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CNC數控UG編程
2022年12月6日00:39湖南
由於數控加工的複雜性（如不同的（de）機床，不同的材料，不同（tóng）的刀具，不同的切削方式，不同的參數設定等等（děng）），數控加工/編程要想到達一定水平（píng），必須（xū）經過一段比較長的時間。下麵內容是根據工（gōng）程師在長期實際（jì）生產過程中的經驗，總結的數控加工工藝、工序、常（cháng）用刀（dāo）具參數的選擇、加工（gōng）過（guò）程（chéng）中的監控等方（fāng）麵總匯，可供大（dà）家參考。
精密加工
一、如何對加工工序進行劃分？
數控加工工序的劃分一般可（kě）按下列方法進行：
（1）刀具集中分序法就是按所（suǒ）用（yòng）刀具劃（huá）分工序，用（yòng）同（tóng）一把刀具加工完零（líng）件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數,壓縮（suō）空程時間，減少不必要的定位誤（wù）差。
（2）以加工部位分序法對於加工內容（róng）很多的零件，可按其結構特（tè）點將加工部分分成幾個部分，如內形、外形、曲麵或平麵等。一般先加工平麵、定位（wèi）麵，後加工孔；先（xiān）加工簡（jiǎn）單的幾何形狀，再加工複雜的幾何形狀；先加工精度較低的（de）部位，再（zài）加（jiā）工（gōng）精度要求較高的部位。
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圖1 變速箱（xiāng）工藝示例
（3）以粗、精（jīng）加工分序（xù）法對於易發生加工變形的零件，由於粗加工後可能發（fā）生的變形（xíng）而需要進行校形，故一（yī）般來（lái）說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。
綜上所述，在（zài）劃分工序時，一定要視零件的（de）結構與工藝性，機床的（de）功能，零（líng）件數控加工（gōng）內容的多少，安裝次數及本單位生產組（zǔ）織狀況靈活掌握。另建議采用工序（xù）集中的原則還（hái）是采用工（gōng）序分散的原則，要根據（jù）實際情況來確定，但一定力求合理。
二、加工順序的安（ān）排應遵循什（shí）麽原則？
加（jiā）工順序的安排應根據零件的結構和毛坯狀況，以及定（dìng）位夾緊的需（xū）要來考慮，重點是工件的剛性不（bú）被破壞。順序一般應按下列原則進行（háng）：
(1)上道工序的加工不能影響下道（dào）工（gōng）序的定位與夾（jiá）緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要（yào）綜合考慮。
(2)先進行內形內腔加工序，後進行外形加工工序。
(3)以相同定位（wèi）、夾緊方式或同（tóng）一把刀加工的工序最好連接進行，以減（jiǎn）少重（chóng）複定位次（cì）數，換刀次數與挪動壓板次數。
(4)在同一次（cì）安裝中進行的多道工序，應先安排（pái）對工件剛性（xìng）破壞小的工序。
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圖（tú）2 定位原則
三、工件裝夾方式的確定應注意那（nà）幾（jǐ）方麵？
在確定定位基（jī）準與夾（jiá）緊方（fāng）案時應注意下列三點：
（1）力求設計、工藝、與編程計算的基準（zhǔn）統一。
（2）盡量減少裝夾（jiá）次數，盡可（kě）能做到在（zài）一次定位後（hòu）就能（néng）加工（gōng）出全部待加工表麵（miàn）。
（3）避免采用（yòng）占機人工調整方案。
（4）夾具要（yào）開暢（chàng），其定位（wèi）、夾緊機構不能影響（xiǎng）加工中的走刀（如（rú）產生碰撞），碰到此（cǐ）類情（qíng）況時，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。
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圖3 基準選擇原則示例
四、如何（hé）確定對刀點比（bǐ）較合理？工件坐標係與編程坐標係有什麽關係？
