數控加工手工變量編程在汽輪機行業的應用

摘 要：目前，先進制造業快速發展，數控機床已經在企業占據著主導地位，由于企業產品類型的差異，數控編程方式和方法也不相同。常規加工條件下，數控編程大致分為計算機輔助編程技術、手工編程、人機對話式編程。手工變量編程在汽輪機行業得到了廣泛應用，有效的提高了生產效率。在實際生產中，工藝編程人員、機床操作者充分發揮手工編程的優勢，對新程序進行模擬和空運行，確保程序的正確性，發揮手工變量編程的優勢，從而更好的服務于生產。

關鍵詞：數控加工；編程；汽輪機

1 數控編程的分類

1.1 計算機輔助編程技術

計算機輔助編程技術也稱為計算機自動編程技術，發展速度日新月異，迅速成為數控加工編程領域的主要技術手段。

優點：由軟件生成加工程序，可信度高，數據準確，可加工復雜曲面。自動編程多用于加工復雜工件，例如汽輪機三維葉片、水輪機轉輪葉片等復雜型面。

缺點：前期準備時間長，需要運用軟件建立模型，再設置刀具和毛坯等等，不適于簡單工件的加工；程序冗長，一個復雜曲面的加工程序可能達到幾十兆大小，需要在線加工，機床內存無法存儲這么大的程序；由于各種編程軟件自身側重點不同，或者由于編程人員對該軟件的熟練程度不同，編制的程序有可能出現刀具路徑不理想、有很多空行程的現象，降低生產效率。

1.2 手工編程

手工編程多用于數控車床和數控銑床等簡單產品的加工。 手工編程方便快捷，并且可以最大程度優化刀具路徑，省略很多走空刀行程。程序內容小巧，發現錯誤刀具路徑時容易查找，在線加工情況下修改方便。缺點：編制復雜工件程序困難，比如特殊曲面的程序，當宏程序變量較多時，程序出錯率較高。相對計算機編程，程序數據容易出現錯誤，建議多次復核和空運行檢查。同時，對編程人員有較高的要求，編程人員需要具有豐富的加工經驗，掌握合理的加工參數。

1.3 人機對話式編程

這是一種介于計算機自動編程和手工編程之間的編程技術，以西門子、HEIDENHANIN、DMG、米克朗等為代表的企業開發了這種編程技術。其主要特點是經過培訓的專業人員可以在機床上通過圖形式人機對話，完成程序的編制。目前，在歐洲發達國家，這種編程方式越來越普及。優點：更加方便和快速，對操作人員的技術培訓成本低。缺點：需要設備的支持，費用成本相對高。（只有最新的歐美設備才配置了這種軟件系統，而且系統中的編程模塊并非完美，性能跟采購價格成正比。

2 手工變量編程應用于汽輪機制造業的應用

2.1 手工變量編程應用于汽輪機制造業的優勢

汽輪機產品零件特點有一定的規范性，手工編程可以處理大多數常見的幾何形狀。汽輪機產品不同型號零件之間有一定的相似性，手工變量編程的宏程序有很廣泛的適應性。汽輪機產品很多零件具有鍵槽臺階的特性，適合手工編程分層銑削加工。汽輪機產品部件外形巨大，加工時間長，刀具磨損后必須更換，手工編程可以靈活地處理好機床停機和關機對加工造成的不良影響。制造業的特殊性，對保密工作有很高的要求，手工變量編程技術可以減少泄密的環節和因素。

2.2 手工變量編程應用于汽輪機制造業的加工實例

2.2.1 例一、例二、例三簡單形狀的分層銑削加工（為了簡潔，示例中不含程序頭及輔助指令）。以上方法適用于深槽、深腔、凸臺等典型特征的加工，以及長時間加工。

2.2.2 圓周均布多個相同單元的加工，按照一定規律分布，可以通過改變其中的參數，如圖所示，

2.2.3 循環嵌套實例：機床：四軸臥室加工中心 產品名稱：框架，圓周均布80個內腔

2.2.4 球面手工變量編程 。對球面的手工編程，程序簡單明了，選手不同型號的刀具時，只需更改刀具直徑即可。如果計算機編程，程序段將達到幾千段，修改程序繁瑣。

作者簡介：高永江（1981，11-），男，職務職稱：高級工程師，主要研究方向：汽輪機大件機械加工數控編程及操作。

摘 要：目前，先進制造業快速發展，數控機床已經在企業占據著主導地位，由于企業產品類型的差異，數控編程方式和方法也不相同。常規加工條件下，數控編程大致分為計算機輔助編程技術、手工編程、人機對話式編程。手工變量編程在汽輪機行業得到了廣泛應用，有效的提高了生產效率。在實際生產中，工藝編程人員、機床操作者充分發揮手工編程的優勢，對新程序進行模擬和空運行，確保程序的正確性，發揮手工變量編程的優勢，從而更好的服務于生產。

