數(shù)控編程培訓(xùn)教程

第1單元 數(shù)控編程基礎(chǔ)

1.1 數(shù)控編程概述

1.2 數(shù)控加工工藝系統(tǒng)

1.3 數(shù)控加工工藝

1.4 數(shù)控程序基礎(chǔ)

1.5 數(shù)控機床坐標

第2單元 數(shù)控車削加工編程

2.1 數(shù)控車削加工編程概述

2.2 數(shù)控車削精加工

2.3 數(shù)控車削粗、精加工

2.4 數(shù)控車削循環(huán)指令加工

2.5 數(shù)控車削子程序加工

2.6 數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及綜合編程

第3單元 數(shù)控銑削加工編程

3.1 數(shù)控銑削加工編程概述

3.2 數(shù)控銑削加工刀具補償

3.3 數(shù)控銑削精加工

3.4 數(shù)控銑削粗、精加工

3.5 孔加工固定循環(huán)

3.6 數(shù)控銑削子程序加工

3.7 數(shù)控銑削綜合編程

第4單元 數(shù)控電火花線切割加工編程

4.1 數(shù)控電火花線切割加工編程概述

4.2 數(shù)控電火花線切割3B指令編程

4.3 數(shù)控電火花線切割4B指令編程(選學(xué))

4.4 數(shù)控電火花線切割I(lǐng)SO代碼編程

第5單元 Mastercam數(shù)控加工編程

5.1 Mastercam數(shù)控加工編程概述

5.2 Mastercam數(shù)控車削加工編程

5.3 Mastercam數(shù)控銑削加工編程

5.4 Mastercam數(shù)控電火花線切割加工編程

參考文獻

本書是一本數(shù)控編程實用教材，詳細介紹了數(shù)控車削加工、銑削加工、電火花線切割手工編程和Mastercam軟件自動編程的相關(guān)知識，采用“實例教學(xué)法”由淺入深、由易到難、循序漸進的模塊化教學(xué)方式，每個教學(xué)模塊中有基礎(chǔ)知識介紹、典型例題講解和大量針對性的強化練習(xí)，完全符合科學(xué)的學(xué)習(xí)模式。

本書的應(yīng)用對象為中（高）職院校數(shù)控應(yīng)用技術(shù)專業(yè)、模具設(shè)計與制造專業(yè)、機電一體化技術(shù)專業(yè)的學(xué)生以及相關(guān)培訓(xùn)班學(xué)員，也可作為數(shù)控加工技術(shù)人員的參考資料。

數(shù)控編程定義

對于幾何形狀復(fù)雜的零件需借助計算機使用規(guī)定的數(shù)控語言編寫零件源程序，經(jīng)過處理后生成加工程序，稱為自動編程。

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，先進的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶編程提供了一般的準備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數(shù)控功能的手段。FANUC6M數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)編程，應(yīng)用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達式、邏輯運算及類似的程序流程，使加工程序簡練易懂，實現(xiàn)普通編程難以實現(xiàn)的功能。

數(shù)控編程同計算機編程一樣也有自己的"語言",但有一點不同的是，現(xiàn)在電腦發(fā)展到了以微軟的Windows為絕對優(yōu)勢占領(lǐng)全球市場.數(shù)控機床就不同了,它還沒發(fā)展到那種相互通用的程度，也就是說，它們在硬件上的差距造就了它們的數(shù)控系統(tǒng)一時還不能達到相互兼容.所以，當(dāng)我要對一個毛坯進行加工時，首先要以我們已經(jīng)擁有的數(shù)控機床采用的是什么型號的系統(tǒng).

數(shù)控編程常用軟件

⑴UG

Unigraphics 是美國Unigraphics Solution公司開發(fā)的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一體的三維參數(shù)化軟件，是當(dāng)今最先進的計算機輔助設(shè)計、分析和制造的高端軟件，用于航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。

UG軟件在CAM領(lǐng)域處于領(lǐng)先的地位，產(chǎn)生于美國麥道飛機公司，是飛機零件數(shù)控加工首選編程工具。

數(shù)控編程UG 優(yōu)點

提供可靠、精確的刀具路徑

能直接在曲面及實體上加工

良好的使用者界面，客戶也可自行化設(shè)計界面多樣的加工方式，便于設(shè)計組合高效率的刀具路徑

完整的刀具庫

加工參數(shù)庫管理功能

包含二軸到五軸銑削、車床銑削、線切割

大型刀具庫管理

實體模擬切削

泛用型后處理器等功能

高速銑功能

CAM客戶化模板

數(shù)控編程⑵Catia

Catia是法國達索（Dassault）公司推出的產(chǎn)品，法制幻影系列戰(zhàn)斗機、波音737、777的開發(fā)設(shè)計均采用Catia。

