軸編程樣板

A. 軸類零件的數控加工工藝設計與編程

[一]、數控加工工藝設計的主要內容

在進行數控加工工藝設計時，一般應進行以下幾方面的工作：數控加工工藝內容的選擇；數控加工工藝性分析；數控加工工藝路線的設計。

一、數控加工工藝內容的選擇

1、適於數控加工的內容

在選擇時，一般可按下列順序考慮：

（1）通用機床無法加工的內容應作為優先選擇內容；

（2）通用機床難加工，質量也難以保證的內容應作為重點選擇內容；

（3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內容，可在數控機床尚存在富裕加工能力時選擇。

2、不適於數控加工的內容

（1）占機調整時間長。如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準，需用專用工裝協調的內容；

（2）加工部位分散，需要多次安裝、設置原點。這時，採用數控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工；

（3）按某些特定的製造依據（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數據困難，易於與檢驗依據發生矛盾，增加了程序編制的難度。

二、數控加工工藝性分析

1、尺寸標注應符合數控加工的特點

2、幾何要素的條件應完整、准確

3、定位基準可靠

4、統一幾何類型及尺寸

三、數控加工工藝路線的設計

1、工序的劃分

數控加工工序的劃分一般可按下列方法進行：

（1）以一次安裝、加工作為一道工序。

（2）以同一把刀具加工的內容劃分工序。

（3）以加工部位劃分工序。

（4）以粗、精加工劃分工序。

2、順序的安排

順序安排一般應按以下原則進行：

（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也應綜合考慮；

（2）先進行內腔加工，後進行外形加工；

（3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續加工，以減少重復定位次數、換刀次數與挪動壓板次數。

3、數控加工工藝與普通工序的銜接

[二]、數控加工工藝設計方法

數控加工工序設計的主要任務是進一步把本工序的加工內容、切削用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運動軌跡確定下來，為編制加工程序作好准備。

一、確定走刀路線和安排加工順序

走刀路線就是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，它不但包括了工步的內容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據之一。確定走刀路線時應注意以下幾點：

1、尋求最短加工路線

2、最終輪廓一次走刀完成

3、選擇切入切出方向

4、選擇使工件在加工後變形小的路線

二、確定定位和夾緊方案

在確定定位和夾緊方案時應注意以下幾個問題：

（1）盡可能做到設計基準、工藝基準與編程計算基準的統一；

（2）盡量將工序集中，減少裝夾次數，盡可能在一次裝夾後能加工出全部待加工表面；

（3）避免採用占機人工調整時間長的裝夾方案；

（4）夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位。

三、確定刀具與工件的相對位置

對刀點是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準點。，對刀點往往就選擇在零件的加工原點。對刀點的選擇原則如下：

（1）所選的對刀點應使程序編制簡單；

（2）對刀點應選擇在容易找正、便於確定零件加工原點的位置；

（3）對刀點應選在加工時檢驗方便、可靠的位置；

（4）對刀點的選擇應有利於提高加工精度。

換刀點是為加工中心、數控車床等採用多刀進行加工的機床而設置的，因為這些機床在加工過程中要自動換刀。對於手動換刀的數控銑床，也應確定相應的換刀位置。為防止換刀時碰傷零件、刀具或夾具，換刀點常常設置在被加工零件的輪廓之外，並留有一定的安全量。

四、確定切削用量

編程人員在確定切削用量時，要根據被加工工件材料、硬度、切削狀態、背吃刀量、進給量，刀具耐用度，最後選擇合適的切削速度。

以下是一個編程實例（所用的華中數控系統）

程序說明

G92X80Z100建立工件坐標系（原點在工件左端面幾何中心點處），設起刀點為（80，100）。

M03S500主軸正轉，轉速500轉/分。

M06T0101換第1號刀（外圓粗車刀），准備粗車外圓面。

G00X32Z2刀具從起刀點快速移至循環起點（32，2）。（毛坯直徑Ф30）

G71U1R1P100Q200X0.6Z0.3F200G71復合循環粗車工件外圓表面，每次吃刀量1mm（半徑值），每次退刀量1mm（半徑值），X方向留0.6mm餘量（直徑值），Z方向留0.3mm餘量，精加工程序從N100至N200。

