数控车床手工编程技巧

摘 要：只有合理运用编程技巧,编制出准确、高效率的加工程序,才能保证加工出符合图纸要求的合格工件,才能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥,从而提高生产效率,提高经济效益.

关 键 词：编程；进给路线；数控；合理

数控编程方法有手工编程和自动编程两种,手工编程是指从零件图样分析、工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要由人工完成的编程过程.由于每个人的加工方法不同,编制加工程序也各不相同,但最终的目的是为了提高数控车床的生产效率,因此合理运用编程技巧,编制高效率的加工程序,尤为重要.本文将从五个方面阐述数控车削手工编程技巧.

一、分析零件图样,正确选择程序原点

在数控车削编程时,首先要分析零件图样,选择工件上的一点作为数控程序原点,并以此为原点建立一个工件坐标系.工件坐标系的合理确定,对数控编程及加工时的工件找正都很重要.程序原点的选择要尽量满足程序编制简单,尺寸换算少,引起的加工误差小等条件.为了提高零件加工精度,方便计算和编程,我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面、后端面、卡爪前端面的交点上,尽量使编程基准与设计、装配基准重合.

二、合理选择进给路线

进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹,即刀具从对刀点开始进给运动起,直到结束加工程序后退刀返回该点及所经过的路径,是编写程序的重要依据之一.合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的.应考虑以下几个方面：

(一）尽量缩短进给路线,减少空走刀行程,提高生产效率

(1)巧用起刀点.如在循环加工中,根据工件的实际加工情况,将起刀点与对刀点分离,在确保安全和满足换刀需要的前提条件下,使起刀点尽量靠近工件,减少空走刀行程,缩短进给路线,节省在加工过程中的执行时间.

(2)在编制复杂轮廓的加工程序时,通过合理安排“回零”路线,使前一刀的终点与后一刀的起点间的距离尽量短,或者为零,以缩短进给路线,提高生产效率.

(3)粗加工或半精加工时,毛坯余量较大,应采用合适的循环加工方式,在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下,采取最短的切削进给路线,减少空行程时间,提高生产效率,降低刀具磨损.

(二)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求

(1)合理选取起刀点、切入点和切入方式,保证切入过程平稳,没有冲击.为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求,精加工时,最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来.认真考虑刀具的切入和切出路线,尽量减少在轮廓处停刀,以避免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕.一般应沿着零件表面的切向切入和切出,尽量避免沿工件轮廓垂直方向进、退刀而划伤工件.

(2)选择工件在加工后变形较小的路线.对细长零件或薄壁零件,应采用分几次走刀加工到最后尺寸,或采取对称去余量法安排进给路线.在确定轴向移动尺寸时,应考虑刀具的引入长度和超越长度.

(三)保证加工过程的安全性

要避免刀具与非加工面的干涉,并避免刀具与工件相撞.如工件中遇槽需要加工,在编程时要注意进退刀点应与槽方向垂直,进刀速度不能用“G0”速度.“G0”指令在退刀时尽量避免“X、Z”同时移动使用.

(四)有利于简化数值计算,减少程序段数目和编制程序工作量

在实际的生产操作中,经常会碰到某一固定的加工操作重复出现,可以把这部分操作编写成子程序,事先存入到存储器中,根据需要随时调用,使程序编写变得简单、快捷.对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件的编程,可以采用宏指令编程,减少乃至免除编程时进行烦琐的数值计算,精简程序量.

三、合理调用G命令使程序段最少

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,其构成加工程序的各条程序即程序段.在加工程序的编制工作中,总是希望以最少的程序段数即可实现对零件的加工,以使程序简洁,减少出错的几率及提高编程工作的效率.

由于数控车床装置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.

四、优化参数,平衡刀具负荷,减少刀具磨损

由于零件结构的千变万化,有可能导致刀具切削负荷的不平衡.而由于自身几何形状的差异导致不同刀具在刚度、强度方面存在较大差异,例如：正外圆刀与切断刀之间,正外圆刀与反外圆刀之间.如果在编程时不考虑这些差异,用强度、刚度弱的刀具承受较大的切削载荷,就会导致刀具的非正常磨损甚至损坏,而零件的加工质量达不到要求.因此编程时必须分析零件结构,用强度、刚度较高的刀具承受较大的切削载荷,用强度、刚度小的刀具承受较小的切削载荷,使不同的刀具都可以采用合理的切削用量,具有大体相近的寿命,减少磨刀及更换刀具的次数.

五、合理选择切削用量

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.

总之,随着科学技术的飞速发展,数控车床由于具有优越的加工特点,在机械制造业中的应用越来越广泛,为了充分发挥数控车床的作用,我们需要在编程中掌握一定的技巧,编制出合理、高效的加工程序,保证加工出符合图纸要求的合格工件,同时能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控车床能安全、可靠、高效地工作.