數(shù)控加工的工藝路線的確定

1、72/72HYPERLINK / 理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應(yīng)能使數(shù)控機床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機床是一種高效率的自動化設(shè)備，它的效率高于一般機床的23倍，因此，要充分發(fā)揮數(shù)控機床的這一特點，必須熟練掌握其性能、特點、使用操作方法，同時還必須在編程之前正確地確定加工方案。由于生產(chǎn)規(guī)模的差異，關(guān)于同一零件的加工方案是有所不同的，應(yīng)依照具體條件，選擇經(jīng)濟、合理的工藝方案。一、加工工序劃分在數(shù)控機床上加工零件，工序能夠比較集中,一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與一般機床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點，常用的工序劃分原則有以下兩種。1保證精度的原則數(shù)控加

2、工要求工序盡可能集中，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的阻礙，應(yīng)將粗、精加工分開進行。對軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質(zhì)量要求。同時，對一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應(yīng)先加工表面而后加工孔。2 提高生產(chǎn)效率的原則數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)約換刀時刻，應(yīng)將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時應(yīng)盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個部位時，應(yīng)以最短的路線到達各加工部位。實際中，數(shù)控加工工序要依照具體零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求等情況綜合考慮。二、加工路線的確定

3、在數(shù)控加工中，刀具（嚴格講是刀位點）相關(guān)于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結(jié)束加工程序所通過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計算簡單，走刀路線盡量短，效率較高等。下面舉例分析數(shù)控機床加工零件時常用的加工路線。1車圓錐的加工路線分析數(shù)控車床上車外圓錐，假設(shè)圓錐大徑為D，小徑為d ，錐長為L，車圓錐的加工路線如圖2-1所示。按圖2-1a的階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計算，可有相似三角形得： 此種加工路線，粗車時，刀具背吃刀量相同，但精

4、車時，背吃刀量不同；同時刀具切削運動的路線最短。按圖2-1b的相似斜線切削路線，也需計算粗車時終刀距S，同樣由相似三角形可計算得： 按此種加工路線，刀具切削運動的距離較短。按圖2-1c的斜線加工路線，只需確定了每次背吃刀量ap，而不需計算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運動的路線較長。2車圓弧的加工路線分析應(yīng)用G02（或G03）指令車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，如此吃刀量太大，容易打刀。因此，實際車圓弧時，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。下面介紹車圓弧常用加工路線。 圖2-2 為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法

5、在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計算出粗車的終刀距S，即求圓弧與直線的交點。此方法刀具切削運動距離較短，但數(shù)值計算較繁。圖2-3 為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量ap后，對90圓弧的起點、終點坐標較易確定，數(shù)值計算簡單，編程方便，常采納。但按圖2-3b加工時，空行程時刻較長。 圖2-4 為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時的起點和終點的確定，若確定不行，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。確定方法如圖2-4所示，連接OC交圓弧于D，過D點作圓弧的切線AB。由幾何關(guān)系CD=OC-OD= -R

6、=0.414R，此為車錐時的最大切削余量，即車錐時，加工路線不能超過AB線。由圖示關(guān)系，可得AC=BC=0.586R，如此可確定出車錐時的起點和終點。當(dāng)R不太大時，可取AC=BC=0.5R。此方法數(shù)值計算較繁，刀具切削路線短。 3車螺紋時軸向進給距離的分析車螺紋時，刀具沿螺紋方向的進給應(yīng)與工件主軸旋轉(zhuǎn)保持嚴格的速比關(guān)系。考慮到刀具從停止?fàn)顟B(tài)到達指定的進給速度或從指定的進給速度降至零，驅(qū)動系統(tǒng)必有一個過渡過程，沿軸向進給的加工路線長度，除保證加工螺紋長度外，還應(yīng)增加1（5mm）的刀具引入距離和2（2mm）的刀具切出距離，如圖2-5所示。如此來保證切削螺紋時，在升速完成后使刀具接觸工件，刀具離開工

