數(shù)控車床編程小竅門

徐 瑜

（江蘇省高港中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 泰州 225324）

以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向、以實用為內(nèi)容的職業(yè)教育，無論在促進勞動者就業(yè)、保持社會穩(wěn)定還是在促進經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展及轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式等方面都具有重要的意義。近幾年我校利用校內(nèi)實訓(xùn)資源，與勞動部門合作，面向社會對企業(yè)在崗職工、下崗職工和農(nóng)村富余勞動力進行廣泛的培訓(xùn)。這些人群，文化層次不高，理解和吸收能力有限，對他們培訓(xùn)要用淺顯易懂的語言，幫助他們學(xué)習(xí)和提高。 通過多年的培訓(xùn)工作，我在數(shù)控車編程實踐和教學(xué)中，我摸索出一些小竅門。

1 靈活設(shè)置坐標(biāo)原點，計算最少原則

在數(shù)控車削編程時，首先要選擇工件上的一點作為數(shù)控程序原點，并以此為原點建立一個工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的合理確定，對數(shù)控編程及加工時的工件找正都很重要。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。為了提高零件加工精度，方便計算和編程，我們通常將程序原點設(shè)定在工件軸線與工件前端面、后端面、卡爪前端面的交點上，盡量使編程基準(zhǔn)與設(shè)計、裝配基準(zhǔn)重合。

2 走刀路線最短 ，加工時間最短原則

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，因此主要內(nèi)容是確定粗加工及空行程的走刀路線。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(jié)束加工程序所經(jīng)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。使走刀路線最短可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構(gòu)滑動部件的磨損。三種車錐方法，用矩形循環(huán)命令進行加工，來分析一下走刀路線合理確定。

平行車錐法，這種方法是每次進刀后，車刀移動軌跡平行于錐體母線，隨著每次進刀吃刀，Z相尺寸按一定比例增加，與普車加工錐體方法相同，使初學(xué)者易懂。Z向尺寸的計算方法是按公式 C=（D-d）／L得出。若 C為 1：10，含義是直徑 X 上去除1mm，長度Z上增加10mm。按該比例可以很簡單的進行編程，并且可以保證每一次車削的余量相同使切削均勻。改變錐角車錐法，是隨著每一次X向進刀，保持Z向尺寸為圖紙尺寸,每一刀都改變了錐角的大小，只有最后一刀是圖紙要求的錐角大小。這種車錐法可以不必進行每次Z向尺寸的計算，但在加工中由于Z向尺寸相同，使加工路線較長，同時切削余量不均勻，影響工件的表面尺寸和粗糙度，一般適合于錐面較短，余量不大的錐體中。階臺加工錐體法，這種加工法是每一次走刀軌跡平行于工件的軸線，加工出許多小的階臺，最后一刀車刀沿錐體斜面進行走刀，這種加工方法要先做1：1比例圖，否則易車廢工件，由于是臺階狀，所以余量不均勻，影響錐面加工質(zhì)量。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，生產(chǎn)中常用此法進行加工。

3 指令最精，程序段最少原則

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(yīng)的加工程序，其構(gòu)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(shù)即可實現(xiàn)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。

由于數(shù)控車床裝置普遍具有直線和圓弧插補運算的功能，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。加工零件，如果毛坯均為棒料，可以用直線插補命令G01進行編程，也可以用矩形循環(huán)命令G90進行編程，還可以用復(fù)合循環(huán)命令G71進行編程，都可以加工該工件。用G01命令確定的走刀路線，用G90命令確定路線相同，但用G01時編程復(fù)雜，程序段較多，常用于精加工程序中。用G71式加工路線,首先走矩形循環(huán)進給路線，最后兩刀走輪廓的得等距線和最終輪廓線，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。如果使用的數(shù)控車床沒有此命令，應(yīng)該首先選用G90矩行循環(huán)命令進行編程。所以在編程中要靈活應(yīng)用，選用合理的G命令進行程序編制。

