数控加工程序编写的步骤详解

1.数控机床的选择

不同类型的零件应在不同的数控机床上加工，可参考表10-2不同类型数控机床主要用途进行数控机床类型的选择。

2.加工工序的划分

常见加工工序的划分特点见表10-10。

表10-10 数控机床加工工序的划分特点

3.工件的装夹方式，对刀点与换刀点的确定，走刀路线的选择

工件的装夹方式，对刀点与换刀点的确定，走刀路线的选择原则见表10-11。

表10-11 工件的装夹方式，对刀点与换刀点，走刀路线的选择原则

4.加工刀具的选择

刀具的选用包括刀具种类、刀具材料和刀具角度的选择。

（1）刀具种类的选择 刀具种类主要根据被加工表面的形状、尺寸、精度、加工方法、所用机床及要求的生产率等进行选择。如平面的加工，多采用数控铣床铣削，所用刀具为铣刀。又如孔的加工，在实体材料上加工低精度孔，常使用钻头；若孔的精度要求中等，还要使用扩孔钻（扩孔）；若孔的精度要求较高，一般还要使用铰刀（铰孔）。

（2）刀具材料的选择 刀具材料主要根据工件材料、刀具形状和类型及加工要求等进行选择。

（3）刀具角度的选择 刀具角度的选择主要包括刀具的前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的选择。

1）前角。前角γ₀对切削的难易程度有很大影响。生产中，通常硬质合金车刀的前角γ₀在-5°～20°范围内选取，高速钢刀具的前角可比同类硬质合金刀具大5°～10°。

2）后角。后角α₀的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦和后刀面的磨损，合理后角的大小主要取决于切削厚度（或进给量），也与工件材料、工艺系统的刚性等有关。车削一般钢和铸铁时，车刀后角常选用4°～6°。

3）主偏角。主偏角k_r的大小影响切削条件和刀具寿命。车刀常用主偏角有45°、60°、75°和90°。

4）副偏角。副偏角k′_r的作用是可减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，防止切削振动。k′_r的大小主要根据表面粗糙度的要求选取。一般为5°～15°，粗加工取大值，精加工取小值。

5）刃倾角。刃倾角λ_s主要影响刀头的强度和切屑流动的方向。在加工一般钢料和铸铁时，无冲击的粗车取λ_s=-5°～0°，精车取λ_s=0°～55°；有冲击负荷时，取λ_s=-15°～-5°；当冲击特别大时，取λ_s=-45°～-30°。加工高强度钢、冷硬钢时，λ_s=-30°～-20°。

应该指出，刀具各角度之间是相互联系、相互影响的。孤立地选择某一角度并不能得到所希望的合理值。(www.xing528.com)

5.切削用量的确定

正确地选择切削用量，对于提高切削效率，保证刀具使用寿命和工件的已加工表面质量等方面有重要的意义，实际生产中确定切削用量的基本原则如下：

1）粗加工时，要尽可能实现较高的金属切除率。金属切除率为

Z_w=va_pf×1000

式中，Z_w为金属切除率，单位为mm³/min；v为切削速度，单位为mm/min；a_p为切削深度，单位为mm；f为进给量，单位为mm。

切削用量与刀具使用寿命T的关系为

式中，T为刀具使用寿命，单位为min；C为与切削条件有关的系数；x，y，z为影响指数，z>y>x。

可见，提高切削速度v，增大进给量f和切削深度a_p都能提高金属切除率Z_w，但都会引起刀具使用寿命下降。因此，为了保证必要的刀具使用寿命，加工时应优先选择较大的切削深度，其次是加大进给量，最后才根据刀具使用寿命要求和已确定的切削深度与进给量，选择合适的切削速度。

2）精加工时，首先要保证获得要求的加工精度和表面粗糙度，为了抑制切削过程中积屑瘤及鳞刺现象的产生，硬质合金刀具多采用较高的切削速度v≥130～250m/min；而高速钢刀具则采用较低的切削速度。为了减小切削力以及由此而引起的工艺系统弹性变形，一般应采用较小切削深度与进给量。

此外，数控机床切削用量的选择还应考虑机床的动态刚度。为了适应机床的动态特性，数控机床加工正常取较高的切削速度和较低的进给量，切削速度的一般推荐值为同类普通机床的1.4～1.9倍，进给量为0.15～0.25倍。

6.编制数控工加工序卡

工序卡是以工序为单位，简要说明加工零部件的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求及选用设备和工艺装备，卡片中注明毛坯类型、重量，零件数量，每道工序使用的设备编号，夹具、刀具、量具编号、名称，每道工序尺寸、公差等。数控加工工序卡与普通加工工序卡很相似，所不同的是：工序简图中应注明编程原点与对刀点，要进行简要编程说明（如所用机床型号、程序编号、刀具半径补偿等）及切削参数（即程序编入的主轴转速、进给速度、最大背吃刀量或宽度等）的选择，它是操作人员进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应按已确定的工步顺序填写。如果工序加工内容比较简单，也可采用以下参考表式。

7.对加工零件进行数学处理

在确定了工艺方案后，需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。

8.数控机床加工程序编制

在完成数值计算工作后，即可编写加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。也可在具有图形模拟显示功能的数控机床上，通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序，通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序。

以上步骤可根据被加工零件实际情况选择或交叉进行。