數控車床加工程序編制的探索與實踐

摘 要：數控車床是以計算機、自動化等技術作為基礎的高技術密集度的機電一體化加工設備，其加工程序被廣泛應用在整個零件的加工過程。隨著近幾年數控車床的快速發展，數控車床的加工程序編制也成為了關注熱點。筆者就結合數控車床加工程序編制的原則，對數控車床加工程序編制的方法進行了簡要分析。

關鍵詞：數控車床；加工程序；程序編制

中圖分類號：TP1，TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-01

數控車床主要是利用預先編輯好的數控程序對工件進行自動加工，合理的數控程序可以將人的意圖與數控車床加工聯系起來，從而加工出符合工程實際需要的工件，高效完成工件的加工工作。

一、簡述數控車床加工編程

（一）數控車床加工編程的內容

數控車床的加工程序是保證數控車床有效工作的關鍵，是按照相關規定格式描述得到的零件幾何形狀及加工工藝的數據指令集。數控車床的加工程序貫穿于工件加工的整個工程，從分析零件圖樣，按照工藝需要進行加工，到最后的程序檢驗合格為止[1]。

（二）數控車床加工編程方法的分類

數控車床的加工程序編制方法主要分為手工編程和自動編程。手工編程指的是在零件圖樣分析、工藝方法選擇、數據計算以及程序輸入校檢的過程中都由人工操作，通過人工操作完成整個數控車床的加工編程過程。手工編程主要應用于點位加工以及幾何形狀較為簡潔的零件加工中，這種編程手段的數據計算相對簡單，程序段也較為簡潔，比較容易實現，但是如果是幾何形狀比較復雜的零件，手工編程便不適用。對于幾何形狀較為復雜的零件，由于編程過程中需要的計算比較繁瑣，工作量大，如果人工計算就很容易出錯，因此對于這類零件的加工，一般采用自動編程[2]。自動編程指的是數控車床的加工編程大部分或全部有計算機完成，這對于復雜零件的加工比較有利。手工編程在一定程度上是自動編程的基礎，兩種編程方式相輔相成。

（三）數控車床的加工編程步驟

編程人員在拿到零件的圖紙后首先需要對零件的圖紙進行分析，確定加工工藝過程、加工路線以及工藝參數。而后根據零件加工的實際需要進行數值計算。多數的數控系統都具有刀補功能，這樣在數值計算時只需要計算輪廓相鄰幾何元素的交點（或切點）的坐標值，得出各幾何元素的起點終點和圓弧的圓心坐標值即可[3]。在上述工作完成后，編程人員再根據計算所得的軌跡坐標值，結合預先確定的加工工藝參數，按照數控系統規定的坐標指令代碼和程序段格式，逐段編制數控車床的加工程序，最后將這些程序輸入到CNC裝置的存儲器中，從而完成整個數控車床的加工程序編制工作。

二、數控車床加工程序編制的重點

（一）盡可能減少程序段

數控車床的加工程序需要盡可能的簡潔，這樣才可以減少因程序復雜出現的錯誤，影響編程效率。數控車床加工程序除了需要滿足非圓曲線等特殊插補功能要求外，還需要進行精加工以及粗加工，精加工的段數一般可以由構成零件幾何要素及由工藝路線確定的各條程序段直接得到，至于粗加工則需要編制人員在進行編制時著重考慮，采用車床數控系統的固定循環等功能可以保證程序段最少。

（二）保證走刀路線最短

數控車床的加工程序需要預先確定加工路線，包括選擇對刀點、程序起點、走刀路線、程序終點。走到路線主要是用來確定粗加工以及空行程，通常情況下都是沿其零件輪廓順序進行的。走到路線指的是刀具從對刀點開始運動，直至返回該點并結束加工程序所經過的路徑[1]。在數控車床的加工程序編制過程中需要在保證加工質量的前提下，確保走刀路線最短，這樣不僅可以節省加工的時間，更可以減少因刀具消耗對機床等部件的影響。

（三）合理選擇切削用量

切削用量主要包括切削深度、主軸轉速、進給速度，但是由于數控車床加工的零件相對復雜，因此這些數據的確定也比較繁瑣，通常情況下編程人員需要預先設定這些參數，而后再根據實際的零件加工情況對切削用量進行調整[3]。

（四）合理安排“回零”路線

有些編程人員是在每一刀加工完后的刀具終點，通過“回零”指令，使刀具返回對刀點位置，然后再進行后續程序的編制，這種方式在無形中會增加走刀距離，降低生產效率。在數控車床加工程序的編制過程中需要合理安排“回零”路線，盡可能地縮短前一刀終點與后一刀起點間的距離，這樣才可以為走刀路線最短打下基礎[2]。

三、數控車床的加工程序編制中的細節問題處理

（一）粗精加工分開編程

粗加工與精加工的作用不同，在數控車床的加工程序編制過程中需要分開編程，這樣可以提高加工零件的精密度，提高生產效率。通常情況下，車削工件輪廓的最后一刀都是由精車刀來連續加工完成，因此粗精加工需要分開進行[2]。這里需要強調的是刀具的進、退位置，如果在連續的輪廓中切入切出或換刀及停頓，很有可能會使光滑連接的輪廓上出現劃傷或滯留刀痕等問題，因此在編程中要盡可能地避免這類情況的發生，注重刀具的進、退位置的設定。

（二）確保各點基準重合

在數控車床的加工程序中如果基準出現偏差就極有可能造成加工誤差，從而影響零件的加工質量，因此數控車床的加工編程需要盡可能地滿足各點重合的原則，確保編程的原點與設計的基準、對刀點的位置都能重合起來。

（三）優化參數，減少刀具磨損

不同零件的結構不同，在進行加工時對刀具的損耗也有很大差異，這樣就極有可能出現刀具切削負荷不平衡的情況，很多刀具受不同零件的幾何形狀影響，在剛度、強度等方面都存在很大差異，因此在數控車床的加工編程過程中需要充分考慮這些差異，優化參數，減少刀具磨損，從而提高程序的加工效率，保證加工零件的質量。

四、結束語

數控車床的加工程序編程需要聯系實際情況，在不斷的實踐過程中對加工程序進行修復，確保編制出的加工程序可以真正地發揮作用，提高零件的加工效率。由于數控車床較普通車床更具實用性，加工精度也更高，利用數控車床對零件進行加工可以有效保證零件的質量，這在一定程度上也對數控車床的加工程序提出了更高的要求，因此數控車床的加工程序編制還需要進一步的探索實踐。

參考文獻：

[1]任傳威.在數控車床上如何運用子程序編寫程序[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2009（07）：34-36.

[2]姚芳芳，梁新平.數控車床編程中三種編程方法對零件外輪廓加工精度的影響[J].科技創新導報，2009（05）：21-23.

[3]王衛芳，石世宏.數控車床加工的常見問題研究[J].機電工程技術，2009（03）：27-29.

[作者簡介]劉志剛（1972.10-），吉林長春人，講師，教師，碩士，研究方向：機械制造（CAD/CAM/CAE）。