數控銑床編程中的工藝分析

潘躍才+牟世茂+趙波

摘 要：在工業制造領域，銑床在產品加工中有著十分廣泛的應用。對工藝分析原則進行了介紹與闡述，并圍繞數控銑床編程的工藝進行研究與分析，希望能夠從理論層面上為數控銑床編程的發展提供一點支持與指導。

關鍵詞：數控銑床；編程；工藝

引言：在現代制造領域中，數控機床的應用在精度、剛性、自動化程度以及產品質量等方面有著極大的優勢。對于機械零件加工而言，數控機床的應用需要對零件加工質量予以考慮，不僅要控制數控機床自身精度，同時也要關注工藝處理這一環節，只有采取科學、合理的控制措施，才能夠使數控銑床的生產效率得到有效提升。

一、工藝分析概述

在工藝分析與處理中，數控銑床編程這一環節具有十分重要的意義，其與所編零件加工程序的合理性與正確性有著十分緊密的聯系。數控加工是基于自動化的加工程序控制得以實現的，基于此，加工程序必須具有較高的合理性與準確性，一旦出現一點失誤，就會導致加工零件質量不合格，情況嚴重時還會導致安全事故發生，給生產企業帶來不必要的損失。因此，在編程的過程中，作為編程人員，必須圍繞加工工藝、工藝路線等采取有效的控制措施。

二、數控銑床加工編程的方法

加工程序為自動加工零件的工作指令，根據規定的方法與格式，將相關加工信息用數控代碼向加工程序單進行編寫，這些數控代碼主要由文字、數字、符號等組成，在控制介質或MDI方式之下，程序單信息會輸入到數控裝置之中，以此實現對機床加工的自動化控制。因此，所謂的加工程序編制包含了零件圖紙、零件加工程序編制以及控制介質整個過程。程序編制的方法有兩種，即手工編程與自動編程，前者主要采用人工的方法來編制程序，主要針對一些點位加工活相對簡單的零件，而自動變成則相對復雜，其具體涉及到語言編程、圖形編程以及實物編程，對于一些相對復雜零件而言具有較強的適用性。就數控銑床工藝分析而言，在編程中首先必須將其特點與優勢充分發揮出來，將零件結構、材料等因素有機結合到一起，對設計進行科學優化，才能夠使加工工藝效果得到改進。基于對零件加工精度的保障，才能夠使數控加工的質量與效率，減少相應的能耗，使數控加工整體效果得到進一步提升。

三、數控銑床編程的工藝分析

1 零件圖分析

就零件的數控銑削加工而言，首先需要對零件圖進行分析，具體內容包括零件設計基準的分析、零件技術要求以及材料等等。其中零件的尺寸標注、零件結構工藝等分析十分關鍵，必須卻確保其與數控加工特點相適應，使零件加工精度得到有效控制。如果零件標準屬于非對稱尺寸，由于通常情況下數控程序需要以零件輪廓編程為參考，換言之就是根據零件基本尺寸編程，公差帶位置的影響沒有得到關注，就算數控機床具有較高精度，也會受到工藝誤差影響而造成零件表面加工尺寸超差現象。

在零件編程加工中采用同一把銑刀、同一個刀具半徑補償值，根據零件輪廓各處尺寸公差帶的差異，不難發現將各部位尺寸控制在公差范圍內顯然具有很大的難度。此時就需要調整尺寸公差帶，具體操作為基于零件極限尺寸不變的條件，在編程計算中將輪廓尺寸進行改變，然后對公差帶進行移動，將其向對稱尺寸公差帶進行轉變。如上圖所示的括號內尺寸，在編程過程中主要參考經過調整的基本尺寸，如此一來，在精加工中采用同一把刀，采用的刀補值相同，當工藝系統具有較高的穩定性，并且其他系統沒有出現誤差，那么加工工件的實際尺寸分布中心就會重合與公差帶中心，此時加工精度就得到可靠保障。

