這是一篇帶有教學(xué)色彩的習(xí)作，文章對數(shù)控編程的方式和步驟進(jìn)行了簡明的闡述，并針對一個典型零件的數(shù)控車削加工給出了一套程序。程序是以西門子802S數(shù)控系統(tǒng)為例編寫的。 數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備，是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。隨著數(shù)控機(jī)床的

　　這是一篇帶有教學(xué)色彩的習(xí)作，文章對數(shù)控編程的方式和步驟進(jìn)行了簡明的闡述，并針對一個典型零件的數(shù)控車削加工給出了一套程序。程序是以西門子802S數(shù)控系統(tǒng)為例編寫的。

　　數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備，是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(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)控車床是目前使用最廣泛的數(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，由于編程時計(jì)算數(shù)值的工作相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯，程序校驗(yàn)也較困難，用手工編程難以完成，因此要采用自動編程。所謂自動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，也要看到手工編程是自動編程的基礎(chǔ)，自動編程中許多核心經(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。最后，根據(jù)計(jì)算出的刀具運(yùn)動軌跡坐標(biāo)值和已確定的加工參數(shù)及輔助動作，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，要加工形狀如圖所示的零件，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。

圖1 零件圖

　　(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)指令對外輪廓進(jìn)行粗加工，再精加工，然后車退刀槽，最后加工螺紋。

　　(2)裝夾方法和對刀點(diǎn)的選擇

　　采用三爪自定心卡盤自定心夾緊，對刀點(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號為粗加工外圓車刀，2號為精加工外圓車刀，3號為切槽刀，4號為車螺紋刀。采用試切法對刀，對刀的同時把端面加工出來。

　　(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，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

　　N05 G90 G95 G00 X80 Z100 (換刀點(diǎn))

　　N10 T1D1 M03 S500 M08 (外圓粗車刀)

　　-CNAME=“L01”

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

　　R109=7 R110=2 R111=0.3 R112=0.08

　　N15 LCYC95 (調(diào)用坯料切削循環(huán)粗加工)

　　N20 G00 X80 Z100 M05 M09

　　N25 M00

　　N30 T2D1 M03 S800 M08 (外圓精車刀)

　　N35 R105=5 (設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù))

　　N40 LCYC95 (調(diào)用坯料切削循環(huán)精加工)

　　N45 G00 X80 Z100 M05 M09

　　N50 M00

　　N55 T3D1 M03 S300 M08 (切槽車刀，刀寬4mm)

　　N60 G00 X37 Z-23

　　N65 G01 X26 F0.1

　　N70 G01 X37

　　N75 G01 Z-22

　　N80 G01 X25.8

　　N85 G01 Z-23

　　N90 G01 X37

　　N95 G00 X80 Z100 M05 M09

　　N100 M00

　　N105 T4D1 M03 S300 M08 (三角形螺紋車刀)

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

　　R103=-18 R104=2 R105=1 R106=0.1

　　R109=4 R110=2 R111=1.24 R112=0

　　R113=5 R114=1

　　N110 LCYC97 (調(diào)用螺紋切削循環(huán))

　　N115 G00X80 Z100 M05 M09

　　N120 M00

　　N125 T3D1 M03 S300 M08 (切斷車刀，刀寬4mm)

　　N130 G00 X45 Z-60

　　N135 G01 X0 F0.1

　　N140 G00 X80 Z100 M05 M09

　　N145 M02

　　子程序

　　L01.SPF

　　N05 G01X0 Z12

　　N10 G03 X24 Z0 CR=12

　　N15 G01 Z-3

　　N20 G01 X25.8

　　N25 G01 X29.8 Z-5

　　N30 G01 Z-23

　　N35 G01 X33

　　N40 G01 X35 Z-24

　　N45 G01 Z-33

　　N50 G02 X36.725 Z-37.838 CR=14

　　N55 G01 X42 Z-45

　　N60 G01 Z-60

　　N65 G01 X45

　　N70 M17

　　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。