7、件后再降速。4輪廓銑削加工路線的分析關(guān)于連續(xù)銑削輪廓，特不是加工圓弧時，要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量幸免交接處重復(fù)加工，否則會出現(xiàn)明顯的界限痕跡。如圖2-6所示，用圓弧插補方式銑削外整圓時，要安排刀具從切向進入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點處直接退刀，而讓刀具多運動一段距離，最好沿切線方向，以免取消刀具補償時，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報廢。銑削內(nèi)圓弧時，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧，如圖2-7所示，若刀具從工件坐標原點動身，其加工路線為12345，如此，來提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量。 5位置精度要求高的孔加工路線的分析關(guān)于位置精度要求精度較高的孔

8、系加工，特不要注意孔的加工順序的安排，安排不當(dāng)時，就有可能將沿坐標軸的反向間隙帶入，直接阻礙位置精度。如圖2-8所示，圖a為零件圖，在該零件上加工的六個尺寸相同的孔，有兩種加工路線。當(dāng)按b 圖所示路線加工時，由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，在Y方向反向間隙會使定位誤差增加，而阻礙5、6孔與其它孔的位置精度。按圖c所示路線，加工完4孔后，往上移動一段距離到P點，然后再折回來加工5、6孔，如此方向一致，可幸免反向間隙的引入，提高5、6孔與其它孔的位置精度。 6銑削曲面的加工路線的分析銑削曲面時，常用球頭刀采納“行切法”進行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間

9、的距離是按零件加工精度的要求確定。關(guān)于邊界放開的曲面加工，可采納兩種加工路線。如圖2-9所示，關(guān)于發(fā)動機大葉片，當(dāng)采納圖2-9a的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點計算簡單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，能夠準確保證母線的直線度。當(dāng)采納圖2-9b的加工方案時，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗，葉形的準確度高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是放開的，沒有其他表面限制，因此曲面邊界能夠延伸，球頭刀應(yīng)由邊界外開始加工。 以上通過幾例分析了數(shù)控加工中常用的加工路線，實際生產(chǎn)中，加工路線的確定要依照零件的具體結(jié)構(gòu)特點，綜合考慮，靈活運用。而確定加工路線的總原則是：在保證零件加工精度和表面質(zhì)量

10、的條件下，盡量縮短加工路線，以提高生產(chǎn)率。 被涂刀具表面應(yīng)是光亮的磨光面，刀具各工作表面上不得有銹斑、磨糊、氧化、崩刃等缺陷，要求刃口上無毛刺。前、后刀面上的表面粗糙度應(yīng)達到Ra0.81.25m。表面粗糙度值愈小，涂層的結(jié)合度愈好。此外，刀具表面的清洗質(zhì)量也十分重要。刀具基體材料 涂層刀具的基體材料與涂層材料應(yīng)合理匹配，須依照不同的加工要求選用。涂層高速鋼刀具的基體，既可用W6Mo5Cr4V2(M2)的通用型高速鋼，也可用含鈷的超硬高速鋼和粉末冶金高速鋼(PM HSS)。因粉末冶金的基體均勻，故使用效果好。加工鈦合金時，推舉用含鈷超硬高速鋼如W2Mo9Cr4VCo8(M42)作為刀具的基體材料

11、。對於涂層滾刀，當(dāng)以正常切削速度( 1 000 000次）的模具應(yīng)使用高硬度鋼，其硬度為4865 HRC。 中等長時刻使用（100 000到1 000 000次）的模具應(yīng)使用預(yù)硬鋼，其硬度為3045 HRC。 短時刻使用（180，R為負值；I、K的指定也可用R指定，當(dāng)兩者同時被指定時，R指令優(yōu)先，I、K無效；R不能做整圓切削，整圓切削只能用I、J、K編程，因為通過同一點，半徑相同的圓有許多個，如圖2所示。 圖2 通過同一點的圓 當(dāng)有I、K為零時，就能夠省略；不管G90依舊G91方式，I、J、K都按相對坐標編程；圓弧插補時，不能用刀補指令G41/G42。 6 G92與G54G59之間的優(yōu)缺點 G

