卡方式为Z轴向上,走刀方向为环切方式,加工层数10层,叶片的上部延伸量为3mm,下部延伸量为6mm。刀路轨迹计算轨迹如图10所示。继而将刀路绕中心轴(Z轴)旋转阵列5份,即可得其余5个叶片侧面的加工刀路。 4 结语 针对不同结构的多轴机床,需开发对应的后处理程序。以上刀路轨迹经过专用的后处理程序编译为数控加工程序,在广州数控25i型五轴数控铣床上完成了加工,加工效果满足所需技术要求,零件实物见图11所示。使用多轴机床能够实现一次装夹即可完成零件的多特征和多变曲面加工,同时避免了多次装夹导致的精度误差,节省了大量的工装设计与制作等辅助加工时间。多轴加工技术已成为现代加工技术发展和普及的方向,可显著提升零件的加工效率与制造质量。 摘要：文中在典型五轴零件的结构分析和工艺分析基础上,基于传统的三轴数控加工工艺,融合前沿的五轴加工策略,使用CAXA制造工程师设计了典型五轴零件的刀路,并完成了五轴零件的数控编程和加工,获得了满足要求的加工效果。 关键词：数控加工,五轴,CAXA 参考文献 编程与加工 篇1021世纪机械制造业大量需求既懂一定理论知识,又具有实际操作技能的高素质应用型人才,其培养任务主要由高职高专院校来承担。然而,多年的培养结果表明:由高职毕业的数控专业学生远远不能满足制造业对数控专业技术人员的要求。鉴于此,数控专业课程体系改革势在必行[1]。课程及其教学模式改革成为高等职业教育发展面临的首要任务[2]。 根据教育部2006年16号文件精神,教育部明确提出高职教改要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。 近年来,德国基于工作过程导向的高等职业教育理论以及在此基础上提出的“学习领域”课程建设方案,对我国高等职业教育领域产生了非常深远的影响。并迅速成为我国专业建设、课程开发、课程建设及其教学模式实施的理论指南[3]。 1 基于工作过程《数控编程与加工》课程开发 课程改革借鉴了德国职业教育模式,开展“工学结合”、任务驱动、引入行动导向教学法实施教学,根据课程学习要求,以8个学习情境为载体,综合运用项目教学法、引导文教学法、六阶段教学法等行动导向教学法,将过去由教师为主体、学生被动接受的教学方法向教师为指导、学生为学习主体的教学方法转变。 1.1 工作过程导向的课程 基于工作过程就是在课程教学设计时,通过对工作过程的分析,把复杂工作系统的劳动组织关系、工作内容、设备和工具、从业者应具备的技能、知识和态度等要素结构化的过程[4]。 基于工作过程的课程不是指向学科,而是来自职业行动领域里的工作过程[5]。图一简述了《数控编程与加工》课程学习领域开发步骤。 1.2 学习领域设计 本文针对《数控编程与加工》课程采用任务驱动、基于工作过程的课程开发方法进行课程设计,整个学习领域共分八个学习情境,学习情境设计主要考虑了以下因素: (1)根据人才培养目标,数控技术应用专业定位在培养数控机床操作工。在数控加工生产单位,数控机床操作员主要工作任务是对数控进行操作并完成对零件的加工等。本课程每个学习情境设计都是以一个典型加工任务为背景来设计的,所谓典型指的是有代表性:有的是工厂常见加工任务,有的是综合性零件。要完成数控机床的操作与零件编程加工,需要掌握较多的知识与技能,还有社会能力和方法能力的获得。这需要学生在老师的指导下,按学习任务单要求,自主学习,独立完成。 (2)学习情境的设计是按照先易后难、先简单后复杂,结合学生的认知规律设计完成的。 2.3 学习情境设计(见表一) 2.4 实例说明(以学习情境二任务3为例) 任务3是简单轴套类零件的仿真加工编程与操作。 2.4.1 任务导入 给定零件图和参考加工程序,试用仿真软件完成程序调整、零件加工和测量。 