淺談數(shù)控銑削手工編程方法與技巧的探究

文/呂彎彎 韓海敏

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淺談數(shù)控銑削手工編程方法與技巧的探究

文/呂彎彎 韓海敏

河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院

隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中已經(jīng)逐漸代替普通機(jī)床成為企業(yè)生產(chǎn)線上的主流裝備。一名操作工需要同時(shí)操作幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床，這就要求操作工具有夯實(shí)的手工編程基礎(chǔ)，將數(shù)控機(jī)床的效率發(fā)揮到最大極致。本文主要介紹了在數(shù)控銑或加工中心手工編程中，正確使用某些編程技巧，優(yōu)化手工編程、減少數(shù)學(xué)計(jì)算量、提高編程效率、降低出錯(cuò)率。

數(shù)控技術(shù)；手工編程；編程技巧

0 引言

隨著數(shù)控機(jī)床的飛速發(fā)展與普及，出現(xiàn)了手工編程與自動(dòng)編程。自動(dòng)編程是利用計(jì)算機(jī)專用軟件（如UG、Power-mill）來(lái)編制數(shù)控加工程序；而手工編程不需要計(jì)算機(jī)等輔助設(shè)備，只需要一名具有夯實(shí)手工編程基礎(chǔ)的編程人員即可。手工編程具有快速及時(shí)的特點(diǎn)，缺點(diǎn)是不能進(jìn)行復(fù)雜曲面的編程。在數(shù)控職業(yè)技能鑒定考試中，中、高級(jí)的考試重難點(diǎn)都是手工編程。因此，手工編程是基礎(chǔ)，也是編程人員不可缺少的一項(xiàng)重要技能。

1 機(jī)械零件加工的編程技巧

首先，要合理選擇刀具的進(jìn)給路線。盡量縮短進(jìn)給路線，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)效率。合理安排“回零”路線，使前一刀的終點(diǎn)與后一刀的起點(diǎn)盡量靠近或者重合。其次，正確合理的選擇程序的編程原點(diǎn)（使編程基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合），減少編程各基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算量。

2 合理利用刀具半徑補(bǔ)償

在數(shù)控銑削加工輪廓中，編程軌跡都是所用刀具的刀位點(diǎn)軌跡。對(duì)于立銑刀而言，其刀位點(diǎn)位于刀具底部的中心位置處。如若不考慮刀具半徑，那么加工外輪廓時(shí)，加工出來(lái)的輪廓與圖樣要求減少一個(gè)刀具半徑；加工內(nèi)輪廓時(shí)，多出來(lái)一個(gè)刀具半徑。那么，如何運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償功能來(lái)簡(jiǎn)化程序呢？下面就總結(jié)下，它的運(yùn)用場(chǎng)合：

（1）不需要計(jì)算刀具中心在圖樣上的坐標(biāo)軌跡，直接按圖樣輪廓編程即可。

（2）刀具經(jīng)過(guò)一次或多次使用后避免不了磨損，此時(shí)不需要修改程序，只需改變相應(yīng)刀號(hào)的刀具半徑補(bǔ)償值即可。

（3）同一個(gè)程序、同把刀具可以進(jìn)行同一輪廓的粗、精加工。

（4）可以通過(guò)修改刀具半徑補(bǔ)償值，將相應(yīng)尺寸做到公差范圍之內(nèi)。

（5）加工相互配合的凹凸零件時(shí)，運(yùn)用同一程序，只需更改刀具半徑補(bǔ)償值的正負(fù)即可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外輪廓的加工。

3 合理利用拐角指令

指令格式如下：G01 X Y R/C;

X Y為兩相交直線的交點(diǎn)；R為圓弧的半徑；C為45°的倒斜角。這樣的編程方式簡(jiǎn)單易懂且程序簡(jiǎn)單。

4 巧妙使用宏程序編程

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶提供了一些基本的編程功能，同時(shí)為編程提供了擴(kuò)展數(shù)控功能的手段：宏程序編程。在編程過(guò)程中，編程人員可以靈活調(diào)用變量，對(duì)變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算。

5 正確使用極坐標(biāo)編程

極坐標(biāo)編程可以減少圖樣基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算量，針對(duì)一般以角度和半徑形式而標(biāo)注的圖樣后者圓周分布規(guī)律的孔類零件適合于用極坐標(biāo)來(lái)簡(jiǎn)化編程，減少編程計(jì)算量、提高編程效率。格式如下：G17 G16 X Y；G15；G17指XY平面；G16建立極坐標(biāo)；X為極坐標(biāo)系的半徑；Y為極坐標(biāo)系的角度；極坐標(biāo)的零度方向?yàn)榈谝蛔鴺?biāo)軸的正方向，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榻嵌确较虻恼?。如圖1所示的孔類零件，針對(duì)孔的加工工藝而言，該類零件的工序可分為鉆-擴(kuò)-鉸三道工序。若采用極坐標(biāo)方式編程，不需要編寫多個(gè)程序，只需將程序的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量更改即可實(shí)現(xiàn)三道工序的依次加工。

6 靈活使用子程序及子程序的嵌套

根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，子程序的指令格式都是相同的。不同的數(shù)控系統(tǒng)，子程序存放的方式不一樣而已。比如，華中系統(tǒng)子程序和主程序存放在一個(gè)NC程序中即可，而對(duì)于FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床子程序和主程序則分別存放在不同的NC程序中。子程序主要有以下兩點(diǎn)簡(jiǎn)化程序的功能：

（1）同平面內(nèi)多個(gè)相同輪廓形狀工件的加工。在一次裝夾中，若要完成多個(gè)相同輪廓形狀的加工程序作為子程序，然后用主程序調(diào)用子程序。

（2）實(shí)現(xiàn)零件的分層切削。當(dāng)零件的Z方向上的總切削深度比較大時(shí)，需采用分層切削方式進(jìn)行加工。實(shí)際編程時(shí)先編寫該輪廓加工的刀具軌跡子程序，然后通過(guò)子程序調(diào)用方式來(lái)實(shí)現(xiàn)分層切削。

使用子程序的注意事項(xiàng)：（1）注意主、子程序間模式代碼的變化；（2）在半徑補(bǔ)償模式中的程序不能被分支。

7 靈活使用鏡像、旋轉(zhuǎn)等特殊指令

如圖2所示零件，雖然兩零件不對(duì)稱，但是兩個(gè)圖形之間存在著一定的位置關(guān)系。第二項(xiàng)限零件的輪廓是第一象限的輪廓關(guān)于Y軸對(duì)稱后，再以點(diǎn)A為旋轉(zhuǎn)中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°的得到的圖形。所以遇到類似的圖形輪廓，首先需要對(duì)零件圖紙進(jìn)行分析，找出他們的相似點(diǎn)。

圖2

由此可見，掌握各種編程方法的同時(shí)還需要注意各方法的特點(diǎn)以及使用注意事項(xiàng)，對(duì)其有深入的了解，正確判斷使用場(chǎng)合。同時(shí)也可以兩種指令結(jié)合使用，達(dá)到最佳的簡(jiǎn)化編程效果。這樣才能有效簡(jiǎn)化數(shù)控加工的程序，提高編程效率，最大效益的發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的利用率。

[1]倪紅兵.巧用旋轉(zhuǎn)指令簡(jiǎn)化數(shù)控銑削編程[J].機(jī)床與液壓，2010（10）：107-108.

[2]廖玉松.數(shù)控加工技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013：121-346.

[3]蔣玉芳.淺談編程指令鏡像的別樣應(yīng)用[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2014（7）