数控车削自动编程指导

数控车削自动编程技术指导数字技术是制造业信息化项目的关键技术之一，数控加工是现代制造重要的组成部分。 自1952年在美国出现了世界上第一台数控铳床，数控编程技术也从手工编程逐步发展到自 动编程。手工编程只能针对点位加工或几何形状不太复杂零件的2维形状的加工编程，而自 动编程是用计算机及其行业软件來协助完成数控加项目序的编制，它又从 APTAutomatically Programmed Tool）语言编程发展到图像编程。图像编程是针对要加匚 零件的几何图形，由计算机來自动计算加工的刀轨路径，最后生成符合特定机床控制器要求 的G代码程序。在这个过程中，无论编程零件几何形状的复杂程度如何，计算机的工作都是 高效率、高精确度的，我国近十年來现代制造业的飞速发展，己经证明了它的实用性和先进 性。目前随着计算机软、硬件技术的不断发展，自动编程己经涵盖了工业数字化制造的各个 领域，在线切割、数控冲床、数控车床、激光切割机等设备的2轴编程以及数控铳床、加工 中心的2、3、4、5、轴编程中，己经全都应用了计算机自动编程技术。在实际生产过程中，旋转结构的零件主要以车削加工turning）为主，数控车床也是目 前最广泛使用的数控机床之一。它可以完成复杂形状的轴类、盘类旋转结构零件的圆柱面、 圆弧面、锥面、螺纹螺杆以及中心孔的加工，可以通过一次装夹完成多道工序的连续加工， 高效高精度的來完成零件、产品的制造。在实际应用中，因为数控车床的编程是针对旋转体 的2维外形轮廓，还是以手工编程为主要手段。自动编程可以针对较复杂外形的零件，尤其 在粗加工中对于异形毛坯的编程，它更具手工编不可替代的优势。车削自动编程可以把2维 线形作为编程的几何体，相对三维图像编程的操作简单了许多。自动编程要求有适当硬件配置的计算机与相适应的软件配合使用。目前广泛使用在常规 数控加工中的编程软件主要來自国外，在我国工业制造中使用较多的有：徳国西门子公司的 NX软件的CAM模块，以色列Cimatron公司的Cimatron E软件，美国CNC公司的Ma st er CAM 软件以及英国DelCAM公司的复杂型腔加工软件PowerMill等。下面以西门子NX6软件为例，具体介绍数控车削自动编程的过程。NX6的CAM系统提供 的车削加工包括粗车roughing ）、精车finishing ）、镇boring ）、螺纹加工 threading）、中心孔centerline drilling）等功能，以下以粗车为例来做介绍。数控车削自动编程的操作过程大致分为6大步骤：1, 画出零件外型，如为异形毛坯也需画出毛坯外型；2, 设置几何体，包括零件外型，毛坯外型，机床零点；3, 设置加工所需的刀具；4, 选择一个加工方法，进行必要的参数设置，生成刀轨路径；5, 对刀轨路径进行仿真检查；6, 把刀轨路径编成G代码程序。下面对以上步骤逐一进行讲解。一，画出待加工零件的外型轮廓：1, 打开NX6软件，新建一个模型文件，在X, Y平面上画草图；2, 草图绝对坐标的X轴即车床的旋转中心轴，一般情况下零件外型在X轴上方、Y轴右 方绘制，如图：3, 画零件外形时注意图形的完整性和连续性线段不要有断开、重复现象）；4, 做好位置约束和尺寸约束；5, 退出草图。6, 如果是圆柱体、圆柱带圆孔材料毛坯可以不画，如果是异形毛坯，在新的草图中画 出。二，设置几何体：几何体设置包括“部件边界设置”和毛坯边界其中包括坐标零点）设 置。1, 进入加工模块：点击开始一一加工：M NX 6建模modWpH （修改的）訪文件（E）编辑（E）视图（Q 插入Q） vcs格式 工具（工）装配（Q 信息 U討 ? P;裕D开始Ctrl+Alt+NCtrl+Alt+SCtrl+Shift+DL加工（&）Ctrl+Alt+M1基本环境（G）.装配（L）AEMI所有应用模块N NX 皈金（H）. 飞夕卜观造型设计（I）.Q制图）高级仿真）.A运动仿真（Q）.yx启动 加工 应冃唱另，宣牛提供了交互式爼訐口后处理诜、結、车和线切割刀轨的IIL2, 在要创建CAM设置对话框中选择“TURNING” 确定;CAI会话配置Acam_general camfbrary cam_part_pla n n erj ibaiy camjeamce nteibary feature_machining holendking hole.maki n g_mw lathe汉!吃臣芳文件要创建的CAI设置milLplanar mil l_con tour milLmulti-axis drill holejnaking turning wire_edm probing汉!