数控加工程序的编制及流程分析

1.数控加工程序的概念

数控车床加工不需要通过手工去进行直接操作，而是严格按照一套特殊的命令（简称指令），并经CNC处理后，使机床自动完成零件加工。这一套特殊命令的作用，除了与工艺卡的作用相同外，还能被CNC所接收。这种能被CNC所接收的指令集合，就是数控机床加工中所必需的加工程序。由此可以得出数控加工程序的定义是：按规定格式描述零件几何形状和加工工艺的数控指令集。

2.数控编程的种类

在数控车床上加工零件时，首先需要根据零件图样分析零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的代码和程序格式编制出合适的数控加工程序，这个过程称为数控编程。数控编程可分为手工编程和自动编程两大类。

（1）手工编程 编程过程依赖人工完成的称为手工编程，手工编程主要用于结构简单并可以方便地使用数控系统提供各种简化编程指令来编制数控加工程序的零件。由于数控车床的主要加工对象是回转体类零件，零件程序的编制相对简单，因此车削此类零件的数控加工程序主要依靠手工编程完成。

（2）自动编程 自动编程是指编程人员使用计算机辅助设计与制造软件绘制出零件的三维或二维图形，根据工艺参数选择切削方式，设置刀具参数和切削用量等相关内容，再经计算机后置处理自动生成数控加工程序，并且可以通过动态图形模拟来查看程序的正确性。自动生成的数控加工程序可以通过传送电缆从计算机传送至数控机床。自动编程需要计算机辅助制造软件进行支持，也需要编程人员具有一定的工艺分析和手工编程的能力。

3.数控编程的过程

数控编程的过程如图9-6所示。

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图9-6 数控编程的步骤

（1）分析零件图样 编程人员在拿到零件图样后，首先应准确地识读零件图样表述的各种信息，主要包括零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等，通过分析，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适宜在哪种数控机床上加工，甚至还要确定零件的哪几道工序在数控机床上加工。

（2）确定工艺过程 在分析图样的基础上，进行工艺分析，选定机床、刀具和夹具，确定零件加工的工艺路线、工步顺序以及切削用量等工艺参数。

（3）计算加工轨迹尺寸 根据零件图样、加工路线和零件加工允许的误差，计算出零件轮廓的坐标值。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，需要计算出基点（构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点）的坐标值。对于形状比较复杂的零件（如非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段或圆弧段逼近，根据要求的精度计算出其节点（用多个直线段或圆弧去近似代替非圆曲线，这称为拟合处理；拟合线段的交点或切点称为节点）坐标值，这种情况一般要用计算机来完成数值计算的工作。

（4）编写程序单 加工路线、工艺参数及刀具数据确定以后，编程人员可以根据数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单，并校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误。此外，还应填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片等。

（5）制作控制介质 把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上作为数控装置的输入信息。

（6）程序校验和试切 编制好的加工程序必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是直接将编制好的加工程序输入到数控装置中，让机床空运行，检查机床的运动轨迹是否正确。在有图形模拟功能的数控机床上，通过刀具模拟运动轨迹检验程序是否正确。机床空运行和图形模拟不能查出被加工零件的加工精度，因此有必要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时，应分析产生误差的原因，找出问题所在并加以修正。