數(shù)控銑床編程實(shí)例
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一、編程方法 精工銑床編程方法主要有手工編程、自動(dòng)編程和交互式CAD/CAM三種。 （一）手工編程 手工編程是指編制零件精工加工程序的各個(gè)步驟，即從零件圖紙分析、工藝決策、確定加工路線和工藝參數(shù)、計(jì)算刀位軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編寫零件的精工加工程序單直至程序的檢驗(yàn)，均由人工來(lái)完成。對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的輪廓加工，幾何計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。但對(duì)輪廓形狀不是由簡(jiǎn)單的直線、圓弧組成的復(fù)雜零件，數(shù)值計(jì)算則相當(dāng)繁瑣，工作量大，容易出錯(cuò)，且很難校對(duì)，采用手工編程是難以完成的。 （二）自動(dòng)編程 自動(dòng)編程是采用計(jì)算機(jī)輔助精工編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。APT是自動(dòng)編程工具（Automatically Programmed Tool）的簡(jiǎn)稱，是對(duì)工件、刀具的幾何形狀及刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行定義時(shí)所用的一種接近于英語(yǔ)的符號(hào)語(yǔ)言。在編程時(shí)編程人員依據(jù)零件圖樣，以APT語(yǔ)言的形式表達(dá)出加工的全部?jī)?nèi)容，再把用APT語(yǔ)言書寫的零件加工程序輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)APT語(yǔ)言編程系統(tǒng)編譯產(chǎn)生刀位文件（CLDATA file），通過(guò)后置處理后，生成精工系統(tǒng)能接受的零件精工加工程序的過(guò)程，稱為APT語(yǔ)言自動(dòng)編程。采用自動(dòng)編程時(shí)，由于計(jì)算機(jī)（或編程機(jī)）代替程序編制人員完成了繁瑣的數(shù)值計(jì)算工作，并省去了編寫程序單的工作量，因而可將編程效率提高數(shù)倍到數(shù)十倍，同時(shí)解決了手工編程中無(wú)法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。 （三）交互式CAD/CAM 利用CAD/CAM軟件，實(shí)現(xiàn)造型及圖象自動(dòng)編程。在編程時(shí)編程人員首先利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）或自動(dòng)編程軟件本身的零件造型功能，構(gòu)建出零件幾何形狀，然后對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加工方案，其后還需利用軟件的計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）功能，完成工藝方案的制訂、切削用量的選擇、刀具及其參數(shù)的設(shè)定，自動(dòng)計(jì)算并生成刀位軌跡文件，利用后置處理功能生成指定精工系統(tǒng)用的加工程序。因此我們把這種編程方式稱為圖形交互式自動(dòng)編程。這種自動(dòng)編程系統(tǒng)是一種CAD與CAM高度結(jié)合的編程系統(tǒng)，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點(diǎn)。 二、編程思想 什么叫編程思想？所謂的編程思想就是對(duì)于一個(gè)待加工零件或者圖紙，編程人員對(duì)其進(jìn)行分析、計(jì)算，然后正確的編制出精工程序的一個(gè)過(guò)程，這其中包含對(duì)零件的工藝分析，加工路線的分析及相應(yīng)坐標(biāo)的計(jì)算等等。編程思想是一個(gè)編程人員應(yīng)具備的素質(zhì)和能力，也是我們編制程序的基礎(chǔ)。在精工編程學(xué)習(xí)過(guò)程中，一些學(xué)生能夠編制簡(jiǎn)單的直線、圓弧類零件，但是對(duì)于復(fù)雜的零件卻無(wú)從下手，或者更換一個(gè)零件，他們就不知道如何下手，在編寫的時(shí)候思路混亂，想到一點(diǎn)就編寫一點(diǎn)，思維跳躍性很大，沒有一個(gè)比較連貫的思路，編寫的程序也是漏洞百出，不合情理。究其原因，就是沒有一個(gè)良好的編程習(xí)慣，也即沒有形成一個(gè)正確的編程思想。對(duì)于精工編程，其編程思想應(yīng)該是這樣的：分析圖紙——確定加工工藝（即刀具軌跡）——數(shù)值計(jì)算——編制程序。其中，這里的加工工藝應(yīng)包含刀具的選擇、零件的裝夾、夾具的選擇、參數(shù)的設(shè)定等。在這個(gè)編程思想過(guò)程中確定刀具軌跡是最為關(guān)鍵的。