​CNC數控編程員的標準流程

　　

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

 

數控編程是影響數控加工質（zhì）量和效率的一個（gè）重要方麵，尤（yóu）其在高速和（hé）精密加工中更為（wéi）突出。在機械行業中，由於數控編程人員的（de）水平高低不同，因此需要通過建立一定的規範，讓大家（jiā）避免低層次（cì）錯誤和重複性問題的發生。

 

一（yī）、數控加工編程流程

數控加工（gōng）編程的（de）一般流程包括：確（què）定編程（chéng）依據、建立工藝模型、定義加工操作、生成刀位軌跡、加工軌跡仿真、後處理、數（shù）控加工程序仿真模擬、數控加（jiā）工程序校對檢查、發放現（xiàn）場加工和（hé）數控加工程序定型（xíng）等。

 

1.確定編程依據

數控編程依據主要包括三維模型、工程圖樣和零件製造指令(數控工藝規程)，通（tōng）過數控編程依據可獲取以下（xià）信息：零件信息、數控加（jiā）工工（gōng）藝方案、數控機床類（lèi）型、裝（zhuāng）夾定位方式、刀具、工序（xù）以及工步、加工程序號和產品加工狀態等。

 

2.建立工藝模型

在零件（jiàn）三（sān）維模型和工程圖樣的基礎上進行工藝模型的設（shè）計，主要包括：零（líng）件三維模型的修剪、建立工（gōng）藝參考麵、建立工藝（yì）定位孔、壓板及位置設計和加工麵的餘量（liàng）處理（lǐ）等。

 

3.定義加工操作生成刀位軌跡

定義加工（gōng）操作，生（shēng）成（chéng）刀位軌跡，主要內容包括：定義編程坐標係，充分考慮加工材（cái）料（liào）特性、刀具切削（xuē）特性、機床切削特性和零件需要去除的材（cái）料狀況等因（yīn）素（sù），依據工藝要求定義加工方式(包括各種走刀策略等)、工藝參數(包（bāo）括餘量、進給速度、主軸轉速和（hé）加工刀路的（de）跨距等)以及輔助屬性(包括對 刀（dāo）點、安全麵和（hé）數控機床屬性等)，最終生成刀位（wèi）軌跡（jì）。

 

4.加工軌跡仿真驗證

加工軌跡仿（fǎng）真驗證主要內容包括：檢查刀具、機床、工件（jiàn）、夾具定義是否齊備，尺寸是否準確;檢查加工（gōng）操作，定義每一個工序應該達（dá）到的零件尺寸是否正確;檢查加工操作定義中的（de）加工方式(如粗加工策略、刀補（bǔ）加（jiā）工和腔體加工等（děng）選擇)

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

 

5.後置處理

後置處理可以是獨立的處理過（guò）程，也可以與刀位文件的生成過程合為一體（tǐ），根據處（chù）理軟件的功能，選擇適當的處理方式（shì），而（ér）對於後處理有以下（xià）幾點要求：

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

 

6.數控加工程序仿真驗證

在編程軟件或結合數（shù）控仿真軟件功能的基礎上，盡可能地對數控加工程序所涉及的各個方麵進行驗（yàn）證，以保證最終加工程序的正確性，並對相應的數控加工程序仿真驗證進行記錄。

仿真驗證主要包括以（yǐ）下內容：檢查加工程序中，注釋信息是否正確;檢（jiǎn）查數（shù）控加工程序中，加工方式的選擇是否（fǒu）正確;檢查加工（gōng）程（chéng）序中，刀具尺寸信息是否正確;檢查（chá）數控（kòng）加工程序中，每一個（gè）工序應該達到的零件尺寸信息是否正確;檢查數控加工程序中，刀（dāo）具補償信息是否正確;檢（jiǎn）查數控加工程序中，是否有過切（qiē）、欠切（qiē）或碰撞幹涉等問題;檢查數控加工程序（xù）中，主軸轉速、進給（gěi）速度是否與（yǔ）當前數控機床相匹配等。

 

7.數控加工程序校對檢查

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

 

程序的校對工作主要從以下幾個方（fāng）麵考慮。

①模型。模型是保證程序正確的基本要素，需（xū）要校對（duì）模型的（de）正確性，分析模型所有數據與工藝文件要素是否一致。

②坐標（biāo）係。檢（jiǎn）查編程的加工（gōng）坐標係方向與工藝文件要求的是否相符（fú）、是否便於操作、坐標係選擇是否合理以（yǐ）及是否便於控（kòng）製尺寸。

③加工策略。不同的加工策略（luè）生成的程序是絕然不同的（de），程序量也（yě）大小不一，而分析加工策略的合（hé）理（lǐ）性，主要是控製程序的刀具（jù）軌跡，控製加工質量和效率。

④刀具（jù）。刀具材料、規格和（hé）形式是根據零件材（cái）料（liào）和零件加工部（bù）位確定的，不（bú）同的刀（dāo）具直接影響（xiǎng）加工效率和加工質量。

⑤進刀（dāo）點和退刀點。進刀點和退刀點是造成刀啃傷、紮傷零（líng）件的主要因素，也是影響表麵質量的重要方麵。

⑥程序格式。不同的數控係統對（duì）程序的格式要求不同，一般可以通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首尾部分，不影響程序的加工質量。

 

數控程（chéng）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（néng）保證整個過程的合理性、安全性和穩定性。

