數控編程的工藝處理

　　數控編程的工藝處理【1】

　　摘要:工藝處理是學好數控編程中重要環節,處理加工工藝的正確與否直接關系到加工出零件的準確性。

　　培養中職學生對數控加工的工藝性分析、工藝路線的確定、刀具及其切削用量的選擇等等,本文探討了數控編程中相關的工藝處理的原則及方法。

　　關鍵詞:數控技術;數控編程;工藝處理

　　一、前 言

　　數控技術是用數字或計算機來操縱機械的技術.掌握數控編程中的手工編程技術,使數控機床在實際生產中發揮著普通機床無法比擬的能力,它解決了實際工作中遇到的許多復雜技術設計難題,大大提高了生產經濟效益。

　　無論是傳統的手工編程還是CAD/CAM自動軟件中的自動編程,都離不開對工藝的處理。

　　以下是我在實訓教學中總結出來的工藝處理原則及方法。

　　二、工藝處理的原則及方法

　　(一)首先選擇定位基準,確定對刀原點。

　　在制定零件加工工藝的工藝規則中,正確的選擇工藝基準有著十分重要的意義。

　　比如選擇粗基準時,主要考慮的問題是如何使各道工序均有足夠的加工余量以及工件安裝的穩定性。

　　選擇原則為:

　�、贋榱吮ＷC加工面與不加工面之間的位置要求,應選不加工面為粗基準;

　�、谌艄ぜ�上有幾個不需加工的表面,應選其中與加工表面間的位置精度要求較高者為粗基準。

　　合理分配各加工表面的余量,為了保證各加工表面都有足夠的加工余量,應選擇毛坯余量最小的面為粗基準;為了保證重要加工面的余量均勻,應選擇重要加工面為粗基準。

　　(二)確定工件的裝夾原則

　�、� 單件小批量生產時,優先選用組合夾具、可調夾具和其它通用夾具,以縮短生產準備時間和節省生產費用;

　�、� 在成批生產時,才考慮采用專用夾具,并力求結構簡單;

　�、� 零件的裝卸要快速、方便、可靠,以縮短機床的停頓時間;

　　(三)加工工序劃分及確定加工路線的原則。

　　加工方案又稱工藝方案,數控機床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內容。

　　制定加工方案的一般原則為:先粗后精,先近后遠,先內后外,程序段最少,走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。

　　(1)工序劃分的原則

　�、倩�面先行原則;

　�、谙却趾缶�原則;

　�、巯戎骱蟠卧瓌t;

　　④先面后孔原則。

　　(2)工序劃分方法

　　① 按所用刀具劃分工序。

　　如數控銑床。

　�、� 按零件的裝卡定位方式劃分工序。

　�、� 按粗、精加工劃分工序。

　　(3)加工路線確定的原則。

　　在數控加工中,刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線。

　　確定加工路線是編寫程序前的重要步驟,加工路線的確定應遵循以下原則。

　�、偌庸ぢ肪�應保證被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率較高。

　�、谑箶抵涤嬎愫唵�,以減少編程工作量。

　�、� 應使加工路線最短,這樣既可以減少程序短,又可以減少空刀時間。

　　上述原則并不是一成不變的,對于某些特殊情況,則需要采取靈活可變的方案。

　　如有的工件就必須先精加工后粗加工,才能保證其加工精度與質量。

　　這些都有賴于編程者實際加工經驗的不斷積累與學習。

　　(四)刀具的選擇。

　　刀具的選擇是數控加工工藝中重要內容之一,它不僅影響機床的加工效率,而且直接影響加工質量。

　　數控加工對刀具的要求更高。

　　不僅要求精度高、強度大、剛度好、耐用度高,而且要求尺寸穩定、安裝調整方便。

　　這就要求采用新型優質材料制造數控加工刀具,并合理選擇刀具結構、幾何參數。

　　(1)刀具材料。

　　常見刀片材料有高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等,其中應用最多的是硬質合金和涂層硬質合金刀片。

　　選擇刀片材質主要依據被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質量要求、切削載荷的大小以及切削過程有無沖擊和振動等。

　　(2)數控車刀的類型與刀片選擇。

　　為減少換刀時間和方便對刀,數控車削加工時,應盡量采用機夾可轉位式車刀。

　　刀片形狀、幾何尺寸的選擇,主要依據被加工工件的表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的轉位次數等因素選擇。

