淺談數(shù)控編程技巧

摘 要：數(shù)控已在機(jī)械行業(yè)中占有較大的市場，機(jī)床已得到了廣泛的應(yīng)用，在教學(xué)實(shí)踐過程中我們應(yīng)發(fā)揮機(jī)床的特點(diǎn)，巧用程序中的指令及工藝，提高工件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本人通過多年的數(shù)控理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)闡述數(shù)控編程方面的技巧。

關(guān)鍵詞：數(shù)控 編程 走刀路線 循環(huán)指令 G代碼

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（a）-0100-02

正文：數(shù)控機(jī)床適用性較強(qiáng)，我們應(yīng)發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢，通過編程與操作的手段盡量提高加工效率。數(shù)控編程分為手工和自動編程兩種，對于形狀簡單的零件，手工編程比較簡單，而且經(jīng)濟(jì)、及時。因此手工編程應(yīng)用廣泛，只有對形狀復(fù)雜的工件采用自動編程。以下談?wù)勗跀?shù)控編程技巧。

1 工件原點(diǎn)的選擇

工件原點(diǎn)又稱編程原點(diǎn)。為了方便編程，首先要在零件圖上選定一個編程原點(diǎn)，并以此點(diǎn)為原點(diǎn)建立一個新的坐標(biāo)系，稱編程坐標(biāo)系或零件坐標(biāo)系。為了方便于坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算、加工過程中的對刀以及滿足設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的統(tǒng)一，保證加工精度，在數(shù)控車床上編程原點(diǎn)一般設(shè)在工件的右端面或左端面與主軸回轉(zhuǎn)中心線的交點(diǎn)上；在數(shù)控銑床上，為了方便編程，一般要根據(jù)工件形狀和標(biāo)注尺寸的基準(zhǔn)，以及計(jì)算最方便的原則來確定工件上某一點(diǎn)為工件原點(diǎn)。

2 走刀路線的選擇與優(yōu)化

主要遵循以下原則：

（1）保證零件的加工精度和表面粗糙度。

銑床上加工位置精度要求較高的孔系時，如果加工孔順序安排不當(dāng)，就可將坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。如圖所示零件上六個尺寸相同的孔，有兩種走刀路線，如圖1（b）、（c）。如采用（b）圖加工路線加工時，由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，x向反向間隙會使定位誤差增加，從而影響5、6孔與其他孔的位置精度；如采用圖c加工路線加工時，加工完4孔后往上移動一段距離，然后在折回來再進(jìn)行5、6孔的加工，使各孔的加工進(jìn)給方向一致，避免反向間隙的引入，提高了5、6孔的位置精度。（如圖1）

刀具的進(jìn)退刀路線要盡量避免在輪廓處停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。

（2）使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率。（如圖2）

如圖2所示，（b）圖的進(jìn)刀路線可使各孔間距的總和最小，空程最短，節(jié)省定位時間。

（3）最終輪廓一次走刀完成

如圖所示，（a）圖采用行切法加工內(nèi)輪廓，不留死角，但兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留有殘余高度，影響表面粗超度，（b）圖采用環(huán)切法，表面粗超度小，但刀位計(jì)算略為復(fù)雜，走刀路線也較行切法長。（c）圖的走刀路線為先用行切法，再用環(huán)切法，使表面光整。所以方案c最佳。（如圖3）

3 循環(huán)指令的合理選用

在FANUC oi數(shù)控系統(tǒng)中，切削循環(huán)加工指令有很多種，每一種指令都有其各自的加工特點(diǎn)，工件加工后的加工精度也有所不同，所以我們在選擇的時候要仔細(xì)分析每個指令的特點(diǎn)，合理選用，爭取加工出精度較高的零件。

G71、G72與G73的選擇。

G71為外圓粗車循環(huán)指令，它適用于軸向尺寸較長的棒料毛坯的加工，需多次走刀才能完成的粗加工。但該指令的應(yīng)用有它的局限性，即零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時單調(diào)遞增或遞減。

G72為端面粗車循環(huán)指令，它也是一種復(fù)合循環(huán)指令。與G71不同的是該指令適用于Z向余量小、X向余量大的回轉(zhuǎn)體零件的粗加工，所加工零件輪廓同樣必須符合X軸、Z軸方向同時單調(diào)遞增或遞減。