览设去部件5车削加工二编程3,在“操作导航器”的空白处单击MB3,切换为“儿何视图”:歹文件(E)编辑(E)视图(卫)插入(Q栓發开好2) 3 Ux C M=H歆一编aHgn一色H一一 0操作导航器二程HC PROGRAM-PRCGRAM引不使用的项|S圍抑耐矚 坍.机床视图 兰几何视图二 叫加工方济価图评圭找对彖 卜创建过逹姜V应用过滤器切换为“几何视VK导出至刘戏姜 导出至冃子表空列 雇性几何视图界 面点击设置毛坯丿点击设置零件X三,注意： 径”歹为毛坯零点，再在“长度”和“直1：实心毛管材毛 坯设置 H 坯设置绘制毛 坯设置选择坐标零点点应董Cwf三袖谊长度v1 0. ooool中WI9-diStS12,选择一把词瞬定販沟1类誅O封材料左/丈菱零件边界对话框i和綁郦晞綢削加工类型毛坯长度尺寸V!1 0. 0000 Ip信息 分新也）首选项（E）窗口 Q绝对坐标零点位置X4, 展开 MCS SPINDLE,进入 TURNING WORKPIECE 编辑:3採作导I畚-儿何WGEOMETRY国不使用的项_古以;MCS_SPINDLE 2 6 WORKPIECE的、TURNING WORK. I5, 分别设置部件边界和毛坯边界:部件边界毛坯设0080L 刀具：0D：外表面；80：方向角度；L:刀具沿外形向左进刀。注意：选择刀具必须与加工 方法相对应，比如：向左的 加工方法必须选择向左的刀 具。如果没有事先选择刀 具，进入到操作对话框里还 可以选择刀具或者修改已选四，创建一个操作1,在几何体图标+幕操作”2,选择一个适合的3,粗加工方法的主男自-作切削操作三单叵:粗加工|三操作耳|工类型A常用策略有切合1会程Ii进给和趣目动或査a i1从烹Fn亘兰HL主轴速度-E42 一 亠 fI.SMM 国AII 一指定文 代码程 床内存 用。NXJR艾生成刀轨.路径-Ju 一亠 MWMLL.3_AXIS-FANUC(xjx) MLLJ_AXIS-FANiJC_Oi MLL3_AXIS_TURB0 M(LL_4XIS MILLLAXJS re.edmxaxis lathe.FANUC.D lathe.FANUCjoost的粗加工方法对话框:切削71勤精加工IE切削移动里仿真 可以彳 实体屯输出文件A在丿J轨文件上点 击MB3,选择“后 bkTm加連/祓逑限制【口 口 5Q 门、山界面、X给率FG代码;it行添J 一个零件的刀轨路径，淡蓝 色为切削刀轨，深蓝色为抬 刀快进和返回。值，也可以在 占 I U K同的机床控制器对G代码有着不同要求，比如日本FANUC控制器与徳国SIEMENS控制器对 G02, G03编程中圆弧坐标值I、J、K的定义要求是不同的。NX6软件自带的后处理是针对 SIEMENS控制器做的，不能在安装FANUC控制器的机床上使用。另外，如果我们的机床设置 为车削直径编程，G02、G03圆弧R编程，就需要自己编写后处理來适应机床的设置要求。另外，NX6软件也可以在G代码生成时把圆弧都使用小直线段的形式來编写，即在G代 码中把G02、G03都用G01來替代，这样同一个程序就可以使用在不同的机床控制器中了。 与使用G02、G03不同的是，全部使用G01程序的长度会有不同程度的增加。车削自动编程完成。七，车削自动编程实例1,打开NX软件，新建立一个模型文件，在草图里画出零件外形：绿色线框为零件外形的截面图形坐标轴为车旋转中心，图形画出了过旋转中心截面的 一半，从图形的下边到旋转中心的尺寸即为孔的半径尺寸），可以看出，模型外形为60mm X240mm,中间有80mm孔，加工部位有内径、外径和槽。2,进入加工环境，在要创建CAM设置对话框中选择“TURNING” 一一确定 改变为几何视图后，进行零件和毛坯的设置。零件设置：选取全部外形线框，选到的线呈现黄色：类 S!IT77I扁定丨茴旦丨取消I毛坯设置：因为零件中心为孔，我们选择“管材毛坯设置”，首先选择毛坯零点，即0,0, 0o分别在长度、外径、内径中设置毛坯参数，图中红色即为设置后的毛坯形状。3, 进行刀具设置，我们选择了切外径刀，切内径到和切槽刀:55 L：类型turning操作子类型护A営Q莽M W雪理：a輛亠空也 曲T即&雪腳q车内径操作确定应才取消车内径刀具VID开头）在非切削移动中设置一下刀具离开时的位置其他设置可依情况而定）:生成刀轨路径，淡蓝色为切削刀轨，深蓝色为非切削快速移动刀轨:粗谨ID几何体几何体TURNING_W0i|gr | 定制部件边界数据 切削区域回更新IPWA刀软设置人LATHE AUXILUj5切削策略方法水平角度 J|180000引心方向o勿进:装(A)信息(1)分析(L)首选项(0窗口(Q)帮助(H)细旳昙戸牝剳J%J步距刃削深度帯大值最小值变换模式清理全部更多V切削券数S非切削移动逬给和速度E3. 