　　(五)確定切削用量

　　(1)切削用量的選擇原則

　�、俅旨庸�時切削用量的選擇原則。

　　首先選取盡可能大的背吃刀量;其次要根據機床動力和剛性的限制條件等,選取盡可能大的進給量;最后根據刀具耐用度確定最佳的切削速度。

　�、诰�加工時切削用量的選擇原則。

　　首先根據粗加工后的余量確定背吃刀量;其次根據已加工表面的粗糙度要求,選取較小的進給量;最后在保證刀具耐用度的前提下,盡可能選取較高的切削速度。

　　(2)切削用量的選擇方法

　�、俦吵缘读縜p(mm)的選擇。

　　根據加工余量確定,在機床允許的情況下,盡可能大。

　　在工藝系統剛性不足或毛坯余量很大,或余量不均勻時,粗加工要分幾次進給,并且應當把第一、二次進給的背吃刀量盡量取得大一些。

　�、谶M給量(進給速度)f(mm/min或mm/r)的選擇。

　　進給量(進給速度)是數控機床切削用量中的重要參數,根據零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素,參考切削用量(刀具)手冊選取。

　　三、總結

　　隨著數控技術的快速發展,無論是手工編程還是自動編程處理工藝問題就成為影響NC程序質量的決定因素。

　　因此,編程和加工工藝好與壞直接影響零件加工。

　　在數控編程的教學中,應根據學生不同心理特征,采取不同的教學方法,循序漸進地培養學生的工藝分析、工藝路線的確定能力。

　　培養出來的學生畢業后能很快適應工作崗位,在數控技術應用上可以獨當一面。

　　數控車床編程中的工藝處理【2】

　　摘 要：本文主要探討數控車床編程中工藝處理的內容，包括數控車削加工的合理性分析、零件的工藝性分析、工藝過程和工藝路線的確定、零件安裝方法的確定、刀具的選擇切削用量的確定和刀具補償方案等工藝處理等。

　　關鍵詞：數控車床 車削加工 編程 工藝

　　數控車床編程工作中的工藝處理是一個十分重要的環節，它關系到所編零件加工程序的正確性及合理性。

　　由于數控加工是在加工程序的控制下自動完成的，所以對加工程序的正確性及合理性要求非常高，不能有任何差錯，否則，輕則加工不出合格的零件，重則可能出現不安全事故，正因為如此，在編寫程序前，編程人員必須對加工工藝過程、工藝路線、刀具選擇、切削用量等進行正確合理的確定和選擇。

　　一般來講，數控車削加工與普通車削加工的工藝處理雖然大致相同，但又有其自身特點。

　　一般情況下，數控車削加工的工序內容要比普通車削加工內容復雜得多。

　　從編程來看，加工程序的編制要比普通車削加工編制工藝規程復雜。

　　因為許多在普通車床上所進行的加工是由操作者靈活掌握并隨時可以調整，但在數控車床上則變成了必須在加工前事先安排好的事情，即編制好合理正確的程序，這樣才能保證加工的正確性。

　　數控車床編程中工藝處理的內容，一般包括數控車削加工的合理性分析、零件的工藝性分析、工藝過程和工藝路線的確定、零件安裝方法的確定、刀具的選擇和切削用量的確定等。

　　筆者從事數控車削加工實訓教學多年，結合數控實訓教學的經驗與體會，根據數控車削加工的特點，對其數控編程的工藝處理中要注意的問題作如下探討。

　　一、合理確定零件的加工路線

　　控制零件加工路線，即對數控車削加工過程中的刀位點相對于被加工工件的運動軌跡和方向進行控制。

　　通常在編程時確定加工路線的原則包括四個原則。

　　一是保持精度的原則。

　　能保證零件的尺寸精度和表面粗糙度的技術要求。

　　二是提高生產效率的原則。

　　盡量縮短加工路線，減少刀架空行程的時間，提高加工效率。

　　三是減少計算及失誤的原則。

　　盡量使得數值計算簡單，程序段數量最少，以便減少編制及修改程序工作量。

　　四是安全第一的原則。

　　加工工藝路線以不產生干涉或發生碰撞為前提。

　　確定合理的加工路線是制定合理的加工方案的關鍵。

　　主要考慮下面四個方面：一是加工方法的選擇;二是加工工序的劃分;三是加工路線的確定;四是車削加工順序的安排。

　　因此，操作者應該認真分析圖樣，檢查構成加工輪廓的幾何要素有無缺陷，分析尺寸公差，表面粗糙度要求及形狀和位置公差要求。

　　圖樣上出現構成加工輪廓的幾何要素數據不充分，例如缺漏尺寸或尺寸封閉，造成數學處理難等問題，操作者都應在與圖樣的設計人員或技術管理人員討論解決后才能進行程序的編制工作，以減少或避免不必要的失誤，并針對不同的尺寸要求和表面粗糙度要求，安排先粗車再精車，先近后遠或先內后外等加工方案，結合數控車床的精度，合理選擇走刀路線，應用到程序的編制中。