2 零件定位與夾具選擇

零件的準確定位與夾具的合理選擇，首先需要確保定位、設計以及編程具有統一標準，對定位誤差進行有效控制，盡量避免精度受到影響，使數控編程的計算工作量得以降低。其次，還要對裝夾次數進行控制，盡可能做到安裝中全部待加工表面一次到位；此外，在選擇薄板件定位基準的選擇方面，應有效考慮對工件剛性提升因素，對削切變形進行嚴格控制。選擇夾具時要避免過于復雜的結構，提高零件裝卸的便捷性，為安裝定位的可靠性與準確性提供強有力的保障。

3 加工路線的確定

數控銑床加工工藝路線直接影響到零件加工精度與表面質量，為此，必須對加工路線進行合理制定，具體措施闡述如下。

第一，在選擇順銑與逆銑時，對于普通機床而言，在滑動絲杠間間隙問題的影響之下，逆銑加工具有較強的適用性，通過這種方法可以使工作臺軸向竄動造成的震動甚至扎刀現象得以避免。而對于數控機床而言，由于使用滾珠絲杠，間隙甚至預緊問題得以避免，如此就解決了傳動間隙問題。就切削理論而言，采用順銑對于刀具壽命而言有著積極影響。在數控銑削加工的過程中，順銑加工方案往往更具可行性與合理性。

第二，在走刀路線的確定上，走刀路線首先要保障零件加工質量，基于此還要盡可能縮短路線距離，對刀具空行程時間加以控制，使生產效率得到提升。如下圖，通常情況下應先對均布于同一圓周上的八個孔進行加工，然后在對另一個圓周上的孔進行加工。然而站在點位控制的數控機床的角度，首先要確保其定位準確，具有較快的定位速度，因此在走刀路線安排上應有效考慮最短的空程。

其次，關于機械進給系統反向間隙對加工精度的影響也需要加以控制。出于數控長期處于運行狀態或自身傳動系統結構的影響，出現反向間隙誤差的可能性較高，如此就會對坐標軸定位精度造成影響，而在孔隙加工中，定位精度與各孔之間中心距有著較大影響，如果定位不夠準確，那么就會導致加工余量不均勻，導致幾何形狀誤差的出現。在加工中刀具的趨近方向如果不斷發生變化，那么加工中就會引入坐標軸反向間隙，進而增加定位誤差。因此，如果零件的孔定位需要具備較高的精度，那么在進給路線的安排上，需要對機械進給系統反向間隙對加工精度產生的影響加以嚴格控制。

對于輪廓銑削過程中的切入切出路線設計而言，對零件輪廓進行銑削的過程中，為了使零件加工精度、表面質量與要求相符合，使切入切出部分的刀具刻痕得以避免，在刀具的切入切出路線設計中，按照零件輪廓法向切入切出顯然不合理，工件的切入應按照切削起始點延伸線或切線放線進行，如此才能夠使零件曲線得以平滑過渡。與此同理，工件的切離也需要按照切削終點延伸線或切線方向進行。

四、結語

總而言之，在數控編程的過程中，不管是采用人工方式還是自動方法，編程質量都需要對工藝分析予以高度重視。因此，在數控編程中，必須對零件實際需求進行充分分析，并與實踐經驗結合到一起，對加工工藝進行合理確定，如此才能夠使數控加工零件的精度與效率得到全面提升。

參考文獻：

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[4] 黃國權，郭黎濱.基于AutoCAD的數控銑床圖形編程中DXF文件的讀取[J].制造技術與機床，2004，（5）：47-50.

作者簡介：

1.潘躍才（1982.8），男，漢族，籍貫瀘州，本科學歷，職位：數控教研室副主任，職稱：初級，研究方向：數控技術，單位：四川現代職業學院

2.牟世茂（1986.8），男，漢族，籍貫瀘州，本科學歷，職位：教師，職稱：初級，研究方向：數控技術，單位：四川現代職業學院

3.趙波（1973.11），男，漢族，籍貫成都，本科學歷，職位：數控教研室主任，職稱：副高，研究方向：數控技術，單位：四川現代職業學院endprint