淺談數(shù)控車床加工程序的編制

摘 要:在數(shù)控車床上加工零件，必須要有與數(shù)控機(jī)床相適應(yīng)的數(shù)控加工程序。本文主要從分析零件圖樣、確定走刀路線、選擇合適的G指令等細(xì)節(jié)出發(fā)，分析在數(shù)控車削中程序的編制方法。

關(guān)鍵詞:數(shù)控車床; 程序編制; 走刀路線; G指令

中圖分類號(hào):TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-3315(2010)7-109-001

在數(shù)控車床上加工零件，不論數(shù)控機(jī)床使用的是何種操作系統(tǒng)，必須要有與之相適應(yīng)的數(shù)控加工程序。加工程序貫穿整個(gè)零件的加工過(guò)程，由于每個(gè)人的加工方法不同，所以編制的加工程序也各不相同，但最終的目的就是為了提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率。因此對(duì)于加工程序的編制顯得尤為重要。下面我將從分析零件圖樣、確定走刀路線、選擇合適的G指令等細(xì)節(jié)出發(fā)，分析在數(shù)控車削中程序的編制方法。

一、分析零件圖樣

1.根據(jù)零件圖的技術(shù)要求來(lái)分析加工工藝路線，確定加工步驟，合理選擇加工過(guò)程中每一道工序要使用的刀具以及加工中的切削用量參數(shù)，并針對(duì)圖樣上不清楚尺寸及封閉的尺寸鏈進(jìn)行數(shù)學(xué)處理。在數(shù)學(xué)處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些繁瑣的坐標(biāo)計(jì)算問(wèn)題，為簡(jiǎn)化計(jì)算和縮短計(jì)算時(shí)間，我們可以讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上利用AutoCAD軟件先繪制零件圖，再利用AutoCAD軟件的查詢命令予以解決并記下數(shù)據(jù)。

2.分析零件圖樣上的尺寸公差，以確定控制其尺寸精度的加工工藝，如刀具的選擇及切削用量的確定等。數(shù)控車削中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的重要參數(shù)，包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度。它們的選擇與普車所要求的基本對(duì)應(yīng)一致，但數(shù)控車床加工的零件往往較復(fù)雜，切削用量按一定的原則初定后，還應(yīng)結(jié)合零件實(shí)際加工情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法是利用數(shù)控車床的操作面板上各種倍率開(kāi)關(guān)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)切削用量的合理配置，這對(duì)操作者來(lái)說(shuō)應(yīng)該具有一定的實(shí)際生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)。

二、合理安排走刀路線，并使其最短

合理地確定走刀路線是加工程序編制的重點(diǎn)，由于精加工程序走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，因此確定走刀路線的工作重點(diǎn)主要在于確定粗加工及空行程的走刀路線。走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起，直到返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過(guò)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。使走刀路線最短可以節(jié)省整個(gè)加工過(guò)程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損。

三、合理調(diào)用G指令使程序段最少

編程時(shí)按照每個(gè)單獨(dú)的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應(yīng)的加工程序，在加工程序的編制工作中，總是希望以最少的程序段數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工，以使程序簡(jiǎn)潔，減少出錯(cuò)的幾率及提高編程工作的效率。由于數(shù)控車床普遍具有直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算的功能，除了非圓弧曲線外，程序段數(shù)可以由構(gòu)成零件的幾何要素及由工藝路線確定的各條程序得到，這時(shí)應(yīng)考慮使程序段最少原則。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?？傊诰幊讨幸`活應(yīng)用，選用合理的G命令進(jìn)行程序編制。

四、合理安排“回零”路線

在編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，為使其計(jì)算過(guò)程盡量簡(jiǎn)化，既不易出錯(cuò)，又便于校核，編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過(guò)執(zhí)行“回零”指令，使其全返回對(duì)刀點(diǎn)位置，然后在執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加走刀距離，降低生產(chǎn)效率。

五、編程中細(xì)節(jié)問(wèn)題處理

1.粗、精加工分開(kāi)編程

為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率，車削工件輪廓的最后一刀通常由精車刀來(lái)連續(xù)加工完成。刀具的進(jìn)、退位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)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(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。

2.編程時(shí)常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)

如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時(shí)，應(yīng)盡量向其最大實(shí)體尺寸靠攏并圓整，即:基準(zhǔn)孔按照“四舍五入”，基準(zhǔn)軸“進(jìn)一”方法進(jìn)位取值。

3.編程時(shí)盡量符合基準(zhǔn)重合的原則

也就是說(shuō)，編程原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、對(duì)刀點(diǎn)的位置盡量重合，以減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來(lái)的加工誤差。

4.注意G04指令的合理使用

G04為進(jìn)給暫停指令，其作用是刀具在一個(gè)指令的時(shí)間內(nèi)暫停加工。該指令由于不做實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)，常常被忽略。但它在對(duì)保證加工精度及在切槽、鉆孔、改變運(yùn)動(dòng)方向等方面有一定的好處，常用于以下幾種情況:(1)切槽、鉆孔時(shí)為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應(yīng)設(shè)置G04指令。(2)當(dāng)運(yùn)行方向改變較大時(shí)，應(yīng)在該改變運(yùn)行方向指令間設(shè)置G04指令。(3)當(dāng)運(yùn)行速度變化很大時(shí)，應(yīng)在其運(yùn)行指令改變時(shí)設(shè)置G04指令。(4)利用G04進(jìn)行斷削處理，根據(jù)粗加工的切削要求，可對(duì)以連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分段加工，每相鄰加工段中間用G04指令隔開(kāi)。加工時(shí)，刀具每進(jìn)給一段后，即安排G04指令實(shí)施暫停，直至加工結(jié)束。其分段數(shù)的多少，視斷削要求而定，當(dāng)斷削不夠理想時(shí)，要增加分段數(shù)。

5.巧利用切斷刀倒角

對(duì)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，可巧利用切斷刀同時(shí)完成車倒角和切斷兩個(gè)工序，效果較好。同時(shí)在編程中要注意切斷刀的刀位點(diǎn)及刀寬問(wèn)題，防止對(duì)刀加工時(shí)出錯(cuò)。

總之，數(shù)控車床的編程總原則是先粗后精、先近后遠(yuǎn)、先內(nèi)后外、程序段最少、走刀路線最短，通過(guò)工藝分析與數(shù)學(xué)計(jì)算，再根據(jù)所確定的工藝路線與零件加工步驟來(lái)編寫(xiě)程序。在編寫(xiě)完數(shù)控加工程序之后，利用數(shù)控機(jī)床制造商提供的配套數(shù)控仿真教學(xué)軟件進(jìn)行反復(fù)校驗(yàn)和仿真模擬，以檢查程序的正確性，同時(shí)，對(duì)坐標(biāo)數(shù)值、進(jìn)給量、刀補(bǔ)值等參數(shù)進(jìn)一步處理，以適應(yīng)實(shí)際加工需要。這就要求我們?cè)诰幊虝r(shí)，特別注意理論聯(lián)系實(shí)際，并在大量的實(shí)踐中，對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證或修正，做到編制的程序最實(shí)用。

參考文獻(xiàn):

陳洪濤 主編.數(shù)控加工工藝與編程 北京:高等教育出版社 2003