数控车高效编程技巧.pdf

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1、2 0 0 7第 2期 金工研究 数控车高效编程技巧 葛文军 孔繁群徐留富 扬州大学(江苏扬州 2 2 5 0 0 9)摘 要：数控车削加工柔性比普通车削优越，但单就某一种零件的生产效率而言，与普通车削还存在 一定的差距。因此，提 高数控车的效率便成为关键，而合理运用编程技 巧，编制高效率的加 工程序，对提高机床效率往往具有意想不 到的效果。关键词：高效率编程 固定循环程序G功能灵活应用 提 高编程效率 科学技术的发展，导致产 品更新换 代的加快和人们需求的多样化，社会对 机械产品的结构、性能、精度、效率和 品种的要求越来越高，产 品的生产也趋 向种类 多样化、批量中小型化。为适应 这一变化，

2、数控(N C)设备在企业中的 作用愈来愈大。虽然现在 C A M编程已相 当普遍，但 手工编程仍将在相当一段时间内有广泛 的应用市场，所以数控车削编程技巧还 是很有实际意义 的。下面所列 的原则、指令、技巧及注意事项都是通过实践得 出并验证过的，很有实用价值。1合理高效地运用固有循环程序 1 1循环程序充分运用 1 1 1 在 F A N U C O T D数控系统中，数 控车床有十多种切削循环加工指令，每 一种指令都有各 自的加工特 点，工件加 工后的加工精度也有所不同，各自的编 程方法也不 同，我们在选择 的时候要仔 细分析，合理选用，才能加工出精度高 的零件。如螺纹切削循环加工就 有两种

3、 加工指令：G 9 2直进式切削和 G 7 6斜进式 切削。由于切削刀具进刀方式的不 同，使这两种加工方法有所 区别，各 自的编 程 方法 也不 同，造成 加工误 差也 不 同，：件加【后螺纹段的加工精度也有所不 同。G 9 2 螺纹切削循环采用直进式进刀方 式进行螺纹切削。螺纹中径误差较大。但牙形精度较高，一般多用于小螺距高 精度螺纹的加工。加工程序较长，在加 工中要经常测量；G 7 6螺纹切削循环采用 斜进式进刀方式进行螺纹切削。牙形精 度较差。但工艺性 比较合理，编程效率 较高。此加工方法一般适用于大螺距低 精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高 的情况下，此加工方法更为简捷方便。所 以，我

4、们要掌握各 自的加工特点及适 用范围，并根据工件的加工特点与工件 要求的精度正确灵活地选用这些切削循 环指令。比如需加工高精度、大螺距的 螺纹，则可采用 G 9 2、G 7 6混用的办法，即先用 G 7 6进行螺纹粗加工，再用 G 9 2 进行精加工。需要注 意的是粗精加工时 的起刀点要相 同，以防止螺纹乱扣的产 生。1 1 2在 S l E M E N E系统中，有标准加 工 循 环L C Y C 8 2、L C Y C 8 3、L C Y C 8 4 0、L C Y C 85、L CY C 9 3、L C Y C9 4、L C Y C9 5、L CY C9 7 等，其 中切槽 循环 L C

5、 Y C 9 3、螺纹 切削 L C Y C 9 7、毛坯切削循环 L C C 9 5，对于能 否高效率编程起 到决定性的作用，特别 是 L C Y C 9 5【图 1)、L C Y C 9 3【图 2)只 要 给出轮廓起点和终点，确定准备功能代 维普资讯 http:/ 金工研究 2 0 0 7第 2期 4 1 码和参数后系统就会 自动计算加工，根 据需要留出精车余量进行精加工，从而 f n 嚣 图 1 能够 保证 零 件达 到 图纸 要求 和 工艺要 求，更 为重要 的是编程快捷方便，所 以 在操作数控机床时要看透看懂机床 的固 定循环编程说 明，加 以灵活综合运用，就能在加工小批量件时缩短

6、编程调试时 间，以利于提高编程效率，提高生产效 率。在教学中，应让学生懂得因有循环 程序 的应用。1 2 实践中巧妙运用 在实际的生产操作中，经常会碰到 某一固定的加工操作重复出现，可 以把 这部分操作编写成子程序，事先存入到 存储器中，根据需要随时调用，使程序 编写变得简单、快捷。对那些 图形一样、尺寸不 同或工艺路径一样、只 是位置尺 寸不同的系列零件的编程，可以采用宏 指令循环，减少乃至免除编程 时进行烦 琐的数值计算，精简程序量。尽量采用，在数控系统中配有固定循环程序，2 灵活使用特殊 G代码 2 1 返回参考点 G 2 8、G 2 9指令 参考 点是机床 上的一个 固定点，通 过参考

