數控編程技巧論文

　　數控編程技巧論文

　　摘 要：數控已在機械行業(yè)中占有較大的市場(chǎng)，機床已得到了廣泛的應用，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中我們應發(fā)揮機床的特點(diǎn)，巧用程序中的指令及工藝，提高工件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本人通過(guò)多年的數控理論與實(shí)踐經(jīng)驗闡述數控編程方面的技巧。

　　關(guān)鍵詞：數控 編程 走刀路線(xiàn) 循環(huán)指令 G代碼

　　正文：數控機床適用性較強，我們應發(fā)揮數控機床的優(yōu)勢，通過(guò)編程與操作的手段盡量提高加工效率。數控編程分為手工和自動(dòng)編程兩種，對于形狀簡(jiǎn)單的零件，手工編程比較簡(jiǎn)單，而且經(jīng)濟、及時(shí)。因此手工編程應用廣泛，只有對形狀復雜的工件采用自動(dòng)編程。以下談?wù)勗跀悼鼐幊碳记伞?/p>

　　1 工件原點(diǎn)的選擇

　　工件原點(diǎn)又稱(chēng)編程原點(diǎn)。為了方便編程，首先要在零件圖上選定一個(gè)編程原點(diǎn)，并以此點(diǎn)為原點(diǎn)建立一個(gè)新的坐標系，稱(chēng)編程坐標系或零件坐標系。

　　為了方便于坐標點(diǎn)的計算、加工過(guò)程中的對刀以及滿(mǎn)足設計基準與工藝基準的統一，保證加工精度，在數控車(chē)床上編程原點(diǎn)一般設在工件的右端面或左端面與主軸回轉中心線(xiàn)的交點(diǎn)上;在數控銑床上，為了方便編程，一般要根據工件形狀和標注尺寸的基準，以及計算最方便的原則來(lái)確定工件上某一點(diǎn)為工件原點(diǎn)。

　　2 走刀路線(xiàn)的選擇與優(yōu)化

　　主要遵循以下原則：

　　(1)保證零件的加工精度和表面粗糙度。

　　銑床上加工位置精度要求較高的孔系時(shí)，如果加工孔順序安排不當，就可將坐標軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。如圖所示零件上六個(gè)尺寸相同的孔，有兩種走刀路線(xiàn)，如圖1(b)、(c)。

　　如采用(b)圖加工路線(xiàn)加工時(shí)，由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，x向反向間隙會(huì )使定位誤差增加，從而影響5、6孔與其他孔的位置精度;如采用圖c加工路線(xiàn)加工時(shí)，加工完4孔后往上移動(dòng)一段距離，然后在折回來(lái)再進(jìn)行5、6孔的加工，使各孔的加工進(jìn)給方向一致，避免反向間隙的引入，提高了5、6孔的位置精度。(如圖1)

　　刀具的進(jìn)退刀路線(xiàn)要盡量避免在輪廓處停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。

　　(2)使走刀路線(xiàn)最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率。(如圖2)

　　如圖2所示，(b)圖的進(jìn)刀路線(xiàn)可使各孔間距的總和最小，空程最短，節省定位時(shí)間。

　　(3)最終輪廓一次走刀完成

　　如圖所示，(a)圖采用行切法加工內輪廓，不留死角，但兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留有殘余高度，影響表面粗超度，(b)圖采用環(huán)切法，表面粗超度小，但刀位計算略為復雜，走刀路線(xiàn)也較行切法長(cháng)。(c)圖的走刀路線(xiàn)為先用行切法，再用環(huán)切法，使表面光整。所以方案c最佳。(如圖3)

　　3 循環(huán)指令的合理選用

　　在FANUC oi數控系統中，切削循環(huán)加工指令有很多種，每一種指令都有其各自的加工特點(diǎn)，工件加工后的加工精度也有所不同，所以我們在選擇的時(shí)候要仔細分析每個(gè)指令的特點(diǎn)，合理選用，爭取加工出精度較高的零件。

　　G71、G72與G73的選擇。

　　G71為外圓粗車(chē)循環(huán)指令，它適用于軸向尺寸較長(cháng)的棒料毛坯的加工，需多次走刀才能完成的粗加工。但該指令的應用有它的局限性，即零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調遞增或遞減。

　　G72為端面粗車(chē)循環(huán)指令，它也是一種復合循環(huán)指令。與G71不同的是該指令適用于Z向余量小、X向余量大的回轉體零件的粗加工，所加工零件輪廓同樣必須符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調遞增或遞減。

　　G73為復合固定循環(huán)指令，它是一種多次成形封閉循環(huán)指令，該指令適于粗車(chē)輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近的毛坯，如：鑄件、鍛件類(lèi)毛坯。對零件的單調性沒(méi)有要求。使用G71、G72指令則會(huì )產(chǎn)生許多無(wú)效切削，且浪費時(shí)間。

