數(shù)控銑床編程中的工藝分析

潘躍才+牟世茂+趙波

摘 要：在工業(yè)制造領(lǐng)域，銑床在產(chǎn)品加工中有著十分廣泛的應(yīng)用。對工藝分析原則進(jìn)行了介紹與闡述，并圍繞數(shù)控銑床編程的工藝進(jìn)行研究與分析，希望能夠從理論層面上為數(shù)控銑床編程的發(fā)展提供一點支持與指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；編程；工藝

引言：在現(xiàn)代制造領(lǐng)域中，數(shù)控機床的應(yīng)用在精度、剛性、自動化程度以及產(chǎn)品質(zhì)量等方面有著極大的優(yōu)勢。對于機械零件加工而言，數(shù)控機床的應(yīng)用需要對零件加工質(zhì)量予以考慮，不僅要控制數(shù)控機床自身精度，同時也要關(guān)注工藝處理這一環(huán)節(jié)，只有采取科學(xué)、合理的控制措施，才能夠使數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率得到有效提升。

一、工藝分析概述

在工藝分析與處理中，數(shù)控銑床編程這一環(huán)節(jié)具有十分重要的意義，其與所編零件加工程序的合理性與正確性有著十分緊密的聯(lián)系。數(shù)控加工是基于自動化的加工程序控制得以實現(xiàn)的，基于此，加工程序必須具有較高的合理性與準(zhǔn)確性，一旦出現(xiàn)一點失誤，就會導(dǎo)致加工零件質(zhì)量不合格，情況嚴(yán)重時還會導(dǎo)致安全事故發(fā)生，給生產(chǎn)企業(yè)帶來不必要的損失。因此，在編程的過程中，作為編程人員，必須圍繞加工工藝、工藝路線等采取有效的控制措施。

二、數(shù)控銑床加工編程的方法

加工程序為自動加工零件的工作指令，根據(jù)規(guī)定的方法與格式，將相關(guān)加工信息用數(shù)控代碼向加工程序單進(jìn)行編寫，這些數(shù)控代碼主要由文字、數(shù)字、符號等組成，在控制介質(zhì)或MDI方式之下，程序單信息會輸入到數(shù)控裝置之中，以此實現(xiàn)對機床加工的自動化控制。因此，所謂的加工程序編制包含了零件圖紙、零件加工程序編制以及控制介質(zhì)整個過程。程序編制的方法有兩種，即手工編程與自動編程，前者主要采用人工的方法來編制程序，主要針對一些點位加工活相對簡單的零件，而自動變成則相對復(fù)雜，其具體涉及到語言編程、圖形編程以及實物編程，對于一些相對復(fù)雜零件而言具有較強的適用性。就數(shù)控銑床工藝分析而言，在編程中首先必須將其特點與優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，將零件結(jié)構(gòu)、材料等因素有機結(jié)合到一起，對設(shè)計進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，才能夠使加工工藝效果得到改進(jìn)?；趯α慵庸ぞ鹊谋Ｕ?，才能夠使數(shù)控加工的質(zhì)量與效率，減少相應(yīng)的能耗，使數(shù)控加工整體效果得到進(jìn)一步提升。

三、數(shù)控銑床編程的工藝分析

1 零件圖分析

就零件的數(shù)控銑削加工而言，首先需要對零件圖進(jìn)行分析，具體內(nèi)容包括零件設(shè)計基準(zhǔn)的分析、零件技術(shù)要求以及材料等等。其中零件的尺寸標(biāo)注、零件結(jié)構(gòu)工藝等分析十分關(guān)鍵，必須卻確保其與數(shù)控加工特點相適應(yīng)，使零件加工精度得到有效控制。如果零件標(biāo)準(zhǔn)屬于非對稱尺寸，由于通常情況下數(shù)控程序需要以零件輪廓編程為參考，換言之就是根據(jù)零件基本尺寸編程，公差帶位置的影響沒有得到關(guān)注，就算數(shù)控機床具有較高精度，也會受到工藝誤差影響而造成零件表面加工尺寸超差現(xiàn)象。

在零件編程加工中采用同一把銑刀、同一個刀具半徑補償值，根據(jù)零件輪廓各處尺寸公差帶的差異，不難發(fā)現(xiàn)將各部位尺寸控制在公差范圍內(nèi)顯然具有很大的難度。此時就需要調(diào)整尺寸公差帶，具體操作為基于零件極限尺寸不變的條件，在編程計算中將輪廓尺寸進(jìn)行改變，然后對公差帶進(jìn)行移動，將其向?qū)ΨQ尺寸公差帶進(jìn)行轉(zhuǎn)變。如上圖所示的括號內(nèi)尺寸，在編程過程中主要參考經(jīng)過調(diào)整的基本尺寸，如此一來，在精加工中采用同一把刀，采用的刀補值相同，當(dāng)工藝系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性，并且其他系統(tǒng)沒有出現(xiàn)誤差，那么加工工件的實際尺寸分布中心就會重合與公差帶中心，此時加工精度就得到可靠保障。

