試論數(shù)控加工程序編制論文

　　摘要:數(shù)控技術(shù)是一種高精度、高效率的技術(shù),在機(jī)械加工中應(yīng)用最為廣泛。本文就數(shù)控程序的編制過(guò)程與其數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行分析,旨在提高數(shù)控車的使用效率與穩(wěn)定數(shù)控加工的質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞:數(shù)控車加工；程序編制；計(jì)算方法

　　在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中,對(duì)所加工的零件中的各種信息進(jìn)行數(shù)字化,按照特定的編程方法進(jìn)行數(shù)控車床的加工,從而對(duì)機(jī)床的各個(gè)部件的預(yù)定行進(jìn)軌道與行進(jìn)速度進(jìn)行合理的規(guī)劃。所以,在數(shù)據(jù)機(jī)床的數(shù)控加工中,合理的進(jìn)行加工程序的編寫非常重要。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐表明,合理的程序編制需要包含很多計(jì)算因素,下面就對(duì)數(shù)控車床的加工程序編制過(guò)程中的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)論述。

　　1程序編制時(shí)的數(shù)值計(jì)算方法

　　1.1基點(diǎn)計(jì)算

　　基點(diǎn)計(jì)算是程序編制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),相鄰的基點(diǎn)間所形成的幾何元素決定著零件的輪廓。所以在編程時(shí)應(yīng)該按照基點(diǎn)去劃分程序段,程序段間的近似區(qū)間越大,則基點(diǎn)的數(shù)目應(yīng)該越小。假設(shè)程序段間的誤差為d,d應(yīng)該小于等于規(guī)定編程誤差范圍,且d的取值應(yīng)當(dāng)在1/5到1/10間。基點(diǎn)計(jì)算目前分為兩種計(jì)算,分別是人工計(jì)算與繪圖計(jì)算,人工計(jì)算要求程序的編制人員具有一定的初等數(shù)學(xué)能力,熟悉掌握方程計(jì)算與三角函數(shù)計(jì)算的方法,具有實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),但是相比之下效率較低且失誤率高。繪圖計(jì)算則是可以充分利用計(jì)算機(jī)中的繪圖軟件將數(shù)控加工所需的相關(guān)圖樣進(jìn)行直接的繪制,但是這要求程序的編制人員有一定繪畫基礎(chǔ)與繪圖軟件的使用能力。總的來(lái)說(shuō),這兩種計(jì)算方法各有千秋,在數(shù)控加工的編程計(jì)算中應(yīng)該結(jié)合使用、取長(zhǎng)補(bǔ)短。

　　1.2節(jié)點(diǎn)計(jì)算

　　多數(shù)的數(shù)控機(jī)床并不具備非圓曲線的插補(bǔ)指令,而在編制非圓曲線數(shù)控程序過(guò)程中一般使用直線和圓弧來(lái)替換的方法來(lái)進(jìn)行編程,因?yàn)橹本�替換法的操作簡(jiǎn)單,其表現(xiàn)形式也比較直觀,所以精度要求的滿足條件下,通常是以直線段折線代替非圓曲線[1]。節(jié)點(diǎn)就是直線線段與圓弧線段之間的交點(diǎn),這些直線段和弧線線段在圖形的構(gòu)成中可以對(duì)一些曲線非圓線段進(jìn)行代替,而這些圖形無(wú)法通過(guò)直接的計(jì)算求出相關(guān)的坐標(biāo)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)計(jì)算的零件其形狀往往較為復(fù)雜,因此,節(jié)點(diǎn)計(jì)算就根據(jù)零件的精度求出坐標(biāo)值,其算法最好采用就算量較大的人工計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。

　　1.3刀位點(diǎn)軌跡計(jì)算

　　刀位點(diǎn)即刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn),在數(shù)控車的加工中可以標(biāo)志出刀具不同位置的坐標(biāo)點(diǎn),刀位點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)該根據(jù)不同類型的刀具而異,不同類型的刀具其刀位點(diǎn)也不盡相同,對(duì)于刀位點(diǎn)的軌跡計(jì)算而言,刀位點(diǎn)可以是刀尖位置點(diǎn)也可以是圓心位置點(diǎn)[2]。

　　2實(shí)例計(jì)算分析

　　毛坯棒料的數(shù)控機(jī)床加工工件的程序原點(diǎn)如圖1所示。加工方法:第一,確定加工的路線,按照先主后次,先粗后精的加工原則進(jìn)行加工路線的確定,采用一種固定循環(huán)的指令對(duì)零件的外輪廓進(jìn)行加工,然后再進(jìn)行精加工,最后再進(jìn)行切斷;第二,在刀具的選擇上應(yīng)當(dāng)進(jìn)行四把刀的選用,一號(hào)刀具為粗加工外圓車刀,2號(hào)刀具為精加工外圓車刀,3號(hào)刀具為切槽刀,四號(hào)刀具為車螺紋刀,使用試切法進(jìn)行對(duì)刀,在對(duì)刀的同時(shí)把端面進(jìn)行合理的加工;第三,合理選擇切削的參數(shù),各工序的切削速度與進(jìn)給速度如表1所示;第四,進(jìn)行程序的編制,最關(guān)鍵的是確定工件右端部與軸心線的交點(diǎn)。

