数控车削手工编程探讨

李银军

在数控车削中，程序贯穿整个零件的加工过程。由于每个人的加工方法不同，编制加工程序也各不相同，但最终的目的是为了提高数控车床的生产效率。因此编制合理、高效的加工程序显得尤为重要。笔者从选择程序原点、进给路线、循环加工指令、选择合适的G命令等细节出发，分析在数控车削中程序的编制方法。

要充分发挥数控车床的作用，关键是编程，即根据不同零件的特点和精度要求，编制合理、高效的加工程序。下面笔者以HNC-21/22T系统为例，就数控车削加工中手工编程技巧问题进行一些探讨。

1 正确选择程序原点

在数控车削编程时，首先要选择工件上的一点作为数控程序原点，并以此为基准建立一个工件坐标系。程序原点的选择要尽量满足程序编制简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。通常将程序原点设定在工件轴线与工件前端面的交点上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

2 合理选择进给路线

2.1 尽量缩短进给路线，减少空走刀行程，提高生产效率

1）巧用起刀点。如在循环加工中，根据工件的实际情况，在确保安全和满足换刀的前提下，使起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线。

2）在编制复杂轮廓的加工程序时，通过合理安排“回零”路线，使前一刀终点与后一刀起点间的距离尽量短，以缩短进给路线，提高生产效率。

3）粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，可采用合适的循环加工方式，以最短的切削进给路线，减少空行程时间。

2.2 保证加工零件的精度和表面粗糙度要求

1）合理选取起刀点和切入方式，使切入过程平稳，没有冲击。精加工时，最终轮廓应安排在最后一次走刀，连续加工出来；减少在轮廓处停刀而留下刀痕；沿零件表面的切向切入和切出，避免划伤工件。

2）选择工件加工后变形较小的路线。对细长零件，应分几次走刀加工到最后尺寸。在确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的引入长度和超越长度。

2.3 保证加工过程的安全性要避免刀具与非加工面的干涉，并避免刀具与工件相撞。如槽的加工，编程时进退刀点应与槽垂直，进刀不能用“G00”，退刀时避免“X、Z”同时移动。

2.4 减少程序段数目和编制程序工作量如有固定的加工操作重复出现，可编写子程序随时调用。对形状一样、尺寸不同或工艺一样、数据不同的零件，可用宏指令编程，精简程序量。

3 准确掌握并合理应用各种循环切削指令

在HNC-21/22T数控系统中，数控车床有十多种循环加工指令。每一种指令都有各自的特点，工件加工后的精度有所不同，各自的编程方法也不同。在选择的时候要仔细分析，合理选用。如螺纹循环加工有两种指令：G32和G76。G32采用直进式进刀切削，螺纹中径误差较大，但牙形精度较高，一般用于小螺距高精度螺纹的加工。G76采用斜进式进刀切削，牙形精度较差，但工艺性比较合理，编程效率较高，适用于大螺距低精度螺纹的加工。结合它们的特点及适用范围，并根据工件的精度灵活地选用这些指令。如需加工高精度、大螺距的螺纹，则可采用G32、G76混用的办法，即先用G76粗加工，再用G32精加工。

4 灵活使用特殊G代码，保证零件的加工质量和精度

4.1 返回参考点G28、G29指令参考点是机床上的一个固定点，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标，也是数控加工保证其尺寸精度的前提条件。 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。比如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，以保证加工的尺寸精度。

4.2 延时G04指令是人为地暂时限制运行的程序，实际加工中，G04指令可作一些特殊使用

1）大批量加工单件工时较短的零件时，启动按钮频繁使用，为减轻操作者由于疲劳或频繁按钮带来的误动作，用G04指令代替首件后零件的启动。延时时间按完成单个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。零件加工程序设计成循环子程序，G04指令就设计在调用该循环子程序的主程序中。

2）丝锥攻螺纹时，用弹性筒夹头攻牙，以保证丝锥攻至螺纹底部时不会崩断，并在螺纹底部设置G04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，再反转后退。

3）主轴转速有较大变化时，可设置G04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。

4.3 相对编程G91与绝对编程G90指令相对编程是以刀尖所在位置为坐标原点，即坐标原点经常在变换，那么连续位移时，必然产生累积误差。绝对编程在加工的全过程中，均有相对统一的基准点，即坐标原点，所以其累积误差较小。数控车削加工时，工件径向尺寸的精度比轴向尺寸高。在编制程序时，径向尺寸最好采用绝对编程，轴向尺寸采用相对编程，但对于重要的轴向尺寸，也可以采用绝对编程。此外，为保证零件的某些相对位置，按照工艺要求，进行相对编程和绝对编程的灵活使用。

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。为充分发挥数控车床的作用，在编程中掌握一定的技巧，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，能使数控车床的功能得到合理应用与充分发挥。