数控加工中程序的编制技巧

伯特利数控陈生

1 数控编程的一般步骤

数控编程就是把零件的外形尺寸、加工工艺过程、工艺参数、刀具参数等信息,按照数控系统专用编程指令编写零件加工程序的过程。数控编程的步骤如下图 1所示。

分析零件图样和工艺要求的目的,是为了

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确定加工方法,制定加工计划以及确认与生产组织有关的问题,此步骤的内容包括1)确定该零件应安排在哪类或哪台机器上进行加工。(2)采用何种装夹具或何种装卡位方法。 (3)确定采用何种刀具或采用多少把刀进行加工。 (4)确定加工路线,即选择对刀点、程序起点,走刀路线、程序终点。 (5)确定切削用量、 进给速度、 主轴转速等切削参数。 (6)确定加工过程中是否需要提供冷却液,是否须要换刀,何时换刀等。

2 编程坐标系的建立

数控加工的关键是坐标系的建立,首先要建立机床坐标系,其次要建立工件坐标系也叫编程坐标系,机床坐标系是机床固有的坐标系,机床坐标系的原点称为机械参考点或机械零点。机床上电后执行回机械零点操作,便建立了以当前位置为坐标原点的机床坐标系。

工件坐标系是为了方便编程在零件图纸上设定的直角坐标系,又称浮动坐标系。工件坐标系的建立对于能执行回零操作机床,只要通过正确的机械回零对刀便建立了工件坐标系,在加工前通过对刀操作确定编程坐标系原点并与机床坐标系原点联系起来即确定工件原点在机床坐标系中的位置,对刀后可获得每一把刀具的位置偏置数据即刀偏,使用刀具加工前,先执行刀具补偿指令,所以编程时程序的第一个程序段用T 指令执行刀具补偿或程序的第一个移动指令程序段包含执行刀具补偿的T 指令。

手工编程有两大短原则1)零件加工路线要尽可能短。 (2)零件加工程序应尽可能短,这主要包括两个方面:切削用量的合理选择和程序中空走刀路线的选择,编程原则确定以后,根据毛坯的形状和加工余量的大小确定用什么样的加工指令。一般来说,毛坯料且加工余量大要用循环指令——单一固定循环或多重复合循环。

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3 加工指令的灵活应用

数控加工机床都有插补功能和简化编程功能,有时候插补功能并不比简化编程功能繁琐,比如,对于已经经过粗加工的零件,加工余量很小,这时候用插补功能就大大的简化了编程, 而且由于加工路线短所以生产效率高。而对于加工余量大的零件就要使用循环编程指令——固定循环或多重循环。对于形状简单的工件一般用固定循环,而对于形状复杂的零件要用多重循环指令。具体的说,棒料或内孔毛坯用G71、G70 粗车循环和精车循环指令,而对于加工余量大的锻件、铸件型坯和内凹面用 G73、G70 粗精车循环指令。

除了注意插补功能和循环指令的应用区别外,还要注意不同加工指令、切入方法的区别。例如用G32、G76 指令加工螺纹,指令G32 加工是直进式,G76 是斜进式。

G32 编程切削深度分配方式一般为常量值,双刃切削,其每次切削深度一般由编程人员编程给出,G76 编程切削深度分配方式为递减式,其切削为单刃切削其切削深度由控制系统来计算给出。知道了切入方式上的区别,在应用的时候就能随心所欲应用自如。一般来说G32多用于小螺距螺纹加工,G76适用于大螺距螺纹加工,在螺纹精度要求不高的情况下,此方法更方便,在加工高精度时,可采用两刀加工完成,即先采用G76 加工方法粗车,然后用 G32 加工方法精车。

综上所述,编写加工程序单,要求编程者具有与机械加工工艺有关的工艺知识,熟悉编程指令和指令格式、指令代码以及所使用数控机床的系统功能,还要注意不同加工指令加工方法上区别,这样才能够应用自如编制出正确实用的加工程序。

4 程序的检查、试运行

编制好的程序,在正式用于生产加工前,必须进行程序检查。程序的检查可以通过空运行来实现, 即机床锁住、辅助功能锁住、

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空运行,通过模拟做图看刀具的运行轨迹是否和编程一致。根据检查结果,对程序进行修改和调整。检查修改, 再检查, 再修改。这往往要经过多次反复,直到获得完全满足加工要求的程序为止。另外,要提醒的一点是在操作完空运行后,一定要机械回零来确定工件坐标系。

上述编程步骤中的各项工作,主要由人工完成,这样的编程方法称为“手工编程”在各种机械制造中均有大量的仅有直线、圆弧等几何元素构成的形状并不复杂的零件需要加工。这些零件的数值的计算较为简单,程序段数不多,程序校验也容易实现,因而可采用手工编程方法完成编程工作,由于手工编程不需要特别配置专门的编程设备,不同文化程度的人均可掌握和运用,因此在国内外,手工编程仍然是一种运用十分普遍的编程方法。

变量编程在编制各种复杂的零件加工程序时可以减少乃至免除手工编程时的繁琐的数值计算,或编制形状相同或相近但尺寸不同的零件程序时简化程序量,如FANUC 系统的宏程序和SIEMENS 系统的R 参数编程都属于变量编程,在变量编程中可以使用变量,或给变量赋值,变量间可以运算,程序运行中可以跳转,提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句,这可用于加工非圆曲线、不规则曲面,即用直线或圆弧插补对非圆曲线进行拟合处理。

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