 

8.數控程序現場試加工及加工程序定型

對一些工藝性複雜、加工難度大、尺寸精（jīng）度高或批（pī）量大的零件，要組織數控編程人員、車間工藝主（zhǔ）管人員（yuán）、操作人員（yuán）和檢驗人員等對現場試加工情況進行（háng）跟蹤、記錄，以便即（jí）時更正不合理的裝夾定位（wèi）方式和切削參數等。

對於一些單件生產的（de）零件，在工藝性（xìng）好、尺（chǐ）寸精度不高的情況下，應盡量避免試切加工（gōng），而是留到數控加工仿真環節發現問題並（bìng）更正，以便提高編程效（xiào）率，降低（dī）生產成（chéng）本。對於批量生產的零件，應（yīng）該在第一批次生產完後，對數控加（jiā）工程序進行定型、入庫統一管理。

 

二、數控（kòng）程（chéng）序及製造大綱(FO)的管理

 

1.數控程序的命名

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

因此，數（shù）控程序命名的形式一般為：名稱+後綴。

 

(1)名稱（chēng）組成一般（bān）為（wéi）：產品（pǐn）代號_加工類型+工序號_程序版次。

其中“產品代號”即為引（yǐn）用涉及零件的圖號;“加（jiā）工類型”即為是銑(M)還是車(L);“工序號（hào）”即為工藝文件（jiàn）中的工序號;“程序版次”即新版（bǎn）(NEW)，換版後可以用001、002……等依次類推（tuī）進行管理。

 

(2)後綴組成：一般為txt、mpf等（děng）。

 

(3)數控程序命（mìng）名示例（lì）：某產品代（dài）號為（wéi）D25—1155—12—00，有（yǒu）三道工序需要數控（kòng）加工，其中工序15為數控銑加工工序，第一次編製的數控程序，則其相應（yīng）的數控程序文件在程序庫中的名稱如圖2所（suǒ）示。

 

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

 

2.刀具的命名

在編製加工（gōng）工藝時，需要定義各（gè）種刀具類型、刀具材料和刀（dāo）具本身的幾何參（cān）數等。

在未建立（lì）切削（xuē）參數數據庫前，隻能靠手動輸入，因此效率較（jiào）低，而且完成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直觀，對工藝人員的水平要求較高。

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

 

(1)立銑刀：LX+D+直徑（jìng）+L+刀具伸出長度+La+刀具（jù）刃長+Z+刃數+R+底齒半徑。如LXD25L50La25Z3R1.5_L7表示：立銑刀（dāo）的直徑為25mm，工作長度要求最小50mm，刃（rèn）長要求最小25mm，刃數為3刃，底（dǐ）角為R1.5mm;L7為加工（gōng）7075進口鋁材。

 

(2)鑽頭：ZT+D+直徑（jìng）+刀具伸出（chū）長度（dù）+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（zuò）長度要求最小30mm，刃長要求最小20mm，刃數為2刃，鑽尖（jiān）角（jiǎo）為120°。

 

在後置時，要求（qiú）其（qí）刀具信息一起輸出，這樣可（kě）以防止操作（zuò）者在漏改刀號或（huò）刀長的情況下運行程序。其主要目的是（shì）為數控程序編製和程序仿真建立統一（yī）標準，也便於刀具的（de）統一發放和校對。

 

3.數控加工工序（xù）內容要求

在製造大綱(FO)中，有必要對數控加工工序內容提出出一些要求，防止製造大綱(FO)與數控程序不一致，造成零件（jiàn）的報廢。

 

具體要求如（rú）下：

(1)要清楚地標（biāo）明毛坯或零件的裝夾定位麵和工件（jiàn）坐標原點及坐標係，並保證坐標原點及坐標係與加工程（chéng）序一致（zhì）;

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

(3)要（yào）簡要（yào）敘述所需刀具的必要規格參數，和該（gāi）刀具所加工的零件部位;

(4)要（yào）準確地表（biǎo）達加工零件的數控程序名;

(5)要準確地表達加工該零件的工裝。

 

數（shù）控技術作為多（duō）年來的先（xiān）進製造技術，其技術含量很高，涉（shè）及多方麵的內容，尤其是數控加工編程的快（kuài）速高效化、高速（sù）切削的應（yīng）用、數控工藝程序編製（zhì）的規（guī）範化（huà）和標準化等方麵。

 

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。數控加工程序編製的規範化、標準化，在一定（dìng） 程度上體現了企業自身數控（kòng）加工技術應用水平，通過規範化來約束數控程序的多樣化，提高刀具軌跡的質量，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、三維曲麵加工（gōng）、固定循環、刀具補償和刀具軌跡加工策略等（děng）多個方麵進（jìn）行規範化編程;在典型零件加（jiā）工工藝經驗的基礎上，建立標準化、規範化的數控（kòng）程序模板，可以大幅度提高編程質量和產品（pǐn）的（de）加工（gōng）效率（lǜ）。

對（duì）於企業成功的產（chǎn）品加工工藝與數控加工經驗，可以以（yǐ）模板形式保存，既有利於資源的重複利（lì）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（yì）與（yǔ）數控編程模板（bǎn）、相應規範的使（shǐ）用，可在很大程（chéng）度（dù）上減少質量事故，降低成本，提高加（jiā）工的效率（lǜ）。