​CNC數控編程員的標準流程

　　

數控加工作為機械製造業中先進生產力的代表，經過10餘年的引進與發展，已經在汽車、航空、航天和模具等行（háng）業發揮了巨（jù）大作用。

 

數控編程是影響數控（kòng）加工質量和效率的一個重要方麵（miàn），尤其在高速和精密加工中更為突出。在機械行業中，由於數（shù）控（kòng）編程人員的水平高（gāo）低不同，因此需要通過建立一定的規範，讓大家避免低層次（cì）錯誤和重複性問題的（de）發生。

 

一、數控加工編程流程

數控加工編程的一般流程包括：確（què）定編程依（yī）據、建立工藝模型、定義加工操作、生成刀位（wèi）軌跡、加（jiā）工軌跡仿真、後（hòu）處（chù）理、數控加工程序仿（fǎng）真模擬、數控（kòng）加工程序（xù）校對檢查、發放現場加工和數控加工程（chéng）序定型等。

 

1.確定編程依（yī）據

數（shù）控編程依據主（zhǔ）要包括三維模型、工程圖樣和零件（jiàn）製造指令(數控工藝規程)，通過數控編程依據可獲取以下信息：零件（jiàn）信息、數控加工工藝方案、數控機床類型、裝夾定位方式、刀（dāo）具、工序以及工步、加（jiā）工程序號和（hé）產品加工狀態等（děng）。

 

2.建立工藝模型

在零件三維模型和工程圖樣的基礎上進行工（gōng）藝模型的設計（jì），主（zhǔ）要包（bāo）括：零件三（sān）維模型的修剪、建立工藝參考麵、建立工藝定位孔、壓板及位置設計和加工麵的餘量處理等。

 

3.定義加（jiā）工操（cāo）作生成刀位軌跡

定義加工操作，生成刀位軌跡，主要內容包括：定義編程坐標係，充分考慮加工材料特性、刀具（jù）切削特性、機床（chuáng）切削特性和零件需要去除的材料狀況（kuàng）等因素，依據工藝要求定義加工方式(包（bāo）括各種走刀策略等)、工藝參（cān）數(包括餘（yú）量、進給速度、主軸（zhóu）轉速和加（jiā）工刀路的跨（kuà）距（jù）等)以及輔（fǔ）助（zhù）屬性(包括對 刀點（diǎn）、安全麵和數控機床（chuáng）屬性等)，最終生成刀位（wèi）軌跡（jì）。

 

4.加工軌（guǐ）跡仿真驗證

加工（gōng）軌跡仿真驗（yàn）證主要內容包括：檢查刀具（jù）、機床、工件、夾具定義是否齊（qí）備（bèi），尺寸是否準確;檢查加工操作（zuò），定義每（měi）一個工序應該達到的零件尺寸是否正確（què）;檢查加工操作定義（yì）中（zhōng）的加工方式(如粗加工策略、刀補加工和腔體加工等選擇)

是否正確、合理;檢查加（jiā）工過程中數控機（jī）床工作台、被（bèi）加工（gōng）零（líng）件、刀具和夾具之間是否存（cún）在過切、欠切或碰撞幹（gàn）涉等問（wèn）題;檢查工藝參數是否合理等。

 

5.後置處理

後置處理可以是獨立的處理過程，也可以與刀位文件的生成過程合（hé）為一體，根據處理軟件的功能，選擇適當的處理方（fāng）式，而（ér）對於後（hòu）處（chù）理有以下幾（jǐ）點要求：

生成特定數控（kòng）係統專用的加（jiā）工程序，應選擇其特定的後置處理軟件（jiàn）;後置處（chù）理軟件（jiàn）的開發或定製，要結合特定的控製係統（tǒng）和機床運動結（jié）構類型;後置處理軟件要保證刀位加工信息的充分轉換，且滿足控（kòng）製係統語法的要求;後置處理時，自動將必要的注釋說明加入到加（jiā）工程序中。

 

6.數控（kòng）加工程序仿真驗證

在編程軟件或結（jié）合數控仿真軟件功能的基礎上，盡可能地對數控（kòng）加工程序所涉及的各（gè）個方麵進行驗證，以保證最終加（jiā）工（gōng）程序的正確性，並對相（xiàng）應的數控加工程序仿真驗證（zhèng）進行記錄。