12、54G59是在加工前設(shè)定好的坐標系，而G92是在程序中設(shè)定的坐標系，用了G54G59就沒有必要再使用G92，否則G54G59會被替換，應(yīng)當(dāng)幸免，如表1所示。 表1 G92與工作坐標系的區(qū)不 注意：（1）一旦使用了G92設(shè)定坐標系，再使用G54G59不起任何作用，除非斷電重新啟動系統(tǒng)，或接著用G92設(shè)定所需新的工件坐標系。（2）使用G92的程序結(jié)束后，若機床沒有回? 紾92設(shè)定的原點，就再次啟動此程序，機床當(dāng)前所在位置就成為新的工件坐標原點，易發(fā)生事故。因此，希望寬敞讀者慎用。 7 編制換刀子程序。 在加工中心上，換刀是不可幸免的。但機床出廠時都有一個固定的換刀點，不在換刀位置，便不能夠換刀，而

13、且換刀前，刀補和循環(huán)都必須取消掉，主軸停止，冷卻液關(guān)閉。條件繁多，假如每次手動換刀前，都要保證這些條件，不但易出錯而且效率低，因此我們能夠編制一個換刀程序保存諳低襯詿婺冢諢壞妒保贛DI狀態(tài)下用M98調(diào)用就能夠一次性完成換刀動作。 以PMC-10V20加工中心為例，程序如下： O2002; (程序名) G80G40G49 ; （取消固定循環(huán)、刀補） M05;(主軸停止) M09;(冷卻液關(guān)閉) G91G30Z0;（Z軸回到第二原點，即換刀點） M06;（換刀） M99;（子程序結(jié)束） 在需要換刀的時候，只需在MDI狀態(tài)下，鍵入“T5M98P2002”，即可換上所需刀具T5，從而幸免了許多不必要的

14、失誤。寬敞讀者可依照自己機床的特點，編制相應(yīng)的換刀子程序。 8其他 程序段順序號，用地址N表示。一般數(shù)控裝置本身存儲器空間有限（64K），為了節(jié)約存儲空間，程序段順序號都省略不要。N只表示程序段標號，能夠方便查找編輯程序，對加工過程不起任何作用，順序號能夠遞增也可遞減，也不要求數(shù)值有連續(xù)性。但在使用某些循環(huán)指令，跳轉(zhuǎn)指令，調(diào)用子程序及鏡像指令時不能夠省略。 9同一條程序段中，相同指令（相同地址符）或同一組指令，后出現(xiàn)的起作用。 例如，換刀程序，T2M06T3; 換上的是T3而不是T2; G01G00X50.0Y30.0F200;執(zhí)行的是G00（雖有F值，但也不執(zhí)行G01）。 不是同一組的指令代

15、碼，在同一程序段中互換先后順序執(zhí)行效果相同。 G90G54G00X0Y0Z100.0; G00G90G54X0Y0Z100.0; 以上各項均在PMC-10V20（FANUC SYSTEM）加工中心上運行通過。在實際應(yīng)用中，只有深刻理解各種指令的用法和編程規(guī)律。本文通過實例，剖析了加工中心機床坐標設(shè)置與子程序的應(yīng)用問題，講明了自動編程與手工編程相結(jié)合，利用G92位置設(shè)置功能與子程序調(diào)用相配合，簡化編程，優(yōu)化程序的方法。在實際工作中，取到事半功倍的作用。隨著數(shù)控技術(shù)的快速進展及CAD/CAM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控加工越來越多地依靠于軟件的自動編程，手工編程逐漸處于次要的地位。但在實際加工中假如將自動