2 零件定位與夾具選擇

零件的準(zhǔn)確定位與夾具的合理選擇，首先需要確保定位、設(shè)計以及編程具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對定位誤差進(jìn)行有效控制，盡量避免精度受到影響，使數(shù)控編程的計算工作量得以降低。其次，還要對裝夾次數(shù)進(jìn)行控制，盡可能做到安裝中全部待加工表面一次到位；此外，在選擇薄板件定位基準(zhǔn)的選擇方面，應(yīng)有效考慮對工件剛性提升因素，對削切變形進(jìn)行嚴(yán)格控制。選擇夾具時要避免過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，提高零件裝卸的便捷性，為安裝定位的可靠性與準(zhǔn)確性提供強有力的保障。

3 加工路線的確定

數(shù)控銑床加工工藝路線直接影響到零件加工精度與表面質(zhì)量，為此，必須對加工路線進(jìn)行合理制定，具體措施闡述如下。

第一，在選擇順銑與逆銑時，對于普通機床而言，在滑動絲杠間間隙問題的影響之下，逆銑加工具有較強的適用性，通過這種方法可以使工作臺軸向竄動造成的震動甚至扎刀現(xiàn)象得以避免。而對于數(shù)控機床而言，由于使用滾珠絲杠，間隙甚至預(yù)緊問題得以避免，如此就解決了傳動間隙問題。就切削理論而言，采用順銑對于刀具壽命而言有著積極影響。在數(shù)控銑削加工的過程中，順銑加工方案往往更具可行性與合理性。

第二，在走刀路線的確定上，走刀路線首先要保障零件加工質(zhì)量，基于此還要盡可能縮短路線距離，對刀具空行程時間加以控制，使生產(chǎn)效率得到提升。如下圖，通常情況下應(yīng)先對均布于同一圓周上的八個孔進(jìn)行加工，然后在對另一個圓周上的孔進(jìn)行加工。然而站在點位控制的數(shù)控機床的角度，首先要確保其定位準(zhǔn)確，具有較快的定位速度，因此在走刀路線安排上應(yīng)有效考慮最短的空程。

其次，關(guān)于機械進(jìn)給系統(tǒng)反向間隙對加工精度的影響也需要加以控制。出于數(shù)控長期處于運行狀態(tài)或自身傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響，出現(xiàn)反向間隙誤差的可能性較高，如此就會對坐標(biāo)軸定位精度造成影響，而在孔隙加工中，定位精度與各孔之間中心距有著較大影響，如果定位不夠準(zhǔn)確，那么就會導(dǎo)致加工余量不均勻，導(dǎo)致幾何形狀誤差的出現(xiàn)。在加工中刀具的趨近方向如果不斷發(fā)生變化，那么加工中就會引入坐標(biāo)軸反向間隙，進(jìn)而增加定位誤差。因此，如果零件的孔定位需要具備較高的精度，那么在進(jìn)給路線的安排上，需要對機械進(jìn)給系統(tǒng)反向間隙對加工精度產(chǎn)生的影響加以嚴(yán)格控制。

對于輪廓銑削過程中的切入切出路線設(shè)計而言，對零件輪廓進(jìn)行銑削的過程中，為了使零件加工精度、表面質(zhì)量與要求相符合，使切入切出部分的刀具刻痕得以避免，在刀具的切入切出路線設(shè)計中，按照零件輪廓法向切入切出顯然不合理，工件的切入應(yīng)按照切削起始點延伸線或切線放線進(jìn)行，如此才能夠使零件曲線得以平滑過渡。與此同理，工件的切離也需要按照切削終點延伸線或切線方向進(jìn)行。

四、結(jié)語

總而言之，在數(shù)控編程的過程中，不管是采用人工方式還是自動方法，編程質(zhì)量都需要對工藝分析予以高度重視。因此，在數(shù)控編程中，必須對零件實際需求進(jìn)行充分分析，并與實踐經(jīng)驗結(jié)合到一起，對加工工藝進(jìn)行合理確定，如此才能夠使數(shù)控加工零件的精度與效率得到全面提升。

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作者簡介：

1.潘躍才（1982.8），男，漢族，籍貫瀘州，本科學(xué)歷，職位：數(shù)控教研室副主任，職稱：初級，研究方向：數(shù)控技術(shù)，單位：四川現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院

2.牟世茂（1986.8），男，漢族，籍貫瀘州，本科學(xué)歷，職位：教師，職稱：初級，研究方向：數(shù)控技術(shù)，單位：四川現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院

3.趙波（1973.11），男，漢族，籍貫成都，本科學(xué)歷，職位：數(shù)控教研室主任，職稱：副高，研究方向：數(shù)控技術(shù)，單位：四川現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院endprint