​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、航天和模具等行業發揮了巨大作用。

 

數控編程是影響數控加工質量（liàng）和（hé）效率的（de）一個重要方麵，尤其在高速和精密加工中更為（wéi）突出。在機械行業中，由於數控（kòng）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（dà）家避免（miǎn）低層（céng）次錯（cuò）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（chéng）包括：確定編程依據、建立工藝模型、定義加工操作、生成（chéng）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（gōng）程序（xù）校對檢查、發放現場加工和（hé）數控加工程序定型等。

 

1.確定編程依據（jù）

數控編程依據主要包（bāo）括三維模型、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（xìn）息：零件信（xìn）息、數（shù）控加（jiā）工工藝方案、數控機床類型、裝夾定位方式、刀具、工序以及工步、加工程序號和產品加工狀態等。

 

2.建立工藝模型

在零件三維模型（xíng）和工程圖樣（yàng）的基礎（chǔ）上進行工藝模型的設計，主要包括（kuò）：零件三（sān）維模型的修剪、建（jiàn）立工藝參考麵、建立工藝定位孔、壓板及位置設計和（hé）加工麵的餘量處理等。

 

3.定義加工操作生成刀位軌跡

定義加工操作，生（shēng）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、刀具切削特（tè）性、機床切削特性和（hé）零件需要去除的（de）材料狀況等（děng）因（yīn）素，依據工藝要（yào）求定義加工方式(包括各種走刀策略等)、工藝參數（shù）(包括餘量、進給速度、主軸轉速和（hé）加工刀（dāo）路的跨距等)以及輔助屬性(包括對 刀點、安全麵和數控機床屬性等)，最終（zhōng）生（shēng）成刀（dāo）位軌跡。

 

4.加工軌跡仿真驗證

加工軌（guǐ）跡仿真驗證主要內容包括：檢查刀具（jù）、機床、工件、夾（jiá）具定義是否齊備，尺（chǐ）寸是否準確;檢查加工操作，定（dìng）義每（měi）一個工序應該（gāi）達到的零件（jiàn）尺寸（cùn）是否正確;檢查加工操作定義中的加工方（fāng）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;檢查加工過程中數控機床工作台、被（bèi）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;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（chù）理過（guò）程，也可以與刀位文件的生成過程合為（wéi）一體，根據處理軟件（jiàn）的功能，選擇適當的處理方式，而（ér）對於後處（chù）理有以下幾點（diǎn）要求：

生成特定數控係統專用的加工程序（xù），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，要結合特定（dìng）的控製係統和機床運動結構類型;後置處（chù）理軟件要保證刀位加工信息的充分轉換，且（qiě）滿足控製係統語法的要求;後置處理時，自動將必要的注釋說（shuō）明（míng）加入到加工程（chéng）序（xù）中。

 

6.數控加工程序仿真驗證

在編程軟件或結合數控仿（fǎng）真軟件功能（néng）的（de）基（jī）礎上，盡可能地對（duì）數控加工（gōng）程序所涉及的各個方麵（miàn）進行驗證，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（bāo）括以下內（nèi）容：檢查加工程序（xù）中，注釋信息是否正確;檢查數（shù）控加工程序中（zhōng），加工方式的選擇是否正確;檢查加工程序中，刀具尺寸信息（xī）是否正確;檢查數控加工程序中（zhōng），每一個工序（xù）應該達到的零件尺寸信（xìn）息是否正確;檢查數控（kòng）加工程序中，刀具補償信息是否正確;檢查數控加工程序中，是否有過切、欠切或碰撞幹（gàn）涉等問題;檢查數控加工程序中，主軸轉速、進給速度是否與當前數控（kòng）機床相匹配等。

 

7.數控加工程序校對檢查

數控程序（xù）的校對與工藝（yì）文（wén）件（jiàn）的（de）校對完全不同，程序格式是一個個坐標點（diǎn），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（xù）的校對工作主要從以下幾（jǐ）個（gè）方麵考慮（lǜ）。

①模型。模（mó）型是保證程序正確的基本要（yào）素，需要校對模型的正確性，分析模型所有數據與工藝文（wén）件要素是否一致。

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

③加工策略。不同的加工策（cè）略生成的程序是絕然不同的，程序量也大小不一，而分析加工策略的合理性，主（zhǔ）要是控製程序的刀具軌跡，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（líng）件材料和零件加工部位確定的，不（bú）同的刀具直接影響（xiǎng）加工（gōng）效率和加工質量。

⑤進刀點和退刀點。進刀點和退（tuì）刀點是造成刀啃傷、紮傷（shāng）零件的主要因（yīn）素，也（yě）是影響表麵質量的重要方麵。

⑥程序格式。不同的數控係統（tǒng）對程序的格式要求不同，一（yī）般可以通過（guò）對後處（chù）理（lǐ）程序的編輯，生成滿足不同控製係統要（yào）求的加工程序，程（chéng）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（zhì）量。

 

數（shù）控程序（xù）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（chéng）序，加（jiā）工出合格產品。數控加工（gōng）程序應能保證整個過程的合理性、安全性和（hé）穩定性。

 

8.數控程序現場試（shì）加工及加工程（chéng）序定型

對一些（xiē）工藝性（xìng）複雜、加工（gōng）難度大（dà）、尺寸精度高或（huò）批量大的零件，要組織數控編程人員、車間工藝（yì）主管人員、操作人員和檢驗人員等對現（xiàn）場試加（jiā）工情況進行跟蹤、記錄，以（yǐ）便即時更正不合理的裝夾定位方式和切削（xuē）參數等。

