摘 要

数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术（1T）与制造技术（MT）结合发展的结果。现代的CAD/CAM，FMS，CIMS，敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。

关键词：数控技术，加工工艺，编程

铣削加工手工编程

手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。对于加工形状简单、计算量小、程序段数不多的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。因此，在点位加工或直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，用手工编程就有一定困难，出错的概率增大，有时甚至无法编出程序，必须用自动编程的方法编制程序。

数控编程的具体步骤如下：1、分析零件图；2、工艺处理；3、数值计算；4、编写加工程序单；5、制作控制介质；6、程序校验与首件试切。

编程实例

1、按图1编程加工，机床XK713、材料Q235。

加工要求：用?10两刃平刀加工凹圆台阶,分二层粗加工、一层精加工。只精加工内轮廓，粗加工留余量0.5。粗加工中心垂直下刀，精加工采用圆切入切出，加工方式为顺铣。

编程思考：根据加工内容及要求编制相应的加工程序。编程Z轴零位在工件上表面，编制粗加工程序在前、精加工程序在后。程序起始应有安全指令、应指定工件坐标系、应给出相应的起始高度和安全高度指令，应采用绝对(G90)方式定位,主轴切屑转数和切屑进给速度指令要结合刀具、加工材料设定。特别是的在无工艺落刀孔时Z轴的直线切入速度要慢，两刃平刀端面切屑性能差。编程时应根据使用的系统编制相应的加工程序。精加工程序为

了便于再调用可在精加工程序前添加工件坐标系和程序号。

工件装夹与校正：工件装夹用通用平口钳，装夹工件前应先校正钳口,再校正工件及分中。

图1

机床操作与设置：分中和对刀过程中应记录各有关的参数，处理完数据后设定好工件坐标系、Z轴零位应设置在工件上表面，根据程序设置好刀具补偿。机床的加工参数按钮应调到合适位置。

检查与测量：加工前应仔细检查和校验加工程序，加工开始应用单段执行检查初始高和安全高度是否设置正确。在加工过程应密切注意加工情况，转数或进给速度不合理应修正，若有异常应立即急停。加工完后应对工件测量，加工不到位应根据测量尺寸调整补偿进行补加工。

加工程序以华中系统为例参考程序如下：

3 程序起始符号；

G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 M03 S800 采用G54工件坐标系用绝对方式定位,定位初始高度在工件上表面100高度;

Z5 M07 刀具下到上表面5的安全高度; G01 Z-2.5 F15 以直线插补方式下到第一层; G01 X10 F60 以直线插补到第一个圆弧起点; G03 X10 Y0 I-10 J0 以逆时针方向走R10的圆去量; G01 X14.5 以直线插补到第二个圆弧起点; G03 X14.5 Y0 I-14.5 J0 以逆时针方向走R14.5的圆去量; G00 X0 Y0 快速定位到原点;

G01 Z-5 F15 以直线插补方式下到第二层; G01 X10 F60 以直线插补到第一个圆弧起点

G03 X10 Y0 I-10 J0 以逆时针方向走R10的圆去量 G01 X14.5 以直线插补到第二个圆弧起点 G03 X14.5 Y0 I-14.5 J0 以逆时针方向走R14.5的圆去量 G00 Z5 快速提刀到上表面5的安全高度 G54 G90 G00 X0 Y0 Z100 M03 S1000 为了便于再次调用精加工程序重新定位

Z5 刀具下到上表面5的安全高度; G41 X15Y-5 D01 刀具快速定位到建立刀具半径补偿点:

G01 Z-5 F60 以直线插补方式将刀具下到加工深度;

G03 X20 Y0 R5 F120 以逆时针方向走R5的圆弧进刀; G03 X20 Y0 I-20 J0 精加工轮廓； G03 X10 Y5 R5 走R5的圆弧退刀;

G00 Z100 快速将刀具提出至安全高度; G40 X0 Y0 取消刀具半径补偿并快速定位到原点;

M30 程序结束。

小结：通过上述编程加工了解掌握粗加工的刀路编排，简单刀间距的排列和计算，刀具补偿的应用以及精加工程序的再调用，掌握工件的的装夹校正和机床的安全操作。

图2加工设备XK713

加工内容：加工凸台、内腔及孔。

编程要求：根据先前学习内容结合机床、图形编制合理完整的粗精加工程序。

结合先前学习内容根据机床及图形，不同加工区域的刀具选择。加工顺序先面后孔，先内腔后凸台（便于测量是否分中）。粗、精加工刀具分开使用。

编程加工与思考：

1、编程原点应放在内腔中心位置；

2、编程前应计算出内外轮廓各刀位点的坐标；

3、根据粗精加工确定刀具类型及大小,刀具选用见表4-1； 4、先粗后精、由外至内、先面后孔；

5、编排刀路，此图最大的残料区顶角至轮廓的最大距离可通过计算得出

33.4,因此选用Φ20三刃平刀可排二路铣完。第一圈的刀路X、轴向应一次能加工到此方向的最小距离处，应留精加工量。第二路加工只顺着两边斜线各加工一次。图2

图2

表1刀具卡

序号 1 3 4 5 工序内容 粗加工内腔，留单边余量0.3 半精加工、精加工内外轮廓 加工Φ8中心孔 加工Φ8通孔 刀号 T1 T2 T3 T4 T5 刀具类型 Φ8两刃平刀 Φ20三刃平刀 Φ8三刃平刀 Φ3中心钻 Φ8钻头 补偿号 D01 D02 D03、D04 加工坐标系 G54 G55 G56 G57 G58 2 粗加工外台阶,留单边余量0.5以上 参考程序如下： 主程序 00

