數（shù）控車運行（háng）中的困難解決（jué）方法
來源：泰（tài）安海數機械製造有限公司 發布日期：2015-10-30 13:53:34 訪（fǎng）問次數：
在數控車床的操作中，要達（dá）到高級工、技師的水平，一定要解決幾個難點問題，主要包括以下4個（gè）方麵：①仿形加工；②梯形螺紋加工；③非圓曲線加工（gōng）；④組合件加工。
在數（shù）控（kòng）車床的操作中，要達到高級工、技師（shī）的（de）水平，一定要解決幾（jǐ）個難點問題，主要包括以下4個（gè）方麵：①仿形加工；②梯形螺紋（wén）加工；③非圓曲線加工；④組合件加工。下麵以SIEMENS 802S為例，分別加以解決。 一、仿形加工如所示的手柄零件，主要結構特點是成形麵、輪（lún）廓內凹形狀，可利用尖（jiān）刀，采用仿形加工，路線如所示，從大到小分層循（xún）環切削，直至後完成。這裏探討2種編（biān）程方（fāng）法：G91增量子程序循環切削方法和G158坐標偏（piān）移（yí）指令程序循環切削（xuē）方法。 1.G91增量子程序循環切削方法（1）加工分析。由於每（měi）次走刀（dāo）路線都是與外形輪廓相同的，所以采用循環切（qiē）削方法。將（jiāng）外形輪廓向外（wài）偏移一定距離後，各個（gè）點的絕對坐標（biāo）X增大，雖然由於點（diǎn）多（duō）很難計（jì）算確定其（qí）坐標，但各點之（zhī）間的相對位置是固定的，且坐標增量不變，即相對坐標不變，因此在編程中隻能采用相對坐標的方法。隻要循環起點不斷靠近工件，就能實現分（fèn）層仿形加工。 在（zài）數控車床的操作中，要達（dá）到高級工、技師的水平，肯定會遇到一係列難點問題，本文選取幾個方麵，結合實（shí）例進行了分析解決，希望能對提高數控車技能有所（suǒ）幫助。 數控加工技術效率的發揮在（zài）很大程度上和企業本身（shēn）的技術管理模型相關。數控加工程（chéng）序（xù）編製的規範化、標準化，在一定程度上體現了企（qǐ）業自（zì）身數控加工技（jì）術應（yīng）用水平，通過規範化來約束（shù）數控程序的多樣化，提高刀具軌跡的（de）質量，比如在工藝文件中注明定位基準、對刀（dāo）基準、坐標係、刀具參數（shù）與切削參數；對於程序的（de）編製可從二維輪廓加工、三維曲麵加工、固定循環、刀具補償和刀具（jù）軌跡加工策（cè）略等多個方麵進行規範化（huà）編程；在典型（xíng）零件加工工藝經驗的基礎上，建立標準化、規範化的數控程序（xù）模板，可以大幅度提高編程質量和產（chǎn）品的加工效率。對於企業成功的產品加工工藝與（yǔ）數控加（jiā）工經驗，可以以模板形式保存，既有利於（yú）資源的重複利用（yòng），同時還可作為技術交流的資（zī）源（yuán）。因此，有效的數控加工工藝與數控編程模板、相應規範的使用，可在很大程度上減少質量事故，降低成本，提高加工的效率。 為了重點說明子程序的編寫應用（yòng），不對外形尺寸進行加工，假設直接選用Φ30mm的毛坯，用T4尖刀加工內凹成形麵。 （2）參考程序如下（以A點為編（biān）程原（yuán）點）。 主（zhǔ）程序（xù）SKG91.MPF M03S600 T04D01 G90G030Z2 G01X30Z0F0.1 L91P15（調用子程序）G90G080Z80 M5 M30子程序L91.SPF G91G01X-2F0.1（增（zēng）量到A點）G3X17.5Z-5.16CR=10（到B點）G3X1.8Z-46.71CR=50（到C點）G2X3.33Z-13.28CR=12（到D點）G3X7.37Z-9.85CR=15（到E點）G1Z-5（到F點）X2（X方向退刀）G0Z80（Z方向快退）G1X-32F0.1（X方向進刀）M17（或M02）（子程序結束）（3）關於主程序的幾點說明。 第一，調用子程序的格式：L x x P n n.子程序名除了SIEMENS規（guī）定（dìng）的（de）命令方法外，也（yě）可以用字母“L”後麵加數字xx表示，Lxx是子程序（xù）名（míng），Pnn則表示調用子程（chéng）序nn次，如L91P15，表示調用子程序（xù）L91共15次。 第二，調用子程序前後段都要用絕對坐標G90，一般不能省略。 第三（sān），調用子程序循環次數（shù）的確定。①先確定大加工餘量，可用刀（dāo）毛（máo）坯（pī）直徑減去零件小尺寸，本例毛坯直徑是30mm，零（líng）件小尺寸在輪廓起點A點（diǎn）為0，所以大加工餘量（liàng）是X m a x =30mm-0=30mm.②確定（dìng）每層切深t，本例取t=2mm. ③循（xún）環次數n=X max /t=30m m/2m m=15.