000引血“ m 0. 000哪时1匚|七U处“全部”参数意为粗加工Q 成后继续精加工，即不用单独进 行精加工了，当然加工留量也要 设置相应参数，默认值为0。丿模拟该刀轨的切削运动，下面是完成后的零件图，可以看出，外径和槽都没有加工:刀紈可视化GOTO/39 000.0 000-1056 GOTO/39 200,0000. -1056 GOTO/40.000.0.000.-1.056 GOTO/40 BS8.0 000. -1600 GOTO/39 822.0 000.-1034GOTO/33 394.0 000.-1257GOTO/27.094.0.000,78.948KS（A）分忻（L）首注项（巳?3.。Ur酚虫参佚抄 良豐尹乞日怜%JFX101进洽率（分沖）o.oooooo1 10 阿冋Q|T冋阪S3粗车外径 操作寺亠二雪 导fe-x 於雪邮WJ A国益別 国且a程序 刀具 几何怵 方法ANC.PROGRAMTURNING V/ORKF车外径刀具 vOD开头）LATHE AUXlLlARd5,创建一个切外径的操作，同时选择外径刀0D_55_L：创建擾作类型turning操作子类型名称|rough turn od i在非切削移动中设置一下刀具离开时的位置:|进刀I退刀I间腺逼近丨高开Laasig目I更多IT(y 首选取) 2o 3 C*簞 Q口怜,*1赴4才丿部分:生成车外刀轨路径，可以看出，因为刀具的关系，槽部只切了ffiiOD刀具方位刀轨设賈方決!水平爲屢方向步JE是大恰|LATHE AUXILIx180.B3. 000 创0. 0000|nun淸逞tSISEU全理y|更多-G百非刃即移动左给和空僅U.昭冋冈囚冋阿;丨确淀 ；取消6, 创建一个切槽的操作，用向右粗车的策略，同时选择槽刀OD_GROOVE_L:设置刀具离开后的位置:选切槽刀选切槽刀改变切削步距为2,切削策略选择“单向插削”，生成刀轨路径:几体turning.woH 叼目 be. 0BTr O&( .主制部件边畀裁舞 切创区竝 R-IPV/切刑策咯刀貝刀具方位 刀fta方法施角度方向步總嚴大伯口左船变决区as更多不，4衣细络SBP爼可叫鸟4/鼻X.n芟平均u2. OCijij* hnm3徐启瓯肖I选择“单 向插削”iLATHE_AUXILlIQI o. ciooo QE改变切削步距为2非卯削移动迸给模拟切槽操作，图形:0換作导航器几何8,后处理：分别选取刀轨，后处理一一选择车削后处理器一一起文件名一一确定，生成G 代码文件。经过后处理的刀轨文件前面的惊叹号变成了绿色的对号：刀具名称GEOMETRYH未屈项SPINDLE口 WORKPIECE-砂 TURNING JORKFIECE 音迥嗣卫i丁蔦焉 ROUCH.TUEN.OD后香ROUGH_MCK_可后处理in工件后处理器MILL_3_AXI3-FAKUC（xjx）MILL.S.AXIS-FANUC.Oi MILL_3_AXIS_TUREG MILL_4 AXISMILL.5.AXISWIRE EDIL4 AIIS lathe_FAN（JC_D1 a t hc F ANlJC p o s t浏览查找后处理器輪出文件文件名浏览查找一个输出文件设置相关性细节单位 虧列出输岀AA定义了后处理回车削后 处理器文件名和 存储位置人CLttL生成的G代码文件:信思文件(F)编辑(E)0010 TO101M0020G94 GOOG90 X76 Z64M0030G96 S120M03|M0040G95 G01Z64. F.1JJ0050Z-1.6MOO 60Z-2.4 Fl5JOO7OG94 GOOX74M0080Z64.8TO090X80.MO 100G95 G01Z64 F.1M0110Z-l 6MO 120Z-2.4 FlTO130G94 GOOX78M0140Z64.8M0150X85842MO 160G95 G01Z64. F.1MO 170Z30.MO 180X80.M0190X78868230.566FlM0200G94 GOOZ64.8M0210X91.686MO22OG95 G01Z64F1MO23OZ30.MO24OX85842M0250X84712Z30.566FlMO2 6OG94 GOOZ64 8M0270X97528M0280G95 G01Z64. F1M0290Z30.unnnYQ1 AAfiJ亠一-1举例完成。