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数控车床手工编程
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数控车床编程基础教程
数控车床编程是一项需要系统学习的技能，以下是一些基础的知识：
一、数控车编程特点4
编程坐标方式多样
可以采用绝对值编程（用X、Z表示）、增量值编程（用U、W表示）或者二者混合编程。绝对值编程时，坐标值是相对于编程原点的固定值；增量值编程则是相对于前一位置的坐标变化量。例如，在加工一个轴类零件时，如果使用绝对值编程，对于某一轴向上的点，其坐标是从编程原点开始计算的固定数值。而增量值编程则是计算该点相对于前一加工点在该轴向上移动的距离。
直径方向（X方向）系统默认为直径编程，也可以采用半径编程，但必须更改系统设定。在实际编程中，直径编程符合大部分机械加工的习惯，因为在车削外圆或内孔时，通常以直径尺寸来衡量零件的规格。
脉冲当量不同
X向的脉冲当量应取Z向的一半。脉冲当量是数控装置每发出一个脉冲信号，机床移动部件的位移量。这一特性与数控车床的结构和加工特点有关，因为在车削加工中，X方向（径向）的精度对零件尺寸的影响相对Z方向（轴向）更为敏感。
弹刀
弹刀的原因可能是刀径小且刀杆过长，或者受力过大（即吃刀量过大）。解决方法是减少吃刀量，当加工深度大于120mm时，要分开两次装刀，先装上短的刀杆加工到100mm的深度，然后再装上加长刀杆加工100mm以下的部分，并设置小的吃刀量。
过切
过切的原因可能是机床精度不高、撞刀、弹刀、编程时选择小的刀具但实际加工时误用大的刀具等。解决方法是提高机床精度，避免撞刀和弹刀情况发生，确保编程和实际使用刀具一致，提高操机师傅对刀的准确性。
漏加工
漏加工的原因可能是平面中的转角处是最容易漏加工的，为了提高加工效率，一般会使用较大的平底刀或圆鼻刀进行光平面，当转角半径小于刀具半径时，则转角处就会留下余量。解决方法是使用球刀在转角处补加刀路，编程者必须小心谨慎，避免漏加工情况。
多余的加工
多余加工的原因是对刀具加工不到的地方或电火花加工的部位进行加工，多发生在精加工或半精加工。解决方法是通过选择加工面的方式确定加工的范围，不加工的面不要选择1。
空刀过多
空刀过多的原因可能是模型本身复杂、加工参数设置不当、切削模式选择不当和没有设置合理的进刀点等。解决方法是在编程前应详细分析加工模型，确定多个加工区域，把刀路细化，通过选择加工面或修剪边界的方式把大的加工区域分成若干个小的加工区域。
提刀过多和刀路凌乱
提刀过多和刀路凌乱的原因可能是模型本身复杂、加工参数设置不当、切削模式选择不当和没有设置合理的进刀点等。解决方法是针对二次开粗，选择“使用基于层的”方式；选择“跟随部件”切削模式；设置合理的进刀点等。
数控加工中的曲面精度问题
曲面精度问题的原因可能包括切削参数不合理以及工件曲面表面粗糙、数控刀具刃口不锋利、数控刀具装夹太长、排屑吹气以及冲油不好、数控编程走刀方式、工件有毛刺等。解决方法是数控加工中切削参数，公差以及余量，转速进给设置要合理，操作员要不定期检查数控刀具，还要不定期更换，数控加工中装夹刀具的时候要求操作员尽量夹短，刀刃避空不能太长，数控加工中对于平刀，R刀以及圆鼻刀的下切，转速进给设置要合理，数控加工中工件有毛刺，和数控机床、数控刀具以及走刀方式有关系，因此要了解数控加长性能，有毛刺的边要补刀。
原因：
工件夹紧不稳定。
夹具设计不合理。
预防措施：
选择合适的夹具。
确保工件夹紧稳固。
定期检查夹具的磨损情况。
6. 钻孔的断裂
原因：
毛胚金属材料花纹、体积不科学合理。
余料过多。
预防措施：
精确排列毛胚体积。
科学合理确认毛胚花纹。
减少余料。
7. 钻孔表层割伤
原因：
速度快阻力太大。
环境温度较高。
夹具表层不光滑。
预防措施：
选择具有自润性的夹具材料。
使用合适的切削油。
确保夹具表层光滑。
8. 钻孔的脱落
原因：
钻孔内形变、陶胎太大。
预防措施：
避免在低温下进行钻孔操作。
选择合适的材料和工艺参数。
结论
数控车床零件加工过程中，常见的缺陷包括加工精度不足、表面粗糙度不达标、振动问题、切削液问题、工件夹紧问题、钻孔的断裂、钻孔表层割伤和钻孔的脱落。通过选择合适的设备、优化工艺参数、定期维护和检查，可以有效预防这些问题，提高加工质量和效率
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确定加工方法：根据零件图样，分析零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯种类和热处理状况等，选择合适的机床、刀具、定位夹紧装置、加工方法、加工顺序及切削用量的大小。
制定加工计划：确定加工路线，选择对刀点、程序起点、走刀路线、程序终点等。
填写工艺技术文件：如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、走刀路线图等。23
2. 计算刀具轨迹的坐标值
几何元素计算：根据零件图的几何尺寸及设定的编程坐标系，计算出刀具中心的运动轨迹，得到全部刀位数据。