　　二、合理選擇對刀點、換刀點

　　對刀點用以確定工件坐標系相對于機床坐標系之間的關系，是與對刀基準點相重合的位置。

　　在編程時，選擇對刀點的位置時應注意以下四點：一是要便于數學處理和簡化程序編制;二是工件在機床上找正容易，加工中檢查方便;三是該點的對刀誤差較小，引起的加工誤差最小;四是應選擇在與機床約定機床間隙狀態相互適應的位置上，避免在執行其自動補償時造成“反補償”。

　　對刀是數控加工中的前期操作，也是主要操作，編制加工程序時，程序原點通常設定在對刀點的位置上。

　　對刀點可以選擇在工件上，也可以選擇在工件外，但必須是與零件定位基準有一定尺寸關系，并且，應盡量方便操作者觀察測量與判斷，為了提高加工精度，對刀點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上。

　　該點的位置可以由G92、G50等指令指定。

　　多刀加工需要換刀時，應設定換刀點，即設定刀架轉位換刀的位置，通常該點設為一固定點以簡化程序，也可以根據實際情況設定任意點，但換刀點應設定在工件和夾具的外部，原則是要確保刀架轉位時不會碰到工件和其他部件。

　　三、合理選擇工件的裝夾方法、刀具和切削用量

　　數控車床上工件的裝夾方法與普通車床大致相同，都要求合理地選擇定位基準和夾緊方案。

　　應盡量選用已有的通用夾具，減少裝夾次數，盡量做到在一次裝夾中能夠把零件上所有要加工的表面加工出來，工件定位基準與設計基準要盡量重合，減少定位誤差對尺寸精度的影響。

　　在選用、調整或設計夾具時應當遵循以下三條原則。

　　一是盡量選用組合夾具，可調整夾具等標準化、通用化夾具，避免采用專用夾具。

　　二是工件在機床裝夾時要快速、方便、可靠，找正容易，常采用氣動、液壓夾具，目的是減少車削加工的輔助時間，提高生產效率。

　　三是零件上的部位要外露敞開，不能因為裝夾工件而影響刀具進給和切削加工。

　　在數控編程時，合理選用刀具也是數控車削工藝的重要內容，它包括刀具材料和刀具參數的選擇。

　　它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。

　　選擇刀具通常要考慮工件材料、加工型面類型、機床剛性、機床加工能力、工序內容等因素。

　　例如，加工鑄鐵工件時，應選用硬質合金類刀具;加工鋼料時，應選用硬質合金類刀具。

　　圓弧型車刀適應于精度要求較高、批量大的大凸外圓曲面或凹曲面的車削。

　　數控車削與普通車削的刀具選擇原則相似，但應注意，數控車削加工對刀具要求更高，不僅要求精度高，剛性好，耐用度高，而且要求尺寸穩定、安裝調整方便，否則，難以滿足數控車削的加工要求，不能充分發揮數控車床的車削效率。

　　數控車床中的切削用量是表示機床主體的主運動和進給運動的速度大小的重要參數，包括切削深度，主軸轉速(切削速度)和進給速度，并與普通車床加工中所要求的各切削用量基本一致。

　　合理選擇車削用量的基本原則是：粗加工時，一般以提高生產效率為主，但也要考慮經濟性和加工成本;半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本;具體數值應根據機床說明書，切削用量手冊，并結合工作經驗來確定。

　　四、制定補償方案

　　考慮到數控車床絲杠的機械間隙和刀具偏差、刀尖圓弧等因素對數控加工質量的影響，在編制加工程序時，制定合理的補償方案也是工藝處理中的重要環節。

　　它包括機械間隙補償和刀位偏差補償。

　　1.機械間隙補償

　　機械間隙補償是通過儀表測試或試刀法測試，掌握數控車床的穩定間隙后，有針對性地選擇具體的補償方案，根據不同零件的形狀、尺寸精度要求，制定簡便的、符合實際的補償方案。

