【正文】 數(shù)控機床加工程序的編制 云南機電職業(yè)技術學院機械工程系 數(shù)模教研室 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 ? ? ? ? 隨著數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控機床不僅在宇航、造船、軍工等領域廣泛使用，也進入了汽車、機床等民用機械制造業(yè)。目前，在機械行業(yè)中，單件小批量的生產(chǎn)所占有的比例越來越大，機械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也在不斷地提高。普通機床越來越難以滿足加工精度零件的需要。同時，數(shù)控機床的價格在不斷下降，因此，數(shù)控機床在機械行業(yè)中的使用已日漸普遍。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 ? 在普通機床上加工零件時，一般由工藝人員按照設計圖樣事先制訂好零件的加工該規(guī)程。在工藝規(guī)程中確定零件的加工工序、切削用量、機床的規(guī)格及工具、夾具等內(nèi)容。操作人員按工藝規(guī)程的各個步驟操作機床，加工出圖樣給定的零件。也就是說，零件的加工過程是由人來完成。例如開車、停車、改變主軸轉(zhuǎn)速、改變進給速度和方向、切削液開和關等都是由工人手工操縱的 。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 在由凸輪控制的自動機床或仿行機床加工零件時，雖然不需要人對它進行操作，但必須根據(jù)零件的特點及工藝要求，設計出凸輪的運動曲線或靠模，由凸輪、靠?？刂茩C床運動，最后加工出零件。在這個過程中，雖然避免了操作者直接操縱機床，但每一個凸輪機構(gòu)或靠模，只能加工一種零件。當改變被加工零件時，就要更換凸輪、靠模。因此，它只能用于大批量、專業(yè)化生產(chǎn)中 。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 數(shù)控機床和以上兩種機床不同，它是按照事先編制好的加工程序，自動地對工件進行加工。我們把工件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進給量、被吃刀量等）以及輔助功能（換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開和關等），按照數(shù)控機床的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這一程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上（如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、磁泡存儲器），然后輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，從而控制機床加工。這種從零件圖的分析到制成控制介質(zhì)的全部過程叫數(shù)控程序的編制。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 數(shù)控編程過程主要包括：分析零件圖樣 ， 確定加工工藝過程 ， 數(shù)值計算 ， 編寫零件加工程序 ， 制作控制介質(zhì) ， 校對程序幾首件試切 ， 如圖 11所示 。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 數(shù)控編程的步驟 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 數(shù)控編程的步驟 數(shù)控編程的具體步驟與要求如下 ： １、分析零件圖樣和工藝處理 ２、數(shù)值處理 ３、編寫零件加工程序單 ４、制備控制介質(zhì) ５、程序校驗與首件試切 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 數(shù)控編程發(fā)可分為四種 ： 手工編程， 自動編程， 計算機編程 計算機高級語言編程。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 １手工編程 （１）手工編程的定義 手工編程是指主要由人工來完成數(shù)控機床程序編制各個階段的工作。當被加工零件形狀不十分復雜和程序較短時，都可以采用手工編程方法。手工編程的框圖如圖 12所示。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 １手工編程 ? 對于幾何形狀不太復雜的零件，所需要的加工程序不長，技術也比較簡單，出錯機會較少，這時用手工編程既經(jīng)濟又及時，因此手工編程仍被廣泛地應用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但對于一些復雜零件，特別是具有非圓曲線的表面，或者零件的幾何元素并不復雜，但程序量很大的零件（如一零件上有許多個孔或平面輪廓有許多段圓弧組成），或當銑削輪廓時，數(shù)控系統(tǒng)不具備刀具半徑自動補償功能，而只能以刀具中心的運動軌跡編程等特殊情況，由于計算相當繁瑣且程序量的，手工編程就難以勝任，即使能夠編出程序來，往往耗費很長時間，而且容易出現(xiàn)錯誤。據(jù)國 外統(tǒng)計，當采用手工編程時，一個零件的編程是與在機床上實際加工時間之比，平均約為 30： 1，而數(shù)控機床不能開動的原因有 20%~30%是由于加工程序編制困難，編程所用時間較長，造成機床停機。因此，為了縮短生產(chǎn)周期，提高數(shù)控機床的利用率，有效地解決各種模具及復雜零件的加工問題，采用手工編制程序已不能滿足要求，而必須采用“自動編程”的辦法。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 １手工編程 （２）手工編程的意義 手工編程的意義在于：加工形狀簡單的零件（如直線與直線或直線與圓弧組成的輪廓）時，快捷、簡便；不需要具備特別的條件（價格較高的自動編程機及相應的硬件和軟件等）；對機床操作或程序員不受特別條件的制約；還具有較大的靈活性和編程費用手等優(yōu)點。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 １手工編程 （３）手工編程的不足 手工編程既繁瑣、費時有復雜，而且容易產(chǎn)生錯誤。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 ? ２、自動編程 自動編程是指借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計算機來自動生成零件加工程序的過程。 編程人員只需要根據(jù)加工對象及工藝要求，借助控語言編程數(shù)系統(tǒng)規(guī)定的控語言編程或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對加工過程與要求進行較簡單的描述，而由編程系統(tǒng)自動計算出加工運動軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計算機上可自動地繪制出所編程序的圖形及走刀軌跡，所以能及時地檢查程序是否錯誤，并進行修改，得到正確的程序。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 ? ２、自動編程 按輸入方式的不同，自動編制程序可分為語言數(shù)控自動編程、圖形交互自動編程和語音提示自動編程等等現(xiàn)在在我國應用較廣泛的主要是語言自動編程和圖形交互式編程，我們將在第六章中介紹。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 ? ２、自動編程 CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程 它是以待加工零件 CAD模型為基礎的一種集加工工藝規(guī)劃（ Process planning）及數(shù)控編程為一體的自動編程方法。其中零件 CAD模型的描述方法多種多樣，適用與數(shù)控編程的主要有表面模型 (surface model)和實體模型 (solid molid),其中以表面模型在數(shù)控編程中的應用較為廣泛。 CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程的主要特點，是零件的幾何形狀可在零件設計階段采用 CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何設計模塊，在圖形交互方式下進行定義、顯示和修改，最終到零件的幾何模塊（可以是表面模塊，也可以是實體模型）。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 ? ２、自動編程 CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程 以實體模型為基礎的數(shù)控編程方法以表面模型為基礎的數(shù)控編程方法較為復雜，基于后者的數(shù)控編程系統(tǒng)一般只用于數(shù)控編程，就是說，其零件的設計功能（或幾何造型功能）是專為數(shù)控編程服務的，針對性很強，也容易使用，典型的軟件系統(tǒng)有 Master CAM、 Surf CAM等數(shù)控編程系統(tǒng)，圖 13a描述了其編程原理與過程。 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 ? 計算機高級語言編程 由于計算機計算速度的不斷提高，最近出現(xiàn)了計算機高級語言編程，有以下特點：軟件資源豐富，便于移植，開放性好，透明度好，從建立工件幾何形狀尺寸數(shù)學模型到最終形成加工程序的每一環(huán)節(jié)，編程員都很清楚。只要熟悉所用機床加工程序的格式，就能使用自己熟悉的語言進行編程，但僅適合于可用數(shù)學表達式的技術工對象 第 1章 數(shù)控機床加工程序編制基礎 ? 例如，生成一個用直線逼近心形線的程序（如圖 14所示， R=B|cos(Q/2|)。用 2