CATIA 據(jù)有強大的曲面造型功能，在所有的CAD三維軟件位居前列，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)的航空航天企業(yè)、研究所，以逐步取代UG成為復(fù)雜型面設(shè)計的首選。

CATIA具有較強的編程能力，可滿足復(fù)雜零件的數(shù)控加工要求。一些領(lǐng)域采取CATIA設(shè)計建模，UG編程加工，二者結(jié)合，搭配使用。

⑶Pro/E是

美國 PTC （參數(shù)技術(shù)有限公司）開發(fā)的軟件，是全世界最普及的三維 CAD/CAM （計算機輔助設(shè)計與制造）系統(tǒng)。廣泛用于電子、機械、模具、工業(yè)設(shè)計和玩具等民用行業(yè)。具有零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、造型設(shè)計等多種功能。

Pro/E在中國南方地區(qū)企業(yè)中被大量使用，設(shè)計建模采用PRO-E ，編程加工采用MASTERCAM 和 CIMATRON 是通行的做法。

數(shù)控編程⑷Cimatron

CimatronCAD/CAM系統(tǒng)是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產(chǎn)品，是較早在微機平臺上實現(xiàn)三維CAD/CAM全功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。CimatronCAD/CAM系統(tǒng)在國際上的模具制造業(yè)備受歡迎，國內(nèi)模具制造行業(yè)也在廣泛使用。

數(shù)控編程⑸Mastercam

美國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設(shè)計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設(shè)計出復(fù)雜的曲線、曲面零件。Mastercam具有較強的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多種選擇方式，可以滿足復(fù)雜零件的曲面加工要求，同時具備多軸加工功能。由于價格低廉，性能優(yōu)越，成為國內(nèi)民用行業(yè)數(shù)控編程軟件的首選。

數(shù)控編程⑹FeatureCAM

美國DELCAM公司開發(fā)的基于特征的全功能CAM軟件，全新的特征概念，超強的特征識別，基于工藝知識庫的材料庫，刀具庫，圖標導(dǎo)航的基于工藝卡片的編程模式。全模塊的軟件，從2~5軸銑削，到車銑復(fù)合加工，從曲面加工到線切割加工，為車間編程提供全面解決方案。DELCAM軟件后編輯功能相對來說是比較好的。

國內(nèi)一些制造企業(yè)正在逐步引進，以滿足行業(yè)發(fā)展的需求，屬新興產(chǎn)品。

數(shù)控編程⑺CAXA制造工程師

CAXA制造工程師是北京北航海爾軟件有限公司推出一款全國產(chǎn)化的CAM產(chǎn)品，為國產(chǎn)CAM軟件在國內(nèi)CAM市場中占據(jù)了一席之地。作為中國制造業(yè)信息化領(lǐng)域自主知識產(chǎn)權(quán)軟件優(yōu)秀代表和知名品牌，CAXA已經(jīng)成為中國CAD/CAM/PLM業(yè)界的領(lǐng)導(dǎo)者和主要供應(yīng)商?！?CAXA制造工程師是一款面向二至五軸數(shù)控銑床與加工中心、具有良好工藝性能的銑削/鉆削數(shù)控加工編程軟件。該軟件性能優(yōu)越，價格適中，在國內(nèi)市場頗受歡迎。

數(shù)控編程⑻EdgeCAM

英國Pathtrace公司出品的具有智能化的專業(yè)數(shù)控編程軟件，可應(yīng)用于車、銑、線切割等數(shù)控機床的編程。針對當(dāng)前復(fù)雜三維曲面加工特點，EdgeCAM設(shè)計出更加便捷可靠的加工方法 ，流行于歐美制造業(yè)。英國路徑公司正在進行中國市場的開發(fā)和運作，為國內(nèi)的制造業(yè)的客戶提供更多的選擇。

數(shù)控編程⑼VERICUTVERICUT

美國CGTECH公司出品的一種先進的專用數(shù)控加工仿真軟件。VERICUT 采用了先進的三維顯示及虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對數(shù)控加工過程的模擬達到了極其逼真的程度。不僅能用彩色的三維圖像顯示出刀具切削毛坯形成零件的全過程，還能顯示出刀柄、夾具，甚至機床的運行過程和虛擬的工廠環(huán)境也能被模擬出來，其效果就如同是在屏幕上觀看數(shù)控機床加工零件時的錄像。