　　這三個(gè)指令不可同時(shí)混淆使用。

　　G92與G76的選擇。

　　G92是直切法切削，X向進(jìn)刀的同時(shí)Z向切入點(diǎn)不變化適合小螺距，但牙形精度較高。由于刀具移動(dòng)切削均靠編程完成，所以加工程序較長(cháng)，由于刀刃在加工中易磨損，因此在加工中要經(jīng)常測量。

　　比如需加工高精度、大螺距的螺紋，則可采用G92、G76混用的辦法，即先用G76進(jìn)行螺紋粗加工，用G92進(jìn)行精加工。需要注意的是粗精加工時(shí)的起刀點(diǎn)要相同，以防止螺紋亂扣的產(chǎn)生。

　　G76是斜切法切削，系統自動(dòng)計算每一刀的切入點(diǎn)，即每一刀x向進(jìn)刀的同時(shí)z向切入點(diǎn)會(huì )向前變化，終點(diǎn)不變，適合大螺距螺紋，也有利的保護了刀具，但牙形精度較差。但工藝性比較合理，編程效率較高。

　　4 G代碼與M代碼指令的應用

　　4.1 G28與G29

　　參考點(diǎn)是機床上的一個(gè)固定點(diǎn)，通過(guò)參考點(diǎn)返回功能刀具可以容易地移動(dòng)到該位置。參考點(diǎn)主要用作自動(dòng)換刀或設定坐標系。G28為返回參考點(diǎn)指令，它用以表示各軸以快速移動(dòng)速度定位到中間點(diǎn)或參考點(diǎn)。

　　因此，為了安全，在執行該指令之前，應該清除刀具半徑補償和刀具長(cháng)度補償。G29為從參考點(diǎn)返回指令，從參考點(diǎn)經(jīng)過(guò)中間點(diǎn)沿著(zhù)指定軸自動(dòng)地移動(dòng)到指定點(diǎn)。實(shí)際加工中，應巧妙利用返回參考點(diǎn)指令，可以提高產(chǎn)品的精度。

　　4.2 M00與M05

　　M00為程序暫停指令，M05為主軸停轉指令。系統執行M00指令時(shí)，進(jìn)給、切削液停止，但是主軸仍在轉動(dòng)，如果與M05指令結合使用，主軸停轉，就可進(jìn)行某一手動(dòng)操作，如換刀、零件的調頭、測量零件尺寸等。系統保持這種狀態(tài)，直到重新啟動(dòng)機床，繼續執行M00程序段后面的程序。

　　4.3 M98與M99

　　M98為程序調用指令，M99返回主程序指令。某些被加工的零件中，常常會(huì )出現幾何形狀完全相同的加工軌跡，在程序編制中，將有固定順序和重復模式的程序段，作為子程序存放，可使程序簡(jiǎn)單化，主程序執行過(guò)程中如果需要某一個(gè)子程序，可以通過(guò)M98指令調用子程序，執行完后通過(guò)M99返回主程序，繼續執行后面的程序段。

　　4.4 G00與G01

　　G00指令為快速定位指令，G01為直線(xiàn)插補指令。G00指令使刀具移動(dòng)的速度是由機床系統設定的，G01指令使刀具移動(dòng)的速度是根據切削要求確定的，在程序段中，只要刀具做進(jìn)刀和退刀動(dòng)作(刀具與工件無(wú)接觸)，都盡量使用G00指令，以提高零件的生產(chǎn)效率。

　　4.5 G04

　　G04為時(shí)間暫停指令。程序在執行到某一段后，需要暫停一段時(shí)間，進(jìn)行某些人為的調整。當暫停時(shí)間一到，繼續執行下一段程序。

　　總之，數控機床在機械制造業(yè)中的應用越來(lái)越廣泛，為了充分發(fā)揮數控機床的作用，我們必須要在編程中掌握一定的技巧，結合生產(chǎn)實(shí)際，編制出合理、高效的加工程序，能使數控機床的功能得到合理的應用與充分的發(fā)揮，讓學(xué)生在以后的工作中學(xué)有所用。

　　參考文獻

　　[1] 楊繼宏，主編，富恩強，郭傳東，副主編.數控加工工藝手冊[M].化工工業(yè)出版社，2008，2(1).

　　[2] 任國興，主編.數控車(chē)床加工工藝與編程操作[M].機械電子工業(yè)出版社，2010，2 (2).

　　[3] 高楓，肖衛寧，主編.數控車(chē)削編程與操作訓練[M].高等教育出版社，2009，2(3).

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