　　常用的方法有自動補償法和編程補償法。

　　(1)自動補償即利用機床的自動補償功能，加工前在機床內設置后，每次機床換向運動時，均先自動執行，直到取消。

　　這種方法簡單方便而且有效，應用廣泛，但是應注意當機床使用了一段時間后，應及時重新測量其間隙量，以防止因磨損影響加工質量。

　　(2)在自動補償不能滿足加工條件時，例如要求表面粗糙度較高的X方向凸出的圓弧面的加工，顯然采用自動補償會在圓弧面的頂端留下接刀痕跡而達不到質量要求。

　　此時我們可以采用編程補償的辦法，即將機械間隙大小相應的數值直接加入到程序中，使車床運動實際上多運動了一個機械間隙量的距離。

　　另外還可以在編制加工程序時，安排機床走刀路線從一個方向切入或切出來控制零件尺寸，避免出現換向產生的間隙誤差。

　　這種方法只能用于部分零件或部分工序的

　　加工。

　　2.數控系統刀位偏差自動補償功能

　　數控系統刀位偏差自動補償功能即在換刀過程結束后，按在輔助程序段中所指定的補償方向和大小，對已處于加工位置的刀號自動進行補償，使其刀位準確到達對刀點位置。

　　在操作時，應注意防止運行補償時因計算或輸入錯誤導致刀架碰到工件及其他部件。

　　在利用刀具半徑自動補償功能時，只要將其刀具半徑按照系統的規定和程序格式要求，設定在輔助程序段中即可自動補償。

　　在數控車床中，除了較高級的數控系統具有刀具半徑補償外，大多數數控車床都不具備這一功能。

　　針對經濟型數控車床系統不具備半徑自動補償功能的情況，在選用圓弧刀并制定相應的加工方案時，可以通過半徑編程補償的辦法滿足補償要求。

　　五、合理編制工藝文件

　　數控加工工藝文件是數控加工生產、產品驗收的依據，也是操作者要遵循、執行的規范法則;同時也是產品零件重復生產在技術上工藝資料的積累和儲備。

　　不同的數控機床和加工要求，工藝文件的內容和格式有所不同，目前尚無統一標準，各個企業根據自身特點制定相應的工藝文件。

　　加工工藝是否先進、合理，將在很大程度上決定加工質量的優劣。

　　企業中常用的數控加工工藝文件主要有數控加工工序卡、數控加工刀具卡、數控加工走刀路線圖、數控加工程序單等。

　　六、總結

　　數控加工工藝處理的好壞，不僅影響機床效率的發揮，而且將直接影響到零件的加工質量。

　　要掌握好數控車床的工藝處理環節，不僅要掌握普通車床的工藝規程、切削知識，還要求有扎實的加工工藝基礎知識，對數控加工中工藝方案制定的各個方面要有比較全面的了解。

　　而在數控車床的加工中，造成加工失誤或質量、效益不盡如人意的主要原因，就是對工藝處理不夠周全，需要引起操作者高度重視。

　　參考文獻：

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　　[4]張建鋼主編.數控技術[M].武漢：華中科技大學出版社，2000.

　　[5]王水章等編著.機床數字控制技術[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，1995.

　　數控車床編程加工工藝處理【3】

　　摘 要 隨著時代的發展，社會的進步，很多大型企業的工廠已經不需要，人工裝配零件，都是通過數控機床來完成的。

　　在生產中，由于數控機床的參與，大大節省了人力，使產品得到了質的飛躍，本篇文章我們通過分析和研究數控機床編程加工工藝，來了解和認識數控機床改變了傳統的生產方式。

　　關鍵字 數控車床;編程;加工工藝

　　自古至今我國都是以農業，手工也為主的國家，在工業方面從人員的技術水平到工藝設備方面，與發達的工業國家都有著相當大的差距，而衡量一個國家的發達與否很大程度上不取決于農業和手工業，而是取決于工業水平的發展，所以在新世紀初期，我國在政策上以及資金投入上對工業都有著很大的傾斜，所以我國工業開始蓬勃發展，最近年尤為迅速，所以我國的工業發展正處在承上啟下，前赴后繼的重要關頭，我們在世界上的印象必須從“制造大國”轉變成“制造強國”，在這條道路上面臨著諸多困難，其中高端機床的技術突破就是一個必須越過的門檻。

　　“在數控機 床的未來發展中，自動化系統是未來工業的發展方向，是一個制造型企業的核心競爭力。

　　1數控車床在生產中的意義及必要性

　　1.1 數控車床在生產中的意義

　　要想了解數控機床的在生產中的意義，首先要了解什么是數控車床，數控車床是用來干什么的，優勢在哪里，首先數控車床是指通過電腦控制機械對物件進行制造與加工的機器，數控車床集電信號，機械操控，液壓控制，微電子技術的綜合載體，數控機床技術在一些歐美發達國家非常成熟，是衡量一個國家的工業發達的程度的標準，這就是數控車床在生產中起到的真正意義。