简单零件：对于形状较简单的平面形零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算几何元素的起点、终点、圆弧的圆心（或圆弧的半径）、两几何元素的交点或切点的坐标值。
复杂零件：对于形状复杂的零件，需要用直线段（或圆弧段）逼近实际的曲线或曲面，根据加工精度计算出节点的坐标值。23
3. 编写零件加工程序
编写程序：根据加工路线计算出的刀具运动轨迹数据和已确定的工艺参数及辅助动作，按照所用数控系统规定的功能指令及程序段格式，逐段编写出零件的加工程序。
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适用范围的不同
CNC编程
复杂形状和高精度加工：适用于加工复杂形状的零件，如具有复杂曲面的汽车发动机缸体、航空发动机叶片等。这些零件的加工需要多轴联动，CNC编程可以精确地协调各个轴的运动，实现复杂形状的加工。同时，对于高精度要求的零件加工，CNC编程也能够满足要求。例如，在制造高精度的光学镜片模具时，CNC编程可以将模具的型腔加工到很高的精度，确保镜片的成型质量。
批量生产：在批量生产中具有很大的优势。一旦编写好CNC程序，可以很方便地在多台数控加工中心上使用相同的程序进行加工，保证产品的一致性。而且，通过优化程序，可以提高生产效率，降低生产成本。例如，在生产手机外壳等大批量零件时，CNC编程可以确保每个外壳的尺寸和形状精度一致，并且能够快速高效地完成加工任务。
传统编程
简单零件和单件小批量生产：对于一些简单形状的零件，如简单的轴类零件、平板类零件等，传统编程（手工编程）可以满足加工要求。而且在单件小批量生产时，如果加工的零件相对简单，手工编程的灵活性较高，可以快速根据零件的实际情况进行编程。例如，在机械维修车间，偶尔需要加工一个简单的替换零件，手工编程就可以满足需求，不需要使用复杂的CNC编程软件。
编程效率和灵活性
CNC编程
高效编程：借助于先进的编程软件，CNC编程的效率较高。例如，使用UG编程软件，编程人员可以通过导入零件的三维模型，然后利用软件的自动编程功能，快速生成初步的CNC程序。软件可以自动进行刀具路径规划、切削参数设置等操作，编程人员只需要根据实际情况进行一些调整和优化即可。
灵活性受限：虽然CNC编程在大多数情况下效率很高，但在某些特殊情况下，其灵活性可能会受到一定的限制。例如，当加工一些具有特殊工艺要求或者非标准形状的零件时，可能需要对编程软件进行深入的定制和调整，这对于编程人员的要求较高。而且，如果数控系统不兼容某些编程软件生成的代码，也会带来一些不便。
传统编程
编程效率低：如前所述，传统编程（手工编程）由于需要大量的人工计算和指令编写，编程效率较低。尤其是对于复杂零件的编程，可能需要花费较长的时间来完成。
高度灵活：传统编程在面对一些特殊的加工要求或者非标准的加工工艺时，具有较高的灵活性。因为编程人员可以根据实际情况直接编写指令代码，不受编程软件功能的限制。例如，在进行一些特殊的手工研磨工艺的编程时，手工编程可以根据研磨的具体要求（如研磨的力度、方向、路径等）进行灵活编写。
优秀的CNC编程实例（数控加工中心）
型腔加工实例
零件分析与工艺规划
零件特征：假设要加工一个具有复杂型腔的模具零件，型腔内部有多个凸起、凹槽和斜面，材料为模具钢，硬度较高。
工艺规划：首先进行粗加工，使用较大直径的
如果零件在腐蚀性环境中工作，那么材料的化学性能就成为关键因素。例如，在化工设备中的数控车床零件，可能会接触到各种酸、碱等腐蚀性介质，此时就需要选用耐腐蚀的材料。不锈钢（如304不锈钢）具有良好的耐腐蚀性，能够在多种腐蚀性环境下保持较好的性能，适合用于这类零件的制造。
二、考虑加工工艺性
切削加工性
材料的切削加工性直接影响数控车床加工的效率和质量。一般来说，硬度适中、韧性不过高的材料切削加工性较好。例如，铝合金材料的硬度相对较低，在数控车床上加工时，刀具磨损较小，切削力也较小，可以采用较高的切削速度和进给量，从而提高加工效率。而一些高硬度的合金钢材料，如高速钢（HSS），虽然硬度高、耐磨性好，但切削加工难度较大，需要采用特殊的刀具和切削参数。
可锻性与可铸性
如果零件的毛坯是通过锻造或者铸造方式获得的，那么材料的可锻性或者可铸性就需要考虑。例如，对于一些形状复杂、尺寸较大的数控车床零件，采用铸造方式制造毛坯可能更为合适。灰铸铁（HT）具有良好的可铸性，流动性好，能够铸造出形状复杂的零件。而对于一些需要通过锻造来提高材料性能的零件，如轴类零件，中碳钢（如45钢）具有较好的可锻性，可以通过锻造来改善其内部组织，提高机械性能。
热处理工艺性
许多数控车床零件在加工前后需要进行热处理来提高其性能。材料的热处理工艺性包括淬透性、回火稳定性等方面。例如，对于需要整体淬火提高硬度的零件，材料应具有良好的淬透性。合金钢（如40Cr）比碳钢的淬透性好，在淬火时能够使零件整体获得较为均匀的硬度。同时，材料在回火过程中的稳定性也很重要，回火时硬度的变化幅度应在合理范围内，以保证零件性能的稳定。
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