T01 此时T01为标识,安装1#Φ8两刃平刀； G54G90G00X0Y0Z100M03S800 G54工件从标系定位,Z轴原点在工件上表面；

Z5M07 Z轴到工件表面的安全高度； G01Z0F300 Z轴至工件表面为调用子程序准备； M98P10L2 调用P10子程序2次粗加工内腔； G90G00Z100 粗加工完成提刀；

M09 切屑液停；

M00 程序暂停手动换2#Φ20三刃平刀； T02

G55G00G90X36Y45Z100M03S300 应用G55定位在工件外面； Z5M07 此时安全高度起检查作用； G01Z0F300 为调子程序准备；

M98P20L5 调用P20子程序5次粗加工外台阶； G00G90Z100 M09 M00

T03 G56G00G90X0Y0Z100M03S1000 Z5M07

G41X10Y-35.5D03 M98P30 Z100 M09

G56G00G90X0Y0Z100M03S1000 调用； Z5

G41X10Y-35.5D04 M98P30 G01Z-5F300 G41 D04 M98P110 Z100

M00 T04

G57G00G90X30Y17Z100M03S1200

G99G81X30Y17Z-3R3F60 X-30

G80Z100 M00 T05

Φ8三刃平刀； 半精加工定位； 建立刀具半径补偿,设置3#值4.3； 调用P30子程序半精加工外轮廓； 精加工重新定位, 方便尺寸不合时再建立刀具半径补偿,设置4#值4； 调用P30子程序精加工外轮廓； 提刀准备加工内轮廓

重新建立刀具半径补偿,设置4#值4；调用子程序P110精加工内腔； 程序暂停换4#中心钻； 钻孔循环； 取消固定循环； 程序暂停换5#钻头；

G58G00G90X30Y17Z100M03S800

G99G73X30Y17Z-24Q-3K0.5R3F60 钻深孔循环； X-30

G80Z100 取消固定循环； M30 程序结束； 子程序 0

G01X5F300 G91G03X0Y0I-5J0Z-2.5 G90G41D01 M98P110 M99 0

X10.034Y2.868 G01X4.096Y11.348F100 G03X-4.096Y11.348R5 G01X-10.034Y2.868 G03X-10.034Y-2.868R5 G01X-4.096Y-11.384 G03X4.096Y-11.348R5 G01X10.034Y-2.868 G03X10.034Y2.868R5

G40G01X0Y0F300 M99 0

G91Z-1 G90G01Y-31F60 X-36 Y33 X31

G41x4.096y20.062D02 X22.881Y-6.762

G91Z8F300 G40G90G00X-30Y35 刀具移动至下刀点； 用相对方式螺旋下刀； 注消G91,设置补偿 1#值4.3； 调用子程序P110； 子程序结束返回上主程序； 内腔粗、精加工程序； 取消上一级建立的补偿； 返回上一级程序； 用相对方式为循环调用准备； 注消G91开始去残料； 建立左补偿去残料，设置2#值11；用G91提刀保持循环深度一至性；注消G91取消补偿至下一进刀点；

G91G01Z-8F300 用G91提刀保持循环深度一至性； G90G42X-4.096Y-20.062D02F60 注消G91建立右补偿去残料，设置2#值11； X-22.881Y-6.762 G91Z8F300 G40G90G00X36Y45 G91G01Z-8F300 G90

M99 返回主程序； 00

G01Z-5F300 下刀，粗、精加工内腔轮廓； G03X0Y-20.5F80R10 G01X-18.358 G02X-23.072R5

G03X-24.362Y-14.689R10 G02X-24.388Y-8.915R5 G01X-4.096Y20.065 G03X4.096Y20.065R5 G01X22.881Y-6.762 G02X22.704Y-12.736R5 G03X20.521Y-16.929R12.5 G02X15.729Y-20.5R5 G01X0

G03X-10Y-30.5R10 G00Z5

G40X0Y0 取消上一级建立的补偿； M99 返回上一级程序；

小结：通过编程应用简化加工程序，处理好程序的主次关系，掌握编程技巧，了解左右补偿的重要性（包括长度补偿），上述补偿设置是理论设置，实际补偿设置应通过加工测量来调整。理论尺寸因各种因素和实际尺寸不相符，这些因素有机床、刀具、材料、加工方法等因素影响。补偿不仅能应用于精加工也可以改变补偿设置用于粗加工。