數(shù)控車床編程小竅門

徐 瑜

（江蘇省高港中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 泰州 225324）

以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向、以實(shí)用為內(nèi)容的職業(yè)教育，無論在促進(jìn)勞動(dòng)者就業(yè)、保持社會(huì)穩(wěn)定還是在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展及轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式等方面都具有重要的意義。近幾年我校利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)資源，與勞動(dòng)部門合作，面向社會(huì)對(duì)企業(yè)在崗職工、下崗職工和農(nóng)村富余勞動(dòng)力進(jìn)行廣泛的培訓(xùn)。這些人群，文化層次不高，理解和吸收能力有限，對(duì)他們培訓(xùn)要用淺顯易懂的語言，幫助他們學(xué)習(xí)和提高。 通過多年的培訓(xùn)工作，我在數(shù)控車編程實(shí)踐和教學(xué)中，我摸索出一些小竅門。

1 靈活設(shè)置坐標(biāo)原點(diǎn)，計(jì)算最少原則

在數(shù)控車削編程時(shí)，首先要選擇工件上的一點(diǎn)作為數(shù)控程序原點(diǎn)，并以此為原點(diǎn)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的合理確定，對(duì)數(shù)控編程及加工時(shí)的工件找正都很重要。程序原點(diǎn)的選擇要盡量滿足程序編制簡單，尺寸換算少，引起的加工誤差小等條件。為了提高零件加工精度，方便計(jì)算和編程，我們通常將程序原點(diǎn)設(shè)定在工件軸線與工件前端面、后端面、卡爪前端面的交點(diǎn)上，盡量使編程基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)、裝配基準(zhǔn)重合。

2 走刀路線最短 ，加工時(shí)間最短原則

確定走刀路線的工作是加工程序編制的重點(diǎn)，由于精加工切削程序走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，因此主要內(nèi)容是確定粗加工及空行程的走刀路線。走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直到返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)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(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損。三種車錐方法，用矩形循環(huán)命令進(jìn)行加工，來分析一下走刀路線合理確定。

平行車錐法，這種方法是每次進(jìn)刀后，車刀移動(dòng)軌跡平行于錐體母線，隨著每次進(jìn)刀吃刀，Z相尺寸按一定比例增加，與普車加工錐體方法相同，使初學(xué)者易懂。Z向尺寸的計(jì)算方法是按公式 C=（D-d）／L得出。若 C為 1：10，含義是直徑 X 上去除1mm，長度Z上增加10mm。按該比例可以很簡單的進(jìn)行編程，并且可以保證每一次車削的余量相同使切削均勻。改變錐角車錐法，是隨著每一次X向進(jìn)刀，保持Z向尺寸為圖紙尺寸,每一刀都改變了錐角的大小，只有最后一刀是圖紙要求的錐角大小。這種車錐法可以不必進(jìn)行每次Z向尺寸的計(jì)算，但在加工中由于Z向尺寸相同，使加工路線較長，同時(shí)切削余量不均勻，影響工件的表面尺寸和粗糙度，一般適合于錐面較短，余量不大的錐體中。階臺(tái)加工錐體法，這種加工法是每一次走刀軌跡平行于工件的軸線，加工出許多小的階臺(tái)，最后一刀車刀沿錐體斜面進(jìn)行走刀，這種加工方法要先做1：1比例圖，否則易車廢工件，由于是臺(tái)階狀，所以余量不均勻，影響錐面加工質(zhì)量。顯然，上述三種切削路線中，如果起刀點(diǎn)相同，則平行法車錐體路線最合理，生產(chǎn)中常用此法進(jìn)行加工。

3 指令最精，程序段最少原則

按照每個(gè)單獨(dú)的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應(yīng)的加工程序，其構(gòu)成加工程序的各條程序即程序段。在加工程序的編制工作中，總是希望以最少的程序段數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工，以使程序簡潔，減少出錯(cuò)的幾率及提高編程工作的效率。

由于數(shù)控車床裝置普遍具有直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算的功能，除了非圓弧曲線外，程序段數(shù)可以由構(gòu)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(shí)應(yīng)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。加工零件，如果毛坯均為棒料，可以用直線插補(bǔ)命令G01進(jìn)行編程，也可以用矩形循環(huán)命令G90進(jìn)行編程，還可以用復(fù)合循環(huán)命令G71進(jìn)行編程，都可以加工該工件。用G01命令確定的走刀路線，用G90命令確定路線相同，但用G01時(shí)編程復(fù)雜，程序段較多，常用于精加工程序中。用G71式加工路線,首先走矩形循環(huán)進(jìn)給路線，最后兩刀走輪廓的得等距線和最終輪廓線，走刀路線不是很長，且切削量相同，切削力均勻，與G70命令合用還可以使程序編制簡單，編程時(shí)常用。如果使用的數(shù)控車床沒有此命令，應(yīng)該首先選用G90矩行循環(huán)命令進(jìn)行編程。所以在編程中要靈活應(yīng)用，選用合理的G命令進(jìn)行程序編制。

