注重實(shí)際、保證質(zhì)量、提高效率 -淺談數(shù)控銑削編程

注重實(shí)際、保證質(zhì)量、進(jìn)步效率——淺談數(shù)控銑削編程〔〕:

摘要：在數(shù)控銑削編程中應(yīng)本著注重實(shí)際、保證質(zhì)量、進(jìn)步效率的原那么，根據(jù)零件構(gòu)造特征恰當(dāng)?shù)剡x擇編程方式，合理選擇走刀道路。這既能簡化編程，進(jìn)步編程效率，又能有效地保證工件加工精度。

關(guān)鍵詞：拓展思維；靈敏應(yīng)用；進(jìn)步效率；保證質(zhì)量；滿足要求

本文引用格式：孫繼勝.注重實(shí)際、保證質(zhì)量、進(jìn)步效率淺談數(shù)控銑削編程[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(29):194-196.

隨著科學(xué)技術(shù)的開展、市場產(chǎn)品質(zhì)量要求的進(jìn)步，新型加工方式的出現(xiàn)，我國機(jī)械制造業(yè)的消費(fèi)技術(shù)發(fā)生了重大的變化。其中數(shù)控加工技術(shù)越來越多地應(yīng)用于相關(guān)企業(yè)。隨之而來的是數(shù)控技術(shù)人才市場的需求旺盛，培養(yǎng)更多更好的數(shù)控技術(shù)人才是當(dāng)務(wù)之急。作為培養(yǎng)一線技術(shù)工人的中等職業(yè)學(xué)校的專業(yè)教師更感到責(zé)任重大。

數(shù)控銑削加工是當(dāng)前數(shù)控加工方法中一種比擬常見的加工方式，也是目前數(shù)控教學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。如何讓學(xué)生在銑削編程中真正做到融會貫穿，使加工出的工件到達(dá)企業(yè)中的質(zhì)量和效率的雙進(jìn)步要求，除采取相應(yīng)的工藝保障措施外，采用注重實(shí)際、保證質(zhì)量、進(jìn)步效率的原那么，應(yīng)用到詳細(xì)的編程過程中去將有助于解決這一問題。經(jīng)過多年的教學(xué)理論，我認(rèn)為應(yīng)在以下幾方面進(jìn)展。

一采用靈敏多變的編程方式

在數(shù)控銑削編程中，根據(jù)被加工零件構(gòu)造特點(diǎn)，選擇適宜的編程方法既有助于進(jìn)步編程效率，又有利于保證工件加工精度。其中坐標(biāo)變換顯得非常重要，下面就有關(guān)坐標(biāo)變換問題做一下討論。

〔一〕極坐標(biāo)系編程的應(yīng)用

在企業(yè)消費(fèi)中，帶有型腔的工件是零件消費(fèi)中的一種，在有些情況下，設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)針對型腔的構(gòu)造尺寸給予要求，即型腔內(nèi)部尺寸比擬標(biāo)準(zhǔn)，且互相間有關(guān)聯(lián)〔線性尺寸及角度關(guān)系〕，而只對型腔中的某一點(diǎn)與腔外的某一固定點(diǎn)之間給予一定關(guān)聯(lián)尺寸。如圖1所示工件的內(nèi)六邊形加工，圖紙上只給出內(nèi)六邊形的一個(gè)頂點(diǎn)與工件原點(diǎn)的位置尺寸及內(nèi)六邊形的邊長，對于此工件中內(nèi)六邊形的加工如仍采用在原有建立的工件坐標(biāo)系中編程的話，即以工件原點(diǎn)為編程基準(zhǔn)〔絕對編程方式〕需要進(jìn)展相應(yīng)的尺寸換算，容易產(chǎn)生編程誤差〔尺寸圓整誤差〕，導(dǎo)致加工精度降低。如今我們以型腔中的A點(diǎn)〔此點(diǎn)與工件原點(diǎn)O具有確定位置〕為基準(zhǔn)點(diǎn)建立一個(gè)極坐標(biāo)系，用極坐標(biāo)方式編程，即應(yīng)用G16指令編程，就可以將此問題解決。既可以消除尺寸換算誤差，又方便了計(jì)算與編程，最終保證了工件的加工精度，也進(jìn)步了編程效率。但在應(yīng)用此法時(shí)，需注意絕對編程與增量編程的區(qū)別：絕對編程方式中，極半徑是當(dāng)前工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)到終點(diǎn)的間隔，極點(diǎn)為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，即以工件坐標(biāo)系原點(diǎn)作為極坐標(biāo)系原點(diǎn)，所有目的點(diǎn)的位置〔極半徑和極角〕都與工件原點(diǎn)有關(guān)。而增量編程那么中，極半徑是當(dāng)前位置到終點(diǎn)位置的間隔，極點(diǎn)為當(dāng)前點(diǎn)，其極角為相對于當(dāng)前位置的角度增量。即以當(dāng)前點(diǎn)作為極坐標(biāo)系的原點(diǎn)〔此原點(diǎn)是動態(tài)的，即本程序段的終點(diǎn)作為下一個(gè)程序段的極坐標(biāo)系原點(diǎn)〕。另外，在孔加工循環(huán)中確定孔心位置時(shí)，也可考慮采用極坐標(biāo)編程方式。