④調用子程序前循環起點X s、Z s坐標計（jì）算：X s =X 0 +△d×n（其中X 0為輪廓起點的X坐標，△d為每層切削深度，n為調用子程序次數）。循環起點Z s坐標與（yǔ）輪廓起點的Z o坐（zuò）標相同。本例中，輪廓起點（diǎn）為A點，坐標（0，0），因此X 0為0，Z o為0，△d為2，n為15，則（zé）X s =X 0 +△d×n=0+2×15=30，Z s =Z o =0，所以循環起點定為X30Z0. （4）G91增量子程序編（biān）寫說明。 子程序的結構，遵循“六步兩原則（zé）”，六（liù）步即：第一（yī）步，確定X方向進刀（G91增量坐標（biāo）計算，每層切深2mm），至輪廓的起（qǐ）始（shǐ）點；第二步，沿著輪廓向前，一直到（dào）輪（lún）廓的終止點；第三步，X方向退刀（注意超過輪廓高點）；第四步，Z方向快速退刀到起點；第五步，X方（fāng）向再進刀，至X起點（diǎn）；第（dì）六步，子程序結束（M17）。兩原（yuán）則（zé）是（shì）：①子程序中所有X坐標值（帶正負號）的代數和滿足ΣX=-2；②子程序中所有Z坐標值（帶正負號）的代數和滿足ΣZ=0.其中（zhōng）“-2”是每層的切削深度，其（qí）大小可（kě）根據實際情況在編程中修改。 結果是執行子程序一次循環後，刀具停在比上一循環起點的X方向（xiàng）前進一個切削深度的位置。若ΣX＝0，說明循環一次後X方向的進刀量是0，不會在X方向繼（jì）續切入零（líng）件；如果ΣX＞0，則每循環一次刀具在X方向向外退刀，越來越遠離（lí）工件（jiàn）。 如果ΣZ為正數，刀（dāo）具（jù）會邊切（qiē）邊向右退；如果ΣZ為負數，刀具會邊切邊向左進，沒（méi）有（yǒu）回到Z向起點，這些都是不（bú）正確（què）的。 2.G158零點偏移指令程序循環切削（1）指令功能。對（duì）所有坐（zuò）標軸編程零點偏移，也主要用於仿形偏移加工，或（huò）零件中多個相同（tóng）結（jié）構（gòu）的加工。後麵的G158指令取（qǔ）代先前的可編程零點偏移指令；在程序段中僅輸入G158指令而後麵不跟坐標（biāo）軸名稱時，表示取消當前的可（kě）編程零點偏移。 （2）指令格式：G158 X_Z_（其（qí）中X_Z_為新編程原點位置，其中X為半徑值。其後程序段（duàn）中坐標都為新工件坐（zuò）標係中位置）。格式（shì）還有兩種特殊形式（shì）：G158 X_（X方向零點偏移）和（hé）G158 Z_（Z方向零點偏移）。G158指令要求一（yī）個獨立的程（chéng）序段。為實現循環切削，常用到子程序、宏（hóng）程（chéng）序。 其格式為：R1=大單邊切（qiē）削厚度+精加工餘量值MA1：G158 X=R1 Z0（建立零點偏移（yí））L158（調（diào）用子（zǐ）程序，子（zǐ）程序用絕對坐標（biāo）值（zhí）編程）R1=R1-每刀單邊切入量IF R1>=精加工餘量值GOTOB MA1 G158說明：每刀切入量=單邊切削厚度/切削次數，可以將厚度略加修改，使得切（qiē）削次數和單邊切入量適中。循環切削次數通（tōng）過IF條件語句（jù）判斷確定（dìng），滿足條（tiáo）件，返回（huí）MA1句，繼續循環（huán）；不滿足條件，則執行下一句G158，取消（xiāo）零點偏移。 （3）加工路線與G91增量子程序循環一樣，子程序（xù）一般采用絕對坐標（biāo）編程，如（rú）所示。 （4）參考程序。 主程序SKG158.MPF M03S600 T04D01 G90G030Z2 R1=15.1（參數R1賦值）MA1：G158 X=R1（建立零點偏移）L158（調（diào）用子程序L158）R1=R1-0.5（切深0.5）IF R1>=0.1 GOTOB MA1（條件（jiàn）句）G158（取消（xiāo）零點偏移）L158（精（jīng）加工）G080Z80 M5 M30子程序L158.SPF G01X0Z0F0.1（絕對坐標，A點）G3X17.5Z-5.16CR=10（B點）G3X19.3Z-51.87CR=50（C點）G2X22.63Z-65.15CR=12（D點）G3X30Z-75CR=15（E點）G1Z-80（F點）X32（X方向退刀）G0Z0（Z方向快退）M17（子程序結束）二、梯形螺紋加工（1）零件加工梯形（xíng）螺紋Tr36×6. （2）加工分析。由於梯（tī）形槽較深、槽底（dǐ）較（jiào）寬，加工方法有直進法（fǎ）、斜進法、左右切（qiē）削法、車直（zhí）槽法和分層法等，這裏采用分層且（qiě）左右偏移切削方法（）較（jiào）好，可用子程序編程。 