　　1.2數控車床在生產中的必要性

　　數控車床的必要性，可以說是顯而易見的，一個生產制造廠如果有它，可以更有效率，更精確的制造物件，而且由于它是經過計算機控制，可以制作人工無法精確制造的形狀等等，它具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。

　　有些高級的數控車床在出廠前，廠家就已經設定好了很多種非常常用的形狀，圓形，圓柱形，菱形等等，方便編程人員操作，機床自動化程度高，可以減輕勞動強度;對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高，使產品更有競爭性，在市場上處于領先的不敗之地。

　　作為一個成產廠，什么才是核心競爭力，首先是技術人才，應了一句老話，21世紀什么最貴?是人才!而光有優秀的人才，你也給他一個能夠充分發揮他技術的工具，還有一句老話說的好工欲善其事必先利其器，所以一個好的工具也是非常重要的，所以數控車床的在一個制造型企業所起的作用就顯而易見了!

　　2數控車床編程加工工藝處理

　　2.1 數控車床的工作原理

　　數控車床集電信號，機械操控，液壓控制，微電子技術的綜合載體，其工作原理是該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，數控車床有一個專門的操作平臺，供程序員進行編程處理，要按照編碼把要加工的工件詳細信息輸入進數控機床里，通過微電子芯片進行運算，指定機床的加工方案，一臺數控車床，要想應用首先是設定程序加工程序，拿過來一個零件樣本。

　　通過人工分析，確定加工的方式方法，選擇道具與夾具，然后確定刀的走向以及路線，深淺等等，編程人員要對零件樣本進行檢查，確定幾何形狀，尺寸及工藝要求進行分析，并且結合數控機床使用的基礎知識，如數控機床的規格、性能、數控系統的功能等，確定加工方法和加工路線。

　　只有這樣才能做出符合規格，精密度高的零件。

　　2.2 數控車床加工工藝處理和數控車床編程

　　數控車床編程首先分為四步，第一步是：明確加工工藝的過程。

　　要通過專業的數控車床編程人員對示例工件進行該有的分析，確定工件是由什么幾何圖形組成，是由什么材料制成，選擇什么刀具，選擇什么樣的夾具，從哪下刀，刀的走線，線的深淺等等都要通過一個優秀的數控車床的編程人員來事先設定好的，所以一個工件是否能制造成功，編程人員的經驗是非常重要的。

　　第二步是：精確的測量值計算，在經過了第一個步驟以后，編程人員要運用測量工具，測量刀的走位，以及刀是以什么中心運動的，只有這樣才能獲取到刀位的測量數據。

　　一般的數控系統里會提供一些常規的集合圖形的數據，如圓形，直線型等等，但是注意在加工，如果刀工軌跡有誤的話，工件指定不合乎規格，如果這種不合乎規格的工件，流入市場會給人民生命財產安全造成隱患，所以一定要有檢測員檢測，否則難以完成。

　　第三步，編制加工程序和校驗方法，經過以上兩個步驟以后，便可以寫程序來加工工件了，編寫程序編制人員使用數控系統程序指令，按照數控車床廠家規定的程序格式輸入，程序錄入人員，必須對該機床的功能了如指掌，對代碼程序也要非常熟悉，才能完成工件制作程序的設定工作。

　　第四步驟 序檢驗及試切削，在系統中輸入以編寫好的程序，在正式發表之前檢驗。

　　通常可采用機床空運轉的方式來檢查。

　　3結論

　　社會進步發展，工業水平也不斷發展，所以數控車床的應用于眾多的工廠，在生產中，現在很多工作都講究自動化，從工廠到銀行，從學校到研究院各個都講究辦公自動化，那么什么是自動化，就是一切盡量通過電腦，機械來完成生產，安裝等一系列的工作，自動化的特點就是工件精度高準、確性高，節省人力，工作效率高，自動化系統有著非常深遠的意義。

　　自動化系統不僅能夠提升傳統制造水平，而且能夠滿足高技術發展要求。

　　由于數控機床的參與，大大節省了人力，使產品得到了質的飛躍，工業水平是衡量一個國家的標準，在工業發達的國家，包括美國，英國，德國等，其應用是非常廣泛的，我國還處在發展中階段，所以工業水平有待提高。

　　參考文獻

　　[1]李艷霞.數控機床及應用技術.人民郵電出版社，1992-1998.

　　[2]嚴建紅.數控機床原理及應用.2版，機械工業出版社，1997-2003.

　　[3]劉萬菊.數控加工工藝及編程.機械工業出版社，2003-2008.

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