數(shù)控編程主要操作步驟

　　使用數(shù)控機床加工零件，最主要的工作就是編制零件的數(shù)控加工程序。數(shù)控編程過程可以歸結(jié)為工藝方案的理解、工件裝夾、建立坐標系、輸入刀具參數(shù)、輸入數(shù)控程序、程序驗證、調(diào)整和機床操作等幾個基本步驟。
　　數(shù)控工藝方案是加工的靈魂，對于一般工件，工藝方案的重點在于提高效率，降低成本。而對于關(guān)鍵件、重要件、復雜工件，工藝方案直接關(guān)系到零件的加工質(zhì)量，編程員應(yīng)在工藝方案上多下功夫，總結(jié)經(jīng)驗，踏實、認真地從每一個細節(jié)做起。在明確目標后，再進行工藝分析，確定相應(yīng)的工序和工步，以及關(guān)鍵部位的工藝保證措施，同時也應(yīng)考慮操作者的技能水平，現(xiàn)有工藝裝備的配置狀況、刀具、量具和設(shè)備等因素。
　　1.零件數(shù)控加工工藝性分析
　　根據(jù)加工零件的設(shè)計圖紙及相關(guān)技術(shù)文件，對零件的材料、毛坯種類、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量以及熱處理要求等進行綜合分析。
　　零件設(shè)計圖定義了零件的幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點、尺寸及其公差、形位公差、技術(shù)要求、材料、熱處理要求等方面的內(nèi)容。在進行零件數(shù)控編程時，還應(yīng)了解零件的毛料狀態(tài)，包括毛料的類型、規(guī)格、形狀、熱處理狀態(tài)以及硬度等，這兩部分構(gòu)成了加工零件數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容，也決定了哪些是零件的技術(shù)關(guān)鍵，加工中的難點，數(shù)控編程的難易程度。
　　在利用以上所有原始信息的基礎(chǔ)上，綜合考慮其他的相關(guān)因素，以確定合理的數(shù)控加工方案和數(shù)控加工方法。初步擬定定位和夾緊基準，合理選擇機床，確定加工刀具和切削用量等。
　　2.數(shù)控機床及其控制系統(tǒng)性能分析
　　數(shù)控機床性能分析包括工作臺的加工范圍、機床主軸轉(zhuǎn)速范圍、機床的功率、機床采用的刀柄類型和規(guī)格、刀具系統(tǒng)的構(gòu)成、夾具與機床的連接方式、數(shù)控程序輸入方式等方面的內(nèi)容。
　　首先考慮的是數(shù)控機床的工作區(qū)域或工作空間能否滿足零件的數(shù)控加工要求，零件必須安裝在夾具里，所以數(shù)控機床應(yīng)該足夠大。零件及其工裝夾具總的重量也不應(yīng)超過機床的規(guī)定值。
　　其次，還應(yīng)該掌握和了解數(shù)控機床的額定功率大小、主軸速度和進給速度限定范圍、刀位數(shù)量、刀具系統(tǒng)以及機床其他附件等方面的內(nèi)容。通常小型數(shù)控機床具有較高的主軸速度和較低的額定功率;而大型機床具有較低的主軸速度和較高的額定功率。
　　3.數(shù)控系統(tǒng)性能分析
　　數(shù)控系統(tǒng)性能分析包括控制系統(tǒng)的類型、坐標系的定義方式、主軸轉(zhuǎn)速范圍、進給速度的定義、刀具的識別和編號方法、對圓弧插補的要求、軸的連動方式、拐角控制方法、刀具運動(快速運動、直線運動和圓弧運動)的模式等方面的內(nèi)容;還包括數(shù)控程序的格式，數(shù)控程序的語法結(jié)構(gòu)，常見的數(shù)控編程指令及其使用規(guī)則。
　　控制系統(tǒng)作為數(shù)控機床的核心部分，在進行數(shù)控程序規(guī)劃時，編程員必須對控制系統(tǒng)的標準指令有一個清晰地了解，只有這樣，才能使用數(shù)控系統(tǒng)的特有功能和科學的編程方法，比如加工循環(huán)、子程序、宏指令和其他功能。
　　建議編程員能夠很好地了解數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)，這對于編寫高水平、高質(zhì)量的數(shù)控程序非常有用，也更具有創(chuàng)新意義。數(shù)控系統(tǒng)功能的有效利用和數(shù)控程序的質(zhì)量，反映了編程員對數(shù)控機床及其數(shù)控系統(tǒng)功能的了解程度。
　　一個重要的原因，是編程員在進行零件數(shù)控程序規(guī)劃過程中，當然也包括后續(xù)的數(shù)控編程，增加了編程員的個人經(jīng)驗和專業(yè)知識。
　　4.零件數(shù)控編程數(shù)據(jù)處理
　　由于零件設(shè)計圖主要反映了設(shè)計人員的設(shè)計思想，在零件的形狀特點、尺寸，以及零件表面之間的相互位置關(guān)系等方面考慮得多一些。在零件結(jié)構(gòu)上、加工工藝性等方面，很少或沒有考慮對加工的影響。這包括以下內(nèi)容：
