淺談數控車床加工程序的編制

摘 要:在數控車床上加工零件，必須要有與數控機床相適應的數控加工程序。本文主要從分析零件圖樣、確定走刀路線、選擇合適的G指令等細節出發，分析在數控車削中程序的編制方法。

關鍵詞:數控車床; 程序編制; 走刀路線; G指令

中圖分類號:TG519.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2010)7-109-001

在數控車床上加工零件，不論數控機床使用的是何種操作系統，必須要有與之相適應的數控加工程序。加工程序貫穿整個零件的加工過程，由于每個人的加工方法不同，所以編制的加工程序也各不相同，但最終的目的就是為了提高數控車床的生產效率。因此對于加工程序的編制顯得尤為重要。下面我將從分析零件圖樣、確定走刀路線、選擇合適的G指令等細節出發，分析在數控車削中程序的編制方法。

一、分析零件圖樣

1.根據零件圖的技術要求來分析加工工藝路線，確定加工步驟，合理選擇加工過程中每一道工序要使用的刀具以及加工中的切削用量參數，并針對圖樣上不清楚尺寸及封閉的尺寸鏈進行數學處理。在數學處理時會出現一些繁瑣的坐標計算問題，為簡化計算和縮短計算時間，我們可以讓學生在計算機上利用AutoCAD軟件先繪制零件圖，再利用AutoCAD軟件的查詢命令予以解決并記下數據。

2.分析零件圖樣上的尺寸公差，以確定控制其尺寸精度的加工工藝，如刀具的選擇及切削用量的確定等。數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，包括切削深度、主軸轉速、進給速度。它們的選擇與普車所要求的基本對應一致，但數控車床加工的零件往往較復雜，切削用量按一定的原則初定后，還應結合零件實際加工情況隨時進行調整，調整方法是利用數控車床的操作面板上各種倍率開關，隨時進行調整，來實現切削用量的合理配置，這對操作者來說應該具有一定的實際生產加工經驗。

二、合理安排走刀路線，并使其最短

合理地確定走刀路線是加工程序編制的重點，由于精加工程序走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的，因此確定走刀路線的工作重點主要在于確定粗加工及空行程的走刀路線。走刀路線泛指刀具從對刀點開始運動起，直到返回該點并結束加工程序所經過的路徑。包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路線最短可以節省整個加工過程的執行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損。

三、合理調用G指令使程序段最少

編程時按照每個單獨的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應的加工程序，在加工程序的編制工作中，總是希望以最少的程序段數實現對零件的加工，以使程序簡潔，減少出錯的幾率及提高編程工作的效率。由于數控車床普遍具有直線和圓弧插補運算的功能，除了非圓弧曲線外，程序段數可以由構成零件的幾何要素及由工藝路線確定的各條程序得到，這時應考慮使程序段最少原則。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。總之在編程中要靈活應用，選用合理的G命令進行程序編制。

四、合理安排“回零”路線

在編制較復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行“回零”指令，使其全返回對刀點位置，然后在執行后續程序。這樣會增加走刀距離，降低生產效率。

五、編程中細節問題處理

1.粗、精加工分開編程

為了提高零件的精度并保證生產效率，車削工件輪廓的最后一刀通常由精車刀來連續加工完成。刀具的進、退位置要考慮妥當，盡量不要在連續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生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。

2.編程時常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據

如果遇到比機床所規定的最小編程單位還要小的數值時，應盡量向其最大實體尺寸靠攏并圓整，即:基準孔按照“四舍五入”，基準軸“進一”方法進位取值。

3.編程時盡量符合基準重合的原則

也就是說，編程原點要和設計基準、對刀點的位置盡量重合，以減少由于基準不重合所帶來的加工誤差。

4.注意G04指令的合理使用

G04為進給暫停指令，其作用是刀具在一個指令的時間內暫停加工。該指令由于不做實際的切削運動，常常被忽略。但它在對保證加工精度及在切槽、鉆孔、改變運動方向等方面有一定的好處，常用于以下幾種情況:(1)切槽、鉆孔時為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應設置G04指令。(2)當運行方向改變較大時，應在該改變運行方向指令間設置G04指令。(3)當運行速度變化很大時，應在其運行指令改變時設置G04指令。(4)利用G04進行斷削處理，根據粗加工的切削要求，可對以連續運動軌跡進行分段加工，每相鄰加工段中間用G04指令隔開。加工時，刀具每進給一段后，即安排G04指令實施暫停，直至加工結束。其分段數的多少，視斷削要求而定，當斷削不夠理想時，要增加分段數。

5.巧利用切斷刀倒角

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，可巧利用切斷刀同時完成車倒角和切斷兩個工序，效果較好。同時在編程中要注意切斷刀的刀位點及刀寬問題，防止對刀加工時出錯。

總之，數控車床的編程總原則是先粗后精、先近后遠、先內后外、程序段最少、走刀路線最短，通過工藝分析與數學計算，再根據所確定的工藝路線與零件加工步驟來編寫程序。在編寫完數控加工程序之后，利用數控機床制造商提供的配套數控仿真教學軟件進行反復校驗和仿真模擬，以檢查程序的正確性，同時，對坐標數值、進給量、刀補值等參數進一步處理，以適應實際加工需要。這就要求我們在編程時，特別注意理論聯系實際，并在大量的實踐中，對所學的知識進行驗證或修正，做到編制的程序最實用。

參考文獻:

陳洪濤 主編.數控加工工藝與編程 北京:高等教育出版社 2003