試論數(shù)控加工程序編制過程中的數(shù)值計算方法

1、    試論數(shù)控加工程序編制過程中的數(shù)值計算方法    黃肖群摘要：數(shù)控技術(shù)是一種高精度、高效率的技術(shù)，在機械加工中應(yīng)用最為廣泛。本文就數(shù)控程序的編制過程與其數(shù)值計算方法進(jìn)行分析，旨在提高數(shù)控車的使用效率與穩(wěn)定數(shù)控加工的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：數(shù)控車加工；程序編制；計算方法：tg659 ：a ：1007-9416（2017）05-0013-02在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，對所加工的零件中的各種信息進(jìn)行數(shù)字化，按照特定的編程方法進(jìn)行數(shù)控車床的加工，從而對機床的各個部件的預(yù)定行進(jìn)軌道與行進(jìn)速度進(jìn)行合理的規(guī)劃。所以，在數(shù)據(jù)機床的數(shù)控加工中，合理的進(jìn)行加工程序的編寫非常重要。經(jīng)

2、過長期的實踐表明，合理的程序編制需要包含很多計算因素，下面就對數(shù)控車床的加工程序編制過程中的數(shù)值計算方法進(jìn)行詳細(xì)論述。1 程序編制時的數(shù)值計算方法1.1 基點計算基點計算是程序編制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，相鄰的基點間所形成的幾何元素決定著零件的輪廓。所以在編程時應(yīng)該按照基點去劃分程序段，程序段間的近似區(qū)間越大，則基點的數(shù)目應(yīng)該越小。假設(shè)程序段間的誤差為d，d應(yīng)該小于等于規(guī)定編程誤差范圍，且d的取值應(yīng)當(dāng)在1/5到1/10間?；c計算目前分為兩種計算，分別是人工計算與繪圖計算，人工計算要求程序的編制人員具有一定的初等數(shù)學(xué)能力，熟悉掌握方程計算與三角函數(shù)計算的方法，具有實用性強的優(yōu)點，但是相比之下效率較低且失

3、誤率高。繪圖計算則是可以充分利用計算機中的繪圖軟件將數(shù)控加工所需的相關(guān)圖樣進(jìn)行直接的繪制，但是這要求程序的編制人員有一定繪畫基礎(chǔ)與繪圖軟件的使用能力。總的來說，這兩種計算方法各有千秋，在數(shù)控加工的編程計算中應(yīng)該結(jié)合使用、取長補短。1.2 節(jié)點計算多數(shù)的數(shù)控機床并不具備非圓曲線的插補指令，而在編制非圓曲線數(shù)控程序過程中一般使用直線和圓弧來替換的方法來進(jìn)行編程，因為直線替換法的操作簡單，其表現(xiàn)形式也比較直觀，所以精度要求的滿足條件下，通常是以直線段折線代替非圓曲線1。節(jié)點就是直線線段與圓弧線段之間的交點，這些直線段和弧線線段在圖形的構(gòu)成中可以對一些曲線非圓線段進(jìn)行代替，而這些圖形無法通過直接的計算

4、求出相關(guān)的坐標(biāo)點，節(jié)點計算的零件其形狀往往較為復(fù)雜，因此，節(jié)點計算就根據(jù)零件的精度求出坐標(biāo)值，其算法最好采用就算量較大的人工計算法進(jìn)行計算。1.3 刀位點軌跡計算刀位點即刀具的定位基準(zhǔn)點，在數(shù)控車的加工中可以標(biāo)志出刀具不同位置的坐標(biāo)點，刀位點的計算應(yīng)該根據(jù)不同類型的刀具而異，不同類型的刀具其刀位點也不盡相同，對于刀位點的軌跡計算而言，刀位點可以是刀尖位置點也可以是圓心位置點2。2 實例計算分析毛坯棒料的數(shù)控機床加工工件的程序原點如圖1所示。加工方法：第一，確定加工的路線，按照先主后次，先粗后精的加工原則進(jìn)行加工路線的確定，采用一種固定循環(huán)的指令對零件的外輪廓進(jìn)行加工，然后再進(jìn)行精加工，最后再進(jìn)