16、編程與手工編程相結(jié)合，利用G92位置設(shè)置功能與子程序調(diào)用相配合，則能夠更加簡化編程，優(yōu)化程序，有利于程序的修改和重復(fù)調(diào)用。下面以美國SABRE-1000 Acramatic 850SX系統(tǒng)立式加工中心機床為例，就坐標設(shè)置（位置設(shè)置）與子程序調(diào)用問題進行探討。機床坐標系為機床上固有的坐標系，是由機床生產(chǎn)廠家設(shè)定的。工件坐標系是編程人員在編制加工程序時，依照零件圖紙上的某一固定點為原點確定的坐標系。兩坐標系之間的統(tǒng)一通過預(yù)備功能代碼G92的位置設(shè)置功能實現(xiàn)。G92位置設(shè)置功能同意操作人員或編程人員為當(dāng)前坐標軸給予新的坐標值而工作臺并不移動。 G92偏移機床坐標系，使NC程序中的工件坐標系的坐標值與

17、之相匹配。 工件原點（NC程序的零點）是由操作人員在安裝工件的過程中進行定位的。編程人員在編制程序時能夠不考慮工件在機床上安裝的物理位置和安裝精度，而利用數(shù)控系統(tǒng)的原點偏置功能，通過工件原點偏置來補償工件的裝夾誤差。在加工前將該偏置值輸入到數(shù)控裝置，加工時該偏置值便能自動加到工件坐標系上，使數(shù)控系統(tǒng)按機床坐標系確定的工件的坐標值進行加工。然而，假如將G92直接編入程序中，而不采納將偏置值輸入到數(shù)控裝置的方法，則會更加方便。如圖1所示，模具有6個相同的型芯，假如僅采納自動編程而不進行人工編輯，就需要對每一個型芯都完全繪制和進行編程，工作量較大，程序量更大，也不便于檢查程序。如圖2所示，假如將手動

18、編程與自動編程相結(jié)合，利用CAD/CAM軟件自動編程，只需要繪制一個型芯，生成加工一個型芯的程序。再依照各型芯之間的位置關(guān)系，通過G92設(shè)置和子程序調(diào)用，即可得到簡潔、清晰的程序。而且，假如在加工的過程中刀具差不多磨損，更換刀具后，也能夠?qū)ｉT方便地修改程序，接著下一個型芯的加工。：G71G90 “：”為程序開始標識符T16M6 裝第16號刀位上的刀具G00X519.8Y254.4Z77.929 機床坐標系中工件中心位置（也是型芯1的工件原點）(CLS,L10)調(diào)用加工一個型芯的子程序G00X664.8Y254.4Z77.929 到達機床坐標系中型芯2的工件原點位置(CLS,L10)調(diào)用同一個子

19、程序G00X809.8Y254.4Z77.929到達機床坐標系中型芯3的工件原點位置(CLS,L10)G00X809.8Y484.4Z77.929到達機床坐標系中型芯4的工件原點位置(CLS,L10)G00X664.8Y484.4Z77.929到達機床坐標系中型芯5的工件原點位置（CLS,L10)G00X519.8Y484.4Z77.929到達機床坐標系中型芯6的工件原點位置(CLS,L10)(DFS,L10)定義加工一個型芯的子程序G92X0Y0Z0 將子程序前面的，當(dāng)前坐標軸給予新的坐標值（0，0，0）G01X-145.Y-115.M03S350M08F2000 Z-38F100 加工一個

20、型芯的程序Y-115.G00Z100將主軸快速地提升到工件坐標系中Z為100的位置X0Y0 回到工件坐標系X-Y平面零點G99取消G92位置設(shè)置，讓工件坐標系回復(fù)到機床坐標系中(ENS)子程序結(jié)束M30程序結(jié)束實際工作中，工件坐標系的Z方向以工件表面（甚至低于工件表面）作為零點。假如讓刀具真正到達工件原點，勢必與工件相碰。為了提高安全性,如圖3所示，在讓刀具準確到達工件原點時，刀具并不真實與工件接觸，應(yīng)將工件原點在機床坐標系中的Z值抬高一定距離（如距離a），相應(yīng)地，在G92設(shè)置Z高度值時，Z值也加上相同距離a。G00X_Y_Z_+aG92X0Y0Z0+a例如，對下面的G92設(shè)置程序：G00X5