2.4.2 信息 (1)FANUC系统哪个系列适用于数控车床。 (2)如何设置毛胚尺寸,以及设置装夹方式。 (3)如何选择刀具。 (4)普通数控车床选刀和车床加工中心选刀的操作异同。 (5)刀偏的输入。 (6)回零操作和工件坐标系的设定。 (7)程序输入的方法有几种,如何进行操作。 (8)程序输入中机床报警,如何找到出错行,如何判断程序出错原因。 (9)如何完成对刀操作。 (10)切换显示平面的是哪个键,如何进行操作。 (11)单行加工和循环加工的操作。 (12)加工完成后工件的测量用哪个键,如何进行操作。 (13)给定加工程序无法加工出合格零件,如何进行调整操作。 2.4.3 计划 仿真加工前将仿真加工的操作步骤记录填入表二中。 2.4.4 实施与检查 依照操作步骤进行工件的仿真加工,加工完成后测量工件的加工精度,并截图保存。 2.4.5 展示 将工件图进行展示,并描述加工程序的内容及加工操作的方法。 2.4.6 评价 综合以上工作过程,对各小组工作情况进行评价。 2.4.7 总结 在数控编程与操作的学习过程中仿真加工操作能否完全代替实际机床加工操作?为什么? 2.4.8 课后思考 系统那些系列可以使用,进行加工操作与FANUC系统有什么区别? 2.5 考核方式 课程总成绩可参考各班实际水平将各个学习情境成绩加权处理。 3 结束语 通过积极推行实现做中学、学中练,实践理论一体化教学方法转变,积极探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生职业能力的教学改革,实现职业教育过程的实践性、开放性和职业性,提高课程教学质量。 参考文献 [1]胡炜.高职数控专业课程体系结构改革的思考[J].江苏技术师范学院学报(职教通讯),2009,24(2):67-68. [2]曹庆旭.基于工作过程导向的《计算机应用基础》课程教学改革的探索与实践[J].中国成人教育,2009,(13):152-153. [3]李勤道.基于工作过程和行动导向课程教学设计的认识与实践[J].山东电力高等专科学校学报,2009,12(3):1-6. [4]刘志宏.基于工作过程构建高职《果蔬贮运保鲜技术》课程内容体系的探讨与实跋工[J].新疆捉业职业技术学院学报,2007,(2):21-24. 编程与加工 篇11一、建立数控车床编程与加工一体化实训室 数控车床编程与加工是实践性较强的课程，大量的知识和技能需要学生动手练习才能理解和灵活掌握。但传统的教学模式忽略了理论与实践固有的内在联系，人为地将理论与实践分开，学生感到枯燥乏味，不能发挥自身的主观能动性，教学效果较差。在一体化数控实训室进行教学，教师能够将理论与实践教学内容相结合，在真实的环境中进行项目教学，教学过程中师生互动，充分发挥了学生的主动性和创造性。学生用仿真软件模拟工件程序的编写、毛坯的设置装夹、刀具的选择与装夹、试切对刀和加工，难解的问题可以由师生互动、分析探究，问题解决后，可以将程序传输到车床上，加工出真实工件。如果加工出的工件经检验达不到尺寸和形位精度要求，就要分析是哪个环节的问题，然后进行改进调整，每次都要模拟、单段自动加工，直到加工出合格的工件为止。经过反复练习，学生加深了对各环节知识和操作技术的理解，增强了学习兴趣和自信心。 一体化数控实训室是实施“工学结合、教学做合一”的教学场所，不易过大，计算机可以连成环形的网络，应装有FANUC、SIEMENS、HNC、GSK等多个常用数控系统，并用数据线和多台数控车床联网。另外，教室内要有投影仪和屏幕（或镶嵌在滑动黑板内的LED互动触摸屏），便于教师进行理论知识的讲解和操作过程的演示。