​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（shēng）產力的代表（biǎo），經過10餘年的引進與發展，已經（jīng）在汽車、航空（kōng）、航天和模具等行業發（fā）揮了巨大作（zuò）用。

 

數控（kòng）編程是影（yǐng）響（xiǎng）數控加工質量和效率的一個重要方麵，尤其在高速和精密（mì）加工中更為突出（chū）。在（zài）機械行業中，由於數控編程人員的水平高低不同，因此需要通過建立一定的規範，讓大家避免低層次錯誤和重複性問題的發（fā）生。

 

一、數控加工編程流程

數控加工編程的一般流程包括：確定編程依據、建（jiàn）立工藝模型、定義加工操（cāo）作、生成刀位軌跡、加工軌跡仿真、後處理、數控加工程序仿真模擬、數控加工程序校（xiào）對（duì）檢查、發放現場加（jiā）工（gōng）和數控加工程序定型等。

 

1.確定編程（chéng）依據

數控編程依據主要包括（kuò）三維模型、工程圖樣和零件製造指令(數控工藝規程)，通過數控編程依據可獲取以下信息：零件信息、數控加工（gōng）工藝方案、數控（kòng）機床類型、裝夾定位方式、刀具、工序以及工（gōng）步、加工（gōng）程序號和產品加工狀態等。

 

2.建（jiàn）立工藝模型

在零件三維（wéi）模（mó）型和工程圖樣的基礎上進行工藝模（mó）型的設計，主要包括：零（líng）件三維模型的修剪、建（jiàn）立工藝參考麵、建立工藝定位孔、壓板（bǎn）及位置設計和加工麵的餘量處理等。

 

3.定義加工操作（zuò）生成刀位軌跡

定義加工操作，生成刀位軌跡（jì），主要（yào）內容包括：定（dìng）義編程坐（zuò）標係，充分考慮加工材料特性、刀（dāo）具切削（xuē）特性、機床切削特性和零件需要去除的材料狀況等因素（sù），依據工藝要求定義加工方式(包括各種走刀策略等（děng）)、工藝參數(包括餘量、進給速度、主軸（zhóu）轉速和加工刀路的跨距等)以及輔助（zhù）屬性(包括對 刀點、安全麵和數控機床屬性等)，最終（zhōng）生（shēng）成刀位軌跡（jì）。

 

4.加工軌跡仿真驗證

加工（gōng）軌跡仿真驗證主要內容包括（kuò）：檢查刀具、機床、工件、夾具定義是否齊備，尺寸是否準確;檢（jiǎn）查加工操作，定義每一個工序應該達到的零件尺寸是否正確;檢查加工（gōng）操作定義中的加（jiā）工方（fāng）式(如粗加工策略、刀補加工和腔體加（jiā）工等選擇)

是否正確、合理;檢（jiǎn）查加（jiā）工過程中數控機床工作台、被加工零件、刀具（jù）和夾具之間是否存在過切、欠切或碰撞幹涉等問題;檢（jiǎn）查工藝參數是否合理等。

 

5.後置處理

後置（zhì）處（chù）理可以是獨立的處理過程，也可（kě）以（yǐ）與刀位文件的生成過程合為一體，根據（jù）處理軟件（jiàn）的功能，選（xuǎn）擇適（shì）當的（de）處理方式，而對於後處理有以下幾點要求：

生成特定數控係統專用的加工（gōng）程序，應選擇其特定的後置處理軟件;後置處理軟件的開發或定製，要（yào）結合特定的控製係統和機床運動結（jié）構（gòu）類型;後置處理軟（ruǎn）件要保證刀位加工信息的充（chōng）分轉換，且滿足控製係統語法（fǎ）的要求;後置處理時，自動（dòng）將必要的注釋說明加入（rù）到加工程序中（zhōng）。

 

6.數控加工程序仿真驗（yàn）證

在編程軟件或結（jié）合數控仿真（zhēn）軟（ruǎn）件功能（néng）的基（jī）礎上，盡可能地對數控加工程序（xù）所涉及的各個方麵進行驗證，以保證最終加工程（chéng）序（xù）的正確性，並對（duì）相應的數控加工程序仿真（zhēn）驗證進行記錄。