編程人員將各種編程軟上生成的數(shù)控加工程序?qū)隫ERICUTVERICUT中，由該軟件進行校驗，可檢測原軟件編程中產(chǎn)生的計算錯誤，降低加工中由于程序錯誤導(dǎo)致的加工事故率。目前國內(nèi)許多實力較強的企業(yè)，已開始引進該軟件來充實現(xiàn)有的數(shù)控編程系統(tǒng)，取得了良好的效果。

隨著制造業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控編程軟件的開發(fā)和使用也進入了一個高速發(fā)展的新階段，新產(chǎn)品層出不窮，功能模塊越來越細化，工藝人員可是在微機上輕松地設(shè)計出科學(xué)合理并富有個性化的數(shù)控加工工藝，把數(shù)控加工編程變得更加容易、便捷。

數(shù)控編程(10)PowerMill

PowerMILL是英國Delcam Plc公司出品的功能強大，加工策略豐富的數(shù)控加工編程軟件系統(tǒng)。采用全新的中文WINDOWS用戶界面，提供完善的加工策略。幫助用戶產(chǎn)生最隹的加工方案，從而提高加工效率，減少手工修整，快速產(chǎn)生粗、精加工路徑，并且任何方案的修改和重新計算幾乎在瞬間完成，縮短85%的刀具路徑計算時間，對2-5軸的數(shù)控加工包括刀柄、刀夾進行完整的干涉檢查與排除。具有集成一的加工實體仿真，方便用戶在加工前了解整個加工過程及加工結(jié)果，節(jié)省加工時間。

數(shù)控編程基本步驟

⒈分析零件圖確定工藝過程

對零件圖樣要求的形狀、尺寸、精度、材料及毛坯進行分析，明確加工內(nèi)容與要求；確定加工方案、走刀路線、切削參數(shù)以及選擇刀具及夾具等。

⒉數(shù)值計算

根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線、計算出零件輪廓上的幾何要素的起點、終點及圓弧的圓心坐標等。

⒊編寫加工程序

在完成上述兩個步驟后，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的功能指令代碼和程序段格式，編寫加工程序單。

⒋將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)

程序的輸入可以通過鍵盤直接輸入數(shù)控系統(tǒng)，也可以通過計算機通信接口輸入數(shù)控系統(tǒng)。

⒌檢驗程序與首件試切

利用數(shù)控系統(tǒng)提供的圖形顯示功能，檢查刀具軌跡的正確性。對工件進行首件試切，分析誤差產(chǎn)生的原因，及時修正，直到試切出合格零件。

雖然，每個數(shù)控系統(tǒng)的編程語言和指令各不相同，但其間也有很多相通之處.

數(shù)控編程定義

手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。利用一般的計算工具，通過各種三角函數(shù)計算方式，人工進行刀具軌跡的運算，并進行指令編制。

這種方式比較簡單，很容易掌握，適應(yīng)性較大。使用于非模具加工的零件。

數(shù)控編程編程步驟

人工完成零件加工的數(shù)控工藝

分析零件圖紙

制定工藝決策

確定加工路線

選擇工藝參數(shù)

計算刀位軌跡坐標數(shù)據(jù)

編寫數(shù)控加工程序單

驗證程序

手工編程

刀軌仿真

數(shù)控編程優(yōu)點

主要用于點位加工（如鉆、鉸孔）或幾何形狀簡單（如平面、方形槽）零件的加工，計算量小，程序段數(shù)有限，編程直觀易于實現(xiàn)的情況等。

數(shù)控編程缺點

對于具有空間自由曲面、復(fù)雜型腔的零件，刀具軌跡數(shù)據(jù)計算相當(dāng)繁瑣，工作量大，極易出錯，且很難校對，有些甚至根本無法完成。

在國內(nèi)制造業(yè)對數(shù)控加工高速增長的需求形勢下，數(shù)控編程技術(shù)人才出現(xiàn)了嚴重短缺，數(shù)控編程技術(shù)已成為就業(yè)市場上的需求熱點。