有条件时，可以建一个现代化的多媒体录播室，将这些精心设计的一体化专业课录成视频课件，传到校园网上，让师生共享。在这样的教学环境中，教师可以随时将理论教学与实践操作训练穿插进行，可以更好地将理论知识与技术训练紧密联系在一起，增强学生的直观体验，激发学生的学习兴趣，提高教学质量和教学效果。 二、编写适合一体化教学的校本教材 教材是组织教学的基本资源，编写好一体化教材是进行一体化教学的前提条件。过去，中职学校所使用的教学大纲、教学计划、教材只适用于分段式教学模式，而一体化教学采用的是模块化的教学模式，因此，传统的教学大纲、教学计划、教材已经不适用了。但目前一体化教学没有现成可借鉴的大纲、教学计划和教材，因此，学校就要根据一体化教学的要求，从根本上扭转理论与实习脱节的现象，结合第一批国家示范校相近课程的优秀案例，开发出自己的《数控车床编程与加工》一体化教材。教材应根据学生的知识层次、技能岗位群的人才培养定位、国家职业技能鉴定标准进行编写，既符合职业标准的要求，又突出实用性，理论部分简明，技能部分突出，信息量大，更多地采用图表和具体案例。传统教材的教学内容就像数控车床的说明书，大多没有实际的典型案例，学生感到枯燥无味，学了容易忘记。因此在编写教材时，学校可以聘请社会上的能工巧匠和加工一线的优秀技术人员，精心编写基于实际工作过程和企业生产情景的典型案例，案例应涵盖数控车床编程与加工课程的相关知识点和操作技巧，与现代化企业生产中工件加工的工作过程相吻合，具有典型性、生动性、趣味性，有利于提高学生的学习兴趣。 三、培养适应一体化教学的“双师型”教师 教师是推进一体化教学的主题和关键因素。一体化教学需要的是“双师型”教师，所谓的“双师型”教师是指那些能够把专业理论与生产实训有机结合、高效率教会学生的教师。“双师型”教师必须具有综合职业能力，能够解决生产中的实际问题，是教学行家，也是生产好手，能将各种知识、技能、技术相互渗透、融合和转化。为了培养“双师型”教师，学校规定专业教师每年到工厂企业实践不得少于两个月。学校数控技术应用专业每年外派两人到广州、深圳优秀技工院校进行数控技能培训，学成后在本校开展校本培训，骨干教师利用暑假到企业进行数控加工实践，亲身体验企业工作环境。学校还充分吸收社会上的能工巧匠、企业中的技术能手，优化师资配置，让部分专业课理论教师参与实习教学，参加各级技能大赛，认真全面地研究技能大赛所涉及的数控理论知识和操作要点，进行赛前强化训练和赛后总结。教师们在网上建立QQ群，经常对专业技能进行专题研讨，用一些生产实例解读相关技能要点，相互交流分享。 四、开发一体化课程设计 一体化的教室、一体化的教材和一体化的“双师型”教师，为进行一体化教学提供了有力保障。接下来还应把一体化教学设计整理融汇到各个教学环节，把理论与实践相结合的教学作为一个整体，构建职业能力培养目标体系。教研室把数控车床编程与加工的实际工作项目分解为若干个任务，构建了10个教学任务基础模块，按照数控车床的组成与工作原理——数控车削加工工艺基础——数控车削编程基础知识——数控车床基本操作——轴类零件的编程与加工——套类零件的编程与加工——螺纹的编程与加工——复杂轮廓类零件的编程与加工——凹槽类零件的编程与加工——刀尖半径补偿编程与加工的主线来组织教学内容。还有4个强化训练任务综合模块，按照宏指令编程与加工——梯形螺纹的编程与加工——数控车工考证实操——特殊零件的编程与加工的顺序组织教学。 每个任务都按一个完整的工作系统设计，采用“任务驱动”的教学形式，通过模拟实际生产过程加工情景，以任务为中心组织教学，具体分为六个步骤： 1.