對(duì)于非曲線軌跡的加工，所需主程序段數(shù)要在保證其加工精度的條件下，進(jìn)行計(jì)算后才能得知。這時(shí)，一條非圓曲線應(yīng)按逼近原理劃分成若干個(gè)主程序段 （大多為直線或圓?。?dāng)能滿足其精度要求時(shí)，所劃分的若干個(gè)主程序的段數(shù)應(yīng)為最少。這樣，不但可以大大減少計(jì)算的工作量，而且還能減少輸入的時(shí)間及內(nèi)存容量的占有數(shù)。

4 合理安排“回零”路線，避免碰撞原則

在編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，為使其計(jì)算過程盡量簡化，既不易出錯(cuò)，又便于校核，編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過執(zhí)行“回零”指令（即返回對(duì)刀點(diǎn)），使其全部返回對(duì)刀點(diǎn)位置，然后在執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會(huì)增加走刀距離，降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即滿足走刀路線最短的要求。

5 合理選擇切削用量，提高加工效率原則

數(shù)控車削中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的重要參數(shù)，包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度。它們的選擇與普車所要求的基本對(duì)應(yīng)一致，但數(shù)控車床加工的零件往往較復(fù)雜，切削用量按一定的原則初定后，還應(yīng)結(jié)合零件實(shí)際加工情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法是利用數(shù)控車床的操作面板上各種倍率開關(guān)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，來實(shí)現(xiàn)切削用量的合理配置，這對(duì)操作者來說應(yīng)該具有一定的實(shí)際生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)。

6 編程中細(xì)節(jié)問題處理

（1）注意G04的合理使用。G04為暫停指令，其作用是刀具在一個(gè)指令的時(shí)間內(nèi)暫停止加工。該指令由于不做實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)，常常被忽略。但它在對(duì)于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運(yùn)動(dòng)等方面都有很好的好處，常用于以下幾種情況①切槽、鉆孔時(shí)為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應(yīng)設(shè)置G04命令。②當(dāng)運(yùn)行方向改變較大時(shí)，應(yīng)在該改變運(yùn)行方向指令間設(shè)置G04命令。③當(dāng)運(yùn)行速度變化很大時(shí)應(yīng)在其運(yùn)行指令改變時(shí)設(shè)置 G04命令。④利用G04進(jìn)行斷屑處理，根據(jù)粗加工的切削要求，可對(duì)以連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分段加工安排，每相鄰加工段中間用G04指令將其隔開。加工時(shí)，刀具每進(jìn)給一段后，即安排所設(shè)定較短的延時(shí)時(shí)間（0.5s）實(shí)施暫停，緊接著在進(jìn)給一段，直至加工結(jié)束。其分段數(shù)的多少，視斷屑要求而定，當(dāng)斷屑不夠理想時(shí)，要增加分段數(shù)。

（2）粗精加工分開編程。為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率，車削工件輪廓的最后一刀，通常由精車刀來連續(xù)加工完成，因此，粗精加工應(yīng)分開編程。并且，刀具的進(jìn)、退位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)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(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。

（3）編程時(shí)常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)。如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時(shí)，應(yīng)盡量向其最大實(shí)體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為則編程時(shí)寫X80.013。

（4）絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)的靈活使用。工件上相連的幾個(gè)連續(xù)表面要求加工，如果圖紙采用的連續(xù)標(biāo)注，特別是尺寸不是整數(shù)時(shí)，采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，無疑會(huì)加大運(yùn)算的工作量，增到出錯(cuò)的幾率。配到這種情況，我們大可以用相對(duì)坐標(biāo)編程，不用計(jì)算，也不會(huì)出錯(cuò)，使編程變得更容易。

（5）編程時(shí)盡量符合各點(diǎn)重合的原則。也就是說，編程的原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)、對(duì)刀點(diǎn)的位置盡量重合起來，減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來的加工誤差。在很多情況下，若圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致，故應(yīng)首先將圖樣上的各個(gè)基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動(dòng)量時(shí)，還要通過尺寸鏈解算才能得到，然后才可進(jìn)行下一步編程工作。

（6）巧用切斷刀倒角。對(duì)切斷面帶倒角的零件，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(shí)完成車倒角和切斷兩個(gè)工序，效果較好。同時(shí)切刀有兩個(gè)刀尖，在編程中要注意使用哪個(gè)刀尖及刀寬問題，防止對(duì)刀加工時(shí)出錯(cuò)。

以上是筆者在為企業(yè)在崗職工、下崗職工和農(nóng)村富余勞動(dòng)力人群培訓(xùn)中歸納的一些小竅門，希望能給更多的職工和農(nóng)民朋友帶來幫助。

[1]陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：高等教育出版社，2003，（9）.

[2]劉雄偉.數(shù)控機(jī)床操作與編程培訓(xùn)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001，（5）.

[3]王志平.數(shù)控編程與操作[M].北京：高等教育出版社，2003，（7）.