數(shù)控編程需要具備的基本條件

⑴具有基本的學(xué)習(xí)的能力，即學(xué)員具備一定的學(xué)習(xí)能力和預(yù)備知識。

⑵有條件接受良好的培訓(xùn)，包括選擇好的培訓(xùn)機構(gòu)和培訓(xùn)教材。

⑶在實踐中積累經(jīng)驗。

數(shù)控編程預(yù)備知識和技能

⑴基本的幾何知識（高中以上即可）和機械制圖基礎(chǔ)。

⑵基礎(chǔ)英語。

⑶機械加工常識。

⑷基本的三維造型技能。

數(shù)控編程選擇培訓(xùn)教材

⑴教材的內(nèi)容應(yīng)適合于實際編程應(yīng)用的要求，以廣泛采用的基于CAD/CAM軟件的交互式圖形編程技術(shù)為主要內(nèi)容。在講授軟件操作、編程方法等實用技術(shù)的同時也應(yīng)包含一定的基礎(chǔ)知識，使讀者知其然更知其所以然。

⑵教材的結(jié)構(gòu)。數(shù)控編程技術(shù)的學(xué)習(xí)是一個分階段不斷提高的過程，因此教材的內(nèi)容應(yīng)按不同的學(xué)習(xí)階段進行合理的分配。同時，從應(yīng)用角度對內(nèi)容進行系統(tǒng)的歸納和分類，便于讀者從整體上理解和記憶。

數(shù)控編程學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)過程

第1階段：基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，包括數(shù)控加工原理、數(shù)控程序、數(shù)控加工工藝等方面的基礎(chǔ)知識。

第2階段：數(shù)控編程技術(shù)的學(xué)習(xí)，在初步了解手工編程的基礎(chǔ)上，重點學(xué)習(xí)基于CAD/CAM軟件的交互式圖形編程技術(shù)。

第3階段：數(shù)控編程與加工練習(xí)，包括一定數(shù)量的實際產(chǎn)品的數(shù)控編程練習(xí)和實際加工練習(xí)。

數(shù)控編程學(xué)習(xí)方法與技巧

同其他知識和技能的學(xué)習(xí)一樣，掌握正確的學(xué)習(xí)方法對提高數(shù)控編程技術(shù)的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量起著十分重要的作用。下面是幾點建議：

⑴集中精力打殲滅戰(zhàn)，在一個較短的時間內(nèi)集中完成一個學(xué)習(xí)目標，并及時加以應(yīng)用，避免進行馬拉松式的學(xué)習(xí)。

⑵對軟件功能進行合理的分類，這樣不僅可提高記憶效率，而且有助于從整體上把握軟件功能的應(yīng)用。

⑶從一開始就注重培養(yǎng)規(guī)范的操作習(xí)慣，培養(yǎng)嚴謹、細致的工作作風(fēng)，這一點往往比單純學(xué)習(xí)技術(shù)更為重要。

⑷將平時所遇到的問題、失誤和學(xué)習(xí)要點記錄下來，這種積累的過程就是水平不斷提高的過程。

數(shù)控編程如何學(xué)習(xí)CAM

交互式圖形編程技術(shù)的學(xué)習(xí)（也就是我們常說的CAM編程的要點）可分三個方面：

⒈是學(xué)習(xí)CAD/CAM軟件應(yīng)重點把握核心功能的學(xué)習(xí)，因為CAD/CAM軟件的應(yīng)用也符合所謂的“20/80原則”，即80%的應(yīng)用僅需要使用其20%的功能。

⒉是培養(yǎng)標準化、規(guī)范化的工作習(xí)慣。對于常用的加工工藝過程應(yīng)進行標準化的參數(shù)設(shè)置，并形成標準的參數(shù)模板，在各種產(chǎn)品的數(shù)控編程中盡可能直接使用這些標準的參數(shù)模板，以減少操作復(fù)雜度，提高可靠性。

⒊是重視加工工藝的經(jīng)驗積累，熟悉所使用的數(shù)控機床、刀具、加工材料的特性，以便使工藝參數(shù)設(shè)置更為合理。

需要特別指出的是，實踐經(jīng)驗是數(shù)控編程技術(shù)的重要組成部分，只能通過實際加工獲得，這是任何一本數(shù)控加工培訓(xùn)教材都不可能替代的。雖然本書充分強調(diào)與實踐相結(jié)合，但應(yīng)該說在不同的加工環(huán)境下所產(chǎn)生的工藝因素變化是很難用書面形式來表述完整的。

最后，如同學(xué)習(xí)其他技術(shù)一樣，要做到“在戰(zhàn)略上藐視敵人，在戰(zhàn)術(shù)上重視敵人”，既要對完成學(xué)習(xí)目標樹立堅定的信心，同時又腳踏實地地對待每一個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。2100433B