【正文】 數(shù)控車削編程與操作課程標(biāo)準(zhǔn)商建方一、背景數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動(dòng)化加工設(shè)備，它嚴(yán)格按照加工程序，自動(dòng)的對(duì)被加工工件進(jìn)行加工。我們把從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的直接用于加工的程序稱為數(shù)控加工程序，簡(jiǎn)稱為數(shù)控程序，它是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。與數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件相對(duì)應(yīng)的是數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件是用于數(shù)控系統(tǒng)工作控制的，它不在本教程的研究范圍內(nèi)。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。 數(shù)控程序編制的概念　　在編制數(shù)控加工程序前，應(yīng)首先了解：數(shù)控程序編制的主要工作內(nèi)容，程序編制的工作步驟，每一步應(yīng)遵循的工作原則等，最終才能獲得滿足要求的數(shù)控程序（）。　　程序樣本 數(shù)控程序編制的定義編制數(shù)控加工程序是使用數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要技術(shù)工作，理想的數(shù)控程序不僅應(yīng)該保證加工出符合零件圖樣要求的合格零件，還應(yīng)該使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，使數(shù)控機(jī)床能安全、可靠、高效的工作。數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟　　數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過(guò)程。，編程工作主要包括：程 序 校 驗(yàn)編 寫(xiě) 程 序數(shù) 學(xué) 處 理分析零件圖樣和制定工藝方案修 改　數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟（1）分析零件圖樣和制定工藝方案 這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。這一工作要求編程人員能夠?qū)α慵D樣的技術(shù)特性、幾何形狀、尺寸及工藝要求進(jìn)行分析，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床使用的基礎(chǔ)知識(shí)，如數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、數(shù)控系統(tǒng)的功能等，確定加工方法和加工路線。（2）數(shù)學(xué)處理 在確定了工藝方案后，就需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線等，計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。數(shù)控系統(tǒng)一般均具有直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)功能，對(duì)于加工由圓弧和直線組成的較簡(jiǎn)單的平面零件，只需要計(jì)算出零件輪廓上相鄰幾何元素交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，得出各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心坐標(biāo)值等，就能滿足編程要求。當(dāng)零件的幾何形狀與控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時(shí)，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，否則難以完成。（3）編寫(xiě)零件加工程序 在完成上述工藝處理及數(shù)值計(jì)算工作后，即可編寫(xiě)零件加工程序。程序編制人員使用數(shù)控系統(tǒng)的程序指令，按照規(guī)定的程序格式，逐段編寫(xiě)加工程序。程序編制人員應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的功能、程序指令及代碼十分熟悉，才能編寫(xiě)出正確的加工程序。（4）程序檢驗(yàn) 將編寫(xiě)好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，就可控制數(shù)控機(jī)床的加工工作。一般在正式加工之前，要對(duì)程序進(jìn)行檢驗(yàn)。通?？刹捎脵C(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)的方式，來(lái)檢查機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性，以檢驗(yàn)程序。在具有圖形模擬顯示功能的數(shù)控機(jī)床上，可通過(guò)顯示走刀軌跡或模擬刀具對(duì)工件的切削過(guò)程，對(duì)程序進(jìn)行檢查。對(duì)于形狀復(fù)雜和要求高的零件，也可采用鋁件、塑料或石蠟等易切材料進(jìn)行試切來(lái)檢驗(yàn)程序。通過(guò)檢查試件，不僅可確認(rèn)程序是否正確，還可知道加工精度是否符合要求。若能采用與被加工零件材料相同的材料進(jìn)行試切，則更能反映實(shí)際加工效果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)加工的零件不符合加工技術(shù)要求時(shí)，可修改程序或采取尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?。?shù)控程序編制的方法 數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種：手工編制程序和自動(dòng)編制程序。（1）手工編程手工編程指主要由人工來(lái)完成數(shù)控編程中各個(gè)階段的工作。編程手冊(cè)工藝人員加工程序加工程序初稿編程人員工藝規(guī)程夾具表零件圖樣機(jī)床表刀具表修 改　手工編程　　一般對(duì)幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需的加工程序不長(zhǎng)，計(jì)算比較簡(jiǎn)單，用手工編程比較合適。手工編程的特點(diǎn)：耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，無(wú)法勝任復(fù)雜形狀零件的編程。據(jù)國(guó)外資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)采用手工編程時(shí)，一段程序的編寫(xiě)時(shí)間與其在機(jī)床上運(yùn)行加工的實(shí)際時(shí)間之比，平均約為30：1，而數(shù)控機(jī)床不能開(kāi)動(dòng)的原因中有20%~30%是由于加工程序編制困難，編程時(shí)間較長(zhǎng)。