數控車子程序編程方法的探討

摘要數控專業的學生在學習編程時，對子程序普遍反映比較難掌握，那么掌握好子程序編程的方法與技巧就值得去探討。本文針對數控車子程序編程問題，作者根據自己的實踐經驗摸索了一套子程序編程的方法。

關鍵詞 數控車 子程序 編程方法

中圖分類號：TP311.1文獻標識碼：A

Programming Method Discussion on Subroutine of CNC Lathe

HU Yuanqing

（Guangdong Industry and Commerce Senior Skilled Worker School， Lechang， Guangdong 512200)

AbstractWhen numerical control major students in programming， most of them thinks it is hard to grasp subroutine， so the learning skills of subroutine is valuable to be discussed. Aimed at this problem， the author according to his own practice experience introduces a set of subroutines programming method.

Key wordsCNC lathe; subroutines; programming method

在數控車床上加工零件的形狀有多種，對其程序的編寫方法也較多，要編寫出一種方便實用的程序卻不是一件容易的事。眾多的方法中諸多情況下使用子程序不僅簡化了復雜的程序，表現出極大的使用方便性，更主要是能體現出它的高效、高速性。特別值得注意的是，有些系統和零件的部分是必須采用子程序才能加工的，這就更能說明了子程序的重要性。下面結合實例來討論一下其子程序編程的方法：

如圖所示：零件的材料為45#鋼，以零件的右端面與軸線的交點為編程原點，利用指令對右端外徑進行程序的編寫。

分析：此零件的右端外形成非遞增性，外徑有凸變，用G71復合循環不能加工，用G73不太實用，前幾刀存在空行程，加工效率有所降低，相比之下采用子程序較為方便實用。

編寫此類零件的子程序要先按步驟進行，然后對分析的結果進行匯總，最終編制好子程序。

1 制定刀具加工起始位置和終止位置

刀具的起始位置要考慮到刀具在吃刀時走刀是否會與工件發生碰撞，前后工序銜接是否合理，銜接部分是否存在痕跡。例圖中的零件把起始位置設定在30處比較合理，為了刀具不與工件發生碰撞，刀具（刀尖）應離30右端面1-2m，圖例中設定刀具加工起始位置(30 ，-18)。

刀具終止位置應是刀具完全退出了工件的表面，終止位置的外徑要大于所加工零件段的最大外徑1-2mm，圖中終止位置應設定到48外徑處，以右端面為終止面。例圖中從開始位置到結束位置零件加工段的最大外徑為48，設定刀具加工終止位置(50，-60)。

2 計算零件最大加工余量（吃刀深度）

最大加工余量 = 零件加工段最大直徑 - 零件加工段最小直徑

例圖中加工零件段最大直徑為48，最小直徑30。

即：Z = 48 - 30 = 18

需要說明的是例圖中的最大加工余量的計算值，是根據圖例的加工步驟參照零件圖把48外徑作為毛坯最大直徑。

故，當用毛坯加工零件時最大加工余量：

最大加工余量 = 零件加工段毛坯最大直徑 - 零件加工段最小直徑

3 設定吃刀深度確定循環次數

根據上面最大加工余量計算結果，依據零件的材料和刀具的性能，選定吃刀深度ap參數，計算出循環次數L，其三者之間有下列關系式：

循環次數L=最大加工余量Z/吃刀深度ap

需要說明的是循環次數是個整數，由計算公式得出的數值如果有小數位，應向整數位進位。例如L = Z/ap = 14/3≈4.67 = 5(次)，但此時反推公式會發現最大余量反而大于理論計算值14，結果會導致零件尺寸不能保證。此刻可參考吃刀深度參數值，由循環次數根據關系式推導確定吃刀深度。

眾所周知，選擇吃刀深度時一般是先把精車（半精車）余量扣除，然后把剩下的粗加工余量盡可能一次切除，如果毛坯精度較差，刀具強度較低，機床功率不足，可分幾次切除余量。通常取：

ap1=（2/3~3/4）Z/2………(1)

ap2=（1/4~1/3）Z/2………(2)

式中Z-粗加工總余量

上例中循環次數L取5，則ap == 2.4。例題中取循環次數L = 6，吃刀深度ap ===3(mm).

4 確定刀具加工循環點

刀具循環點直接影響工件的尺寸精度，循環點大于理論值會造成欠切，這種情況還可以補救，如果循環點小于理論值則會造成零件的報廢，此種情況是絕對要避免的。可以說子程序中的循環點的確定是十分重要的，也是難點之處。循環點確定好了，其它問題也就迎刃而解了。現給出循環點的計算方法僅作為參考：

循環點x值 = 零件加工段最大加工余量 + 刀具起始加工直徑

循環點z值=刀具起始位置的z值.

根據這一公式，計算出例圖中刀具循環點為（48，-18）：

X=18+30=48; Z=-18。

根據加工階段的劃分。當零件的加工質量要求較高時，零件的加工過程分粗，精加工。當零件需要精加工時。子程序粗車后要留精車余量。

則：循環點x值 = 零件加工段最大加工余量 + 刀具起始加工直徑+精車余量

根據例題中尺寸精度要求，設定精車余量為0.5mm，則循環點（48.5 ，-18）：x=18+30+0.5

5 根據上述步驟，例題中子程序程序的編寫參考

00001

…

…

N05 G40G97G99M03S400

N10 T0101

N15 M08

N20 M03 S400

N25 G00 X48.5 Z-18子程序循環點(48.5，-18)

N30 M98 P0002 L6調用子程序循環6次

N35 G40 G00 X100 Z100

00002子程序名

N05G91

N10 G01 X-3 F0.2每次循環吃刀深度

N15 G01 Z-7刀具從起始位置開始加工（30，-18）

N20 G03 X6 Z-20 R20

N25 G01 Z-10

N30 G02 X10 Z-5 R5

N35 G01 X4刀具加工終止位置（50，-60）

N40 G00 Z42沿Z軸退回循環點的Z位置

N45 G00 X-20退到下一刀加工起始點

N50 M99

子程序N45中刀具X向退回量=刀具終止位置X值-刀具起始位置X值

即：20 = 50 - 30

對于上面編寫好的子程序，從X，Z坐標數值上會等出某種結論：子程序中所有X值代數和等于吃刀深度；Z值代數和等于零。這也是簡單檢查程序是否正確的一種技巧。

數控車子程序編程方法很多，零件結構形式不同，采用的子程序編寫形式也不盡一種。上述對于子程序編寫方法的探討僅實用于類似例題形式的零件，其他運用子程序編寫的零件不一定實用。例題中子程序的編寫方法只是作者檢驗的總結，其中很可能存在不足之處，此方法對以后類似例題子程序編寫僅供參考。

參考文獻

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[2]勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫.全國中等職業技術學校數控加工專業教材.數控加工工藝學.第二版.中國勞動社會保障出版社.

[3]孫偉偉.技能型緊缺人才培養系列教材.數控車工實習與考級.

[4]翟瑞波.職業技能培訓教材.數控機床編程與操作.中國勞動社會保障出版社.

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