試論數控加工程序編制

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摘要:數控技術是一種高精度、高效率的技術,在機械加工中應用最為廣泛。本文就數控程序的編制過程與其數值計算方法進行分析,旨在提高數控車的使用效率與穩定數控加工的質量。

關鍵詞:數控車加工；程序編制；計算方法

在數控技術的應用當中,對所加工的零件中的各種信息進行數字化,按照特定的編程方法進行數控車床的加工,從而對機床的各個部件的預定行進軌道與行進速度進行合理的規劃。所以,在數據機床的數控加工中,合理的進行加工程序的編寫非常重要。經過長期的實踐表明,合理的程序編制需要包含很多計算因素,下面就對數控車床的加工程序編制過程中的數值計算方法進行詳細論述。

1程序編制時的數值計算方法

1.1基點計算

基點計算是程序編制中的關鍵環節,相鄰的基點間所形成的幾何元素決定著零件的輪廓。所以在編程時應該按照基點去劃分程序段,程序段間的近似區間越大,則基點的數目應該越小。假設程序段間的誤差為d,d應該小于等于規定編程誤差范圍,且d的取值應當在1/5到1/10間?；c計算目前分為兩種計算,分別是人工計算與繪圖計算,人工計算要求程序的編制人員具有一定的初等數學能力,熟悉掌握方程計算與三角函數計算的方法,具有實用性強的優點,但是相比之下效率較低且失誤率高。繪圖計算則是可以充分利用計算機中的繪圖軟件將數控加工所需的相關圖樣進行直接的繪制,但是這要求程序的編制人員有一定繪畫基礎與繪圖軟件的使用能力?？偟膩碚f,這兩種計算方法各有千秋,在數控加工的編程計算中應該結合使用、取長補短。

1.2節點計算

多數的數控機床并不具備非圓曲線的插補指令,而在編制非圓曲線數控程序過程中一般使用直線和圓弧來替換的方法來進行編程,因為直線替換法的操作簡單,其表現形式也比較直觀,所以精度要求的滿足條件下,通常是以直線段折線代替非圓曲線[1]。節點就是直線線段與圓弧線段之間的交點,這些直線段和弧線線段在圖形的構成中可以對一些曲線非圓線段進行代替,而這些圖形無法通過直接的計算求出相關的坐標點,節點計算的零件其形狀往往較為復雜,因此,節點計算就根據零件的精度求出坐標值,其算法最好采用就算量較大的人工計算法進行計算。

1.3刀位點軌跡計算

刀位點即刀具的定位基準點,在數控車的加工中可以標志出刀具不同位置的坐標點,刀位點的計算應該根據不同類型的刀具而異,不同類型的刀具其刀位點也不盡相同,對于刀位點的軌跡計算而言,刀位點可以是刀尖位置點也可以是圓心位置點[2]。

2實例計算分析

毛坯棒料的數控機床加工工件的程序原點如圖1所示。加工方法:第一,確定加工的路線,按照先主后次,先粗后精的加工原則進行加工路線的確定,采用一種固定循環的指令對零件的外輪廓進行加工,然后再進行精加工,最后再進行切斷;第二,在刀具的選擇上應當進行四把刀的選用,一號刀具為粗加工外圓車刀,2號刀具為精加工外圓車刀,3號刀具為切槽刀,四號刀具為車螺紋刀,使用試切法進行對刀,在對刀的同時把端面進行合理的加工;第三,合理選擇切削的參數,各工序的切削速度與進給速度如表1所示;第四,進行程序的編制,最關鍵的是確定工件右端部與軸心線的交點。

3數控車加工的概述

3.1數控車的加工

數控車床加工本身就是一種高精度、高效率的自動化機床用數字信息控制零件和刀具位移的機械加工方法。是通過圓柱形坯料做旋轉運動,刀具沿軸向進給,從而加工出精確的直徑,以及合理的加工深度的加工方法。

3.2數控車床加工的注意事項

在數控車床的加工中,有許多的事項值得注意,具體可以分為兩個方面:一方面,控制切削用量。切削用量是切削時各運動參數的總稱,包括切削速度、進給量和背吃刀量(切削深度)。要確保數控車的零件加工的精度,降低生產的成本,提高生產率,就要時刻注意對切削深度,進給速度的把控。另一方面,注意高效率走到路線的選取。走刀路線決定著數控加工中刀具的運動軌跡和工件表面的粗糙程度。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求,最終輪廓應安排在最后一次走刀中連續加工出來,確保最小化走到路線,減少走刀時間,從而提高工作效率。

4數控車加工過程中程序編制數值計算方法的沿用

4.1加工程序的編制

編制加工程序是整個數控車加工的重要一環,一個完備的數據車加工程序應當是多個程序段的統一,利用基點的計算去劃分程序段,確保程序段的誤差在五分之一至十分之一之間。每一個程序段的加工動作完成都稱為“字”,在數控車的加工程序編制中,主要利用“字”?！白帧卑蕚渲噶頖與輔助指令M,其中G指令用于為機床設計運動方式,M指令用于機床描述在進行數控加工時而采用的一切工藝手段。第一,手工編程在數學的處理上建立一個基點的坐標體系,根據圖紙要求的加工路線去計算基點的幾何元素起點,對于數控系統的插補功能不能滿足零件的幾何形狀時,則必須對曲線上的一定數量的離散點進行詳細計算,利用節點算法算出點與點之間的距離,再去按照精度計算出節點間的距離。第二,自動編程相對于手工編程來說,其優勢是可以利用計算機的軟件來進行數控程序的編制,程序的編制人員只要按照零件的圖樣要求將其翻譯成數控語言,然后將其輸入到軟件當中,有軟件進行自動化的數值計算和處理,在編寫完成后,將加工程序通過數控語言的形式輸入進數控機床,來進行機床工作的智慧。但是自動編程的操作較為復雜,需要對計算機及數控軟件較為精通的人員進行自動編程。

4.2加工程序的校檢

在數控車加工程序編寫完畢后,要養成良好的程序檢驗習慣,不應對加工程序的編寫存在僥幸程序。加工程序的校檢工作應該具有以下四步,第一,檢測刀具和約束面之間是否存在碰撞與相互干擾;第二,關于刀具類型的選擇是否科學合理;第三,是否對切削量進行合理的設置;第四,最終的程序是否可以滿足加工需求。如果在上述的校檢過程中出現錯誤,那我們需要及時的發現問題并使用軟件進行加工模擬,然后重復程序的校檢直到最終加工需求的達成。

5結語

一臺數控車床的造價相當不菲,對于其的加工程序的編制一定要進行認真的研究與考察,掌握其的工作性能與加工的范圍。數控車在進行數控程序的編制中,合理對其相應的數值計算方法進行沿用可以降低錯誤率,提高編程效率,如果要對數控加工程序編制充分掌握,就一定以人工計算的方法進行練習,才能了解數控編程的原理。

作者:黃肖群 單位:廣西南寧技師學院

參考文獻

[1]宋兆沛.數控加工程序編制中非圓曲線的節點計算[J].現代制造工程,2008,(2):63-65.

[2]吳曉蘇,林天極.數控加工程序編制時指令的程序結構優化[J].機械制造,2005,43(1):57-59.