數控車削手工編程探討

李銀軍

在數控車削中，程序貫穿整個零件的加工過程。由于每個人的加工方法不同，編制加工程序也各不相同，但最終的目的是為了提高數控車床的生產效率。因此編制合理、高效的加工程序顯得尤為重要。筆者從選擇程序原點、進給路線、循環加工指令、選擇合適的G命令等細節出發，分析在數控車削中程序的編制方法。

要充分發揮數控車床的作用，關鍵是編程，即根據不同零件的特點和精度要求，編制合理、高效的加工程序。下面筆者以HNC-21/22T系統為例，就數控車削加工中手工編程技巧問題進行一些探討。

1 正確選擇程序原點

在數控車削編程時，首先要選擇工件上的一點作為數控程序原點，并以此為基準建立一個工件坐標系。程序原點的選擇要盡量滿足程序編制簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。通常將程序原點設定在工件軸線與工件前端面的交點上，盡量使編程基準與設計、裝配基準重合。

2 合理選擇進給路線

2.1 盡量縮短進給路線，減少空走刀行程，提高生產效率

1）巧用起刀點。如在循環加工中，根據工件的實際情況，在確保安全和滿足換刀的前提下，使起刀點盡量靠近工件，減少空走刀行程，縮短進給路線。

2）在編制復雜輪廓的加工程序時，通過合理安排“回零”路線，使前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量短，以縮短進給路線，提高生產效率。

3）粗加工或半精加工時，毛坯余量較大，可采用合適的循環加工方式，以最短的切削進給路線，減少空行程時間。

2.2 保證加工零件的精度和表面粗糙度要求

1）合理選取起刀點和切入方式，使切入過程平穩，沒有沖擊。精加工時，最終輪廓應安排在最后一次走刀，連續加工出來；減少在輪廓處停刀而留下刀痕；沿零件表面的切向切入和切出，避免劃傷工件。

2）選擇工件加工后變形較小的路線。對細長零件，應分幾次走刀加工到最后尺寸。在確定軸向移動尺寸時，應考慮刀具的引入長度和超越長度。

2.3 保證加工過程的安全性要避免刀具與非加工面的干涉，并避免刀具與工件相撞。如槽的加工，編程時進退刀點應與槽垂直，進刀不能用“G00”，退刀時避免“X、Z”同時移動。

2.4 減少程序段數目和編制程序工作量如有固定的加工操作重復出現，可編寫子程序隨時調用。對形狀一樣、尺寸不同或工藝一樣、數據不同的零件，可用宏指令編程，精簡程序量。

3 準確掌握并合理應用各種循環切削指令

在HNC-21/22T數控系統中，數控車床有十多種循環加工指令。每一種指令都有各自的特點，工件加工后的精度有所不同，各自的編程方法也不同。在選擇的時候要仔細分析，合理選用。如螺紋循環加工有兩種指令：G32和G76。G32采用直進式進刀切削，螺紋中徑誤差較大，但牙形精度較高，一般用于小螺距高精度螺紋的加工。G76采用斜進式進刀切削，牙形精度較差，但工藝性比較合理，編程效率較高，適用于大螺距低精度螺紋的加工。結合它們的特點及適用范圍，并根據工件的精度靈活地選用這些指令。如需加工高精度、大螺距的螺紋，則可采用G32、G76混用的辦法，即先用G76粗加工，再用G32精加工。

4 靈活使用特殊G代碼，保證零件的加工質量和精度

4.1 返回參考點G28、G29指令參考點是機床上的一個固定點，主要用作自動換刀或設定坐標系。刀具能否準確地返回參考點，是衡量其重復定位精度的重要指標，也是數控加工保證其尺寸精度的前提條件。 實際加工中，巧妙利用返回參考點指令，可以提高產品的精度。比如在加工主要尺寸之前，刀具可先返回參考點，再重新運行到加工位置，以保證加工的尺寸精度。

4.2 延時G04指令是人為地暫時限制運行的程序，實際加工中，G04指令可作一些特殊使用

1）大批量加工單件工時較短的零件時，啟動按鈕頻繁使用，為減輕操作者由于疲勞或頻繁按鈕帶來的誤動作，用G04指令代替首件后零件的啟動。延時時間按完成單個零件的裝卸時間設定，在操作人員熟練地掌握數控加工程序后，延時的指令時間可以逐漸縮短。零件加工程序設計成循環子程序，G04指令就設計在調用該循環子程序的主程序中。

2）絲錐攻螺紋時，用彈性筒夾頭攻牙，以保證絲錐攻至螺紋底部時不會崩斷，并在螺紋底部設置G04延時指令，使絲錐作非進給切削加工，延時的時間需確保主軸完全停止，再反轉后退。

3）主軸轉速有較大變化時，可設置G04指令。目的是使主軸轉速穩定后，再進行零件的切削加工，以提高零件的表面質量。

4.3 相對編程G91與絕對編程G90指令相對編程是以刀尖所在位置為坐標原點，即坐標原點經常在變換，那么連續位移時，必然產生累積誤差。絕對編程在加工的全過程中，均有相對統一的基準點，即坐標原點，所以其累積誤差較小。數控車削加工時，工件徑向尺寸的精度比軸向尺寸高。在編制程序時，徑向尺寸最好采用絕對編程，軸向尺寸采用相對編程，但對于重要的軸向尺寸，也可以采用絕對編程。此外，為保證零件的某些相對位置，按照工藝要求，進行相對編程和絕對編程的靈活使用。

總之，隨著科學技術的飛速發展，數控車床由于具有優越的加工特點，在機械制造業中的應用越來越廣泛。為充分發揮數控車床的作用，在編程中掌握一定的技巧，編制出合理、高效的加工程序，保證加工出符合圖紙要求的合格工件，能使數控車床的功能得到合理應用與充分發揮。