對於一些單件（jiàn）生產的零件（jiàn），在工藝性好、尺寸（cùn）精度不（bú）高的情況下，應盡量避免試切加工，而是留到數控加工仿（fǎng）真環節發現問題（tí）並更（gèng）正，以便（biàn）提高編程效率，降低生產成本。對於批量生產的零件（jiàn），應（yīng）該在第一（yī）批次生產完後，對數控加工（gōng）程序進行定（dìng）型、入庫統一管理。

 

二、數（shù）控（kòng）程序及製造大綱(FO)的管理

 

1.數控程序的命名

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

因此，數控程（chéng）序（xù）命名的形（xíng）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_程序版次（cì）。

其中“產品代號”即為引（yǐn）用涉及零（líng）件的圖號;“加工類型”即為是銑(M)還是車（chē）(L);“工序號”即為工藝文件（jiàn）中的工序號（hào）;“程序版（bǎn）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。

 

(3)數控程序命名（míng）示例（lì）：某產品代號為D25—1155—12—00，有三（sān）道工序（xù）需要數控加工，其中（zhōng）工序15為數控銑加工工序，第（dì）一次編製的數控程序，則（zé）其相應的數控程序文件在程序（xù）庫中的名稱如圖2所示。

 

(4)數（shù）控程（chéng）序的命名以符合控製係統要求（qiú），以及便於識別、調用和管理為原則（zé）。

 

2.刀具的命名

在編（biān）製加工工藝時，需要定義各種刀具類型、刀具材料和刀（dāo）具本（běn）身的幾何（hé）參（cān）數等（děng）。

在（zài）未建立切削（xuē）參數數據庫前（qián），隻能靠手（shǒu）動輸入，因此效率較低，而且完成的也隻是簡單的重（chóng）複（fù）勞動，最終生成的程序對於操作（zuò）者來說不直觀，對工藝人員的水平要求（qiú）較高。

通過實際加工中的經驗（yàn）總結，可（kě）以通過（guò）相應的CAM軟（ruǎn）件(NX軟件)建立加工（gōng）數據庫（kù），在以後的（de）操作中可以直（zhí）接從（cóng）庫中調用。建立（lì）庫則應先定義（yì）刀具編號，為便於標識可在NX刀具庫中用如下方法表（biǎo）示。

 

(1)立銑刀（dāo）：LX+D+直（zhí）徑+L+刀具伸出長度（dù）+La+刀具刃長（zhǎng）+Z+刃數+R+底齒（chǐ）半徑。如LXD25L50La25Z3R1.5_L7表示：立銑刀的直徑為25mm，工作長度要求最小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（lǚ）材。

 

(2)鑽頭：ZT+D+直徑+刀具伸出長度+La+刀具（jù）刃長+Z+刃數+J+鑽（zuàn）角。如ZTD6.5L30La20Z2J120表示：此鑽頭的（de）直徑為6.5mm，工作（zuò）長（zhǎng）度要求最小30mm，刃（rèn）長要求最小20mm，刃數為2刃，鑽尖（jiān）角為120°。

 

在後置時，要求其刀（dāo）具信息一（yī）起輸（shū）出，這樣可以防（fáng）止操作者在漏改刀號或刀長的情況（kuàng）下運（yùn）行程序。其主要目的是為數控程序編製和程序仿真建（jiàn）立統一標準，也（yě）便於刀具的統一發（fā）放和校對。

 

3.數控加工工序內容要（yào）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（yī）致，造成零件的（de）報廢。

 

具體要求如下：

(1)要（yào）清（qīng）楚地標明毛坯或零（líng）件（jiàn）的（de）裝（zhuāng）夾定位麵和工件坐標原點及坐標係，並保證坐標原點及坐標係與加工（gōng）程序一（yī）致;

(2)要清楚（chǔ）地標明（míng）壓板壓緊零件或毛坯的位置，以及壓板螺栓上頂（dǐng）麵的極（jí）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（suǒ）加工的零件（jiàn）部位;

(4)要準確地表達（dá）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。

 

數控技術作為多年來的先進製造技術，其技術含量很高，涉（shè）及多方麵的內容，尤其是數（shù）控加工編程的快（kuài）速高效化、高速切削的應用、數控工（gōng）藝程序編製的規範化和標準化等方麵。

 

數控加工（gōng）技術效率的發揮在很大程度（dù）上和企業本身的技術管理模型相關（guān）。數控加（jiā）工程序編製的規範化、標準（zhǔn）化，在（zài）一定 程度（dù）上體現了企業自身數控加工技術應用水平（píng），通過規範化來約（yuē）束數控程序的（de）多樣化，提高刀具軌跡的質量，比如在工藝文件中注明定（dìng）位基準、對刀基準、坐標係、刀具參數與切削參（cān）數;對於程（chéng）序的編製可從二維輪（lún）廓加（jiā）工、三維曲麵加工、固定循環、刀具補償和刀具軌（guǐ）跡加工策略等多個方麵進行規範化編程;在典型零件加工工藝經驗的基礎上，建立標準化、規範化的數控程序模板，可（kě）以大（dà）幅度提高編程質量和產品的加工效率。

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

 

因此，有（yǒu）效（xiào）的數控加工工藝與數控編程模板、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（de）效率。