　　3數(shù)控車加工的概述

　　3.1數(shù)控車的加工

　　數(shù)控車床加工本身就是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法。是通過(guò)圓柱形坯料做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),刀具沿軸向進(jìn)給,從而加工出精確的直徑,以及合理的加工深度的加工方法。

　　3.2數(shù)控車床加工的注意事項(xiàng)

　　在數(shù)控車床的加工中,有許多的事項(xiàng)值得注意,具體可以分為兩個(gè)方面:一方面,控制切削用量。切削用量是切削時(shí)各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的總稱,包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量(切削深度)。要確保數(shù)控車的零件加工的精度,降低生產(chǎn)的成本,提高生產(chǎn)率,就要時(shí)刻注意對(duì)切削深度,進(jìn)給速度的把控。另一方面,注意高效率走到路線的選取。走刀路線決定著數(shù)控加工中刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和工件表面的粗糙程度。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求,最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來(lái),確保最小化走到路線,減少走刀時(shí)間,從而提高工作效率。

　　4數(shù)控車加工過(guò)程中程序編制數(shù)值計(jì)算方法的沿用

　　4.1加工程序的編制

　　編制加工程序是整個(gè)數(shù)控車加工的重要一環(huán),一個(gè)完備的數(shù)據(jù)車加工程序應(yīng)當(dāng)是多個(gè)程序段的統(tǒng)一,利用基點(diǎn)的計(jì)算去劃分程序段,確保程序段的誤差在五分之一至十分之一之間。每一個(gè)程序段的加工動(dòng)作完成都稱為“字”,在數(shù)控車的加工程序編制中,主要利用“字”。“字”包括準(zhǔn)備指令G與輔助指令M,其中G指令用于為機(jī)床設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)方式,M指令用于機(jī)床描述在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)而采用的一切工藝手段。第一,手工編程在數(shù)學(xué)的處理上建立一個(gè)基點(diǎn)的坐標(biāo)體系,根據(jù)圖紙要求的加工路線去計(jì)算基點(diǎn)的幾何元素起點(diǎn),對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不能滿足零件的幾何形狀時(shí),則必須對(duì)曲線上的一定數(shù)量的離散點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算,利用節(jié)點(diǎn)算法算出點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離,再去按照精度計(jì)算出節(jié)點(diǎn)間的距離。第二,自動(dòng)編程相對(duì)于手工編程來(lái)說(shuō),其優(yōu)勢(shì)是可以利用計(jì)算機(jī)的軟件來(lái)進(jìn)行數(shù)控程序的編制,程序的編制人員只要按照零件的圖樣要求將其翻譯成數(shù)控語(yǔ)言,然后將其輸入到軟件當(dāng)中,有軟件進(jìn)行自動(dòng)化的數(shù)值計(jì)算和處理,在編寫完成后,將加工程序通過(guò)數(shù)控語(yǔ)言的形式輸入進(jìn)數(shù)控機(jī)床,來(lái)進(jìn)行機(jī)床工作的智慧。但是自動(dòng)編程的操作較為復(fù)雜,需要對(duì)計(jì)算機(jī)及數(shù)控軟件較為精通的人員進(jìn)行自動(dòng)編程。

　　4.2加工程序的校檢

　　在數(shù)控車加工程序編寫完畢后,要養(yǎng)成良好的程序檢驗(yàn)習(xí)慣,不應(yīng)對(duì)加工程序的編寫存在僥幸程序。加工程序的校檢工作應(yīng)該具有以下四步,第一,檢測(cè)刀具和約束面之間是否存在碰撞與相互干擾;第二,關(guān)于刀具類型的選擇是否科學(xué)合理;第三,是否對(duì)切削量進(jìn)行合理的設(shè)置;第四,最終的程序是否可以滿足加工需求。如果在上述的校檢過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤,那我們需要及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并使用軟件進(jìn)行加工模擬,然后重復(fù)程序的校檢直到最終加工需求的達(dá)成。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　一臺(tái)數(shù)控車床的造價(jià)相當(dāng)不菲,對(duì)于其的加工程序的編制一定要進(jìn)行認(rèn)真的研究與考察,掌握其的工作性能與加工的范圍。數(shù)控車在進(jìn)行數(shù)控程序的編制中,合理對(duì)其相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行沿用可以降低錯(cuò)誤率,提高編程效率,如果要對(duì)數(shù)控加工程序編制充分掌握,就一定以人工計(jì)算的方法進(jìn)行練習(xí),才能了解數(shù)控編程的原理。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]宋兆沛.數(shù)控加工程序編制中非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算[J].現(xiàn)代制造工程,2008,(2):63-65.

　　[2]吳曉蘇,林天極.數(shù)控加工程序編制時(shí)指令的程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].機(jī)械制造,2005,43(1):57-59.

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