5、行切斷；第二，在刀具的選擇上應(yīng)當(dāng)進(jìn)行四把刀的選用，一號刀具為粗加工外圓車刀，2號刀具為精加工外圓車刀，3號刀具為切槽刀，四號刀具為車螺紋刀，使用試切法進(jìn)行對刀，在對刀的同時把端面進(jìn)行合理的加工；第三，合理選擇切削的參數(shù)，各工序的切削速度與進(jìn)給速度如表1所示；第四，進(jìn)行程序的編制，最關(guān)鍵的是確定工件右端部與軸心線的交點。3 數(shù)控車加工的概述3.1 數(shù)控車的加工數(shù)控車床加工本身就是一種高精度、高效率的自動化機床用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機械加工方法。是通過圓柱形坯料做旋轉(zhuǎn)運動，刀具沿軸向進(jìn)給，從而加工出精確的直徑，以及合理的加工深度的加工方法。3.2 數(shù)控車床加工的注意事項在數(shù)控車床的加工中，

6、有許多的事項值得注意，具體可以分為兩個方面：一方面，控制切削用量。切削用量是切削時各運動參數(shù)的總稱，包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量（切削深度）。要確保數(shù)控車的零件加工的精度，降低生產(chǎn)的成本，提高生產(chǎn)率，就要時刻注意對切削深度，進(jìn)給速度的把控。另一方面，注意高效率走到路線的選取。走刀路線決定著數(shù)控加工中刀具的運動軌跡和工件表面的粗糙程度。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來，確保最小化走到路線，減少走刀時間，從而提高工作效率。4 數(shù)控車加工過程中程序編制數(shù)值計算方法的沿用4.1 加工程序的編制編制加工程序是整個數(shù)控車加工的重要一環(huán)，一個完備的數(shù)據(jù)車加工

7、程序應(yīng)當(dāng)是多個程序段的統(tǒng)一，利用基點的計算去劃分程序段，確保程序段的誤差在五分之一至十分之一之間。每一個程序段的加工動作完成都稱為“字”，在數(shù)控車的加工程序編制中，主要利用“字”?！白帧卑?zhǔn)備指令g與輔助指令m，其中g(shù)指令用于為機床設(shè)計運動方式，m指令用于機床描述在進(jìn)行數(shù)控加工時而采用的一切工藝手段。第一，手工編程在數(shù)學(xué)的處理上建立一個基點的坐標(biāo)體系，根據(jù)圖紙要求的加工路線去計算基點的幾何元素起點，對于數(shù)控系統(tǒng)的插補功能不能滿足零件的幾何形狀時，則必須對曲線上的一定數(shù)量的離散點進(jìn)行詳細(xì)計算，利用節(jié)點算法算出點與點之間的距離，再去按照精度計算出節(jié)點間的距離。第二，自動編程相對于手工編程來說，其

8、優(yōu)勢是可以利用計算機的軟件來進(jìn)行數(shù)控程序的編制，程序的編制人員只要按照零件的圖樣要求將其翻譯成數(shù)控語言，然后將其輸入到軟件當(dāng)中，有軟件進(jìn)行自動化的數(shù)值計算和處理，在編寫完成后，將加工程序通過數(shù)控語言的形式輸入進(jìn)數(shù)控機床，來進(jìn)行機床工作的智慧。但是自動編程的操作較為復(fù)雜，需要對計算機及數(shù)控軟件較為精通的人員進(jìn)行自動編程。4.2 加工程序的校檢在數(shù)控車加工程序編寫完畢后，要養(yǎng)成良好的程序檢驗習(xí)慣，不應(yīng)對加工程序的編寫存在僥幸程序。加工程序的校檢工作應(yīng)該具有以下四步，第一，檢測刀具和約束面之間是否存在碰撞與相互干擾；第二，關(guān)于刀具類型的選擇是否科學(xué)合理；第三，是否對切削量進(jìn)行合理的設(shè)置；第四，最終的程序是否可以滿足加工需求。如果在上述的校檢過程中出現(xiàn)錯誤，那我們需要及時的發(fā)現(xiàn)問題并使用軟件進(jìn)行加工模擬，然后重復(fù)程序的校檢直到最終加工需求的達(dá)成。5 結(jié)語一臺數(shù)控車床的造價相當(dāng)不菲，對于其的加工程序的編制一定要進(jìn)行認(rèn)真的研究與考察，掌握其的工作性能與加工的范圍。數(shù)控車在進(jìn)行數(shù)控程序的編制中，合理對其相應(yīng)的數(shù)值計算方法進(jìn)行沿用可以降低錯誤率，提高編程效率，如果要對數(shù)控加工程序編制充分掌握，就一定以人工計算的方法進(jìn)行