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編制數(shù)控車床的加工程序
編制數(shù)控車床的加工程序
【摘要】在數(shù)控車削中，程序貫穿整個(gè)零件的加工過程。
理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。
因此對(duì)于選擇最合理的加工路線顯得尤為重要。
本文將從確定走刀路線、選擇合適的G命令等細(xì)節(jié)出發(fā),分析在數(shù)控車削中程序的編制方法。
【關(guān)鍵詞】車削中;加工程序;G命令;刀具等
數(shù)控車床所使用的程序是按一定的格式并以代碼的形式編制的，一般稱為“加工程序”，目前零件的加工程序編制方法主要有三種：手工編程，自動(dòng)編程，CAD/CAM。
下面我就對(duì)怎么編制一個(gè)比較合理簡短的加工程序進(jìn)行分析：
一、分析零件圖樣和工藝處理
分析加工輪廓的幾何條件：主要目的是針對(duì)圖樣上不清楚尺寸及封閉的尺寸鏈進(jìn)行處理。
分析零件圖樣上的尺寸公差要求：以確定控制其尺寸精度的加工工藝，如刀具的選擇及切削用量的確定等。
分析形狀和位置公差要求：對(duì)于數(shù)控切削加工中，零件的形狀和位置誤差主要受機(jī)床機(jī)械運(yùn)動(dòng)副精度的影響。
分析零件的表面粗糙度要求：材料與熱處理要求，毛坯的要求，件數(shù)的要求也是對(duì)工序安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數(shù)。
二、合理調(diào)用G命令使程序段最少
按照每個(gè)單獨(dú)的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應(yīng)的加工程序，其構(gòu)成加工程序的各條程序即程序段。
在加工程序的編制工作中，總是希望以最少的程序段數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工，以使程序簡潔，減少出錯(cuò)的幾率及提高編程工作的效率。
由于數(shù)控車床裝置普遍具有直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算的功能，除了非圓弧曲線外，程序段數(shù)可以由構(gòu)成零件的幾何要素及由工藝路線確定的各條程序得到，這時(shí)應(yīng)考慮使程序段最少原則。
選擇合理的G命令，可以使程序段減少，但也要兼顧走刀路線最短。
如加工上圖1的零件，如果毛坯均為棒料，可以用直線插補(bǔ)命令G01進(jìn)行編程，也可以用矩形循環(huán)命令G90進(jìn)行編程，還可以用復(fù)合循環(huán)命令G71進(jìn)行編程，都可以加工該工件。
如下圖2所示，圖2a為用G01命令確定的走刀路線，與圖2b用G90命令確定路線相同，但用G01時(shí)編程復(fù)雜，程序段較多，常用于精加工程序中。
圖2c為用G71式加工路線,首先走矩形循環(huán)進(jìn)給路線，最后兩刀走輪廓的得等距線和最終輪廓線，走刀路線不是很長，且切削量相同，切削力均勻，與G70命令合用還可以使程序編制簡單，編程時(shí)常用。
如果使用的數(shù)控車床沒有此命令，應(yīng)該首先選用G90矩行循環(huán)命令進(jìn)行編程。
所以在編程中要靈活應(yīng)用，選用合理的G命令進(jìn)行程序編制。
對(duì)于非曲線軌跡的加工，所需主程序段數(shù)要在保證其加工精度的條件下，進(jìn)行計(jì)算后才能得知。
這時(shí)，一條非圓曲線應(yīng)按逼近原理劃分成若干個(gè)主程序段(大多為直線或圓弧)，當(dāng)能滿足其精度要求時(shí)，所劃分的若干個(gè)主程序的段數(shù)應(yīng)為最少。
這樣，不但可以大大減少計(jì)算的工作量，而且還能減少輸入的時(shí)間及內(nèi)存容量的占有數(shù)。
三、合理安排“回零”路線
在編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，為使其計(jì)算過程盡量簡化，既不易出錯(cuò)，又便于校核，編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過執(zhí)行“回零”指令(即返回對(duì)刀點(diǎn))，使其全返回對(duì)刀點(diǎn)位置，然后在執(zhí)行后續(xù)程序。
這樣會(huì)增加走刀距離，降低生產(chǎn)效率。
因此，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即滿足走刀路線最短的要求。
四、選擇刀具和合理選擇切削用量
在數(shù)控車床加工是時(shí)對(duì)刀具的選擇比較嚴(yán)格，所選擇的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便，剛性好，精度高，耐用度好的要求。
數(shù)控車削中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的重要參數(shù)，包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度。
它們的選擇與普車所要求的基本對(duì)應(yīng)一致，但數(shù)控車床加工的零件往往較復(fù)雜，切削用量的選擇應(yīng)根據(jù)機(jī)車說明書，切削原理中的有關(guān)理論，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來確定。
調(diào)整方法是利用數(shù)控車床的操作面板上各種倍率開關(guān)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，來實(shí)現(xiàn)切削用量的合理配置，這對(duì)操作者來說應(yīng)該具有一定的實(shí)際生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)。
五、編程中細(xì)節(jié)問題處理
1.粗精加工分開編程
為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率，車削工件輪廓的最后一刀，通常由精車刀來連續(xù)加工完成，因此，粗精加工應(yīng)分開編程。
并且，刀具的進(jìn)、退位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中切入切出或換刀及停頓，以免因切削力的突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。
2.編程時(shí)常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)。
如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時(shí)，應(yīng)盡量向其最大實(shí)體尺寸靠攏并圓整。
如圖紙尺寸為則編程時(shí)寫X80.015，并取要靠近上偏差。
3.編程時(shí)盡量符合各點(diǎn)重合的原則。
也就是說，編程的原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)、對(duì)刀點(diǎn)的位置盡量重合起來，減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來的加工誤差。
在很多情況下，若圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致，故應(yīng)首先將圖樣上的各個(gè)基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸。
當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動(dòng)量時(shí)，還要通過尺寸鏈解算才能得到，然后才可進(jìn)行下一步編程工作。
4.編制完程序后我首先要對(duì)這個(gè)程序進(jìn)行校驗(yàn)和試切才能在生產(chǎn)中使用，校驗(yàn)只能校驗(yàn)出運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確，不能檢查出被加工零件的加工精度。
因此，有必要進(jìn)行零件的受件試切。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差時(shí)，應(yīng)分析誤差產(chǎn)生的原因，找出問題所在，加以修正。
總之，數(shù)控車床的編程總原則是先粗后精、先進(jìn)后遠(yuǎn)、先內(nèi)后外、程序段最少、走刀路線最短，這就要求我們?cè)诰幊虝r(shí)，特別注意理論聯(lián)系實(shí)際，并在大量的實(shí)踐中，對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證或修正，做到編制的程序最實(shí)用。
【參考文獻(xiàn)】
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