淺談數(shù)控銑床的編程與操作

朱高興 聶高勝（江西師范高等?？茖W(xué)校 江西鷹潭 335000）

淺談數(shù)控銑床的編程與操作

朱高興 聶高勝（江西師范高等?？茖W(xué)校 江西鷹潭 335000）

本文主要從數(shù)控銑床的編程與操作兩個(gè)方面進(jìn)行研究分析，結(jié)合學(xué)校學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況及通過(guò)跟一些專業(yè)教師及企業(yè)工程師交流的意見(jiàn)，指出了一些學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易出錯(cuò)的地方，另外根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一些好的編程思路，最后也為拓展數(shù)控銑床的加工范圍，自動(dòng)編程探索了一個(gè)方向。

數(shù)控銑床；編程；對(duì)刀

隨著數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，很多大中專院校都開(kāi)設(shè)了《數(shù)控編程與操作技術(shù)》這門(mén)課，都加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)，特別是數(shù)控銑床，比較經(jīng)濟(jì)，功能相對(duì)比較強(qiáng)大，應(yīng)用比較廣泛，同時(shí)又因與加工中心的結(jié)構(gòu)上來(lái)看，主要區(qū)別就是一個(gè)有刀庫(kù)，另一個(gè)沒(méi)有刀庫(kù)，當(dāng)然換刀指令也是沒(méi)有的。我想重點(diǎn)談一下如何學(xué)好數(shù)控銑床，同時(shí)利用現(xiàn)代數(shù)控自動(dòng)編程技術(shù)擴(kuò)展數(shù)控銑床的功能。

對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，很多人認(rèn)為只要編好程序?qū)玫?，按下“循環(huán)啟動(dòng)”就開(kāi)始加工了。對(duì)于大工廠的流水線來(lái)說(shuō)，連刀都對(duì)好了，直接加工，工人主要工作內(nèi)容就是裝夾和拆卸工件，同時(shí)掌握一些基本的機(jī)床維護(hù)和一些檢測(cè)工具的使用就可以了。對(duì)于這種工位來(lái)說(shuō)，要求還是比較低的。但對(duì)于一些小企業(yè)或產(chǎn)品更新比較快的，這就需要頻繁更換程序，對(duì)編程能力要求比較高。要編出好程序，其實(shí)也是比較難的，特別是對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，大都要求手工編程。編程首先要了解工件的材料及各種性能。根據(jù)零件的外形結(jié)構(gòu)特及加工要求，進(jìn)行工藝路線的規(guī)劃，是否要分粗加工、半加工或精加工，設(shè)置更適合的切削參數(shù)，有些可以取經(jīng)驗(yàn)值，而有些需要不斷調(diào)整切削參數(shù)來(lái)尋找更好的切削參數(shù)。其次，就是尋找合適的編程原點(diǎn)。對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，為了提高學(xué)生操作難度及加工精度，常常是進(jìn)行四面對(duì)中，以面的中心為編程原點(diǎn)，主要是對(duì)方塊料來(lái)說(shuō)的。零件的長(zhǎng)方向X軸方向，短方向?yàn)閅軸方向，因?yàn)闄C(jī)床左右行程更長(zhǎng)，前后Y方向行程比較短，這樣安裝更能充分發(fā)揮機(jī)床的最大加工工件。Z軸方向跟機(jī)床方向一致。對(duì)于程序頭一般要進(jìn)行機(jī)床初始化處理，常用指令為G90G17G20G54G40G49G80，取消各種刀補(bǔ)及循環(huán)功能，否則前面操作的信息不去除，可能會(huì)影響后面機(jī)床的操作。后面就是確定下刀點(diǎn)，這也是比較關(guān)鍵的，下刀點(diǎn)沒(méi)選好可能會(huì)建立刀補(bǔ)失敗或過(guò)切零件。找對(duì)刀點(diǎn)，一般是要進(jìn)行斜線進(jìn)刀原則，因?yàn)橛行C(jī)床必須斜線才能建立刀補(bǔ)，平行于X、Y軸走直線往往刀補(bǔ)建立會(huì)失敗，稍不注意可能會(huì)過(guò)切工件而使工件報(bào)廢。另外，找對(duì)刀點(diǎn)還要考慮離工件的距離是多少，太遠(yuǎn)了空行程太多，切削效率下降，距離太短，刀補(bǔ)可能還沒(méi)建立完成就進(jìn)行工件切削加工了，這樣也會(huì)使零件報(bào)廢。這種距離一般有經(jīng)驗(yàn)公式的，當(dāng)然不是絕對(duì)的，距離大一點(diǎn)也不要緊。對(duì)于工件的粗、精加工也有很多方法，前提是不改變加工程序，改變刀補(bǔ)的大小值，或者直接修改刀具參數(shù)里面的磨耗值大小也可以直接進(jìn)行粗精加工，但要注意刀補(bǔ)是大還是小，磨耗值是正是負(fù)，不要搞錯(cuò)方向了。這些方法都是很好的精加工或半精加工的方法，但很少有人會(huì)利用這種方式去加工。對(duì)于編程來(lái)說(shuō)主要是注意這些，其他的都是根據(jù)輪廓進(jìn)行編程就是了。