因?yàn)橐坏┑毒哕壽E被正確的確定，程序的框架也就隨之出來(lái)了，剩下的工作就是選擇參數(shù)，然后按照刀具軌跡一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)地編制程序。下面，我們以一個(gè)典型的銑床編程加工教學(xué)中的一個(gè)零件為實(shí)例來(lái)進(jìn)行分析。 三、典型實(shí)例分析 手工編程是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)，也是入門教學(xué)中普遍采取的編程方法。本例采用手工編程方法。 （一）分析零件和圖紙 分析此加工零件圖紙，可知此零件是直線和圓弧組合的平面型零件，銑削平面型零件時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。故只需要一把圓柱平頭立銑刀就可以完成。我們選刀具直徑為Φ20，刀補(bǔ)表里D01的值設(shè)為R10。 （二）確定加工工藝 在精工加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)： 1．應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求。 2．應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動(dòng)時(shí)間。 3．應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。 對(duì)點(diǎn)位控制的精工機(jī)床，只要求定位精度較高，定位過(guò)程盡可能的快，而刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)路線是無(wú)關(guān)緊要的，因此這類機(jī)床應(yīng)按空程最短來(lái)安排走道路線。我們選擇走刀路線為起刀點(diǎn)→A→B→C→D→E→F→G→H→I→A→回起刀點(diǎn)。 精工銑床夾具的選用可根據(jù)生產(chǎn)零件的批量來(lái)確定。對(duì)單件、小批量、工作量較大的模具加工來(lái)說(shuō)，一般可直接在機(jī)床工作臺(tái)面上通過(guò)調(diào)整實(shí)現(xiàn)定位與夾緊，然后通過(guò)加工坐標(biāo)系的設(shè)定來(lái)確定零件的位置。此例零件是長(zhǎng)方體，我們選擇機(jī)用平口鉗來(lái)夾持。 在實(shí)踐教學(xué)加工中,我們選用的零件材質(zhì)為硬鋁，因?yàn)樵阢娤饔昧康倪x擇上，銑削深度5毫米可以一刀切下，進(jìn)給量選用100mm/min，主軸轉(zhuǎn)速選用1000r/min。 （三）數(shù)值計(jì)算 原點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示，此實(shí)例設(shè)起刀點(diǎn)坐標(biāo)為(-10,-10,10)，銑削深度為5毫米，則外輪廓各點(diǎn)XY坐標(biāo)如下： A點(diǎn)坐標(biāo):(0,10) B點(diǎn)坐標(biāo):(0,45) C點(diǎn)坐標(biāo):(15,60) D點(diǎn)坐標(biāo):(50,60) E點(diǎn)坐標(biāo):(65,45) F點(diǎn)坐標(biāo):(80,30) G點(diǎn)坐標(biāo):(80,10) H點(diǎn)坐標(biāo):(70,0) I點(diǎn)坐標(biāo):(10,0) （四）編制程序 %0718 G92 X-10 Y-10 Z10 （建立坐標(biāo)系） M03 S1000 （主軸以1000r/min正轉(zhuǎn)） G90 G01 Z-5 F100 （以100mm/min進(jìn)給量下刀5mm深） G41 G01 X0 Y10 D01 （建立左刀補(bǔ)到A點(diǎn)） G01 X0 Y45 （到B點(diǎn)） G02 X15 Y60 R15 （到C點(diǎn)） G01 X50 Y60 （到D點(diǎn)） G02 X65 Y45 R15 （到E點(diǎn)） G03 X80 Y30 R15 （到F點(diǎn)） G01 X80 Y10 （到G點(diǎn)） G01 X70 Y0 （到H點(diǎn)） G01 X10 Y0 （到I點(diǎn)） G01 X0 Y10 （到A點(diǎn)） G00 Z10 （提刀） G40 G00 X-10 Y-10 （回到起刀點(diǎn)） M02 （程序結(jié)束） 四、結(jié)語(yǔ) 精工銑削是機(jī)械加工中最常用和最主要的精工加工方法之一。想要充分發(fā)揮精工銑床的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精工加工中的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗，編程是關(guān)鍵，而在編制精工銑床程序過(guò)程中，編程思想是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，故在編制程序前必須有一個(gè)清晰的編程思想。 |
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