浅谈数控车床加工程序的编制

摘 要:在数控车床上加工零件,必须要有与数控机床相适应的数控加工程序。本文主要从分析零件图样、确定走刀路线、选择合适的G指令等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法。

关键词:数控车床; 程序编制; 走刀路线; G指令

中图分类号:TG519.1 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2010)7-109-001

在数控车床上加工零件,不论数控机床使用的是何种操作系统,必须要有与之相适应的数控加工程序。加工程序贯穿整个零件的加工过程,由于每个人的加工方法不同,所以编制的加工程序也各不相同,但最终的目的就是为了提高数控车床的生产效率。因此对于加工程序的编制显得尤为重要。下面我将从分析零件图样、确定走刀路线、选择合适的G指令等细节出发,分析在数控车削中程序的编制方法。

一、分析零件图样

1.根据零件图的技术要求来分析加工工艺路线,确定加工步骤,合理选择加工过程中每一道工序要使用的刀具以及加工中的切削用量参数,并针对图样上不清楚尺寸及封闭的尺寸链进行数学处理。在数学处理时会出现一些繁琐的坐标计算问题,为简化计算和缩短计算时间,我们可以让学生在计算机上利用AutoCAD软件先绘制零件图,再利用AutoCAD软件的查询命令予以解决并记下数据。

2.分析零件图样上的尺寸公差,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。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,切削用量按一定的原则初定后,还应结合零件实际加工情况随时进行调整,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。

二、合理安排走刀路线,并使其最短

合理地确定走刀路线是加工程序编制的重点,由于精加工程序走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的,因此确定走刀路线的工作重点主要在于确定粗加工及空行程的走刀路线。走刀路线泛指刀具从对刀点开始运动起,直到返回该点并结束加工程序所经过的路径。包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的执行时间,还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损。

三、合理调用G指令使程序段最少

编程时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,在加工程序的编制工作中,总是希望以最少的程序段数实现对零件的加工,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。总之在编程中要灵活应用,选用合理的G命令进行程序编制。

四、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,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。

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。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,即:基准孔按照“四舍五入”,基准轴“进一”方法进位取值。

3.编程时尽量符合基准重合的原则

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

4.注意G04指令的合理使用

G04为进给暂停指令,其作用是刀具在一个指令的时间内暂停加工。该指令由于不做实际的切削运动,常常被忽略。但它在对保证加工精度及在切槽、钻孔、改变运动方向等方面有一定的好处,常用于以下几种情况:(1)切槽、钻孔时为了保证槽底、孔底的的尺寸及粗糙度应设置G04指令。(2)当运行方向改变较大时,应在该改变运行方向指令间设置G04指令。(3)当运行速度变化很大时,应在其运行指令改变时设置G04指令。(4)利用G04进行断削处理,根据粗加工的切削要求,可对以连续运动轨迹进行分段加工,每相邻加工段中间用G04指令隔开。加工时,刀具每进给一段后,即安排G04指令实施暂停,直至加工结束。其分段数的多少,视断削要求而定,当断削不够理想时,要增加分段数。

5.巧利用切断刀倒角

对切断面带一倒角的零件,在批量车削加工中比较普遍,为了便于切断并避免掉头倒角,可巧利用切断刀同时完成车倒角和切断两个工序,效果较好。同时在编程中要注意切断刀的刀位点及刀宽问题,防止对刀加工时出错。

总之,数控车床的编程总原则是先粗后精、先近后远、先内后外、程序段最少、走刀路线最短,通过工艺分析与数学计算,再根据所确定的工艺路线与零件加工步骤来编写程序。在编写完数控加工程序之后,利用数控机床制造商提供的配套数控仿真教学软件进行反复校验和仿真模拟,以检查程序的正确性,同时,对坐标数值、进给量、刀补值等参数进一步处理,以适应实际加工需要。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:

陈洪涛 主编.数控加工工艺与编程 北京:高等教育出版社 2003