G00X80Z100粗車外圓表面結束，快速退刀至起刀點（即換刀點）。

T0100取消1號刀的刀偏值。

M06T0202換第2號刀（外圓精車刀），准備精車外圓面。

S800轉速調高至800轉/分。（精車時轉速S應提高，進給F應降低）

N100G00X6Z2精車開始，刀具從起刀點移至（6，2）處。註：將倒角Z向延長2，則X=12-2-4=6（X為直徑值）

G01X11.8Z-1F100直線進給加工倒角。註：M12螺紋處外圓加工至11.8(較螺紋外徑小0.2)，進給降為F100。

Z-20精車螺紋處外圓(螺紋退刀槽暫不加工)。

X14精車端面

X16Z-21精車倒角

Z-28.5精車Ф16外圓

X24Z-43.428精車30度錐面。註：錐面左端節點坐標（24，-43.428）

N200Z-70精車Ф24外圓至-70處（較工件延長5mm）。（中間槽和左端外圓及倒角暫不加工）。精加工結束。

G00X80快速退刀至X80處

Z100快速退刀至起刀點。

T0200取消2號刀的刀偏值。

M06T0404換第4號刀（切槽刀）。設刀頭寬為3mm（具體加工應測量刀寬）。

准備切螺紋槽和中間槽。

S500轉速調為500

G00X18Z-20快速移至螺紋槽左側（18，-20）處。

G01X9.3F50加工螺紋槽至X9.3（槽底直徑9，留下0.3餘量）。

G00X18快速退刀至X18處。

X14Z-17快速移至（14，-17）處，此時右刀尖在（14，-14處），准備加工倒角。

G01X10Z-19加工倒角

X9切槽至槽底

Z-20往左加工去除前面切槽所留下的0.3餘量，這樣整個槽底不會因兩刀切槽而留下接刀痕。

G00X26快速退刀至X26，准備加工中間槽。

Z-55快速移至Z-35（中間槽左側面處）。

G01X20.3切槽至X20.3（槽底直徑19.975，留下0.325餘量）。註：不對稱公差取中間值。

G00X26快速退刀至X26

Z-53快速移至Z-33（中間槽右側面處，此時右刀尖在（26，-30處）。

G01X19.975切槽至槽底（X19.975）

Z-55往左加工去除前面切槽所留下的0.325餘量，這樣整個槽底不會因兩刀切槽而留下接刀痕。

G00X80快速退刀至X80處

Z100快速退刀至起刀點。

T0400取消4號刀的刀偏值。

M06T0303換第3號刀（螺紋刀），准備加工螺紋。

註：M12螺紋為粗牙螺紋，經查表螺距為1.75，牙深=1.75×1.3=2.275（直徑值），分四刀加工，每刀吃刀深度的直徑值分別為：1、0.8、0.4、0.18。

S400轉速調為400。註：螺紋加工時轉速S=1200/螺距-80（經驗公式）。

G00X14Z2快速移至螺紋加工循環起點（14，2）處。

G82X11Z-17F1.75第一刀螺紋加工，吃刀深度的直徑值為：1mm。

G82X10.2第二刀螺紋加工，吃刀深度的直徑值為：0.8mm。

G82X9.8第三刀螺紋加工，吃刀深度的直徑值為：0.4mm。

G82X9.62第四刀螺紋加工，吃刀深度的直徑值為：0.18mm。

G82X9.62走一刀螺紋加工空刀。

G00X80Z100快速退刀至起刀點。

T0300取消3號刀的刀偏值。

M06T0404換第4號刀（切槽刀），准備加工左端Ф20圓柱面、倒角和切斷工件。

S500轉速調為500。

G00X26Z-68快速移至(26，-68)處，此時右刀尖在Z-65處，即工件右端面處。

G01X16F30切槽至X16，為後面倒角作準備。

G00X26快退至X26

Z-65快移至Z-65（即右移一個刀寬位）。

G01X20.3切槽至X20.3（槽底直徑20.025，留下0.275餘量）。註：不對稱公差取中間值。

G00X26快退至X26

Z-63快移至Z-63，此時右刀尖在Z-60處，即肩台處。

G01X20.025切槽至槽底X20.025

Z-67往左加工至Z-67，此時右刀尖在Z-64處，准備加工倒角。

X18Z-68加工倒角

X0切斷工件

G00X80快退至X80

Z100快退至起刀點

T0400取消4號刀的刀偏值

M05主軸停轉

M02程序結束

B. 現在常用於數控加工中心編程的是什麼軟體

現在CAD/CAM 行 業 中 普 遍 使 用 的 是 MASTERCAM 、 CIMATRON 、PRO-E 、 UG 、 CATIA、CAD...
1、 MASTERCAM 是如今珠三角最常用的一種軟體，它最早進入中國大陸，工廠的CNC師傅70%使用MASTERCAM，它集畫圖和編程於一身，繪制線架構快，縮放功能好。
2、 CIMATRON 是遲一些進入中國的以色列軍方軟體，在刀路上的功能優越於 MASTERCAM ，彌補了 MASTERCAM 的不足。該系統現已被廣泛地應用在機械、電子、航空航天、科研、模具行業。在加工編程中 99% 使用 CIMATRON 與 MASTERCAM ，早期都用這兩種軟體畫圖及編寫數控程式， 但在畫圖造型方面功能不是很好。PRO-E 在這時候走進中國大陸。
3、Pro/E 是 美國 PTC （參數技術有限公司）開發的軟體，十多年來已成為全世界最普及的三維 CAD/CAM （計算機輔助設計與製造）系統。廣泛用於電子、機械、模具、工業設計和玩具等各行業。集合了零件設計、產品裝配、模具開發、數控加工、造型設計等多種功能於一體。97 年開始在大陸流行，用於模具設計、產品畫圖、廣告設計、圖像處理、燈飾造型設計、可以自動產生工程圖紙，目前大部分企業都裝有 Pro/ENGINEER 軟體。它與 UG 都是最好的畫圖軟體，但PRO-E 在大陸更流行。用 PRO-E 畫 圖 ， 用 MASTERCAM 和CIMATRON 加工已經公認。
4、 Unigraphics ( 簡稱 UG) 進入大陸比 PRO-E 晚很多，但同樣是當今世界上最先進、 面向製造行業的 CAD/CAE/CAM 高端軟體，UG 軟體被當今許多世界領先的製造商用來從事工業設計、 詳細的機械設計以及工程製造等各個領域。如今 UG 在全球已擁有 17000 多個客戶。UG 自 90 年進入中國市場以來，發展迅速，已經成為汽車、機械、計算機及家用電器、模具設計等領域的首選軟體。