任务提出 教师根据以“工作过程导向”制定的课程标准，先将所需要的知识、情感、技能目标内容，与学生的基础能力结合，按照循序渐进的规律，整合、分解为一个个子任务，再预算好每个子任务所用的学时数，把握好节奏，提前让学生预习技术图纸、加工技术要求，然后给学生布置任务。 2.任务准备 以实训任务为引领，引导学生对已经学习过的工艺知识、技能进行复习巩固，对图纸要求的新工艺知识进行分析，引导学生完成选择、制作、刃磨刀具、夹具、量具等，制订加工工艺卡。 3.任务示范 根据学生完成任务的需要，教师可对学生进行程序编制辅导，现场示范操作过程。这个过程根据学生学习基础的不同，可面向全班也可对部分学生单独进行辅导示范。 4.任务实施 学生在教师指导下，分组先在电脑上、后在机床上完成加工任务。这个过程有独立操作，也有分工合作。在自动加工前，学生经历失败、反复，完成新旧知识技能的交替融合，获得职业岗位能力的提高。每个学生以自己为中心，通过对知识技能的主动探索、体验，实现了对所学知识技能的建构。 5.任务评价 一方面是成果评价。对于学生上交的工件，教师应严格按图纸要求进行测量，按企业对产品验收的方法，将其分为“优等品”“合格品”“废品”三个等级，激励学生努力达到“优等品”水平，从而让学生在奋斗中感受成功的快乐和自信。另一方面是过程评价。教师应对学生遵守劳动纪律、安全生产、合作意识、管理情况考核评价。 6.任务小结 师生对实施任务过程中一个或几个关键问题进行分析、研讨、提炼、升华，总结出要点、注意事项。然后由教师给出下一次实训任务的图纸，让学生利用自习时间预习。任务涉及数控车床的知识和相关实践操作，通过完成这些任务，学生可以熟悉数控专业的综合知识和技能，以适应就业岗位的需求。每一个教学任务的提出都要涉及一个典型案例，案例要能涵盖课程的相关知识点，并且把相关知识点做适当的描述和解释，具有实践性和情景性，要与企业中复杂零件生产的工作过程相吻合，穿插趣味性设计，以调动学生的学习积极性。我们可将一个模块任务分解为几个子任务，制作成知识点详细、操作步骤清晰的视频、ppt课件等，用微信发给每一个学生，让他们利用业余时间反复观看、体会。完成各子任务后，学生就可以掌握数控加工的知识和技术，与就业岗位技能要求实现无缝对接。 一体化教学是针对以形象思维为主的职业学校学生的教学形式，能有效地将课堂和实践结合起来，将技能实践融入课堂教学，让学生直接在课堂上学到操作技能，变被动学习为主动参与，调动学习的积极性与主动性，增强实践能力，符合职业教育的规律。在数控专业课程的教学中引入一体化教学，对提高教学效果、增强学生的数控岗位操作技能，具有积极的意义。 编程与加工 篇12在一台机床上不仅具有x y z等直线移动轴之外, 还有至少一个以上的旋转轴, 同时对数控机床进行联合控制即是多轴数控机床加工工艺。在进行加工结构复杂曲面的机械零件时, 普通的三轴机床已经不能满足加工需求。然而由于多轴机床加工可以进行多角度的定位, 而且有效避免刀具的的拆装等问题, 因此多轴加工工艺广泛地应用于叶片零件的加工工艺中。 1 叶片零件的多轴加工工艺分析 从下图可以看出零件的结构为多叶片以及顶部为五角形图案和叶片底为曲面的叶轮结构。 如果采用之前的3轴数控进行加工, 对于五角星的连接处, 也不可能清晰地加工出来;然而利用相关的夹具进行加工亦需要进行多次拆装以及定位处理, 降低了工作效率, 而且加工出来的零件质量欠佳;对于这种多叶型的零件结构以上加工就显得毫无用武之地。结合整体原因分析得出:采用多轴加工理论, 进行详细地刀路设计。可以先进行零件结构的大体特征加工, 采用三轴加工工艺;然后利用多轴加工工艺对五角星部位进行加工, 最后进行叶片以及底部的多轴加工工艺。 在进行数控加工工艺的编程设计时:粗加工, 半精细加工, 精细加工。