對于非曲線軌跡的加工，所需主程序段數(shù)要在保證其加工精度的條件下，進行計算后才能得知。這時，一條非圓曲線應(yīng)按逼近原理劃分成若干個主程序段 （大多為直線或圓弧），當(dāng)能滿足其精度要求時，所劃分的若干個主程序的段數(shù)應(yīng)為最少。這樣，不但可以大大減少計算的工作量，而且還能減少輸入的時間及內(nèi)存容量的占有數(shù)。

4 合理安排“回零”路線，避免碰撞原則

在編制較復(fù)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(zhí)行“回零”指令（即返回對刀點），使其全部返回對刀點位置，然后在執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會增加走刀距離，降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應(yīng)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。

5 合理選擇切削用量，提高加工效率原則

數(shù)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(shù)，包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度。它們的選擇與普車所要求的基本對應(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)合零件實際加工情況隨時進行調(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關(guān)，隨時進行調(diào)整，來實現(xiàn)切削用量的合理配置，這對操作者來說應(yīng)該具有一定的實際生產(chǎn)加工經(jīng)驗。

6 編程中細節(jié)問題處理

（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(nèi)暫停止加工。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很好的好處，常用于以下幾種情況①切槽、鉆孔時為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應(yīng)設(shè)置G04命令。②當(dāng)運行方向改變較大時，應(yīng)在該改變運行方向指令間設(shè)置G04命令。③當(dāng)運行速度變化很大時應(yīng)在其運行指令改變時設(shè)置 G04命令。④利用G04進行斷屑處理，根據(jù)粗加工的切削要求，可對以連續(xù)運動軌跡進行分段加工安排，每相鄰加工段中間用G04指令將其隔開。加工時，刀具每進給一段后，即安排所設(shè)定較短的延時時間（0.5s）實施暫停，緊接著在進給一段，直至加工結(jié)束。其分段數(shù)的多少，視斷屑要求而定，當(dāng)斷屑不夠理想時，要增加分段數(shù)。

（2）粗精加工分開編程。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，通常由精車刀來連續(xù)加工完成，因此，粗精加工應(yīng)分開編程。并且，刀具的進、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。

（3）編程時常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)。如果遇到比機床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時，應(yīng)盡量向其最大實體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為則編程時寫X80.013。

（4）絕對坐標(biāo)與相對坐標(biāo)的靈活使用。工件上相連的幾個連續(xù)表面要求加工，如果圖紙采用的連續(xù)標(biāo)注，特別是尺寸不是整數(shù)時，采用絕對坐標(biāo)編程，無疑會加大運算的工作量，增到出錯的幾率。配到這種情況，我們大可以用相對坐標(biāo)編程，不用計算，也不會出錯，使編程變得更容易。

（5）編程時盡量符合各點重合的原則。也就是說，編程的原點要和設(shè)計的基準(zhǔn)、對刀點的位置盡量重合起來，減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來的加工誤差。在很多情況下，若圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致，故應(yīng)首先將圖樣上的各個基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動量時，還要通過尺寸鏈解算才能得到，然后才可進行下一步編程工作。

（6）巧用切斷刀倒角。對切斷面帶倒角的零件，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完成車倒角和切斷兩個工序，效果較好。同時切刀有兩個刀尖，在編程中要注意使用哪個刀尖及刀寬問題，防止對刀加工時出錯。

以上是筆者在為企業(yè)在崗職工、下崗職工和農(nóng)村富余勞動力人群培訓(xùn)中歸納的一些小竅門，希望能給更多的職工和農(nóng)民朋友帶來幫助。

[1]陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003，（9）.

[2]劉雄偉.數(shù)控機床操作與編程培訓(xùn)教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001，（5）.

[3]王志平.數(shù)控編程與操作[M].北京：高等教育出版社，2003，（7）.