7、点返回功能，刀具可以容易地移 动到该位 置。参考点主要用作 自动换刀 或设定坐标系，刀具能否准确地返回参 考点，是衡量其重复定位精度的重要指 图 2 标，也是数控加工保证其尺寸一致性的 前提条件。实际加工中，巧妙利用返回 参考点指令，可 以提高产品的精度。对 于重复定位精度很高的机床，为了保证 主要尺寸的加工精度，在加工主要尺寸 之前，刀具可先返回参考点再重新运行 到加工位置。如此做法的目的实际上是 重新校 核一下基准，以确定加工 的尺寸 精度。2。2 延时 G O 4指令 其作用是人为地暂时限制运行的加 工程序，除了常见的使用情况外，在实 际数控加工中，延时 G O 4指令还可 以作 一些特

8、殊使用：(1)在大批量而单件加工时间又较 短 的零件 加工 中，启动按钮频繁使用，为 减少操作者由于疲劳或频繁按钮带来的 误动作，用 G O 4指令代替首件后零件加 工的启动。延时时间按完成 1件零件的 装卸时间设定，在操作人员熟练地掌握 数控加 工程序后，延时的指令时间可以 逐渐缩短，但需保证其一定的安全时间。零件加工程序设计成循环子程序，G O 4指 令就设计在调用该循环子程序 的主程序 一 一 一 一 一 H 0 h。：，0玺 n一 n n H R 维普资讯 http:/ 4 2 2 0 0 7第 2 期 金工研究 中，必要时设计选择计划停-L t M 0 1指令 作为程序的结束或检查。

9、(2)用丝锥攻螺纹时，需用弹性筒夹 头夹持攻牙，以保证丝锥攻至螺纹底部 时不会崩断，并在螺纹底部设置 G 0 4延 时指令，使丝锥作非进给切削加工，延 时的时间需确保主轴完全停止，主轴完 全停止后按原正转速度反转，丝锥按原 导程后退。(3)在主轴转速有较大的变化时，可 设置 G 0 4指令。目的是使主轴转速稳定 后，再进行零件 的切削加工，以提 高零 件的表面质量。(4)加工大直径的工件时，特别是加 工内外槽，用 G 0 4指令设置在原处停留一 段时 间，保证工件 的一周表面都能够得 到切削，降低内外槽表面粗糙度值，从 而保证零件工艺要求。2 3 子程序、G 5 4 等的灵活应用(1)化零为整

10、法：在大量的短销轴 类零件，其长度直径 比大约为 2 43，直 径多在 3 mm 以下。由于零件几何尺寸较 小，普通仪表车床难 以装夹，无法保证 质量。如果按照常规方法编程，在每一 次循环中只加工一个零件，由于轴 向尺 寸较短，造成机床主轴滑块在床身导轨 局部频繁往复，弹簧夹头夹紧机构动作 频繁或夹具的频繁装夹。长时间工作之 后，便会造成夹具和机床导轨局部过度 磨损，影响机床 的加工精度，严重的甚 至会造成机床报废。要解决以上问题，必须增加毛坯送进长度和减少弹簧夹头 夹紧机构 的动作次数，同时不能降低生 产率。由此设想是否可 以在一次加工循 环 中加工数个零件，则毛坯送进长度为 单件零件长度

11、的数倍，甚至可达刚性允 许的最大长度，则弹簧夹头夹紧机构 的 动作时间间隔相应延长为原来 的数倍。更重要的是，原来单件零件的辅助时间 分摊在数个零件上，每个零件 的辅助时 间大为缩短，从而提高了生产效率。为 了实现 这一 设想，我 们在 程 序 中运 用 主程序和子程序，将涉及零件 几何尺寸 的程序放在一个子程序中，而将有关机 床控制的程序及切断零件的程序段放在 主程序中，每加工一个零件时，由主程 序 通过调用 子程序 命令 调用一 次子程 序，加工完成后，跳转回主程序。需要 加工几个零件便调用几次子程序，十分 有利于增减每次循环加工零件的数 目。通过这种方式编制的加工程序比较简洁 明了，便于