關鍵詞：數控加工；編程；汽輪機

1 數控編程的分類

1.1 計算機輔助編程技術

計算機輔助編程技術也稱為計算機自動編程技術，發展速度日新月異，迅速成為數控加工編程領域的主要技術手段。

優點：由軟件生成加工程序，可信度高，數據準確，可加工復雜曲面。自動編程多用于加工復雜工件，例如汽輪機三維葉片、水輪機轉輪葉片等復雜型面。

缺點：前期準備時間長，需要運用軟件建立模型，再設置刀具和毛坯等等，不適于簡單工件的加工；程序冗長，一個復雜曲面的加工程序可能達到幾十兆大小，需要在線加工，機床內存無法存儲這么大的程序；由于各種編程軟件自身側重點不同，或者由于編程人員對該軟件的熟練程度不同，編制的程序有可能出現刀具路徑不理想、有很多空行程的現象，降低生產效率。

1.2 手工編程

手工編程多用于數控車床和數控銑床等簡單產品的加工。 手工編程方便快捷，并且可以最大程度優化刀具路徑，省略很多走空刀行程。程序內容小巧，發現錯誤刀具路徑時容易查找，在線加工情況下修改方便。缺點：編制復雜工件程序困難，比如特殊曲面的程序，當宏程序變量較多時，程序出錯率較高。相對計算機編程，程序數據容易出現錯誤，建議多次復核和空運行檢查。同時，對編程人員有較高的要求，編程人員需要具有豐富的加工經驗，掌握合理的加工參數。

1.3 人機對話式編程

這是一種介于計算機自動編程和手工編程之間的編程技術，以西門子、HEIDENHANIN、DMG、米克朗等為代表的企業開發了這種編程技術。其主要特點是經過培訓的專業人員可以在機床上通過圖形式人機對話，完成程序的編制。目前，在歐洲發達國家，這種編程方式越來越普及。優點：更加方便和快速，對操作人員的技術培訓成本低。缺點：需要設備的支持，費用成本相對高。（只有最新的歐美設備才配置了這種軟件系統，而且系統中的編程模塊并非完美，性能跟采購價格成正比。

2 手工變量編程應用于汽輪機制造業的應用

2.1 手工變量編程應用于汽輪機制造業的優勢

汽輪機產品零件特點有一定的規范性，手工編程可以處理大多數常見的幾何形狀。汽輪機產品不同型號零件之間有一定的相似性，手工變量編程的宏程序有很廣泛的適應性。汽輪機產品很多零件具有鍵槽臺階的特性，適合手工編程分層銑削加工。汽輪機產品部件外形巨大，加工時間長，刀具磨損后必須更換，手工編程可以靈活地處理好機床停機和關機對加工造成的不良影響。制造業的特殊性，對保密工作有很高的要求，手工變量編程技術可以減少泄密的環節和因素。

2.2 手工變量編程應用于汽輪機制造業的加工實例

2.2.1 例一、例二、例三簡單形狀的分層銑削加工（為了簡潔，示例中不含程序頭及輔助指令）。以上方法適用于深槽、深腔、凸臺等典型特征的加工，以及長時間加工。

2.2.2 圓周均布多個相同單元的加工，按照一定規律分布，可以通過改變其中的參數，如圖所示，

2.2.3 循環嵌套實例：機床：四軸臥室加工中心 產品名稱：框架，圓周均布80個內腔

2.2.4 球面手工變量編程 。對球面的手工編程，程序簡單明了，選手不同型號的刀具時，只需更改刀具直徑即可。如果計算機編程，程序段將達到幾千段，修改程序繁瑣。

作者簡介：高永江（1981，11-），男，職務職稱：高級工程師，主要研究方向：汽輪機大件機械加工數控編程及操作。

摘 要：目前，先進制造業快速發展，數控機床已經在企業占據著主導地位，由于企業產品類型的差異，數控編程方式和方法也不相同。常規加工條件下，數控編程大致分為計算機輔助編程技術、手工編程、人機對話式編程。手工變量編程在汽輪機行業得到了廣泛應用，有效的提高了生產效率。在實際生產中，工藝編程人員、機床操作者充分發揮手工編程的優勢，對新程序進行模擬和空運行，確保程序的正確性，發揮手工變量編程的優勢，從而更好的服務于生產。

