论文部分内容阅读
摘要：在现代机械制造业中，数控技术已广泛应用，在数控技术的应用中，数控编程工作是一个非常重要的环节。作为数控加工人员，合理掌握数控编程方面的知识是非常重要的。在数控车削中，数控车削编程应合理考虑清楚一些编程环节，合理应用一些编程技巧，才能编制出工艺性好、高效的、合理的加工程序。
关键词：数控编程；工艺分析；编程技巧
中图分类号：TH162+.1文献标识码：A 文章编号：
Abstract: In modern machinery manufacturing, numerical control technology has been widely used in the numerical control technology application, CNC programming work is a very important link. As the nc machining personnel, reasonable master CNC programming knowledge is very important. In the numerical control turning, the numerical control turning programming should be rationally consider clear some programming links, reasonable and applied some programming techniques, can develop the good in usability, efficient and reasonable processing program.
Keywords: CNC programming; Process analysis; Programming skills
在现代机械制造业中，数控技术已广泛应用，在数控技术的应用中，数控编程工作是一个非常重要的环节。作为数控加工人员，合理掌握数控编程方面的知识是非常重要的，下面是笔者在数控编程方面的一些感受。所谓数控编程就是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移量等信息用数控语言记录在程序单上，并经校核的全过程。数控加工程序编制方法主要分为手工编程与自动编程两种。自动编程是指在计算机及相应的软件系统的支持下，自动生成数控加工程序的过程，它能充分发挥计算机快速运算和存储的功能。手工编程是指从零件图纸分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、直到程序校核等各步骤的数控编程工作均由人工完成的全过程。手工编程适合于编写进行点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工程序，以及程序坐标计算较为简单、程序段不多、程序编制易于实现的场合。这种方法比较简单，容易掌握，适应性较强；因此，下面笔者就数控车床手工编程的一些方法和技巧与同行探讨，以求能达到同行的指点，从而掌握更多的合理的编程方法。
一、数控车床编程应先考虑以下几个方面的问题
数控车加工适合形状比较复杂的轴类零件和复杂曲线回转形成的内外形体，数控车编程时应考虑以下几个方面：
首先是五个环节：
(1)看，看零件图样。
(2)算，计算各轨迹点的坐标值。
(3)编，编写程序清单。
(4)输，程序输入数控机床。
(5)验，校验程序和仿真轨迹以及首件试加工，加工后对工件检测。
其次是五个步骤：
(1)进行工艺分析。
在程序编制前，应先对零件进行工艺分析，根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线，其次根据加工要求，进行刀具的选择，切削用量的选择，所有这些工艺知识都要融入程序中。
(2)建立工件坐标系。
设定工件原点，确定三个坐标轴。工件原点的选择是任意的，但是选择原点时应有利于程序的编制、有利于数值计算。
(3)确定刀具运动轨迹。
按选择好的加工方案，加工顺序，加工路线，确定刀具运动的轨迹，并写出各点坐标值。
(4)编写程序清单。
按照已确定好的刀具运动轨迹，根据所用系统，参考编程手册，编写加工程序清单。
(5)校验程序、模拟刀路。
为了避免在实际加工中出现意外， 要求在实际加工前做好程序的校验和调试工作。将所使用的刀具或加工毛坯情况，刀具的运动轨迹，加工部位的背吃刀量等操作以仿真模拟的方式描绘出来。
第三是数控车床的编程中还应注意以下几点：
（1）在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。
（2）被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示，所以采用直径尺寸编程更为方便。
（3）由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，常用采用不同形式的固定循环。
（4）编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧。为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。使用刀具半径补偿后，编程时可直接按工件轮廓尺寸编程。
（5）为了提高加工效率，车削加工的进刀与退刀都采用快速运动。进刀时，尽量接近工件切削开始点，切削开始点的确定以不碰撞工件为原则。
二、数控车削中的还要合理应用一些编程技巧
要充分发挥数控车床的作用，关键是编程，即根据不同的零件的特点和精度要求，编制合理、高效的加工程序。下面笔者以在FANUC 0i mate-TC等系统的使用过程中就数控车床零件加工中的手工编程技巧问题进行一些探讨。
（一）、选择程序原点时的技巧
在数控车削编程时，首先要选择工件上的一点作为数控程序原点，并以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的合理确定，对数控编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。为了提高零件加工精度，方便计算和编程，我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面的交点上，盡量使编程基准与设计、装配基准重合。