1．對刀點可以設在被加工零件的（de）上，但注（zhù）意對刀點必須是基準位或已精加（jiā）工過的（de）部位（wèi），有時在第（dì）一道工序後對刀點被加工毀壞，會導致第二道工序和之後的對刀點（diǎn）無從查找，因（yīn）此在第一道工（gōng）序對刀時注意要在與定位基準有（yǒu）相對固定尺寸（cùn）關係的地方設立一個相對（duì）對刀位置（zhì），這樣可以根據它們之間（jiān）的相對位置關係找回原對刀（dāo）點。這個相（xiàng）對對對刀（dāo）位置通常設在機床工作台或夾具上。其選擇原則如下：
①找正容易。
②編（biān）程方便。
③對（duì）刀（dāo）誤差小。
④加工時檢查方便。
2. 工件坐標係的原（yuán）點（diǎn）位置是（shì）由操作（zuò）者（zhě）自（zì）己設定（dìng）的，它在工（gōng）件裝夾完畢後，通過對刀確定，它反映的是工件（jiàn）與機床零點之（zhī）間（jiān）的距離位置關係。工件坐標係一旦固（gù）定，一般不作改變。工件坐標（biāo）係與（yǔ）編程坐標係兩者必須統一，即在（zài）加工時，工件坐標係和編程（chéng）坐標係是一致的。
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圖4
五、如（rú）何選擇走刀路（lù）線？
走刀路線是指數控加工過程中（zhōng）刀（dāo）具相對於被加工件的運動軌跡和方向。加（jiā）工路線的合理選擇是非（fēi）常重要的，因為它與（yǔ）零件的加工精度和表麵質量密卻相關（guān）。在確定走刀路線是主要考慮下列幾（jǐ）點：
①保（bǎo）證零件的加工精度要求。
②方（fāng）便（biàn）數值計算，減少編程工作量。
③尋求最（zuì）短（duǎn）加工路線，減少空刀時間以提高加工效率。
④盡量減少程序段數。
⑤保證工件輪廓表麵（miàn）加工後的粗糙度（dù）的要求，最終輪（lún）廓應安排最後一走刀連續加（jiā）工出來。
⑥刀具的進退（tuì）刀（切入與切出）路線也要認真考慮（lǜ），以盡量減少在輪廓處停刀（切削力突然變化造成彈性變形（xíng））而留下刀痕，也要避免在輪廓（kuò）麵上垂（chuí）直下刀而劃傷工件。
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圖5
六、如何在加工過程中（zhōng）監控與調整？
工件在找正及程序調試完成之後，就可進入自動（dòng）加（jiā）工階段。在自動加工過（guò）程中，操作者要對切削的過程進行監（jiān）控，防止出現非正常切削造成工件質量問題及其它事故。
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對切削（xuē）過程進（jìn）行監控主要考（kǎo）慮以下幾個方麵（miàn）：
1．加工過程監控粗加工主要考（kǎo）慮的是工（gōng）件表麵的多餘（yú）餘量的快速切（qiē）除。在機床自動加工過程中，根據設定的切削（xuē）用量（liàng），刀具按預（yù）定的切削軌（guǐ）跡（jì）自動切削。此時操作者應注意通過切削負荷表觀察自動加工過程中的切削負荷變化情況，根據刀具的承受力狀況，調整切削用量，發（fā）揮機床的最大效率。
2．切削過程中切削聲音的監控在自動（dòng）切削過程中，一般開始切（qiē）削時，刀具切削工件（jiàn）的聲音是穩定的、連續的、輕快的，此時機床的運動是平穩的。隨著（zhe）切削過程的進行，當工件上有硬質點或刀具磨損或刀具送夾等原因後，切削過程出（chū）現不穩定，不穩定的表現是切削聲音發生變（biàn）化，刀具與（yǔ）工件之間會出現（xiàn）相互撞擊聲，機床會（huì）出現震動。此（cǐ）時應及時調整切削（xuē）用量及切削條件，當（dāng）調整效果不明顯時，應暫停機床，檢查刀具及工件（jiàn）狀況（kuàng）。
3．精加工過程監控精（jīng）加工，主要是保證工件的加工尺寸（cùn）和加（jiā）工表麵質量，切削速度較高，進給（gěi）量較大。此時應著重注意積屑瘤（liú）對（duì）加工表麵的影響，對於型腔加工，還應注意拐角處加工過切與讓刀。對於上述問題的解決，一是（shì）要注（zhù）意調整切削液的噴淋位置，讓加工表麵時刻處於最佳]的冷卻條件；二是要注意觀察工件的已加工麵質量，通過調整（zhěng）切削用量，盡可能避免質量的變化。如調整仍無明顯效果，則（zé）應停機檢察原程序編得是否（fǒu）合（hé）理（lǐ）。
