编制数控车床的加工程序

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编制数控车床的加工程序

【摘要】在数控车削中，程序贯穿整个零件的加工过程。

理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。

因此对于选择最合理的加工路线显得尤为重要。

本文将从确定走刀路线、选择合适的G命令等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法。

【关键词】车削中;加工程序;G命令;刀具等

数控车床所使用的程序是按一定的格式并以代码的形式编制的，一般称为加工程序，目前零件的加工程序编制方法主要有三种：手工编程，自动编程，CAD/CAM。

下面我就对怎么编制一个比较合理简短的加工程序进行分析：

一、分析零件图样和工艺处理

分析加工轮廓的几何条件：主要目的是针对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进行处理。

分析零件图样上的尺寸公差要求：以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具的选择及切削用量的确定等。

分析形状和位置公差要求：对于数控切削加工中，零件的形状和位置误差主要受机床机械运动副精度的影响。

分析零件的表面粗糙度要求：材料与热处理要求，毛坯的要求，件数的要求也是对工序安排及走刀路线的确定等都是不可忽视的参数。

二、合理调用G命令使程序段最少

按照每个单独的几何要素(即直线、斜线和圆弧等)分别编制出相应的加工程序，其构成加工程序的各条程序即程序段。

在加工程序的编制工作中，总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工，以使程序简洁，减少出错的几率及提高编程工作的效率。

由于数控车床装置普遍具有直线和圆弧插补运算的功能，除了非圆弧曲线外，程序段数可以由构成零件的几何要素及由工艺路线确定的各条程序得到，这时应考虑使程序段最少原则。

选择合理的G命令，可以使程序段减少，但也要兼顾走刀路线最短。

如加工上图1的零件，如果毛坯均为棒料，可以用直线插补命令G01进行编程，也可以用矩形循环命令G90进行编程，还可以用复合循环命令G71进行编程，都可以加工该工件。

如下图2所示，图2a为用G01命令确定的走刀路线，与图2b用G90命令确定路线相同，但用G01时编程复杂，程序段较多，常用于精加工程序中。

图2c为用G71式加工路线,首先走矩形循环进给路线，最后两刀走轮廓的得等距线和最终轮廓线，走刀路线不是很长，且切削量相同，切削力均匀，与G70命令合用还可以使程序编制简单，编程时常用。

如果使用的数控车床没有此命令，应该首先选用G90矩行循环命令进行编程。

所以在编程中要灵活应用，选用合理的G命令进行程序编制。

对于非曲线轨迹的加工，所需主程序段数要在保证其加工精度的条件下，进行计算后才能得知。

这时，一条非圆曲线应按逼近原理划分成若干个主程序段(大多为直线或圆弧)，当能满足其精度要求时，所划分的若干个主程序的段数应为最少。

这样，不但可以大大减少计算的工作量，而且还能减少输入的时间及内存容量的占有数。

三、合理安排回零路线

在编制较复杂轮廓的加工程序时，为使其计算过程尽量简化，既不易出错，又便于校核，编程者有时将每一刀加工完后的刀具终点通过执行回零指令(即返回对刀点)，使其全返回对刀点位置，然后在执行后续程序。

这样会增加走刀距离，降低生产效率。

因此，在合理安排回零路线时，应使其前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量减短，或者为零，即满足走刀路线最短的要求。

四、选择刀具和合理选择切削用量

在数控车床加工是时对刀具的选择比较严格，所选择的刀具应满足安装调整方便，刚性好，精度高，耐用度好的要求。

数控车削中的切削用量是表示机床主体的主运动和进给运动大小的重要参数，包括切削深度、主轴转速、进给速度。

它们的选择与普车所要求的基本对应一致，但数控车床加工的零件往往较复杂，切削用量的选择应根据机车说明书，切削原理中的有关理论，并结合实践经验来确定。

调整方法是利用数控车床的操作面板上各种倍率开关，随时进行调整，来实现切削用量的合理配置，这对操作者来说应该具有一定的实际生产加工经验。

五、编程中细节问题处理

1.粗精加工分开编程

为了提高零件的精度并保证生产效率，车削工件轮廓的最后一刀，通常由精车刀来连续加工完成，因此，粗精加工应分开编程。

并且，刀具的进、退位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中切入切出或换刀及停顿，以免因切削力的突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接的轮廓上产生划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。

2.编程时常取零件要求尺寸的中值作为编程尺寸依据。

如果遇到比机床所规定的最小编程单位还要小的数值时，应尽量向其最大实体尺寸靠拢并圆整。

如图纸尺寸为则编程时写X80.015，并取要靠近上偏差。

3.编程时尽量符合各点重合的原则。

也就是说，编程的原点要和设计的基准、对刀点的位置尽量重合起来，减少由于基准不重合所带来的加工误差。

在很多情况下，若图样上的尺寸基准与编程所需要的尺寸基准不一致，故应首先将图样上的各个基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。

当需要掌握控制某些重要尺寸的允许变动量时，还要通过尺寸链解算才能得到，然后才可进行下一步编程工作。

4.编制完程序后我首先要对这个程序进行校验和试切才能在生产中使用，校验只能校验出运动轨迹是否正确，不能检查出被加工零件的加工精度。

因此，有必要进行零件的受件试切。

当发现有加工误差时，应分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正。

总之，数控车床的编程总原则是先粗后精、先进后远、先内后外、程序段最少、走刀路线最短，这就要求我们在编程时，特别注意理论联系实际，并在大量的实践中，对所学的知识进行验证或修正，做到编制的程序最实用。

【参考文献】

[1]韩鸿鸾主编.数控编程[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2004.

[2]方沂主编.数控机床编程与操作[M].北京：国防工业出版社， 2004.

[3]唐健编.数控加工及程序编制基础[M].北京：机械工业出版社，2000.