仿（fǎng）真驗證主要包括以下內容：檢查加工程序中，注釋信息是否正確;檢查數控加工程序中，加工方式（shì）的選擇是否正確;檢（jiǎn）查加工程序中，刀具尺寸（cùn）信息是否正確;檢查數（shù）控加工程序（xù）中，每一個工序應該達到的零件尺寸信息是否正（zhèng）確（què）;檢查數控加工程序中，刀具（jù）補償信息（xī）是否正（zhèng）確;檢查數控加工（gōng）程序中，是否（fǒu）有過（guò）切、欠切或碰撞幹涉等問題;檢查數（shù）控加工（gōng）程序中，主軸轉速、進（jìn）給速度是否與當（dāng）前數控（kòng）機床相匹（pǐ）配等。

 

7.數控加工程序（xù）校對檢查

數控程序的校對與工藝文件的校對完全不同，程（chéng）序格式是（shì）一個個坐標點，如果（guǒ）一行行地（dì）校對程序內容，需要花費大量的時間，也是不切實（shí）際的。

 

程序的校對（duì）工作主要從以下幾個方麵考慮。

①模型（xíng）。模（mó）型是保（bǎo）證程序正（zhèng）確的基本要素，需要校（xiào）對模型（xíng）的（de）正確性，分（fèn）析模型所有數據與工藝文件要素是否一致。

②坐標係。檢查編程的加工坐標係方向與工藝文件要求的是否相符、是否便於（yú）操作、坐標係選擇是否合理以及是否便於控製尺寸。

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

④刀具。刀具材料、規格和形式是根據零件材料和零件加工部位確定的，不同的刀具直接（jiē）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（zhā）傷零件的主（zhǔ）要因素，也是影響表麵（miàn）質量的重要方麵。

⑥程序格式。不同的數控係統對程序的（de）格式要（yào）求不同，一般可以通（tōng）過對後處理程序的編輯，生成滿足不同控製係統要求的加工程（chéng）序，程序格式的校對主要是在程序（xù）首尾部分，不影響程序的（de）加工質量。

 

數控程序必須做到完整、正確（què）、統一和協調，保證操作（zuò）者能夠（gòu）正確使用程序，加工出（chū）合格產品。數控加工程序應能保證整個過程的合（hé）理（lǐ）性、安全性和穩（wěn）定性。

 

8.數控（kòng）程序現場試加工及加工程（chéng）序定型

對一些工藝性複雜、加工難度大、尺寸精度高或批量大的零件，要組織（zhī）數（shù）控編程人員、車間工藝主管人員、操作人員和檢驗（yàn）人（rén）員等對現場試加工（gōng）情況進行跟蹤、記錄，以便即時更正不合理的裝夾（jiá）定位方式和切削參數等。

對（duì）於一些單件生產的零件，在工藝性好、尺寸精度不高的情況下，應盡量避免試切加工，而是留到（dào）數控加工仿真環節發現問題並更正（zhèng），以便提高編程效率，降低生（shēng）產成本（běn）。對於（yú）批量生產的零件，應該在第一批次（cì）生產（chǎn）完後，對數控加工程序進行定型、入（rù）庫統一管理。

 

二、數控程序及製造大綱(FO)的管理

 

1.數控程序的命（mìng）名

為方便查（chá）閱，易於識別、調用和管理，必須對第一個數控程序文件進行合理的（de）命名。數控機床的編碼的倍數不同，且一般隻識別數字和字母，不（bú）同的數控係（xì）統所識別的程序格式也不同。

因此，數控程序命名（míng）的形式一般為：名稱+後綴。

 

(1)名稱組成一般為：產品代號_加工類型+工序號（hào）_程序（xù）版次。

其中“產品（pǐn）代號”即為引用涉及零件的圖（tú）號;“加工類型”即為是銑(M)還是車(L);“工序號”即（jí）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……等依次類推進行管理。

 

(2)後綴組成：一般為txt、mpf等（děng）。

 

(3)數控程序命名示例：某產品代號為（wéi）D25—1155—12—00，有三道工序需要數控加工，其中工序15為數控銑加工工序，第一次編製的數控（kòng）程序，則其相（xiàng）應的數控程序文件（jiàn）在程序庫中的名稱如圖2所示。

 

(4)數控程（chéng）序的命（mìng）名以符合控製係統要求，以及便於識（shí）別、調用和管理為（wéi）原則。

 

