數(shù)控車床加工程序編制教學(xué)初探

摘 要：在數(shù)控車床加工程序編制中，應(yīng)選擇合理的加工路線，編制恰當(dāng)?shù)募庸こ绦颍辉谟?xùn)練學(xué)生編程時，應(yīng)注意理論聯(lián)系實際，做到編制的程序最實用。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 程序編制 教學(xué)

在數(shù)控車削中，程序貫穿整個零件的加工過程。每個人的加工工藝過程不同，編制加工程序也各不相同，但最終的目的是在保證加工質(zhì)量的前提下，盡量提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率，因此對于選擇最合理的加工路線顯得尤為重要。在數(shù)控加工訓(xùn)練教學(xué)中，應(yīng)從分析零件圖樣入手，確定走刀路線，編制加工程序。

一、指導(dǎo)學(xué)生分析零件圖樣是學(xué)會編制程序的基礎(chǔ)

分析零件圖樣是工藝準(zhǔn)備中的首要工作，直接影響零件的編制及加工結(jié)果。在教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對零件圖樣的分析，一般情況下，主要包括以下幾項內(nèi)容：

分析加工輪廓的尺寸鏈：主要目的是對圖樣尺寸鏈進行分析、計算和處理。

分析尺寸精度要求：主要目的是確定尺寸精度的加工工藝，并依此選擇合適的刀具，確定切削用量等。

分析形狀和位置公差要求：對于數(shù)控車床切削加工中，零件的形狀和位置誤差主要受車床機械運動副精度的影響。如：在車削中，沿Z坐標(biāo)軸運動的方向與其主軸軸線不平形時，則無法保證圓柱度這一形狀公差要求；沿X坐標(biāo)軸運動的方向與其主軸軸線不垂直時，則無法保證垂直度這一位置公差要求。因此，進行編程前要考慮進行技術(shù)處理的有關(guān)方案。

分析零件的其它因素：如零件的表面粗糙度要求、材料與熱處理要求、毛坯的要求、件數(shù)的要求都是對工序安排及走刀路線的確定等不可忽視的因素。

二、合理確定走刀路線，并使其最短，是學(xué)會編制程序的保證

所謂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。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，所以主要內(nèi)容是確定粗加工及空行程的走刀路線。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。因此，在教學(xué)中應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會合理確定走刀路線，并使其最短。

如下圖1所示，為三種車錐方法，用矩形循環(huán)命令進行加工。在教學(xué)中我讓學(xué)生來分析走刀路線合理性。（此問題較為簡單，在此不作詳述）

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（即第1種方法），生產(chǎn)中常用此法進行加工。

三、合理調(diào)用G命令，使程序段最少，是學(xué)會編制程序的關(guān)鍵

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。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。如加工上圖1的零件，如果毛坯均為棒料，可以用直線插補命令G01進行編程，與圖2b用G90命令確定路線相同，但編程復(fù)雜，程序段較多，常用于精加工程序中。還可以用復(fù)合循環(huán)命令G71進行編程，首先走矩形循環(huán)進給路線，最后兩刀走最終輪廓線，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。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。

02

四、合理安排“回零”路線是學(xué)會編制程序的重點

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。

五、合理選擇切削用量是學(xué)會編制程序的難點

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。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。這對初學(xué)者來說具有一定的難度，這也是教學(xué)中的一個難點。

六、編程中對幾個細(xì)節(jié)問題的處理要恰當(dāng)

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好處。

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。

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。

4. 編程時盡量符合各點重合的原則

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。

5. 巧妙利用切斷刀倒角

對切斷面帶一倒角的零件，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，可利用切斷刀同時完成車倒角和切斷兩個工序，效果較好。

總之，數(shù)控車床的編程總原則是先粗后精、先近后遠(yuǎn)、先內(nèi)后外、程序段最少、走刀路線最短，這就要求在訓(xùn)練學(xué)生編程時，應(yīng)注意理論聯(lián)系實際，做到編制的程序最實用。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。”