21、19.8Y254.4Z77.929G92X0Y0Z0如:將刀具抬高100mm,可改成：G00X519.8Y254.4Z77.929+100G92X0Y0Z0+100刀具端面距離工件表面高100mm，而工件原點實際上仍在工件表面未變。如此，在進行程序加工過程中就安全、靈活多了。假如裝夾好工件后需要調(diào)試程序，我們必須抬高刀具遠離工件表面運行，這時只需要將G92中的Z值減去a(a為Z向所需抬高的高度值)，就使刀具端面距離工件表面（工件原點）高了a距離。在加工過程中需要臨時增加深度，這時就只需要將G92中的Z值加上a(a為Z向所需下降的深度值)，就使刀具端面距離工件表面（工件原點）低了a距離。如此，就

22、能夠在不更改程序其它部分的情況下，只通過更改G92中Z坐標的設(shè)置就能夠快速、安全地達到目的。G00X_Y_Z_G92X0Y0Z0+a（或G92X0Y0Z0-a）例如：對下面的程序要求Z方向下降5mm：G00X519.8Y254.4Z77.929+100G92X0Y0Z0+100可改成：G00X519.8Y254.4Z77.929+100G92X0Y0Z0+100+5假如將機床坐標系中工件原點所在的Z值加上a，而G92程序段中的Z值不變，也可使刀具端面距離工件表面（工件原點）提高a距離。或者，將機床坐標系中工件原點所在的Z值減去a，而G92程序段中的Z值不變，就使刀具端面距離工件表面（工件原點）

23、降低a距離。效果與更改G92中Z坐標的設(shè)置相同。G00X_Y_Z_-a（或G00X_Y_Z_+a）G92X0Y0Z0例如，對下面的程序要求Z方向下降5mm：G00X519.8Y254.4Z77.929G92X0Y0Z0可改成：G00X519.8Y254.4Z77.929+100-5G92X0Y0Z0+100利用以上原理，在利用加工中心機床刃磨工件時，由于砂輪損耗大，需要執(zhí)行一次刃磨程序，就修磨一次砂輪（Z值必須下降），假如分不編程，加工時就需要反復(fù)更換程序，十分不便。下面的實例程序，能夠方便地實現(xiàn)通過G92的設(shè)置，調(diào)用砂輪修磨程序，在加工過程中方便地修改程序，進行砂輪修磨和工件刃磨，以提高加工

24、效率。 ：G71T12M6G00X541.52Y254.8Z170+100S3000M03M08 到達機床坐標系中工件原點位置X60.0Y302.3砂輪原點在機床坐標系中（XY平面內(nèi)）的位置Z167.0+100F50砂輪Z方向零點在機床坐標系中的位置，更改該值能夠修磨砂輪(CLS,L10)調(diào)用砂輪修磨子程序G92X0Y0Z0+100當(dāng)前坐標軸給予新的坐標值（0，0，100）G01X43.677Y4F2000S5000Z79.4F1000Z73.5F100工件坐標系中的Z值，與砂輪修磨時下降的高度對應(yīng)修改磨削工件程序G00Z150將主軸快速地提升到工件坐標系中Z為150的位置X0Y0G99 取消

25、位置設(shè)置，讓工件坐標系回復(fù)到機床坐標系中(DFS,L10) 定義修磨砂輪子程序G92X0Y0Z0+100 將子程序前面的，軸的當(dāng)前位置設(shè)置為（0，0，100）G01X10Z-10F100X0Z0G99取消位置設(shè)置，讓砂輪的工件坐標系回復(fù)到機床坐標系中G00Z270將主軸快速地提升到機床坐標系中Z為270的位置X541.52Y254.8機床坐標系中工件中心位置(ENS)砂輪修磨子程序結(jié)束M30在 G92的位置設(shè)置時應(yīng)注意：當(dāng)G92包含在程序中時，假如不再需要G92位置設(shè)置，一定要使用位置設(shè)置取消指令（如G99，不同的機床有不同的指令），否則就可能導(dǎo)致工件、刀具、機床被損壞甚至產(chǎn)生人身損害事故被涂