先利用大刀将零件的大体形状进行快速准确地加工;在进行半精细加工时采用较小的小刀具将上一步加工余下的多余部位进行加工, 也就是除粗加工, 但仍需要留出一定的余量, 到进行精细化加工时, 将零件根据结构进行区域的划分, 不同区域采用不一样的刀具以及加工工艺进行加工, 在加工过程中, 一定要保持加工的准确性, 精细性。 2 UG多轴编程设计 UG是一款交互性的集于CADCAMCAE为一体、功能强大、刀轴灵活的设计软件, 它不仅可以使用各种各样复杂的结构曲面的要求, 还可以在五轴数控加工程序中进行使用。 在进行UG多轴编程设计时, 将三维图打开后进入到CAM模块中, 选择相应性的加工模块, 例如:变轴加工模块, 或者是定轴加工模块, 在此零件中选择的是定轴加工。 (1) 在进行编程前, 首先需要进行:创建叶轮曲面, 选取加工轮廓;其次进行装夹准备, 在需要加工的工件底部进行槽和玫丝的定位, 并且将期安装在数控转台上, 制作直径小于工件的夹具。 (2) 进行程序的创建;将各种加工以及操作的程序进行有条理地排序, 通常情况下可以依据加工的方法或者是刀具进行命名。 (3) 进行加工零件的形状设定。需要对进行加工零件的几何体进行设定, 包括了零件几何件, 碰撞的几何体, 以及毛坯的几何体等。 (4) 对进行加工的参数进行设定。在编程过程中参数的设定非常重要, 为使零件的总高61MM得以保证, 主要加工参数设置如下:切削速度1400rmin;进给速度是800mm/min;下刀速度是300mm/min;退刀速度是3000mm/min;加工轮廓选取圆柱外圆周;加工距离是16mm。 (5) 在进行叶轮精加工时, 刀路运算以及简化曲面处理时, 可以进行分开加工, 叶轮底面, 叶片以及叶片的顶部。 1) 叶轮底面精加工, 粗加工零件整体后, 叶片左面为外凸形状, 较少的余量, 叶片右面内凹形状, 较多的余量, 所以进行加工叶轮底面时, 需要从叶片左侧边入刀, 有效减少由于先切入零件大余量处而造成的质量影响。 2) 叶片顶面精加工:叶片顶面精加工只需要采用三轴加工即可, 受到刀路的限制, 需要做2mm延长在顶部曲面的四周, 可以有进一步保证加工的精准性。 3) 叶片侧面精加工:叶片底面和顶面加工完成后, 对叶片侧面进行单独的加工。 三个区域加工时, 主要加工参数设置如下:切削速度3600rmin;进给速度是1500mm/min;下刀速度是300mm/min;退刀速度是3000mm/min。 最后进行程序的生成。刀轨能否可以适合于机床的加工程序后处理文件又是非常关键的一点, UG软件中的后处理器可以很方便地帮助使用者根据自身的需求进行特定的后处理文件。 3 结束语 文中通过利用多轴加工方法, 并且对其加工工艺以及过程进行了阐述。体现了多轴加工机床不仅可以进行多工位加工, 一次装夹即可;而且还可以有效避免复杂的加工制造以及设计的程序, 使加工时间明显缩短;进行制造过程中的刀具可以调节, 有效避免了切多切少;不仅提升了加工和制造的效率还简化了加工的编程, 很大程度上提高了经济效益。 参考文献 [1]伍伟杰, 李文辉, 覃岭.典型五轴零件的数控加工工艺分析与编程加工[J].机械工程师, 2011 (09) :90-92. [2]张健, 唐清春.特型零件的加工工艺分析与数控加工[J].科技创新与应用, 2012 (30) :99-100. 【编程与加工】推荐阅读： 加工中心操作与编程07-20 数控机床的加工与编程05-31 高速加工编程10-24 信息的编程加工08-18 数控车削加工编程教学05-08 数控加工编程方法05-12 数控机床加工及编程08-15 铣床加工中心编程案例05-10 数控编程加工综合实训07-07 |