（2）計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程自動(dòng)編程是指在編程過(guò)程中，除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進(jìn)行外，其余工作均由計(jì)算機(jī)輔助完成。采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程時(shí)，數(shù)學(xué)處理、編寫(xiě)程序、檢驗(yàn)程序等工作是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，由于計(jì)算機(jī)可自動(dòng)繪制出刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，使編程人員可及時(shí)檢查程序是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改，以獲得正確的程序。又由于計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程代替程序編制人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算，可提高編程效率幾十倍乃至上百倍，因此解決了手工編程無(wú)法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。因而，自動(dòng)編程的特點(diǎn)就在于編程工作效率高，可解決復(fù)雜形狀零件的編程難題?！　?shù)控車削加工包括內(nèi)外圓柱面的車削加工、端面車削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等，在分析了數(shù)控車床工藝裝備和數(shù)控車床編程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，下面將結(jié)合配置GSK980TD數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床重點(diǎn)討論數(shù)控車床基本編程方法。 F功能 F功能指令用于控制切削進(jìn)給量。在程序中，有兩種使用方法。 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 編程格式 G95 F~ F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r。例：G95 mm/r。每分鐘進(jìn)給量編程格式G94 F~ F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。例：G94 F100 表示進(jìn)給量為100mm/min。 恒線速切削方式 S功能S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速。編程格式 S～S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。在具有恒線速功能的機(jī)床上，S功能指令還有如下作用。最高轉(zhuǎn)速限制編程格式 G50 S～S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速：r/min。例：G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min。恒線速控制 編程格式 G96 S～ S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。 例：G96 S150 表示切削點(diǎn)線速度控制在150 m/min。 ，為保持A、B、C各點(diǎn)的線速度在150 m/min，則各點(diǎn)在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A：n=1000150247。(π40)=1193 r/minB：n=1000150247。(π60)=795r/minC：n=1000150247。(π70)=682 r/min恒線速取消 編程格式 G97 S～ S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如S未指定，將保留G96的最終值。 例：G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min。 T功能T功能指令用于選擇加工所用刀具。編程格式 T～T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。 例：T0303 表示選用3號(hào)刀及3號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值。T0300 表示取消刀具補(bǔ)償。 M功能M00： 程序暫停，可用NC啟動(dòng)命令（CYCLE START）使程序繼續(xù)運(yùn)行；M01：計(jì)劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機(jī)床“任選停止按鈕”選擇是否有效；M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；M08：冷卻液開(kāi)；M09：冷卻液關(guān)；M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。編程格式 G50 X～ Z～式中X、Z的值是起刀點(diǎn)相對(duì)于加工原點(diǎn)的位置。G50使用方法與G92類似。在數(shù)控車床編程時(shí)，所有X坐標(biāo)值均使用直徑值。 例：：G50 、倒圓編程45176。倒角　　由軸向切削向端面切削倒角，即由Z軸向X軸倒角，i的正負(fù)根據(jù)倒角是向X軸正向還是負(fù)向,。 其編程格式為 G01 Z(W)～ I177。i ?！　∮啥嗣媲邢飨蜉S向切削倒角，即由X軸向Z軸倒角，k的正負(fù)根據(jù)倒角是向Z軸正向還是負(fù)向。編程格式 G01 X(U)～ K177。k。a)Z軸向X軸 b)X軸向Z軸 倒角 任意角度倒角　　在直線進(jìn)給程序段尾部加上C～，可自動(dòng)插入任意角度的倒角。C的數(shù)值是從假設(shè)沒(méi)有倒角的拐角交點(diǎn)距倒角始點(diǎn)或與終點(diǎn)之間的距離。 例：G01 X50 C10 X100 Z100 任意角度倒角 倒圓角 編程格式 G01 Z(W)～ R177。r時(shí)。 編程格式 G01 X(U)～ R177。r時(shí)。a)Z軸向X軸 b)X軸向Z軸 倒圓角任意角度倒圓角 若程序?yàn)? G01 X50 R10 X100 Z100。 任意角度倒圓角例：，程序如下： G00 X10 Z22 G01 Z10 R5 X38 K4 Z0 應(yīng)用例圖　　編程時(shí)，通常都將車刀刀尖作為一點(diǎn)來(lái)考慮，但實(shí)際上刀尖處存在圓角。當(dāng)用按理論刀尖點(diǎn)編出的程序進(jìn)行端面、外徑、內(nèi)徑等與軸線平行或垂直的表面加工時(shí)，是不會(huì)產(chǎn)生誤差的。但在進(jìn)行倒角、錐面及圓弧切削時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生少切或過(guò)切現(xiàn)象。具有刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計(jì)算出補(bǔ)償量，避免少切或過(guò)切現(xiàn)象的產(chǎn)生。 刀尖圓