數控車床加工程序編制教學初探

摘 要：在數控車床加工程序編制中，應選擇合理的加工路線，編制恰當的加工程序；在訓練學生編程時，應注意理論聯系實際，做到編制的程序最實用。

關鍵詞：數控車床 程序編制 教學

在數控車削中，程序貫穿整個零件的加工過程。每個人的加工工藝過程不同，編制加工程序也各不相同，但最終的目的是在保證加工質量的前提下，盡量提高數控車床的生產效率，因此對于選擇最合理的加工路線顯得尤為重要。在數控加工訓練教學中，應從分析零件圖樣入手，確定走刀路線，編制加工程序。

一、指導學生分析零件圖樣是學會編制程序的基礎

分析零件圖樣是工藝準備中的首要工作，直接影響零件的編制及加工結果。在教學中，應當指導學生學會對零件圖樣的分析，一般情況下，主要包括以下幾項內容：

分析加工輪廓的尺寸鏈：主要目的是對圖樣尺寸鏈進行分析、計算和處理。

分析尺寸精度要求：主要目的是確定尺寸精度的加工工藝，并依此選擇合適的刀具，確定切削用量等。

分析形狀和位置公差要求：對于數控車床切削加工中，零件的形狀和位置誤差主要受車床機械運動副精度的影響。如：在車削中，沿Z坐標軸運動的方向與其主軸軸線不平形時，則無法保證圓柱度這一形狀公差要求；沿X坐標軸運動的方向與其主軸軸線不垂直時，則無法保證垂直度這一位置公差要求。因此，進行編程前要考慮進行技術處理的有關方案。

分析零件的其它因素：如零件的表面粗糙度要求、材料與熱處理要求、毛坯的要求、件數的要求都是對工序安排及走刀路線的確定等不可忽視的因素。

二、合理確定走刀路線，并使其最短，是學會編制程序的保證

所謂走刀路線泛指刀具從對刀點開始運動起，直到返回該點并結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。確定走刀路線的工作是加工程序編制的重點，由于精加工切削程序走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的，所以主要內容是確定粗加工及空行程的走刀路線。使走刀路線最短，可以節省整個加工過程的執行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損。因此，在教學中應指導學生學會合理確定走刀路線，并使其最短。

如下圖1所示，為三種車錐方法，用矩形循環命令進行加工。在教學中我讓學生來分析走刀路線合理性。（此問題較為簡單，在此不作詳述）

顯然，上述三種切削路線中，如果起刀點相同，則平行法車錐體路線最合理（即第1種方法），生產中常用此法進行加工。

三、合理調用G命令，使程序段最少，是學會編制程序的關鍵

按照每個單獨的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應的加工程序，其構成加工程序的各條程序即程序段。在加工程序的編制工作中，總是希望以最少的程序段數即可實現對零件的加工，以使程序簡潔，減少出錯的幾率及提高編程工作的效率。選擇合理的G命令，可以使程序段減少，但也要兼顧走刀路線最短。如加工上圖1的零件，如果毛坯均為棒料，可以用直線插補命令G01進行編程，與圖2b用G90命令確定路線相同，但編程復雜，程序段較多，常用于精加工程序中。還可以用復合循環命令G71進行編程，首先走矩形循環進給路線，最后兩刀走最終輪廓線，走刀路線不是很長，且切削量相同，切削力均勻，與G70命令合用還可以使程序編制簡單，編程時常用。所以在編程中要靈活應用，選用合理的G命令進行程序編制。

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四、合理安排“回零”路線是學會編制程序的重點

在編制較復雜輪廓的加工程序時，為使其計算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者有時將每一刀加工完后的刀具終點通過執行“回零”指令（即返回對刀點），使其全返回對刀點位置，然后在執行后續程序。這樣會增加走刀距離，降低生產效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，即滿足走刀路線最短的要求。

五、合理選擇切削用量是學會編制程序的難點

數控車削中的切削用量是表示機床主體的主運動和進給運動大小的重要參數，包括切削深度、主軸轉速、進給速度。數控車床加工的零件往往較復雜，切削用量按一定的原則初定后，還應結合零件實際加工情況隨時進行調整，調整方法是利用數控車床的操作面板上各種倍率開關，隨時進行調整，來實現切削用量的合理配置。這對初學者來說具有一定的難度，這也是教學中的一個難點。

六、編程中對幾個細節問題的處理要恰當

1. 注意G04的合理使用

G04為暫停指令，其作用是刀具在一個指令的時間內暫停加工。該指令由于不做實際的切削運動，常常被忽略。但它在對于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運動等方面都有好處。

2. 粗精加工分開編程

為了提高零件的精度并保證生產效率，車削工件輪廓的最后一刀，通常由精車刀來連續加工完成，因此，粗精加工應分開編程。并且，刀具的進、退位置要考慮妥當，盡量不要在連續的輪廓中切入切出或換刀及停頓，以免因切削力的突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等。

3. 編程時常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據

如果遇到比機床所規定的最小編程單位還要小的數值時，應盡量向其最大實體尺寸靠攏并圓整。

4. 編程時盡量符合各點重合的原則

編程的原點要和設計的基準、對刀點的位置盡量重合起來，減少由于基準不重合所帶來的加工誤差。

5. 巧妙利用切斷刀倒角

對切斷面帶一倒角的零件，在批量車削加工中比較普遍，為了便于切斷并避免掉頭倒角，可利用切斷刀同時完成車倒角和切斷兩個工序，效果較好。

總之，數控車床的編程總原則是先粗后精、先近后遠、先內后外、程序段最少、走刀路線最短，這就要求在訓練學生編程時，應注意理論聯系實際，做到編制的程序最實用。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”