仿真驗證主要（yào）包括以下內容：檢查加工程序中，注釋信息是否正確（què）;檢（jiǎn）查數控（kòng）加工程序中，加工（gōng）方式的選擇（zé）是否正確（què）;檢查加工程序中，刀具尺寸信息是否正確;檢查（chá）數（shù）控加（jiā）工程序中，每一個工序應該（gāi）達（dá）到的零件尺寸信息是否正確;檢查數控加工程（chéng）序中，刀具補償信息是否正確;檢查數控加工程序中（zhōng），是否有過切、欠切或（huò）碰撞幹涉等問題;檢查數控加工程（chéng）序中，主軸轉速、進給速度是（shì）否與當前數控機（jī）床相匹配等。

 

7.數控加工程序校對檢查

數控程序的校（xiào）對（duì）與工藝文件的校對完全（quán）不同，程序格式是一個個（gè）坐標點，如果一行行地校對程（chéng）序內容，需要花費大量的時間，也是不切實際的。

 

程序的校對工（gōng）作主要從以下幾（jǐ）個方麵考慮。

①模型。模型是（shì）保證程序（xù）正確的基本要素，需要校對模型的（de）正確性，分析（xī）模型所有數據與工藝文件要素是否一致。

②坐標係（xì）。檢查編程的加工坐標係方向與工藝文件（jiàn）要（yào）求（qiú）的是否相符、是否便於操作、坐標係選擇是否（fǒu）合理以及是（shì）否便於控製（zhì）尺寸。

③加工策略。不同的加工策（cè）略生成的程序是絕然不同的（de），程序量也大小不一，而（ér）分析加工策略的合理性，主要是控製（zhì）程序的刀具軌跡，控製加工質（zhì）量和效率。

④刀具。刀具材料、規格和形式是根據零件材料和（hé）零件加（jiā）工部位確（què）定的，不同的刀具直接影響加工效率和（hé）加工質量。

⑤進刀點和退刀點。進刀點和退刀點是造成刀啃傷、紮傷零件的主要（yào）因（yīn）素，也是影響表麵質量的重要方麵（miàn）。

⑥程序格式。不同的數控（kòng）係統（tǒng）對程序的格（gé）式要求不同，一般可以通過對（duì）後處理程序的（de）編輯，生成滿足不同控製係統要求（qiú）的加工程序，程序格式的校對主要是在程序首尾部分，不影響程序的加工質量。

 

數控程序必須做到完整、正確、統一和協調，保證操作者能夠正確使用程序，加工出合格產品。數控加工程序應能保證整個過（guò）程的（de）合理性、安全性和穩（wěn）定性。

 

8.數控程序現場試加工及加工（gōng）程序定型

對（duì）一（yī）些工藝性（xìng）複雜、加工難度大、尺寸精度高或批量大的零件，要組織數控編程人員、車（chē）間工藝主管人員（yuán）、操作人員和（hé）檢驗人員等對現場試加工情況進行跟蹤、記錄，以便即時更正不合理的裝夾定位方（fāng）式和切削參數等。

對於一些單件生產（chǎn）的零（líng）件，在工藝（yì）性（xìng）好、尺寸精度不高的情況下，應盡量避免試切加工，而是留到數控加工仿真環節發現問題並（bìng）更正，以便（biàn）提高編程效率，降低生產成本（běn）。對（duì）於批量生產的零件，應該在第一批次生（shēng）產完後，對數控加工程序進（jìn）行定型、入庫（kù）統一（yī）管理。

 

二、數控程（chéng）序及（jí）製造大綱(FO)的管理

 

1.數（shù）控程序的命名

為方便查閱，易於識別、調用和（hé）管理，必須對第一個數控（kòng）程序文件進行合理的命名。數控機床的編碼的倍數不同，且一般隻識別數（shù）字和字（zì）母，不同（tóng）的數控（kòng）係統所識別的程序格式也不同。

因此，數（shù）控程（chéng）序命名的形式一般為（wéi）：名稱+後綴。

 

(1)名稱（chēng）組成一般為：產品代（dài）號_加工類型+工序號_程序版次。

其中“產（chǎn）品代號”即為引（yǐn）用涉及零件的圖號（hào）;“加工類型”即為是銑(M)還是車（chē）(L);“工序號”即為工藝文件中的工序號;“程序版次”即新版(NEW)，換版後可以用001、002……等依次類推進行管（guǎn）理。

 

(2)後綴組成：一般為txt、mpf等。

 

(3)數控程序命名示例：某（mǒu）產品代號為D25—1155—12—00，有三道工序需要數控加工，其中工（gōng）序15為數控銑加（jiā）工工序，第一次編製的數控程序，則（zé）其（qí）相應的數（shù）控程序文件在程序庫中的名稱如圖2所示。