特別注意的是，在暫（zàn）停檢（jiǎn）查或停機檢（jiǎn）查時，要注意刀具的位置。如刀具在切削過程（chéng）中停機，突然的主（zhǔ）軸停轉，會使工件表麵產生刀痕。一般應在刀具離開切削狀態（tài）時，考慮停機。
4.監控刀具的質量很大程度（dù）決定（dìng）了工件的加工質量。在自動加工切削過程中，要通過聲音（yīn）監控、切削時間控（kòng）製、切削過程中暫停檢查、工件表麵分析（xī）等方法判斷刀具的正常磨損狀況（kuàng）及非正常破損狀況（kuàng）。要根據（jù）加工要求，對刀具及時處理，防止發生由刀具未及時處理而產生的加工質量問題。
七、如何合理選擇加（jiā）工刀具？切削用（yòng）量有幾大要素？有（yǒu）幾種材料的刀具？如（rú）何確定刀具的轉速、切削速度、切削寬度？
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1．平麵銑削時應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。一般銑削（xuē）時，盡量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表麵連續（xù）走（zǒu）刀（dāo）。每次（cì）走刀寬度推薦至（zhì）為刀具直徑的60%--75%。
2．立銑刀和鑲硬質合金刀片的端銑刀主要用於加工凸台（tái）、凹槽（cáo）和箱口麵。
3．球刀、圓（yuán）刀（亦稱圓鼻刀）常（cháng）用於加工（gōng）曲麵和變斜角輪（lún）廓外形。而球刀多用於半精加工和精加工。鑲硬質合金（jīn）刀具的圓刀多用於開粗。
4.切削用量有三大要素：切削深度、主軸轉速和進給速度。切削用量的選擇總體原則是：少切削（xuē）、快進給(即切削深度小，進給（gěi）速度快)。
5.按材料分類，刀具一般分為普通硬（yìng）質白鋼刀(材料為高速鋼)，塗層刀具(如鍍（dù）鈦等)，合金刀具(如鎢鋼、氮化硼刀具等)。
八、加工程（chéng）序單有什麽作用?在加工程序單中（zhōng）應包括什麽內（nèi）容？
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1.加工程序單是（shì）數控加工工藝設計的內容之一，也（yě）是需要操作者遵守、執行的規程，是（shì）加工程序的具體（tǐ）說明，目的是讓操作者明確程序的（de）內容、裝夾和定位方式、各個加工程序所選用的刀具既（jì）應注意的問題等。
2.在加工程序單裏，應包括：繪（huì）圖和編程文件名，工件（jiàn）名稱，裝夾（jiá）草圖，程序名，每個程序所使用的刀具、切削的最大深度，加工性質（如粗加工還是精加工），理論（lùn）加工時間等。
九（jiǔ）、數控編程（chéng）前要做何準（zhǔn）備？
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在確定加工工藝後，編程前要了解：
1、工件裝夾方式；
2、工件毛胚的大小——以便確定加工的範圍或是否需要多次裝夾；
3、工件的材（cái）料——以便選擇（zé）加工所使用何種刀具（jù）；
4、庫存（cún）的刀具有哪些——避免在（zài）加工時（shí）因無此刀具要修改程序，若一定要用到此刀具，則可以提前準備。
十、在編程中安全高度的設定有什麽原則（zé）？
安全高度的設定原（yuán）則：一般高過刀（dāo）具的最高麵。或者將編程零點設在最高麵，這樣也可以最大限度避（bì）免撞刀的危險。
十一、刀具路徑編出（chū）來之後，為什麽（me）還要進行後處理？
因為不同的機床（chuáng）所能認（rèn）到的地址碼和NC程序格式不同，所以要針對所使用的機床選擇正確的後處理格式才（cái）能保證編出來的程序可以運行。
十二、什麽（me）是DNC通（tōng）訊（xùn）？
精密加工（gōng）
程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種，CNC是指程序通過媒體介質（zhì）（如軟（ruǎn）盤，讀帶機，通訊線等）輸送到機（jī）床的存儲器存儲起來，加工時從存儲器裏調出程（chéng）序來進行加工。由於存儲器的容量受（shòu）大小的限製（zhì），所以當程（chéng）序大的時候可采用DNC方式進行加工，由於DNC加工時（shí）機床直接從控製電腦讀取（qǔ）程序（也即是邊送邊做），所以不受（shòu）存儲器的容量（liàng）受大（dà）小的限製。