CNC车床 加工编程典型实例分析

数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要有人工完成的编程过程。它适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工，以及计算较简单，程序段不多，编程易于实现的场合等。但对于几何形状复杂的零件（尤其是空间曲面组成的零件），以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件，由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。

二、编程步骤

拿到一张零件图纸后，首先应对零件图纸分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加工路线（如进给路线、对刀点、换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度等）。其次应进行数值计算。绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入CNC装置的存储器中。

三、典型实例分析

数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。例如，要加工形状如图所示的零件，采用手工编程方法比较合适。由于不同的数控系统其编程指令代码有所不同，因此应根据设备类型进行编程。以西门子802S数控系统为例，应进行如下操作。

图1 零件图

(1)确定加工路线

按先主后次，先精后粗的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行粗加工，再精加工，然后车退刀槽，最后加工螺纹。

(2)装夹方法和对刀点的选择

采用三爪自定心卡盘自定心夹紧，对刀点选在工件的右端面与回转轴线的交点。

(3)选择刀具

根据加工要求，选用四把刀，1号为粗加工外圆车刀，2号为精加工外圆车刀，3号为切槽刀，4号为车螺纹刀。采用试切法对刀，对刀的同时把端面加工出来。

(4)确定切削用量

车外圆，粗车主轴转速为500r/min，进给速度为0.3mm/r，精车主轴转速为800r/min，进给速度为0.08mm/r，切槽和车螺纹时，主轴转速为300r/min，进给速度为0.1mm/r。

(5)程序编制

确定轴心线与球头中心的交点为编程原点，零件的加工程序如下：

主程序
JXCP1.MPF
N05 G90 G95 G00 X80 Z100 （换刀点）
N10 T1D1 M03 S500 M08（外圆粗车刀）
-CNAME=“L01”
R105=1 R106=0.25 R108=1.5 （设置坯料切削循环参数）
R109=7 R110=2 R111=0.3 R112=0.08
N15 LCYC95（调用坯料切削循环粗加工）
N20 G00 X80 Z100 M05 M09
N25 M00
N30 T2D1 M03 S800 M08 （外圆精车刀）
N35 R105=5 （设置坯料切削循环参数）
N40 LCYC95（调用坯料切削循环精加工）
N45 G00 X80 Z100 M05 M09
N50 M00
N55 T3D1 M03 S300 M08 （切槽车刀，刀宽4mm）
N60 G00 X37 Z-23
N65 G01 X26 F0.1
N70 G01 X37
N75 G01 Z-22
N80 G01 X25.8
N85 G01 Z-23
N90 G01 X37
N95 G00 X80 Z100 M05 M09
N100 M00
N105 T4D1 M03 S300 M08（三角形螺纹车刀）
R100=29.8 R101=-3 R102=29.8 （设置螺纹切削循环参数）
R103=-18 R104=2 R105=1 R106=0.1
R109=4 R110=2 R111=1.24 R112=0
R113=5 R114=1
N110 LCYC97 （调用螺纹切削循环）
N115 G00X80 Z100 M05 M09
N120 M00
N125 T3D1 M03 S300 M08 （切断车刀，刀宽4mm）
N130 G00 X45 Z-60
N135 G01 X0 F0.1
N140 G00 X80 Z100 M05 M09
N145 M02
子程序
L01.SPF
N05 G01X0 Z12
N10 G03 X24 Z0 CR=12
N15 G01 Z-3
N20 G01 X25.8
N25 G01 X29.8 Z－5
N30 G01 Z－23
N35 G01 X33
N40 G01 X35 Z－24
N45 G01 Z－33
N50 G02 X36.725 Z－37.838 CR=14
N55 G01 X42 Z－45
N60 G01 Z－60
N65 G01 X45
N70 M17

四、结束语

要实现数控加工，编程是关键。本文虽然只对一例数控车床加工零件的进行了编程分析，但它具有一定的代表性。由于数控车床可以加工普通车床无法加工的复杂曲面，加工精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。