數控編程中工藝處理的基本原則和技術要點

劉　野

（錦州師范高等專科學校，遼寧錦州　121000）

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數控編程中工藝處理的基本原則和技術要點

劉野

（錦州師范高等專科學校，遼寧錦州121000）

摘要：數控車床的使用大大提高了生產效率、降低了生產成本。數控編程的基本原則是：先粗后精、先內后外、先近后遠、精煉程序及走刀線最短。技術要點是：做好編程準備及加工工藝方案確定，合理選擇走刀路線及切削用量。

關鍵詞：數控編程；工藝處理；基本原則；技術要點

1　數控編程中工藝處理的基本原則

（1）應先粗后精地進行加工。數控車床的加工步驟一般有粗加工、半精加工和精加工。在設計切削加工的過程中，應遵循先粗后細的原則，這樣可以在加工的初始階段就將毛坯的加工余量在較短時間內去掉，然后再換刀進行半精加工，以在保證質量的基礎上提高效率。比如，針對圓弧處余量較多的工件，可以在過渡性工序時采用半精加工，以控制精車的精度，然后一次性走刀完成精加工。值得注意的是，應仔細考慮加工時刀的進退路線，盡量減少刀具在輪廓處切入、切出或停頓時由于切削力突然變化而留下的刀痕。而對于容易變形的零件，應將粗精加工的工序分開設計，并及時在粗加工完成后進行校正。

（2）應先內后外地進行加工。為防止加工出現失誤，改善加工條件，對于有內腔的工件應采取先加工內型內腔，再進行外形加工的順序。

（3）應先近后遠的進行加工。為了提高數控車床的加工效率，應先從離刀具起點較近的部分開始加工，再進行離刀具起點位置較遠部分的加工，以縮短刀具的移動距離，減少空走刀次數，提高數控車床的加工效率，保證了工件的質量。

（4）應盡量精煉數控程序。為了降低數控程序的錯誤率，提高程序檢查和修改的效率，應在保證加工效率和質量的基礎上，精煉程序大小，使程序盡量簡潔明了。

（5）應盡量設計較短的走刀線。在加工前，應在保證加工效率和質量的基礎上設計出盡量更短的走刀路線，這主要體現在粗車加工和空運行走刀路線兩方面。較短的走刀路線可以減少數控車床的磨損，提高加工工件的效率。

2　編程準備及加工工藝方案確定

（1）做好數控編程的準備工作。磨刀不誤砍柴工，優秀的數控編程工藝處理需要進行全面的準備工作。現在的數控編程一般通過CAD/CAM完成，設計人員需盡量全面掌握這兩個軟件的功能。同時設計人員還需收集有關信息：加工零件的相關信息，如材料、精度要求等；機床的原點位置、各坐標的形成和運動干涉區以及自動換刀裝置的運動方式和需要使用的空間、夾具和工件的安裝位置等；機床主軸的轉速范圍；機床加工的特點和機床操作方法；現有的刀具及性能；切削加工工藝的有關知識等相關信息。從一定角度上講，設計人員收集的信息越豐富，在數據編程中加工的工件質量越能得到保證。

（2）合理確定加工方案及工藝路線。設計人員應根據工件的幾何形狀特點及技術要求選擇合適的加工設備，比如數控車床應保證相關技術要求以能夠加工出合格的產品，并盡量滿足較高的生產效率和較低的生產成本兩個要求。設計人員還應根據加工工件的精度和表面粗糙度的不同設計出滿足要求的加工方案。

（3）確定劃分工序與加工路線。劃分工序與加工路線的制定對加工質量和經濟效益的影響非常大，應基本保證工序相對集中、工藝路線最短、機床停頓和輔助的時間最少三個方面。其次，在進行工序與加工路線的設計時，還應時刻注意這三個因素：首先，由于數控車床加工精度較普通機床高，但數量比普通機床少。所以，為了提高加工效率，需盡量在普通機床上完成工件的大切削量粗加工，而且在加工時需使加工路線沿順時針方向，以減少表面粗糙度。其次，在數控機床使用中盡量減少對刀和換刀的次數，在一次裝夾中進行工件多個部位的加工。因為在加工中的停頓時，會改變切削力，導致在停頓處會留下凹痕，比如在二維輪廓加工時比較明顯。除此之外，在輪廓加工時應盡可能采用圓弧進退刀的方式。最后，依然需要強調加工路線最短的重要性，這對加工質量及生產效率非常重要，更保證了批量生產時的質量。

3　走刀路線及切削用量的選擇

（1）合理選擇走刀路線。走刀路線指數控加工中刀具相對與被加工工件的運動路線，走刀路線應滿足三個要求：一是保證工件的加工精度及表面粗糙度；二是減少空走刀路線，選取最佳方法以盡量縮短走刀路線；三是減少程序編程量，以便于數值計算。比如在切削輪廓零件時，刀具應沿著工件切線方向切入切出，盡量避免徑向方向的走刀停頓。圖1為曲面加工走刀路線的示意圖。

圖1　曲面加工走刀路線

（2）選擇合適的切削用量。切削用量的選擇需要考慮切削深度、切削寬度、切削速度及進給速度等因素，需要仔細根據說明書提供的參量來確定。切削深度一般用t表示，t相當于加工余量，這一般為提高生產效率的有效措施。需要注意的是為了半精加工及精加工時提高工件的加工精度和減少表面粗糙度，一般應保留一些適當的余量。切削寬度L與刀具直徑d成正比，而與切削深度t成反比，這都是為了保證切削余量。在這些參數中，最重要的一個就是切削速度V，提高V也是提高生產效率的一個關鍵策略，而且V直接關系到刀具的耐用度。隨著V的提高，刀具耐用度會急劇下降，所以應根據刀具耐用度和加工零件的硬度來選擇適當的V。比如用立銑刀切削合金鋼和鋁合金時，由于合金鋼比鋁合金硬度大，所以前者的V僅為8m/min，而后者竟達到200m/min每分。

參考文獻

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The Basic Principles and Main Technical Points of Processing Treatment in CNC Programming

LIU Ye
（Jinzhou Teacher's Training College，Jinzhou，Liaoning 121000，China)

Abstract:The application of the numerical control lathe improves the production efficiency greatly，and reduces the production cost.The basic principles of numerical control programming arediscussed，and puts forward some main technical points on the practical production，such as making preparation for programming and processing plan，choosing reasonable tool path and cutting condition.

Key words:CNC programming；process treatment；basic principle；technical point

作者簡介：劉野（1979-），男，遼寧錦州人，碩士研究生，講師。

收稿日期：2015-12-09

中圖分類號：TG659

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）01-0072-02