數(shù)控車實(shí)踐編程技巧

【摘 要】數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，不僅要有良好的硬件，更重要的是軟件：編程，即根據(jù)不同的零件的特點(diǎn)，編制合理、高效的加工程序。通過對(duì)編程實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)教學(xué)，筆者摸索出一些編程技巧。

【關(guān)鍵詞】手工編程、工件坐標(biāo)系原點(diǎn)、縮短進(jìn)給路線、合理選用循環(huán)切削指令

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、精度、效率和品種的要求越來越高，單件與中小批量產(chǎn)品的比重越來越大。傳統(tǒng)的通用、專用機(jī)床和工藝裝備已經(jīng)不能很好地適應(yīng)高質(zhì)量、高效率、多樣化加工的要求。而數(shù)控機(jī)床作為電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，集現(xiàn)代精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、通信、液壓氣動(dòng)、光電等多學(xué)科技術(shù)為一體，有效地解決了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和多品種、小批量的柔性生產(chǎn)方式的要求，適應(yīng)各種機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的需要，代表著當(dāng)今機(jī)械加工技術(shù)的趨勢(shì)與潮流。其中數(shù)控車床由于具有高效率、高精度和高柔性的特點(diǎn)，在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，成為目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。但是，要充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用，關(guān)鍵是編程，即根據(jù)不同的零件的特點(diǎn)和精度要求，編制合理、高效的加工程序。常用的數(shù)控編程方法有手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗(yàn)等各步驟主要由人工完成的編程過程。它適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工，以及計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，編程易于實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合等。對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的零件，以及幾何元素不復(fù)雜但需編制程序量很大的零件，用手工編程難以完成，因此要采用自動(dòng)編程。下面，筆者以西門子系統(tǒng)為例，主要就數(shù)控車床零件加工中的手工編程技巧問題進(jìn)行一些探討。

1 正確選擇工件坐標(biāo)系原點(diǎn)

在數(shù)控車削編程時(shí)，首先要選擇工件上的某一點(diǎn)作為數(shù)控程序原點(diǎn)，并以此為原點(diǎn)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的合理確定，對(duì)數(shù)控編程及加工時(shí)的工件找正都很重要。程序原點(diǎn)的選擇要盡量滿足程序編制簡(jiǎn)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(jì)算和編程，我們通常將程序原點(diǎn)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(diǎn)上，盡量使編程基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)、裝配基準(zhǔn)重合。

2 合理選擇進(jìn)給路線

進(jìn)給路線是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始進(jìn)給運(yùn)動(dòng)起，直到結(jié)束加工程序后退刀返回該點(diǎn)及所經(jīng)過的路徑，是編寫程序的重要依據(jù)之一。合理地選擇進(jìn)給路線對(duì)于數(shù)控加工是很重要的。應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

2.1 盡量縮短進(jìn)給路線，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)效率

（1）巧用起刀點(diǎn)。如在循環(huán)加工中，根據(jù)工件的實(shí)際加工情況，將起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)分離，在確保安全和滿足換刀需要的前提條件下，使起刀點(diǎn)盡量靠近工件，減少空走刀行程，縮短進(jìn)給路線，節(jié)省在加工過程中的執(zhí)行時(shí)間。

（2）在編制復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，通過合理安排“回零”路線，使前一刀的終點(diǎn)與后一刀的起點(diǎn)間的距離盡量短，或者為零，以縮短進(jìn)給路線，提高生產(chǎn)效率。

（3）粗加工或半精加工時(shí)，毛坯余量較大，應(yīng)采用合適的循環(huán)加工方式，在兼顧被加工零件的剛性及加工工藝性等要求下，采取最短的切削進(jìn)給路線，減少空行程時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低刀具磨損。

2.2 保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求

（1）合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)，沒有沖擊。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，精加工時(shí)，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)加工出來。認(rèn)真考慮合理的刀具的切入和切出路線，盡量減少在輪廓處停刀，以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。一般應(yīng)沿著零件表面的切向切入和切出，盡量避免沿工件輪廓垂直方向進(jìn)、退刀而劃傷工件。

（2）選擇工件在加工后變形較小的路線。對(duì)細(xì)長(zhǎng)零件或薄板零件，應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸，或采取對(duì)稱去余量法安排進(jìn)給路線。在確定軸向移動(dòng)尺寸時(shí)，應(yīng)考慮刀具的引入長(zhǎng)度和超越長(zhǎng)度。

（3）對(duì)特殊零件采用“先精后粗”的加工工序。在某些特殊情況下，加工工序不按“先近后遠(yuǎn)”、“先粗后精”原則考慮，而作“先精后粗”的特殊處理，反而能更好地保證工件的尺寸公差要求。

2.3 保證加工過程的安全性

應(yīng)盡量避免刀具與非加工面的干涉，并避免刀具與工件相撞。如工件中遇槽需要加工，在編程時(shí)要注意進(jìn)退刀點(diǎn)應(yīng)與槽方向垂直，進(jìn)刀速度盡可能不能用“G0”速度。“G0”指令在退刀時(shí)盡量避免“X、Z”同時(shí)移動(dòng)使用。

2.4 簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，減少程序段數(shù)目和編制程序工作量

在實(shí)際的生產(chǎn)操作中，經(jīng)常會(huì)碰到某一固定的加工操作重復(fù)出現(xiàn)，可以把這部分操作編寫成子程序，事先存入到存儲(chǔ)器中，根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)用，使程序編寫變得簡(jiǎn)單、快捷。對(duì)那些圖形一樣、尺寸不同或工藝路徑一樣、只是位置數(shù)據(jù)不同的系列零件的編程，可以采用宏指令編程，減少乃至免除編程時(shí)進(jìn)行煩瑣的數(shù)值計(jì)算，精簡(jiǎn)程序量。

3 合理選用各種循環(huán)切削指令

在西門子數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控車床有十多種切削循環(huán)加工指令，每一種指令都有各自的加工特點(diǎn)，工件加工后的加工精度也有所不同，各自的編程方法也不同，我們?cè)谶x擇的時(shí)候要仔細(xì)分析，合理選用，爭(zhēng)取加工出精度高的零件。如輪廓切削復(fù)合循環(huán)指令，不能加工遞增中的遞減表面（遞減中的遞增表面）時(shí)，應(yīng)靈活選用G158指令或使用宏指令編程對(duì)其進(jìn)行處理.使其工藝性合理，提高編程效率， 此加工方法更為簡(jiǎn)捷方便。所以，我們要掌握各自的加工特點(diǎn)及適用范圍，并根據(jù)工件的加工特點(diǎn)與工件要求的精度正確靈活地選用這些切削循環(huán)指令。來提高編程效率和加工精度。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控車床由于具有優(yōu)越的加工特點(diǎn)，在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，為了充分發(fā)揮數(shù)控車床的作用，我們需要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，同時(shí)能使數(shù)控車床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，使數(shù)控車床能安全、可靠、高效地工作，為社會(huì)和諧，快速發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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[責(zé)任編輯：劉帥]