（二）、选择进给路线的技巧
进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，即刀具从对刀点开始进给运动起，直到结束加工程序后退刀返回该点及所经过的路径，是编写程序的重要依据之一。合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的。在选择进给路线应考虑以下几个方面：
1、尽量缩短进给路线，减少空走刀行程，提高生产效率。
(1)巧用起刀点。如在循环加工中，根据工件的实际加工情况，将起刀点与对刀点分离，在确保安全和满足换刀需要的前提条件下，使起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工过程中的执行时间。
(2)在编制复杂轮廓的加工程序时，通过合理安排“回零”路线，使前一刀的终点与后一刀的起点间的距离尽量短，或者为零，以缩短进给路线，提高生产效率。
(3)粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，应采用合适的循环加工方式，在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下，采取最短的切削进给路线，减少空行程时间，提高生产效率，降低刀具磨损。
2、保证加工过程的安全性
要避免刀具与非加工面的干涉，并避免刀具与工件相撞。如工件中遇槽需要加工，在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直，进刀速度不能用“G00”速度。“G00”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用。
4、有利于简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量
在实际的生产操作中，经常会碰到某一固定的加工操作重复出现，可以把这部分操作编写成子程序，事先存入到存储器中，根据需要随时调用，使程序编写变得简单、快捷。对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件的编程，可以采用宏指令编程，减少乃至免除编程时进行烦琐的数值计算，精简程序量。
（三）、合理考虑切断刀的宽度的技巧
由于切断刀都有一定的宽度， 一般为2-3mm，所以切槽时，槽的宽度一定要大于或等于切断刀的刀宽，才能实现槽的加工。
总之，随着科学技术的飞速发展，数控车床由于具有优越的加工特点，在机械制造业中的应用越来越广泛，为了充分发挥数控车床的作用，我们需要在编程过程中，合理分析零件结构和分析加工工艺，合理掌握一定的编程技巧，编制出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控车床能安全、可靠、高效地工作。
参考文献：
1、陈志雄 《数控机床与数控编程技术》电子工业出版社出版日期：2003－08
2、谢晓红 《数控车削编程与加工技术》电子工业出版社出版日期：2005－07
3、高枫 肖卫宁 《数控车削编程与操作训练》高等教育出版社出版日期：2005－06
关键词：数控编程；工艺分析；编程技巧
中图分类号：TH162+.1文献标识码：A 文章编号：
Abstract: In modern machinery manufacturing, numerical control technology has been widely used in the numerical control technology application, CNC programming work is a very important link. As the nc machining personnel, reasonable master CNC programming knowledge is very important. In the numerical control turning, the numerical control turning programming should be rationally consider clear some programming links, reasonable and applied some programming techniques, can develop the good in usability, efficient and reasonable processing program.
Keywords: CNC programming; Process analysis; Programming skills
在现代机械制造业中，数控技术已广泛应用，在数控技术的应用中，数控编程工作是一个非常重要的环节。作为数控加工人员，合理掌握数控编程方面的知识是非常重要的，下面是笔者在数控编程方面的一些感受。所谓数控编程就是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移量等信息用数控语言记录在程序单上，并经校核的全过程。数控加工程序编制方法主要分为手工编程与自动编程两种。自动编程是指在计算机及相应的软件系统的支持下，自动生成数控加工程序的过程，它能充分发挥计算机快速运算和存储的功能。手工编程是指从零件图纸分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、直到程序校核等各步骤的数控编程工作均由人工完成的全过程。手工编程适合于编写进行点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工程序，以及程序坐标计算较为简单、程序段不多、程序编制易于实现的场合。这种方法比较简单，容易掌握，适应性较强；因此，下面笔者就数控车床手工编程的一些方法和技巧与同行探讨，以求能达到同行的指点，从而掌握更多的合理的编程方法。
一、数控车床编程应先考虑以下几个方面的问题
数控车加工适合形状比较复杂的轴类零件和复杂曲线回转形成的内外形体，数控车编程时应考虑以下几个方面：
首先是五个环节：
