第3章 编程的基本知识

3.1 数控编程的概念

数控机床是根据编制的程序来控制其加工生产的。当使用机床进行零件加工时，首先应该把加工路径和加工前提条件转换成数控系统能够识别的程序，这个程序就称为加工程序。如图3-1所示是从加工图到完成零件程序的过程。

图3-1 加工程序设计过程

在加工计划安排中，需要考虑以下几个因素：

1.明确数控机床加工范围，以便于选用适当的数控加工机床

数控车床适合于加工圆柱形、圆锥形、各种成形回转表面，螺纹以及各种盘类工件，并可进行钻、扩、镗孔加工。

立式数控铣镗床或立式加工中心适合加工箱体、箱盖、盖板、壳体、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体工件，以及模具的内、外型腔等。

卧式数控铣镗床或卧式加工中心适合于加工复杂的箱体、泵体、阀体、壳体等工件；多坐标联动数控铣床还能加工各种复杂曲面、叶轮、模具等工件。

2.明确工件夹持的方法，选择适合的夹具

在决定零件的装夹方式时，应力求使设计基准、工艺基准和编程计算基准统一，同时还应力求装夹次数最少。在选择夹具时，一般应注意以下几点：

1）尽量采用通用夹具、组合夹具，必要时才设计专用夹具。

2）工件的定位基准应与设计基准保持一致，注意防止过定位干涉现象，且便于工件的安装，决不允许出现欠定位的情况。

3）由于在数控机床上通常一次装夹完成工件的全部工序，因此应防止工件夹紧引起的变形造成对工件加工的不良影响。

4）夹具在夹紧工件时，要使工件上的加工部位开放，夹紧机构上的各部件不得妨碍走刀。

5）尽量使夹具的定位、夹紧部位无切屑积聚，清理方便。

3.明确加工工艺流程，包括加工的先后顺序，刀具切削的路径

在数控机床上加工时，其加工工序一般按如下原则编排：

1）上道工序应不影响下道工序的定位与装夹。

2）如一次装夹进行多道加工工序时，则应考虑把对工件刚度削弱较小的工序安排在先，以减小加工变形。

3）同一定位装夹方式或用同一把刀具的工序，最好相邻连接完成，这样可避免因重复定位而造成误差和减少装夹、换刀等辅助时间。

4）先内形腔加工工序，后外形加工工序。

编程时，确定加工路线的原则主要有以下几点：

1）应尽量缩短加工路线，减少空刀时间，以提高加工效率。

2）能够使数值计算简单，程序段数量少，简化程序，减少编程工作量。

3）使被加工工件具有良好的加工精度和表面质量。

4）确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的引入长度和超越长度。

4.明确切削条件，比如主轴转速、进给量、切削液等

正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和产量。影响切削条件的因素有：机床、工具、刀具及工件的刚性；切削速度、切削深度、切削进给率；工件精度及表面粗糙度；刀具预期寿命及最大生产率；切削液的种类、冷却方式；工件材料的硬度及热处理状况；工件数量；机床的寿命。上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为主要因素。各道加工工序安排好以后，填写零件加工程序单，见表3-1。

表3-1 常用的加工程序单