26、刀具表面應(yīng)是光亮的磨光面，刀具各工作表面上不得有銹斑、磨糊、氧化、崩刃等缺陷，要求刃口上無毛刺。前、后刀面上的表面粗糙度應(yīng)達到Ra0.81.25m。表面粗糙度值愈小，涂層的結(jié)合度愈好。此外，刀具表面的清洗質(zhì)量也十分重要。 刀具基體材料 涂層刀具的基體材料與涂層材料應(yīng)合理匹配，須依照不同的加工要求選用。涂層高速鋼刀具的基體，既可用W6Mo5Cr4V2(M2)的通用型高速鋼，也可用含鈷的超硬高速鋼和粉末冶金高速鋼(PM HSS)。因粉末冶金的基體均勻，故使用效果好。加工鈦合金時，推舉用含鈷超硬高速鋼如W2Mo9Cr4VCo8(M42)作為刀具的基體材料。對於涂層滾刀，當(dāng)以正常切削速度( 正確平衡的

27、刀具能顯著減輕噪音和振動，這使得刀具壽命增加而且零件精度一致性更好。離心力以速度平方成正比的關(guān)系放大不平衡引起的振動。由此造成的振動增加使軸承、軸瓦、軸、主軸和齒輪壽命最小化。另外，假如你不去平衡刀具，會冒主軸制造商質(zhì)保作廢的風(fēng)險。專門多質(zhì)保特不指出質(zhì)量保證僅在有足夠證據(jù)表明機床上使用的刀具正確平衡時才有效。在那個方面，刀具平衡能引起巨大的節(jié)約。 在平衡刀具之前，你需要測量不平衡量的大小和每個選擇的校正平面的角度位置。在兩種通用型式的平衡機上測定這些變量：不旋轉(zhuǎn)式或重力機用于測量單一平面（靜止的）不平衡，而旋轉(zhuǎn)式或離心機用于測量單一平面和/或兩平面（動態(tài)）不平衡。 在正確的平面測定不平衡量的大

28、小和角度后，你能通過從工件增加材料或去除材料的方法進行校正。關(guān)于不是刀具的組件，最廣泛使用的材料添加方法是在組件上焊配重。關(guān)于輕微的不平衡量的組件的其它方法有在組件體上增加焊料或在預(yù)鉆孔增加重量。 關(guān)于刀具，當(dāng)你測定的不平衡確定必須去除材料才能獲得正確的平衡，最容易和最有效的方法是鉆削。這是一種快速的調(diào)整，而且材料去除量能精確操縱。另外一個選擇是銑削，它是平衡薄壁刀具或強制需要淺切削場合最有效。 理論上，完美的平衡在平衡刀具時是能夠獲得的。在現(xiàn)實應(yīng)用里，因為成本的考慮和刀具的限制，完美的平衡僅在十分幸運時達到。因此，精度等級必須設(shè)置成同意一定量的把有害阻礙操縱在一個可同意水平的殘余不平衡。在I

29、SO1940里給出的精度通常產(chǎn)生中意的結(jié)果，但確定你實施的標準適合要平衡的刀具。例如，和剛性負載螺旋槳相比，機床將專門明顯地使用不同的數(shù)值。 刀具選用和維護 刀具平衡不只是測量不平衡量和增加或去除重量。刀具選用至關(guān)重要。短的重量輕的刀具容易平衡到專門好的精度，而大型的重的刀具要困難得多并有產(chǎn)生專門大振動的傾向。你也能通過選擇已做過預(yù)平衡或預(yù)加工到最小不平衡的刀柄來節(jié)約時刻和削減成本。 更進一步你能夠通過常規(guī)的維護和認確實處理來減少必須平衡的數(shù)量。刀柄的任何表面損壞將阻礙平衡和同心度。什么緣故？當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度爬升時刀柄缺陷的阻礙被放大。假如你的儀器測到每分鐘1000轉(zhuǎn)時可忽略的力，當(dāng)轉(zhuǎn)速為每分鐘10