　　(1)設(shè)計基準轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理表現(xiàn)為零件圖上的設(shè)計基準由反映設(shè)計思想的特征元素——點、線、面組成，也是建立零件坐標系的依據(jù)，加工坐標系的建立過程即是將設(shè)計基準和零件坐標系聯(lián)系起來的過程。加工坐標系作為加工的基準，一是考慮設(shè)計基準是否適合建立零件的加工坐標系，即能否根據(jù)設(shè)計基準來建立;如果不適合，如何進行轉(zhuǎn)換;二是考慮由設(shè)計基準確定的加工坐標系，其位置是否方便找正;三是考慮坐標系原點對于數(shù)控編程計算是否簡單。
　　(2)零件加工圖形處理主要考慮零件的數(shù)控加工工藝性，對零件圖形進行必要的數(shù)學處理和數(shù)值計算。具體可以概括為以下內(nèi)容：簡化零件圖形提取零件設(shè)計圖中的曲線和曲面(特征)作為數(shù)控加工圖形;或者壓縮某些與制造無關(guān)的特征，例如不需加工及不能加工的特征(如孔、槽、圓角、螺紋等)。這些特征被壓縮后，可明顯感覺到編程直觀，同時提高運算速度和使刀位軌跡合理。補全零件圖形根據(jù)零件數(shù)控加工的要求，重新構(gòu)造或補充滿足要求的圖形。增加一些加工輔助線或輔助面，構(gòu)建刀具軌跡限制邊界。
　　(3)基點、節(jié)點和刀位點的計算表現(xiàn)為零件的輪廓曲線由直線、圓弧、二次曲線等不同的幾何元素組成，在編制程序前，必須對加工軌跡的一些坐標值進行計算，作為程序刀位點的輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)計算包括基點計算、節(jié)點計算等。對于復雜的加工曲線和曲面，必須使用計算機輔助計算。
　　5.數(shù)控工藝路線設(shè)計
　　數(shù)控工藝路線設(shè)計是編程員結(jié)合機床具體情況，考慮工件的定位，設(shè)計夾具或選用夾具和輔助工裝及數(shù)控加工方案設(shè)計的整個構(gòu)思過程。
　　首先確定最終零件的數(shù)控加工圖形或模型;然后確定零件的加工坐標系，為減少定位誤差，加工坐標系應(yīng)盡量與設(shè)計基準重合;最后進行數(shù)控加工方案設(shè)計，包括加工區(qū)域劃分、加工路線確定和加工工序設(shè)計等方面的內(nèi)容。
　　6.編寫數(shù)控加工程序
　　根據(jù)確定的加工路線、刀具號、切削用量、輔助動作以及數(shù)值計算的結(jié)果，按照數(shù)控機床規(guī)定的使用功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序。此外還應(yīng)附上必要的加工示意圖、刀具布置圖、機床調(diào)整卡、工序卡及必要的說明等。
　　數(shù)控編程的過程是逐步完善數(shù)控工藝方案的過程，由于工藝方案是預(yù)先設(shè)想的，不一定全面，因此在數(shù)控編程中要不斷調(diào)整和改進。
　　7.數(shù)控程序校驗
　　數(shù)控程序的驗證工作是不可缺少的環(huán)節(jié)。不能因為時間來不及或思想上的僥幸心理，放棄驗證工作。程序校驗的主要內(nèi)容包括：
　　●數(shù)控程序是否存在語法錯誤，輸入數(shù)據(jù)是否有效，即數(shù)控系統(tǒng)能否識別。
　　●數(shù)控程序是否完整、合理。
　　●刀具運動軌跡是否正確。
　　編好的數(shù)控程序通常可以通過在機床顯示屏上顯示刀具路徑即刀具的運動軌跡，來檢驗程序的正確性。
　　首件試切削程序校驗部分的內(nèi)容只能證明刀具軌跡運動的正確性，因此要對工件進行首件試切，以檢驗以下方面的內(nèi)容：
　　●刀具、刀柄與夾具、機床之間是否存在干涉，能否發(fā)生碰撞。
　　●選擇刀具是否合理，能否滿足加工要求，是否存在過切現(xiàn)象。
　　●切削用量是否合理，程序中的主軸轉(zhuǎn)速、進給速度和切削深度等給定數(shù)值能否滿足加工要求。
　　根據(jù)實際驗證的內(nèi)容如干涉、過切區(qū)域，刀具、工件和夾具的剛度和彈性變形情況，以及刀具的磨損情況等因素進行必要的處理和調(diào)整。對于加工誤差應(yīng)分析加工誤差產(chǎn)生的原因，予以修正，以便最終達到滿足零件的精度要求和加工質(zhì)量的目標。
　　8.數(shù)控文件固化
　　完成以上工作后，就必須對所有的數(shù)控工藝文件進行完善、固化并存檔。以下列舉了常見的數(shù)控工藝文件，這些文件可以根據(jù)具體情況加以完善和增減。
　　●數(shù)控程序清單。
　　●數(shù)控程序文本，也可以為存儲介質(zhì)。
　　●加工路徑圖。
　　●數(shù)控工步卡。
　　●數(shù)控工藝規(guī)程或工序圖表。
　　●操作說明書。
　　●工裝清單。
　　●刀具清單。
　　●毛坯圖。
　　●零件定位及裝夾示意圖、操作說明書。
　　數(shù)控調(diào)試和加工注意事項。