(1)看，看零件图样。
(2)算，计算各轨迹点的坐标值。
(3)编，编写程序清单。
(4)输，程序输入数控机床。
(5)验，校验程序和仿真轨迹以及首件试加工，加工后对工件检测。
其次是五个步骤：
(1)进行工艺分析。
在程序编制前，应先对零件进行工艺分析，根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线，其次根据加工要求，进行刀具的选择，切削用量的选择，所有这些工艺知识都要融入程序中。
(2)建立工件坐标系。
设定工件原点，确定三个坐标轴。工件原点的选择是任意的，但是选择原点时应有利于程序的编制、有利于数值计算。
(3)确定刀具运动轨迹。
按选择好的加工方案，加工顺序，加工路线，确定刀具运动的轨迹，并写出各点坐标值。
(4)编写程序清单。
按照已确定好的刀具运动轨迹，根据所用系统，参考编程手册，编写加工程序清单。
(5)校验程序、模拟刀路。
为了避免在实际加工中出现意外， 要求在实际加工前做好程序的校验和调试工作。将所使用的刀具或加工毛坯情况，刀具的运动轨迹，加工部位的背吃刀量等操作以仿真模拟的方式描绘出来。
第三是数控车床的编程中还应注意以下几点：
（1）在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。
（2）被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示，所以采用直径尺寸编程更为方便。
（3）由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，常用采用不同形式的固定循环。
（4）编程时，认为车刀刀尖是一个点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧。为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要对刀具半径进行补偿。使用刀具半径补偿后，编程时可直接按工件轮廓尺寸编程。
（5）为了提高加工效率，车削加工的进刀与退刀都采用快速运动。进刀时，尽量接近工件切削开始点，切削开始点的确定以不碰撞工件为原则。
二、数控车削中的还要合理应用一些编程技巧
要充分发挥数控车床的作用，关键是编程，即根据不同的零件的特点和精度要求，编制合理、高效的加工程序。下面笔者以在FANUC 0i mate-TC等系统的使用过程中就数控车床零件加工中的手工编程技巧问题进行一些探讨。
（一）、选择程序原点时的技巧
在数控车削编程时，首先要选择工件上的一点作为数控程序原点，并以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的合理确定，对数控编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。为了提高零件加工精度，方便计算和编程，我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面的交点上，盡量使编程基准与设计、装配基准重合。
（二）、选择进给路线的技巧
进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，即刀具从对刀点开始进给运动起，直到结束加工程序后退刀返回该点及所经过的路径，是编写程序的重要依据之一。合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的。在选择进给路线应考虑以下几个方面：
1、尽量缩短进给路线，减少空走刀行程，提高生产效率。
(1)巧用起刀点。如在循环加工中，根据工件的实际加工情况，将起刀点与对刀点分离，在确保安全和满足换刀需要的前提条件下，使起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工过程中的执行时间。
(2)在编制复杂轮廓的加工程序时，通过合理安排“回零”路线，使前一刀的终点与后一刀的起点间的距离尽量短，或者为零，以缩短进给路线，提高生产效率。
(3)粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，应采用合适的循环加工方式，在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下，采取最短的切削进给路线，减少空行程时间，提高生产效率，降低刀具磨损。
2、保证加工过程的安全性
要避免刀具与非加工面的干涉，并避免刀具与工件相撞。如工件中遇槽需要加工，在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直，进刀速度不能用“G00”速度。“G00”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用。
4、有利于简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量
在实际的生产操作中，经常会碰到某一固定的加工操作重复出现，可以把这部分操作编写成子程序，事先存入到存储器中，根据需要随时调用，使程序编写变得简单、快捷。对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件的编程，可以采用宏指令编程，减少乃至免除编程时进行烦琐的数值计算，精简程序量。
（三）、合理考虑切断刀的宽度的技巧
由于切断刀都有一定的宽度， 一般为2-3mm，所以切槽时，槽的宽度一定要大于或等于切断刀的刀宽，才能实现槽的加工。
总之，随着科学技术的飞速发展，数控车床由于具有优越的加工特点，在机械制造业中的应用越来越广泛，为了充分发挥数控车床的作用，我们需要在编程过程中，合理分析零件结构和分析加工工艺，合理掌握一定的编程技巧，编制出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控车床能安全、可靠、高效地工作。
参考文献：
1、陈志雄 《数控机床与数控编程技术》电子工业出版社出版日期：2003－08
2、谢晓红 《数控车削编程与加工技术》电子工业出版社出版日期：2005－07
3、高枫 肖卫宁 《数控车削编程与操作训练》高等教育出版社出版日期：2005－06