30、000轉(zhuǎn)時力增加100倍，每分鐘20000轉(zhuǎn)時為400倍。 極好的同心度還在高速主軸下更重要，因為假如刀具不在主軸中心線上回轉(zhuǎn)，它變成額外不平衡的首要因素。然而不平衡刀柄的阻礙在較低速度下也是明顯的。小的不平衡能引起你的加工中心主軸軸承損壞的專門高的力，而且連續(xù)的專門大的徑向力回導(dǎo)致軸承的早期失效和昂貴的機床維修費用。 還有，要記住任何的調(diào)節(jié)（安裝或去除刀具組件，旋緊螺母或任何細微的扭轉(zhuǎn)或熔補）都需要某種程度的平衡。即使調(diào)節(jié)干擾刀具的平衡量僅有幾克X毫米，那個不平衡量轉(zhuǎn)化成振動的增加，引起刀具磨損加快、表面光潔度惡化和零件形位精度的下降（如鏜孔時圓度或直線度的丟失）。 精度恰當(dāng)=更好的平衡 除

31、了正確的維護和處理高質(zhì)量的刀柄，刀具組件正確地裝到機床主軸是重要的。為獲得牢固穩(wěn)定的連接刀柄匹配主軸錐孔應(yīng)盡可能精確。刀柄配合得好和差的區(qū)不在高速下尤其明顯。你可能擁有世界上平衡得最好的刀具，但假如它沒有正確連到主軸上，那你是自找苦惱。 當(dāng)你認為今天出售的專門多加工中心配備有最高轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)或以上的主軸，你不得不推論出刀柄的質(zhì)量必須和主軸的性能同等水準。它們必定是牢固的、對中心的、適當(dāng)平衡的，而且沒有表面損傷和污染。假如不是如此，確信發(fā)生振動，那將產(chǎn)生振顫并降低刀具壽命和表面光潔度。 不是所有的刀具都需要平衡是正確的，尤其當(dāng)處理過程引起成本增加和額外的步驟時。是否要做刀具平衡應(yīng)視具體情況。

32、在高速下平衡效果最突出，然而在任何速度下平衡刀具產(chǎn)生更好的形位精度、提高表面光潔度和延長刀具壽命。 平衡的刀具產(chǎn)出最佳的零件 盡管它需要一些額外的時刻和照料，恰當(dāng)?shù)钠胶鈱⒀娱L你刀具和主軸的壽命并將增加可用時刻，而且為客戶生產(chǎn)出精確的高質(zhì)量的零件。隨著科技的進展和社會的進步，人們對產(chǎn)品的性能和質(zhì)量要求越來越高，從而使數(shù)控機床應(yīng)用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐漸成為社會所需。通過幾年的加工中心實際應(yīng)用和教學(xué)實踐及摸索，筆者將自己的體會和經(jīng)驗總結(jié)出來，希望對寬敞讀者有所啟迪。 1 暫停指令 G04X（U）_/P_ 是指刀具暫停時刻（進給停止，主軸不停止），地址P或X后的數(shù)值是暫停

33、時刻。X后面的數(shù)值要帶小數(shù)點，否則以此數(shù)值的千分之一計算，以秒（s）為單位，P后面數(shù)值不能帶小數(shù)點（即整數(shù)表示），以毫秒（ms）為單位。例如，G04 X2.0;或G04 X2000;暫停2秒G04 P2000; 但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），為了保證孔底的精糙度，當(dāng)?shù)毒呒庸ぶ量椎讜r需有暫停時刻，現(xiàn)在只能用地址P表示，若用地址X表示，則操縱系統(tǒng)認為X是X軸坐標值進行執(zhí)行。例如，G82X100.0Y100.0Z-20.0R5.0F200P2000;鉆孔（100.0，100.0）至孔底暫停2秒G82X100.0Y100.0Z-20.0R5.0F200X2.0； 鉆孔（2.0，1