G73為復(fù)合固定循環(huán)指令，它是一種多次成形封閉循環(huán)指令，該指令適于粗車輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近的毛坯，如：鑄件、鍛件類毛坯。對零件的單調(diào)性沒有要求。使用G71、G72指令則會產(chǎn)生許多無效切削，且浪費(fèi)時間。

這三個指令不可同時混淆使用。

G92與G76的選擇。

G92是直切法切削，X向進(jìn)刀的同時Z向切入點(diǎn)不變化適合小螺距，但牙形精度較高。由于刀具移動切削均靠編程完成，所以加工程序較長，由于刀刃在加工中易磨損，因此在加工中要經(jīng)常測量。比如需加工高精度、大螺距的螺紋，則可采用G92、G76混用的辦法，即先用G76進(jìn)行螺紋粗加工，用G92進(jìn)行精加工。需要注意的是粗精加工時的起刀點(diǎn)要相同，以防止螺紋亂扣的產(chǎn)生。

G76是斜切法切削，系統(tǒng)自動計(jì)算每一刀的切入點(diǎn)，即每一刀x向進(jìn)刀的同時z向切入點(diǎn)會向前變化，終點(diǎn)不變，適合大螺距螺紋，也有利的保護(hù)了刀具，但牙形精度較差。但工藝性比較合理，編程效率較高。

4 G代碼與M代碼指令的應(yīng)用

4.1 G28與G29

參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個固定點(diǎn)，通過參考點(diǎn)返回功能刀具可以容易地移動到該位置。參考點(diǎn)主要用作自動換刀或設(shè)定坐標(biāo)系。G28為返回參考點(diǎn)指令，它用以表示各軸以快速移動速度定位到中間點(diǎn)或參考點(diǎn)。因此，為了安全，在執(zhí)行該指令之前，應(yīng)該清除刀具半徑補(bǔ)償和刀具長度補(bǔ)償。G29為從參考點(diǎn)返回指令，從參考點(diǎn)經(jīng)過中間點(diǎn)沿著指定軸自動地移動到指定點(diǎn)。實(shí)際加工中，應(yīng)巧妙利用返回參考點(diǎn)指令，可以提高產(chǎn)品的精度。

4.2 M00與M05

M00為程序暫停指令，M05為主軸停轉(zhuǎn)指令。系統(tǒng)執(zhí)行M00指令時，進(jìn)給、切削液停止，但是主軸仍在轉(zhuǎn)動，如果與M05指令結(jié)合使用，主軸停轉(zhuǎn)，就可進(jìn)行某一手動操作，如換刀、零件的調(diào)頭、測量零件尺寸等。系統(tǒng)保持這種狀態(tài)，直到重新啟動機(jī)床，繼續(xù)執(zhí)行M00程序段后面的程序。

4.3 M98與M99

M98為程序調(diào)用指令，M99返回主程序指令。某些被加工的零件中，常常會出現(xiàn)幾何形狀完全相同的加工軌跡，在程序編制中，將有固定順序和重復(fù)模式的程序段，作為子程序存放，可使程序簡單化，主程序執(zhí)行過程中如果需要某一個子程序，可以通過M98指令調(diào)用子程序，執(zhí)行完后通過M99返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。

4.4 G00與G01

G00指令為快速定位指令，G01為直線插補(bǔ)指令。G00指令使刀具移動的速度是由機(jī)床系統(tǒng)設(shè)定的，G01指令使刀具移動的速度是根據(jù)切削要求確定的，在程序段中，只要刀具做進(jìn)刀和退刀動作（刀具與工件無接觸），都盡量使用G00指令，以提高零件的生產(chǎn)效率。

4.5 G04

G04為時間暫停指令。程序在執(zhí)行到某一段后，需要暫停一段時間，進(jìn)行某些人為的調(diào)整。當(dāng)暫停時間一到，繼續(xù)執(zhí)行下一段程序。

總之，數(shù)控機(jī)床在機(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)控機(jī)床的作用，我們必須要在編程中掌握一定的技巧，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，編制出合理、高效的加工程序，能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，讓學(xué)生在以后的工作中學(xué)有所用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊繼宏，主編，富恩強(qiáng)，郭傳東，副主編.數(shù)控加工工藝手冊[M].化工工業(yè)出版社，2008，2（1）.

[2]任國興，主編.數(shù)控車床加工工藝與編程操作[M].機(jī)械電子工業(yè)出版社，2010，2 （2）.

[3]高楓，肖衛(wèi)寧，主編.數(shù)控車削編程與操作訓(xùn)練[M].高等教育出版社，2009，2（3）.