數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備，是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與普及，現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)于懂得數(shù)控加工技術(shù)、能進(jìn)行數(shù)控加工編程的技術(shù)人才的需求量必將不斷增加。數(shù)控車床是目前使用zui廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。本文就數(shù)控車床零件加工中的程序編制問題進(jìn)行探討。

一、編程方法

數(shù)控編程方法有手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程是指從零件圖樣分析工藝處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、編寫程序單、輸入程序到程序校驗(yàn)等各步驟主要有人工完成的編程過程。它適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工，以及計(jì)算較簡單，程序段不多，編程易于實(shí)現(xiàn)的場合等。但對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的零件（尤其是空間曲面組成的零件），以及幾何元素不復(fù)雜但需編制程序量很大的零件，由于編程時(shí)計(jì)算數(shù)值的工作相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯(cuò)，程序校驗(yàn)也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動(dòng)編程。所謂自動(dòng)編程即程序編制工作的大部分或全部有計(jì)算機(jī)完成，可以有效解決復(fù)雜零件的加工問題，也是數(shù)控編程未來的發(fā)展趨勢。同時(shí)，也要看到手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)，自動(dòng)編程中許多核心經(jīng)驗(yàn)都來源于手工編程，二者相輔相成。

二、編程步驟

拿到一張零件圖紙后，首先應(yīng)對(duì)零件圖紙分析，確定加工工藝過程，也即確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等），加工路線（如進(jìn)給路線、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)等）及工藝參數(shù)（如進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和切削深度等）。其次應(yīng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都帶有刀補(bǔ)功能，只需計(jì)算輪廓相鄰幾何元素的交點(diǎn)（或切點(diǎn)）的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)終點(diǎn)和圓弧的圓心坐標(biāo)值即可。zui后，根據(jù)計(jì)算出的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工參數(shù)及輔助動(dòng)作，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的坐標(biāo)指令代碼和程序段格式，逐段編寫零件加工程序單，并輸入CNC裝置的存儲(chǔ)器中。

三、典型實(shí)例分析

數(shù)控車床主要是加工回轉(zhuǎn)體零件，典型的加工表面不外乎外圓柱、外圓錐、螺紋、圓弧面、切槽等。例如，要加工形狀，采用手工編程方法比較合適。由于不同的數(shù)控系統(tǒng)其編程指令代碼有所不同，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備類型進(jìn)行編程。以西門子802S數(shù)控系統(tǒng)為例，應(yīng)進(jìn)行如下操作。

(1)確定加工路線

按先主后次，先精后粗的加工原則確定加工路線，采用固定循環(huán)指令對(duì)外輪廓進(jìn)行粗加工，再精加工，然后車退刀槽，zui后加工螺紋。

(2)裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)的選擇

采用三爪自定心卡盤自定心夾緊，對(duì)刀點(diǎn)選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)。

(3)選擇刀具

根據(jù)加工要求，選用四把刀，1號(hào)為粗加工外圓車刀，2號(hào)為精加工外圓車刀，3號(hào)為切槽刀，4號(hào)為車螺紋刀。采用試切法對(duì)刀，對(duì)刀的同時(shí)把端面加工出來。

(4)確定切削用量

車外圓，粗車主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，進(jìn)給速度為0.3mm/r，精車主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，進(jìn)給速度為0.08mm/r，切槽和車螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，進(jìn)給速度為0.1mm/r。

(5)程序編制

確定軸心線與球頭中心的交點(diǎn)為編程原點(diǎn)，零件的加工程序如下：

主程序

JXCP1.MPF

N05G90G95G00X80Z100（換刀點(diǎn)）

N10T1D1M03S500M08（外圓粗車刀）

-CNAME=“L01”

R105=1R106=0.25R108=1.5（設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù)）

R109=7R110=2R111=0.3R112=0.08

N15LCYC95（調(diào)用坯料切削循環(huán)粗加工）

N20G00X80Z100M05M09

N25M00

N30T2D1M03S800M08（外圓精車刀）

N35R105=5（設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù)）

N40LCYC95（調(diào)用坯料切削循環(huán)精加工）

N45G00X80Z100M05M09

N50M00

N55T3D1M03S300M08（切槽車刀，刀寬4mm）

N60G00X37Z-23

N65G01X26F0.1

N70G01X37

N75G01Z-22

N80G01X25.8

N85G01Z-23

N90G01X37

N95G00X80Z100M05M09

N100M00

N105T4D1M03S300M08（三角形螺紋車刀）

R100=29.8R101=-3R102=29.8（設(shè)置螺紋切削循環(huán)參數(shù)）

R103=-18R104=2R105=1R106=0.1

R109=4R110=2R111=1.24R112=0

R113=5R114=1

N110LCYC97（調(diào)用螺紋切削循環(huán)）

N115G00X80Z100M05M09

N120M00

N125T3D1M03S300M08（切斷車刀，刀寬4mm）

N130G00X45Z-60

N135G01X0F0.1

N140G00X80Z100M05M09

N145M02子程序

L01.SPF

N05G01X0Z12

N10G03X24Z0CR=12

N15G01Z-3

N20G01X25.8

N25G01X29.8Z－5

N30G01Z－23

N35G01X33

N40G01X35Z－24

N45G01Z－33

N50G02X36.725Z－37.838CR=14

N55G01X42Z－45

N60G01Z－60

N65G01X45

N70M17

四、結(jié)束語

要實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。本文雖然只對(duì)一例數(shù)控車床加工零件的進(jìn)行了編程分析，但它具有一定的代表性。由于數(shù)控車床可以加工普通車床無法加工的復(fù)雜曲面，加工精度高，質(zhì)量容易保證，發(fā)展前景十分廣闊，因此掌握數(shù)控車床的加工編程技術(shù)尤為重要。