若用高速鋼刀具，將梯形螺紋刀尖寬度磨至1.7mm，采用分層且（qiě）左右切削法，即（jí）在加工時中間切入（rù）一刀，再左右各偏移0.114mm加（jiā）工一次。左右偏移距離（lí）算法是槽底寬減去刀尖寬的一半，（1.928mm-1.7mm）/2=0.114mm. （3）參考程序。 主程序SKG33.MPF M03S180 T01D01 G90G95G038Z3 M8 G1X36F0.1 L33P35（調（diào）用子程序）G90G080Z80 M9 M5 M30子程序L33.SPF G91G1X-0.2F1（增量（liàng）X進刀）G33Z-38K6（直切螺紋）G1X9F5（退刀）Z38.114（退回，右偏0.114）X-9（X進刀）G33Z-38.114K6（右偏切螺紋）G1X9F5 Z37.886（退回（huí），左偏0.114）X-9 G33Z-37.886K6（左偏切螺紋）G1 G1X9F5 Z38（退（tuì）回到中間）X-9 M17三、非圓曲線加工1.非（fēi）圓曲線非（fēi）圓曲線主要（yào）是指橢圓或（huò）拋物線等形狀的輪廓，應用宏程序編程。下麵以橢（tuǒ）圓“X 2 /144+Z 2 /400=1”加工為例來分析。 2.加（jiā）工分析（1）粗加工。粗加工時（shí）從大到小分層切削，路（lù）線（xiàn）如（rú）所示。每（měi）次走刀終點坐標（biāo）確（què）定：用參數變量確定，先用兩個參（cān）數替代長短（duǎn）軸方向長度，再分析點坐標X、Z與參數之間關係。若短軸用參數R 1表（biǎo）示，則X=2×R 1，R 1大值是24mm/2mm=12mm；若（ruò）長軸用參數R 2表示（shì），則R 2 =20×（1-R 1 2 /144），化為編程表達式為R 2 =20×SQRT（1-R 1×R 1 /144），對應坐標Z=R 2 -20（為（wéi）負值）。由於是粗加工，保留0.2mm精加工（gōng）餘量，取Z=R 2 -19.8. 所以每層走刀終（zhōng）點坐標為（2×R 1，R 2 -19.8），R 1的（de）取值從12mm到0，不斷分層減少。 （2）精加工。精加工沿輪廓線從右（yòu）端點（diǎn）到高點，利用參數編程將輪廓線細分為成百上千個插（chā）補點。點坐標確定與粗加工（gōng）相同。 （3）粗精加工參考程序。 程序（xù）名TY.MPF M03S600 G90G95 T1（粗加工）G1X25Z2F3 R1=12 MA1：G1X=2R1 F0.15 R2=20SQRT（1-R1R1/144）G1 Z=R2-19.8 F0.15 G1X=（2R1+1）G0 Z2 R1=R1-1（每次切深單邊1）IF R1>=0 GOTOB MA1（注意空格！）G080Z80；T2S800（精加工）G00Z1 R1=0 MA2：R2=20SQRT（1-R1R1/144）G1 X=2R1 Z=R2-20 F0.06 R1=R1+0.05 IF R1<=12 GOTOB MA2 G1 X24 Z-20（不用省略）G080Z80 M5 M30四、組合件的加工如零件1和中的零件2，加工完成後可相互（hù）配合：零件1的右端端麵凸台與零件2的左（zuǒ）端端麵凹槽配合（hé），零件1的左端與零件2的右端的內（nèi）外（wài）螺紋及圓弧（hú）麵能相互（hù）配合，零件圖如所示。 （1）加工分析。很多這樣的組合件，要充分利用它們之間的配合來（lái）解決加工時的裝夾問題，難點在於加工件1的右端時的裝夾，要（yào）靠旋（xuán）合（hé）在件2的內孔（kǒng）中。因此正確安排加工順序很重（chóng）要，可減少裝夾（jiá）次數，提高精度，節約時間，提高效率。 （2）加工順序。本組合件加工順序安排如下：①裝夾件1毛坯Φ45mm的左端，平右（yòu）端麵，加工出右端台階，調頭加工（gōng）出總（zǒng）長（zhǎng）；②裝夾右端台階，完（wán）成件1的（de）左端加工（外形、退刀槽和螺紋）；③加工件2總長；④加工件2左（zuǒ）端（鑽孔、內孔輪廓、內端麵槽和外形輪（lún）廓）；⑤加（jiā）工件2右端（內孔輪廓、內螺紋、外形輪廓和外槽）；⑥將件1外螺紋旋上（shàng）件2內孔，加工件1的右端（先加工內槽，再加工外形）。注（zhù）意，在外形粗（cū）加工後，取下件1再旋上，半精加工後再（zài）鬆合一次，這樣在精加工後，就可以直接（jiē）用手鬆開（kāi）螺紋了。 總之，在數控車床操作（zuò）中（zhōng），要不（bú）斷分（fèn）析解（jiě）決實踐中的（de）難（nán）點問題，並勤於思考，活學活用，才能不（bú）斷提高技能，成為行（háng）業中的佼佼者。