 

(4)數控程序的命名以符合控製（zhì）係統要求，以及便於識別、調用和管理（lǐ）為原則。

 

2.刀具的命名

在編製加（jiā）工工藝時，需要定（dìng）義（yì）各種刀具類型、刀具材料和刀具本身的幾何（hé）參數等。

在未建立切削參數數據庫前，隻能靠手（shǒu）動輸入，因此效（xiào）率較（jiào）低，而且完成的也隻是簡單的（de）重複勞動，最終生成的（de）程序對於（yú）操作者來說不直觀，對工藝人員的水平要求較高。

通過實際加工中的經驗總結，可以通（tōng）過相應（yīng）的（de）CAM軟件(NX軟件)建立加工數據庫，在以後的操作中可以直（zhí）接從庫中調（diào）用。建立庫則應先定義刀具編號，為便於標識可在NX刀具庫中用如下方法表示。

 

(1)立銑刀：LX+D+直徑+L+刀具伸出長度+La+刀（dāo）具刃（rèn）長+Z+刃（rèn）數+R+底齒半徑。如LXD25L50La25Z3R1.5_L7表示：立銑刀的（de）直徑為25mm，工作長度要求最（zuì）小50mm，刃長要求最小25mm，刃數為3刃，底角為R1.5mm;L7為加工7075進口鋁材。

 

(2)鑽頭：ZT+D+直徑+刀具伸出長度+La+刀具刃長+Z+刃數+J+鑽角。如ZTD6.5L30La20Z2J120表示：此鑽頭的直徑為6.5mm，工作長度要求最小30mm，刃長要求最小20mm，刃數為2刃，鑽尖角為120°。

 

在後置時，要求其刀具信息一起輸出（chū），這樣可以防止操作者在（zài）漏改刀號（hào）或刀長的情況（kuàng）下運行程（chéng）序。其主要（yào）目的是為數（shù）控（kòng）程序編製和程序仿真建立統一標準，也便於刀具的統一發放和校對。

 

3.數控加工（gōng）工序內容要求

在製（zhì）造（zào）大綱(FO)中，有必要對數控加工工序內容提（tí）出出一些要求，防止製造大綱(FO)與數控程序不一致，造成零件的（de）報廢（fèi）。

 

具體要求（qiú）如下：

(1)要清楚地標明毛坯或（huò）零件的裝夾定位麵和工件坐標原點及（jí）坐標係，並保證坐標原點及坐標係與加工程序一致;

(2)要清楚地標明壓（yā）板壓緊零件或毛坯的位（wèi）置，以及壓板螺栓上頂麵的（de）極限高度;

(3)要簡（jiǎn）要敘述所（suǒ）需刀具（jù）的必要規格參數，和（hé）該刀具所加工的零（líng）件部位;

(4)要準確地表達（dá）加工零件的數控程（chéng）序名;

(5)要準確地表達加（jiā）工（gōng）該零件的工裝。

 

數控技術作為多年來的先進（jìn）製造技術，其技術（shù）含量很高，涉及多方麵的內容，尤（yóu）其是數控加工（gōng）編程的快速高效化、高速切削的應用、數控工藝（yì）程（chéng）序編製的規範化和標（biāo）準化等（děng）方麵。

 

數控加工技術效率的發揮在很大程度上和企業本身（shēn）的技術管理模型相關。數（shù）控加工程序編製的規範化、標準化，在一定 程度上體現了企業自身數控加工技術應用水平，通過（guò）規範化（huà）來約束數控程序的多樣化，提高刀具軌（guǐ）跡的質量，比如在工藝文件中注明定位基準、對刀基準、坐標係、刀具參數與切削參數;對於程序的編製可從二維輪廓加工、三維（wéi）曲麵加工、固定循（xún）環、刀具補償和刀具軌跡加工策略等多個方麵進行（háng）規範化編程;在典型零（líng）件加工工（gōng）藝經驗的基礎上，建立標準化、規範（fàn）化的數控程序模板，可以大幅度提高編程質量和產品的加工效率。

對於企業成功的產（chǎn）品（pǐn）加工工藝與數控加工經驗，可以以模板形式保存，既有利於資源的（de）重複利用，同時還可作為技術交流的（de）資源。

 

因此，有效的數控加工工藝與數控編程模板、相應規（guī）範的使用，可在（zài）很大程（chéng）度上減少質量事故，降低成本，提高加工的效率（lǜ）。