對(duì)于機(jī)床操作這一塊，首先要克服操作機(jī)床的恐懼感。數(shù)控銑床快行程速度塊，切削力大，有些人聽(tīng)到那種聲音就比較恐懼，怕程序編錯(cuò)機(jī)床會(huì)沖出來(lái)或加工過(guò)程崩刀。其實(shí)，在操作機(jī)床前，一定要認(rèn)真聽(tīng)教師的講解，了解機(jī)床的基本操作規(guī)程，開(kāi)機(jī)床必須要得到指導(dǎo)老師的允許并且還要在旁邊指導(dǎo)，杜絕私自開(kāi)機(jī)床。另外，在進(jìn)行加工之前一定要校對(duì)程序的準(zhǔn)確性，同時(shí)要進(jìn)行模擬工件的加工過(guò)程，確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題才能按“循環(huán)啟動(dòng)”開(kāi)始工件的加工。只有做到以上兩點(diǎn)才能更好的克服對(duì)機(jī)床的恐懼感。在工件裝夾在機(jī)床上后，一定要確認(rèn)工件的材料，是否經(jīng)過(guò)淬火處理的，否則硬度過(guò)高需要進(jìn)行回火處理，提高切削性能。對(duì)于工件位置擺放也要看清楚，方向是否跟編程坐標(biāo)系的方向一致，否則到時(shí)可能把工件切報(bào)廢了。如果毛坯表面比較粗糙，還必須要進(jìn)行去氧化皮處理，這時(shí)一般采用大直徑的刀具進(jìn)行手動(dòng)操作，先下刀鎖定Z軸坐標(biāo)，手動(dòng)移動(dòng)進(jìn)行表面的加工，如何進(jìn)行換刀。加工時(shí)，工件上往往有孔，平底刀是不能進(jìn)行垂直下刀加工孔的，否則容易崩刀，如果是立銑刀可以直接下來(lái)，因?yàn)榈撞坑星邢魅?，但轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度不能太快，不過(guò)一般要換鉆頭進(jìn)行鉆孔操作?，F(xiàn)在工廠里面如果工件孔多，一般不在數(shù)控銑床上加工，為了提高加工效率及考慮經(jīng)濟(jì)性因素，把鉆孔程序安排在普通鉆床上進(jìn)行加工，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床加工成本高。

接下來(lái)就是對(duì)刀，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，確定對(duì)點(diǎn)的位置，常常采用四面對(duì)中進(jìn)行對(duì)刀，對(duì)刀時(shí)一定要讓主軸轉(zhuǎn)起來(lái)，否則很容易斷刀。輸入坐標(biāo)時(shí)注意刀具半徑的大小，這一操作過(guò)程一定要熟練，對(duì)操作面板熟悉，這是必須掌握的內(nèi)容。最后就是調(diào)出加工程序，進(jìn)行程序校驗(yàn)，確認(rèn)無(wú)誤后按“循環(huán)啟動(dòng)”，機(jī)床正式啟動(dòng)開(kāi)始加工工件。如果在機(jī)床加工過(guò)程中出現(xiàn)斷刀或停電時(shí)一定要按下急停按鈕，這種情況的處理比較復(fù)雜，等機(jī)床通電時(shí)，手動(dòng)退出。如果要重新加工，之前一定要回參考點(diǎn)，否則加工路徑容易出錯(cuò)。

隨著自動(dòng)編程技術(shù)的發(fā)展，手工編程已經(jīng)不能慢足工件加工的使用要求了，如復(fù)雜的型面，手工編程根本就編不出來(lái)了，所以結(jié)合自動(dòng)編程，可以加工出很多復(fù)雜工件。但要注意程序是否適合數(shù)控銑床，因?yàn)殂姶彩?.5軸的，而有些程序是三軸聯(lián)動(dòng)的。這種自動(dòng)編程更適合加工中心，可以進(jìn)行換刀指令。學(xué)數(shù)控技術(shù)的，掌握一門(mén)自動(dòng)編程技術(shù)是非常必要的，可以解決很多編程難題，現(xiàn)在很多加工行業(yè)都用自動(dòng)編程技術(shù)。目前市場(chǎng)上編程軟件很多，如CAXA、MASTRERCAM、UGNX等。由于西門(mén)子公司兼并了UG，結(jié)合西門(mén)子數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，UG在市場(chǎng)上進(jìn)行編程方面使用的越來(lái)越廣泛，可以學(xué)習(xí)使用。它里面包含了各種平面加工和曲面加工及點(diǎn)位加工等，根據(jù)工件加工的要求，選擇合適的加工方法。

總之，要學(xué)好數(shù)控銑床的編程與操作，一定要多分析加工工藝，設(shè)置好的切削參數(shù)，確定一個(gè)好的加工路線，另外，多操作機(jī)床，熟悉機(jī)床的參數(shù)及面板內(nèi)容的設(shè)置，找到一些操作技巧，減少編程與加工的工作量，提高加工效率。

[1]付紅偉，等.UG數(shù)控加工基礎(chǔ)教程（NX6版）.[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009

[2]任曉虹，等.數(shù)編程與技術(shù)操作.[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010

10.19312/j.cnki.61-1499/c.2016.12.169