〔二〕鏡像功能的應(yīng)用

鏡像加工編程，也稱對稱加工編程，它是將數(shù)控加工的刀具軌跡沿某一坐標(biāo)軸作鏡像變換而形成加工軸對稱零件的刀具軌跡。對稱軸〔或鏡像軸〕可以是X軸或Y軸或原點(diǎn)。例如在沖壓機(jī)床上沖裁下料時(shí)，有時(shí)為了進(jìn)步消費(fèi)效率和節(jié)省原材料，需要在沖頭〔上?！澈拖履Ｉ霞庸こ龆鄠€(gè)按一定對稱規(guī)律分布的具有一樣構(gòu)造的型腔和凸臺，如圖2所示。對于具有這樣構(gòu)造特征的零件，如仍采用原始編程方式，一是需要計(jì)算的坐標(biāo)點(diǎn)多，二是所需程序段數(shù)量多，編程不方便，現(xiàn)采用鏡像功能加上子程序編程，既簡化了程序又節(jié)省了時(shí)間，從而進(jìn)步了效率。應(yīng)用時(shí)正確地選擇鏡像軸或鏡像中心是關(guān)鍵。

〔三〕旋轉(zhuǎn)功能的應(yīng)用

實(shí)際加工中有時(shí)會遇到這樣一類工件，在圍繞一固定點(diǎn)〔或軸線〕具有一定間隔的圓周上分布著多個(gè)一樣構(gòu)造形狀的加工內(nèi)容。如圖3所示，裝飾門上的雕花加工過程。對于這類工件的編程，可采用旋轉(zhuǎn)功能指令加上相應(yīng)的子程序來完成，這樣既防止了一些尺寸的換算簡化了整個(gè)程序，又可以有利于保證工件的加工精度。應(yīng)用此功能時(shí)要注意絕對編程與增量編程的旋轉(zhuǎn)中心是不同的，絕對編程時(shí)旋轉(zhuǎn)中心為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，而增量編程時(shí)其旋轉(zhuǎn)中心為當(dāng)前點(diǎn)。

再如，孔加工是銑削加工中的一種常見加工類型，許多數(shù)控系統(tǒng)都擁有多種功能各異的孔加工循環(huán)指令，在使用這些加工循環(huán)指令時(shí)，孔心位置確實(shí)定尤為重要，這是由于此位置決定了孔與孔之間的位置尺寸〔孔心距〕，以及零件在后期裝配過程中的裝配精度。為此可以根據(jù)孔與孔之間的位置關(guān)系在實(shí)際編程時(shí)適當(dāng)?shù)剡x擇坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)功能來確定所要加工孔的孔心位置，減少一些復(fù)雜的計(jì)算，以進(jìn)步編程精度，保證工件的加工質(zhì)量。

如圖4所示，法蘭盤上均布孔的鉆孔、鏜孔加工，各孔心位置就可通過坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)指令G68來確定。另外，在有些情況下的一些工件加工，還可以采用先旋轉(zhuǎn)后縮放，先鏡像后縮放等方法結(jié)合應(yīng)用。

二走刀道路確實(shí)定

編程時(shí)，走刀道路確實(shí)定不僅關(guān)系到消費(fèi)效率的上下，還會直接影響到工件的加工質(zhì)量。下面就有關(guān)走刀道路的一些問題做一下討論。

〔一〕下刀方式的選擇

銑削編程時(shí)，下刀方式的選擇致關(guān)重要，假設(shè)選擇不當(dāng)，將會直接影響到工件的加工精度及刀具的使用壽命。以用立銑刀加工工件內(nèi)部輪廓為例：當(dāng)加工工件內(nèi)部輪廓時(shí)，立銑刀必須沿其軸線方向下刀切入工件實(shí)體，此時(shí)要考慮刀具如何切入工件〔下刀方式〕以及切入位置〔下刀點(diǎn)〕。常用的下刀方式有以下三種。

1.在工件上預(yù)制孔，沿孔直線下刀。在工件上刀具軸向下刀點(diǎn)的位置，預(yù)制一個(gè)比刀具直徑大的孔〔一般為鉆削后的孔〕，立銑刀的軸向沿已加工的孔引入工件。此法較為常用。