關鍵詞：數控加工；編程；汽輪機

1 數控編程的分類

1.1 計算機輔助編程技術

計算機輔助編程技術也稱為計算機自動編程技術，發展速度日新月異，迅速成為數控加工編程領域的主要技術手段。

優點：由軟件生成加工程序，可信度高，數據準確，可加工復雜曲面。自動編程多用于加工復雜工件，例如汽輪機三維葉片、水輪機轉輪葉片等復雜型面。

缺點：前期準備時間長，需要運用軟件建立模型，再設置刀具和毛坯等等，不適于簡單工件的加工；程序冗長，一個復雜曲面的加工程序可能達到幾十兆大小，需要在線加工，機床內存無法存儲這么大的程序；由于各種編程軟件自身側重點不同，或者由于編程人員對該軟件的熟練程度不同，編制的程序有可能出現刀具路徑不理想、有很多空行程的現象，降低生產效率。

1.2 手工編程

手工編程多用于數控車床和數控銑床等簡單產品的加工。 手工編程方便快捷，并且可以最大程度優化刀具路徑，省略很多走空刀行程。程序內容小巧，發現錯誤刀具路徑時容易查找，在線加工情況下修改方便。缺點：編制復雜工件程序困難，比如特殊曲面的程序，當宏程序變量較多時，程序出錯率較高。相對計算機編程，程序數據容易出現錯誤，建議多次復核和空運行檢查。同時，對編程人員有較高的要求，編程人員需要具有豐富的加工經驗，掌握合理的加工參數。

1.3 人機對話式編程

這是一種介于計算機自動編程和手工編程之間的編程技術，以西門子、HEIDENHANIN、DMG、米克朗等為代表的企業開發了這種編程技術。其主要特點是經過培訓的專業人員可以在機床上通過圖形式人機對話，完成程序的編制。目前，在歐洲發達國家，這種編程方式越來越普及。優點：更加方便和快速，對操作人員的技術培訓成本低。缺點：需要設備的支持，費用成本相對高。（只有最新的歐美設備才配置了這種軟件系統，而且系統中的編程模塊并非完美，性能跟采購價格成正比。

2 手工變量編程應用于汽輪機制造業的應用

2.1 手工變量編程應用于汽輪機制造業的優勢

汽輪機產品零件特點有一定的規范性，手工編程可以處理大多數常見的幾何形狀。汽輪機產品不同型號零件之間有一定的相似性，手工變量編程的宏程序有很廣泛的適應性。汽輪機產品很多零件具有鍵槽臺階的特性，適合手工編程分層銑削加工。汽輪機產品部件外形巨大，加工時間長，刀具磨損后必須更換，手工編程可以靈活地處理好機床停機和關機對加工造成的不良影響。制造業的特殊性，對保密工作有很高的要求，手工變量編程技術可以減少泄密的環節和因素。

2.2 手工變量編程應用于汽輪機制造業的加工實例

2.2.1 例一、例二、例三簡單形狀的分層銑削加工（為了簡潔，示例中不含程序頭及輔助指令）。以上方法適用于深槽、深腔、凸臺等典型特征的加工，以及長時間加工。

2.2.2 圓周均布多個相同單元的加工，按照一定規律分布，可以通過改變其中的參數，如圖所示，

2.2.3 循環嵌套實例：機床：四軸臥室加工中心 產品名稱：框架，圓周均布80個內腔

2.2.4 球面手工變量編程 。對球面的手工編程，程序簡單明了，選手不同型號的刀具時，只需更改刀具直徑即可。如果計算機編程，程序段將達到幾千段，修改程序繁瑣。

作者簡介：高永江（1981，11-），男，職務職稱：高級工程師，主要研究方向：汽輪機大件機械加工數控編程及操作。