淺談數控銑削手工編程方法與技巧的探究

文/呂彎彎 韓海敏

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淺談數控銑削手工編程方法與技巧的探究

文/呂彎彎 韓海敏

河南應用技術職業學院 機電工程學院

隨著科學技術和工業經濟的飛速發展，數控機床在機械制造行業當中已經逐漸代替普通機床成為企業生產線上的主流裝備。一名操作工需要同時操作幾臺數控機床，這就要求操作工具有夯實的手工編程基礎，將數控機床的效率發揮到最大極致。本文主要介紹了在數控銑或加工中心手工編程中，正確使用某些編程技巧，優化手工編程、減少數學計算量、提高編程效率、降低出錯率。

數控技術；手工編程；編程技巧

0 引言

隨著數控機床的飛速發展與普及，出現了手工編程與自動編程。自動編程是利用計算機專用軟件（如UG、Power-mill）來編制數控加工程序；而手工編程不需要計算機等輔助設備，只需要一名具有夯實手工編程基礎的編程人員即可。手工編程具有快速及時的特點，缺點是不能進行復雜曲面的編程。在數控職業技能鑒定考試中，中、高級的考試重難點都是手工編程。因此，手工編程是基礎，也是編程人員不可缺少的一項重要技能。

1 機械零件加工的編程技巧

首先，要合理選擇刀具的進給路線。盡量縮短進給路線，減少空走刀行程，提高生產效率。合理安排“回零”路線，使前一刀的終點與后一刀的起點盡量靠近或者重合。其次，正確合理的選擇程序的編程原點（使編程基準與設計基準重合），減少編程各基點坐標的計算量。

2 合理利用刀具半徑補償

在數控銑削加工輪廓中，編程軌跡都是所用刀具的刀位點軌跡。對于立銑刀而言，其刀位點位于刀具底部的中心位置處。如若不考慮刀具半徑，那么加工外輪廓時，加工出來的輪廓與圖樣要求減少一個刀具半徑；加工內輪廓時，多出來一個刀具半徑。那么，如何運用刀具半徑補償功能來簡化程序呢？下面就總結下，它的運用場合：

（1）不需要計算刀具中心在圖樣上的坐標軌跡，直接按圖樣輪廓編程即可。

（2）刀具經過一次或多次使用后避免不了磨損，此時不需要修改程序，只需改變相應刀號的刀具半徑補償值即可。

（3）同一個程序、同把刀具可以進行同一輪廓的粗、精加工。

（4）可以通過修改刀具半徑補償值，將相應尺寸做到公差范圍之內。

（5）加工相互配合的凹凸零件時，運用同一程序，只需更改刀具半徑補償值的正負即可實現內外輪廓的加工。

3 合理利用拐角指令

指令格式如下：G01 X Y R/C;

X Y為兩相交直線的交點；R為圓弧的半徑；C為45°的倒斜角。這樣的編程方式簡單易懂且程序簡單。

4 巧妙使用宏程序編程

隨著數控技術的發展，先進的數控系統不僅向用戶提供了一些基本的編程功能，同時為編程提供了擴展數控功能的手段：宏程序編程。在編程過程中，編程人員可以靈活調用變量，對變量進行算術運算、函數運算。

5 正確使用極坐標編程

極坐標編程可以減少圖樣基點坐標的計算量，針對一般以角度和半徑形式而標注的圖樣后者圓周分布規律的孔類零件適合于用極坐標來簡化編程，減少編程計算量、提高編程效率。格式如下：G17 G16 X Y；G15；G17指XY平面；G16建立極坐標；X為極坐標系的半徑；Y為極坐標系的角度；極坐標的零度方向為第一坐標軸的正方向，逆時針方向為角度方向的正向。如圖1所示的孔類零件，針對孔的加工工藝而言，該類零件的工序可分為鉆-擴-鉸三道工序。若采用極坐標方式編程，不需要編寫多個程序，只需將程序的轉速和進給量更改即可實現三道工序的依次加工。

6 靈活使用子程序及子程序的嵌套

根據數控系統的不同，子程序的指令格式都是相同的。不同的數控系統，子程序存放的方式不一樣而已。比如，華中系統子程序和主程序存放在一個NC程序中即可，而對于FANUC系統的數控機床子程序和主程序則分別存放在不同的NC程序中。子程序主要有以下兩點簡化程序的功能：

（1）同平面內多個相同輪廓形狀工件的加工。在一次裝夾中，若要完成多個相同輪廓形狀的加工程序作為子程序，然后用主程序調用子程序。

（2）實現零件的分層切削。當零件的Z方向上的總切削深度比較大時，需采用分層切削方式進行加工。實際編程時先編寫該輪廓加工的刀具軌跡子程序，然后通過子程序調用方式來實現分層切削。

使用子程序的注意事項：（1）注意主、子程序間模式代碼的變化；（2）在半徑補償模式中的程序不能被分支。

7 靈活使用鏡像、旋轉等特殊指令

如圖2所示零件，雖然兩零件不對稱，但是兩個圖形之間存在著一定的位置關系。第二項限零件的輪廓是第一象限的輪廓關于Y軸對稱后，再以點A為旋轉中心順時針旋轉45°的得到的圖形。所以遇到類似的圖形輪廓，首先需要對零件圖紙進行分析，找出他們的相似點。

圖2

由此可見，掌握各種編程方法的同時還需要注意各方法的特點以及使用注意事項，對其有深入的了解，正確判斷使用場合。同時也可以兩種指令結合使用，達到最佳的簡化編程效果。這樣才能有效簡化數控加工的程序，提高編程效率，最大效益的發揮數控機床的利用率。

[1]倪紅兵.巧用旋轉指令簡化數控銑削編程[J].機床與液壓，2010（10）：107-108.

[2]廖玉松.數控加工技術[M].北京：清華大學出版社，2013：121-346.

[3]蔣玉芳.淺談編程指令鏡像的別樣應用[J].科學大眾（科學教育），2014（7）