2.按螺旋線的道路切入工件螺旋下刀。刀具從工件的上一層的高度沿螺旋線切入到下一層位置，螺旋線半徑盡量取大些，這樣切入的效果會更好，此法主要適用于較大孔的加工。

3.按具有斜度的走刀道路切入工件傾斜下刀。在工件的兩個(gè)切削層之間，刀具從上一層的高度沿斜線切入工件到下一層位置。注意，要控制節(jié)距，即每沿程度走一個(gè)刀徑長，背吃到量應(yīng)小于0.5mm，因?yàn)榱姷兜亩嗣娴度星邢鞑拍苋酢?/p>

〔二〕刀具的切入、切出

銑削過程中，用立銑刀側(cè)刃加工曲面時(shí)〔尤其是精加工〕，刀具的切入、切出方式對工件的加工精度和外表質(zhì)量有直接的影響，編程時(shí)應(yīng)根據(jù)工件的加工性質(zhì)合理地選擇切入、切出方式。

1.法向切入。此種切入方法是刀具沿工件法向切入，此法走刀途徑最短，但刀具必須在切入點(diǎn)轉(zhuǎn)向，此時(shí)進(jìn)給運(yùn)動有短暫停頓。對工件外表有沖擊，存在接刀痕跡，且易造成打刀想象，為此只應(yīng)用于刀具剛性好、工件粗加工的狀況。

2.切向進(jìn)刀。此種方法是刀具沿加工外表切向進(jìn)刀切入工件，刀具的切入運(yùn)動和切削進(jìn)給運(yùn)動連續(xù)，可防止在加工外表產(chǎn)生刀痕，主要用于精加工。

3.圓弧切入。此種方法是刀具采用與工件輪廓曲面相切的1/4圓的圓弧段進(jìn)刀和退刀，使圓弧段與切削軌跡相切。此法主要應(yīng)用于曲面輪廓〔尤其是內(nèi)輪廓曲面〕的加工。但要注意進(jìn)退刀的圓弧半徑要大于銑刀直徑的兩倍。

〔三〕合理的走刀道路

數(shù)控加工過程中，刀具相對工件的運(yùn)動軌跡和方向稱為走刀道路。合理的走刀道路既有利于進(jìn)步消費(fèi)效率，又能保證零件的加工精度，所以走刀道路確實(shí)定至關(guān)重要。在確定走刀道路時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)因素的影響：

1.行切與環(huán)切的選擇。一般在粗加工時(shí)，選擇雙向行切，主要是為了縮短走刀途徑；而在精加工時(shí)選擇單向行切或環(huán)切，目的是保證刀花的一致性，進(jìn)步外表質(zhì)量。

2.精度高的孔系的加工順序。對有較高孔心距要求的孔系加工，應(yīng)注意孔的加工順序，如選擇不當(dāng)將會產(chǎn)生孔心距位置誤差。

3.順逆銑的選擇。一般在粗加工時(shí)選擇逆銑，主要是為了保護(hù)機(jī)床和防止由于爬行造成的危害；而精加工時(shí)選擇順銑，主要是為了進(jìn)步工件加工精度及外表質(zhì)量。

4.工件剛性與刀具剛性的影響。當(dāng)工件剛性和刀具剛性較高時(shí)，可通過增大吃刀深度來減少走刀次數(shù)，進(jìn)步效率；當(dāng)工件剛性或刀具剛性較差時(shí)，那么要采取屢次走刀來減少切削變形，保證工件加工精度。

5.走刀次數(shù)確實(shí)定。編程時(shí)，可根據(jù)工件材質(zhì)、加工性質(zhì)、刀具狀況等多方面，合理地安排走刀次數(shù)。

6.起始高度與平安高度。加工時(shí)，為了防止機(jī)床進(jìn)給由于慣性等因素的影響造成工件加工精度下降及損壞刀具等現(xiàn)象，在銑削編程時(shí)設(shè)定了兩個(gè)高度，即起始高度與平安高度〔平安平面〕，編程時(shí)要合理地確定其有關(guān)位置尺寸。

7.刀具半徑補(bǔ)償與長度補(bǔ)償。對于在一個(gè)工件上有多種加工要求的零件的編程，由于使用了多把尺寸不同〔半徑及長度〕的刀具，編程時(shí)使用了刀具長度補(bǔ)償或半徑補(bǔ)償。此時(shí)，應(yīng)注意補(bǔ)償值與補(bǔ)償方向不要弄錯(cuò)，否那么會產(chǎn)生過切或欠切，甚至?xí)l(fā)惹事故。只有充分考慮上述各方面的影響，才會制定出合理的走刀道路。