12、修改、维护。值得注意的是，由于子程序的各项参数在每次调用中都 保持不变，而主轴 的坐标时刻在变化，为与主程序相适应，在子程序中必须采 用相对编程语句。(2)也可 以用 G 5 4、G5 5、G5 6、G 5 7 或 G1 5 8 零点偏移指令把编程原点偏 移一个工件长度处，直接在程序 中偏移零 点后调用子程序进行。总之，按照工艺 的要求，进行相对编程和绝对 编程 的灵 活使用。就可以提高编程效率。保证零 件 的加工质量和精度 3结束语 总之，随着科学技术的飞速发展，数控车床 由于具有优越的加工特 点，在 机械制造业中的应用越来越广泛，为了 充分发挥数控车床的作用，我们需要在 编程中掌握一定的技

13、巧，编制 出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸 要求的合格工件，同时能使数控车床的 功能得到合理的应用与充分的发挥，使(下转 1 6页)维普资讯 http:/ 1 6 2 0 0 7第 2期 金工研究 件，以“软”代“硬”，以“假”仿“真”，有效 地填补了数控加工实习的空白。学生可以 选取仿真软件 中不同的模块对多种数控 机床系统进行仿真操作，老师可以对每个 学生 的仿 真进行分析和 考核，让学 生们掌 握所学数控机床操作的全过程。图 2所示为一种数控机床的 C Z K数 控仿真训练与智能化考核系统界面。界 面左侧是数控机床 的实际操作面板，包 括 L C D显示器、功能操作区和机床控制

14、 区等。界面右侧是机床加工显示区，机 床上方所示工件为某实例的车削加工仿 真结果。可以看出，仿真过程接近实际 情况，形象逼真，简单明了，操作安全，调整灵活，适合学员进行数控加工实习 训练。当然，不可否认的是，在软件上操 作和在真实机床上操作并不完全是一回 事，而且，最终的实际加工应用还要在 机床上进行。所 以，学员在使用软件之 后还要再操作一下机床，至少在实 际机 床上对软件上 的仿真加工进行验证，让 学员证实所编程序 的正确性和领略到实 际加工的魅力。做到虚实结合，有效保 证了数控加工的实习效果。3 3 采用多媒体手段，完善实习教学，提 高学员自主性 虚拟制造专修室配备了投影等多媒 体教学设

15、备，同时也是一个多媒体教室。大量 了解性、扩展性的实习内容就放在 各个计算机上，比如铸造、锻压等工艺，绘图、设计、编程等软件。除教师统一 讲解或要求外，学员可 以根据 自己 的兴趣 自主选择、自主学习、自主设计、自主加工(仿真)，其间可以和教师联网 交流。这样就明显提高了学员的学习积 极性和 自觉性。综上所述，我 院金工实习基地一期 建设通过把传统加工工艺与新技术新工 艺相结合，操作训练与演示、展示、虚 拟实验、虚拟制造教学相结合，改善 了 金工实习教学条件，提供了新的现代机 械加工实习教学软硬件平台，建立 了一 种新的展示一仿真 一操作相结合的教学 模式。通过这种层 次性、动态性、发展 性的

16、模块式综合训练，在不增加机械加 工硬件设备的前提下，基本解决了实习 工种不全的问题，扩充 了教学 内容，提 高 了教学 内容的针对性和实用性，有利 于提高教学质量。同时，通过采用新的 教学模式，有利于培养学员的创新精神 和创新能力。参考文献 1 陈金水，刘伯伟，张定昭深化教育 改革、创建工程训练教学示范中心实 验 室科 学，2 0 0 5，(3)：4 6 2 沈建华 等数控加工仿真系统机 械制造，2 0 0 5，4 3(9)：2 32 5 (上接第 4 2页)数控车床能安全、可靠、高效地工作。2 1世纪是一个知识经济时代，科学 技术进步是知识经济 的支柱，教育是知 识经济的基础。大力推进科技进步和创 新，进一步发挥科学技术对经济社会发 展的关键性作用。创新的基础就是要搞 好素质教育，就是全面提高人的素质宗 旨的教育。为此掌握好技术技 能是提高 素质的必备条件，才能在此基础上上升 为创新意识，具备创新能力，创新和 内 在素质是成正比的，内在素质愈高创新 能力越强。参考文献 1 许祥泰 刘艳芳 编著编 数控加 工编程 实用技 术)机械工业出版社 2 王爱玲等主编 现代数控机 床使 用操作技术)国防工业 出版社 维普资讯 http:/