浅谈CAK5085dj数控车床程序的编制

武巍

【摘要】科学技术日新月异发展的今天，数字控制技术在现代制造业发展中占有重要地位，数控加工技术已成为当今工业三大支撑技术之一。数控机床作为现代制造技术的代表，数控车床又是数控机床中及具代表性的一种机床，它不但加工精度高，而且操作方便。然而，数控加工工艺分析直接影响数控加工的加工质量和加工效率，因此，数控加工工艺分析和规划是数控编程的核心内容。这就要求数控编程人员从分析零件图样、确定工艺过程、计算加工轨迹和加工尺寸、编写加工程序单、校验程序和试切削等细节问题出发，编制出高质量的数控加工程序。

【关键词】数控 加工 车床 程序 编程

【中图分类号】TG519.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）04-0055-02

数控编程是以数控加工中的编程方法作为研究对象的一门加工技术，它是以机械加工中的工艺和编程理论作为基础，针对数控机床自身的特点，综合运用相关的专业知识来解决数控加工中的工艺问题和编程问题。数控编程人员必须掌握与数控加工技术相关内容的知识，包括数控加工原理、数控机床及其原理、机床坐标系，数控程序结构和常用数控指令等。数控加工工艺分析和规划直接影响数控加工的加工质量和加工效率，因此，数控加工工艺分析和规划是数控编程的核心内容。现从分析零件图样、确定工艺过程、计算加工轨迹和加工尺寸、编写加工程序单、校验程序和试切削等细节问题出发，分析在数控车削过程中程序的编制方法。对于数控车床来说，采用不同的数控系统，其编程方法也不同。我仅以FANUC数控系统为例，介绍CAK5085dj数控车床程序的编制。

一、零件图样的分析

编程人员在拿到零件图样后，首先应准确的识图，并理解零件图样所表述的各种信息，这些信息主要包括零件的材料、形状、尺寸、精度和毛坯形状等。通过对这些信息的分析，确定该零件是否适合在数控车床上加工。

二、确定工艺过程

分析零件图样之后，还要进行加工工艺的分析，合理选定刀具和工装夹具，确定零件加工的工艺路线以及切削用量等工艺参数。

三、计算加工轨迹和加工尺寸

根据零件图样、加工路线和零件加工允许的误差，计算出零件轮廓的坐标值。确定加工路线时，要合理确定走刀路线并使其最短。确定走刀路线是编程的重点，由于精加工切削程序走刀路线基本上都是沿着零件轮廓进行的，因此主要内容是确定粗加工及空行程的走刀路线。使走刀路线最短可以节省整个加工过程的所需时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损，进而降低生产成本。

四、编写加工程序单、校验程序和试切削

根据加工路线、切削用量、刀具号、刀具补偿量及刀具运动轨迹，按照系统代码和程序段格式编写零件加工的程序单，程序单在正式使用之前必须经过校验和试切削。程序单输入数控系统后可在CRT屏幕上动态模拟零件的加工过程，纠正错误程序。确认加工程序可行后，要进行首件试切。进行首件试切，不但可以检验程序的错误，而且还可以检验加工精度是否符合设计要求。当发现错误时，通过分析错误原因来修改程序或调整刀具补偿，直至达到零件图样的设计要求。

五、编程中细节问题处理

1.在使用CAK5085dj数控车床编程过程中，要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，使其构成加工程序的各条程序即程序段。合理选择G命令，以使程序段减少，但也要兼顾走刀路线最短，以最少的程序段数就可实现对零件的加工，以使程序简洁，减少错误率并提高编程效率。

2.合理安排“回零”路线。在编制较复杂轮廓的加工程序时，为使其计算过程尽量简化，既不易出错，又便于校核，编程者有时将每一刀加工完成后的刀具终点通过执行“回零”指令（即返回对刀点），使其返回对刀点位置，然后再执行后续程序。这样会增加走刀的距离，降低生产效率。因此，在合理安排“回零”路线时，应使其前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量减短，或者为零，以满足走刀路线最短的要求。

3.合理的选择切削用量。数控车削中的切削用量是表示机床主轴的主运动和刀架进给运动大小的重要参数，包括切削深度、主轴转速、进给量。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，以实现切削用量的合理配置。

4.粗精加工分开编程。为了提高零件的加工精度并保证生产效率，車削工件轮廓的最后一刀，通常由精车刀来连续加工完成，因此，粗精加工应分开编程。并且进、退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中切入、切出、换刀及停顿，以免因切削力的突然变化而造成零件弹性变形，致使光滑连接的轮廓上产生划伤。

5.编程时常用零件要求尺寸公差的中差值作为编程尺寸依据。例如图纸尺寸为?800、+0.026则编程时写入X80.013。

6.编程时尽量符合各基准点重合的原则。也就是说，编程的原点要和设计的基准、对刀点的位置尽量重合起来，减少由于基准不重合所带来的加工误差。在很多情况下，一般图样上的尺寸基准与编程所需要的尺寸基准不一致，应首先将图样上的各个基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。当需要掌握控制某些重要尺寸的允许变动量时，还要通过尺寸链计算才能得到，然后再进行下一步的编程工作。

总之，CAK5085dj数控车床的编程总原则是先粗后精、先近后远、先内后外、程序段最少、走刀路线最短。这就要求我们在编程时，特别注意理论联系实际，并要进行大量的实际操作练习，对所学的知识进行验证或修正，做到编制的程序最实用、最适用、最合理。另外，还可以通过设置编程模板让学生进行数控加工的程序编制练习，实现数控程序编制的标准化，并可以将所学知识进行巩固、传承和创新。最终，真正实现对所学知识的掌握。这样，不但可以大大简化编程步骤，提高编程效率，降低程序的错误率，而且还能让初学者也可以应用模板编制出高质量的数控加工程序，提高学生的学习兴趣，使学生真正的掌握数控车床程序编制的各种执行指令和方法，为我国全面建成小康社会和中国制造2025培养出合格的建设者和接班人。

参考文献：

[1]《数控车工》（中级）.崔兆华主编、机械工业出版社、2011年1月第一版.

[2]《车工工艺学》.王公安主编、中国劳动社会保障出版社、2014年7月第五版.