2.刀具的命名

在編製加工工藝時，需要定義各種（zhǒng）刀（dāo）具類型、刀具材料和刀具本身（shēn）的幾何參數等。

在未建立（lì）切削參數數據（jù）庫前，隻能（néng）靠手動輸入，因此效率較（jiào）低，而且完成（chéng）的也隻是簡單的重複勞動，最終生成的程序對於操作者來說不（bú）直觀，對工藝人員的水平要求較高。

通過實際加工（gōng）中的經驗總結，可（kě）以通過相應的CAM軟件(NX軟件)建立加工數據庫，在以後的操作（zuò）中可以直接從庫中調用。建立庫則應先定義刀具編（biān）號，為便於標識可在NX刀具庫中用如下方法表示。

 

(1)立銑（xǐ）刀：LX+D+直（zhí）徑+L+刀具（jù）伸出長（zhǎng）度+La+刀具（jù）刃長+Z+刃數（shù）+R+底齒半徑。如LXD25L50La25Z3R1.5_L7表示：立（lì）銑（xǐ）刀的直徑為25mm，工作長度要求（qiú）最小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（jù）伸出長度+La+刀具（jù）刃長+Z+刃數+J+鑽角（jiǎo）。如ZTD6.5L30La20Z2J120表示：此鑽頭的直徑（jìng）為6.5mm，工（gōng）作長度要求最小30mm，刃長要求（qiú）最小20mm，刃數為2刃，鑽（zuàn）尖角為120°。

 

在後置時，要求其刀具信息（xī）一起輸（shū）出，這樣可以防止操作者在漏改刀號或刀長的情況下（xià）運行（háng）程序。其主（zhǔ）要目的是為數控程序編製和程序（xù）仿真建立統一（yī）標準，也便於刀具（jù）的（de）統一發（fā）放和校對。

 

3.數控加工工序內容（róng）要求

在製造大綱（gāng）(FO)中，有必要對數控（kòng）加工工（gōng）序內容提（tí）出出一些要求，防止製造大綱(FO)與數控程（chéng）序不一致，造成零件的報廢。

 

具（jù）體要求如下（xià）：

(1)要清楚地標明毛坯或零件的（de）裝夾定位麵和工件坐標原點及坐標係，並保證坐（zuò）標原點及坐標（biāo）係（xì）與加工程序一致;

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

(3)要簡要敘述所需刀具的必要規格參數，和該刀具所加工（gōng）的零件部（bù）位;

(4)要準確地表達加工零件的（de）數控程序名;

(5)要準確地表達加工該（gāi）零（líng）件的工裝。

 

數控技術作為多年來的先（xiān）進製造技術，其技術含量很高，涉及多方麵的（de）內容（róng），尤其是數控加工（gōng）編程的快速高效化、高速切削的應用、數控工（gōng）藝程序編（biān）製的規範化和標準（zhǔn）化等方麵。

 

數控加工技（jì）術效率的發揮在很（hěn）大程度上和企業本身的技術管理（lǐ）模型（xíng）相（xiàng）關（guān）。數控加工程序（xù）編製的規範化、標準化，在一定 程度上體現了（le）企業自身數控加工技術應用水平，通過規範化來（lái）約束數控（kòng）程序的多樣化，提高刀具軌跡的質量，比如在工藝文件（jiàn）中注明定位（wèi）基準、對刀（dāo）基準、坐（zuò）標係、刀（dāo）具參數與切削參（cān）數;對於程序的（de）編製可從二維輪（lún）廓加工、三維曲麵加（jiā）工（gōng）、固定循環、刀具（jù）補償和刀具軌跡加工策略等多個方麵進行（háng）規範化編程（chéng）;在典型零件加工工藝經驗的基礎上（shàng），建立標準（zhǔn）化、規（guī）範化的數控（kòng）程序模板，可（kě）以大（dà）幅度提高編程質量和（hé）產品的加工效率。

對於企（qǐ）業成功的產品加工工藝與數控加（jiā）工經驗，可以以模板形式保存，既有（yǒu）利於資源（yuán）的重（chóng）複利用，同時還可作為（wéi）技術交（jiāo）流的資源。

 

因此，有效（xiào）的數控加工工藝（yì）與數控編程模板、相應規範的使用，可在很大程度上減（jiǎn）少質量事故，降低成本，提高加工的效率。