34、00.0）至孔底可不能暫停。 2 M00、M01、M02和M30的區(qū)不與聯(lián)系 M00為程序無條件暫停指令。程序執(zhí)行到此進給停止，主軸停轉(zhuǎn)。重新啟動程序，必須先回到JOG狀態(tài)下，按下CW（主軸正轉(zhuǎn)）啟動主軸，接著返回AUTO狀態(tài)下，按下START鍵才能啟動程序。 M01為程序選擇性暫停指令。程序執(zhí)行前必須打開操縱面板上OP STOP鍵才能執(zhí)行，執(zhí)行后的效果與M00相同，要重新啟動程序同上。 M00和M01常常用于加工中途工件尺寸的檢驗或排屑。 M02為主程序結(jié)束指令。執(zhí)行到此指令，進給停止，主軸停止，冷卻液關(guān)閉。但程序光標停在程序末尾。 M30為主程序結(jié)束指令。功能同M02，不同之處是，光標返回

35、程序頭位置，不管M30后是否還有其他程序段。 3 地址D、H的意義相同 刀具補償參數(shù)D、H具有相同的功能，能夠任意互換，它們都表示數(shù)控系統(tǒng)中補償寄存器的地址名稱，但具體補償值是多少，關(guān)鍵是由它們后面的補償號地址來決定。只是在加工中心中，為了防止出錯，一般人為規(guī)定H為刀具長度補償?shù)刂?，補償號從120號，D為刀具半徑補償?shù)刂?，補償號從21號開始（20把刀的刀庫）。例如，G00G43H1Z100.0;G01G41D21X20.0Y35.0F200; 4 鏡像指令 鏡像加工指令M21、M22、M23。當(dāng)只對X軸或Y軸進行鏡像時，切削時的走刀順序（順銑與逆銑），刀補方向，圓弧插補轉(zhuǎn)向都會與實際程序相反，

36、如圖1所示。當(dāng)同時對X軸和Y軸進行鏡像時，走刀順序，刀補方向，圓弧插補轉(zhuǎn)向均不變。 注意：使用鏡像指令后必須用M23進行取消，以免阻礙后面的程序。在G90模式下，使用鏡像或取消指令，都要回到工件坐標系原點才能使用。否則，數(shù)控系統(tǒng)無法計算后面的運動軌跡，會出現(xiàn)亂走刀現(xiàn)象。這時必須實行手動原點復(fù)歸操作予以解決。主軸轉(zhuǎn)向不隨著鏡像指令變化。 5 圓弧插補指令 G02為順時針插補，G03為逆時針插補，在XY平面中，格式如下：G02/G03X_Y_I_K_F_或G02/G03 X_Y_R_F_，其中X、Y為圓弧終點坐標，I、J為圓弧起點到圓心在X、Y軸上的增量值，R為圓弧半徑，F(xiàn)為進給量。 在圓弧切削時

37、注意，q180，R為正值；q180，R為負值；I、K的指定也可用R指定，當(dāng)兩者同時被指定時，R指令優(yōu)先，I、K無效；R不能做整圓切削，整圓切削只能用I、J、K編程，因為通過同一點，半徑相同的圓有許多個，如圖2所示。 當(dāng)有I、K為零時，就能夠省略；不管G90依舊G91方式，I、J、K都按相對坐標編程；圓弧插補時，不能用刀補指令G41/G42。 6 G92與G54G59之間的優(yōu)缺點 G54G59是在加工前設(shè)定好的坐標系，而G92是在程序中設(shè)定的坐標系，用了G54G59就沒有必要再使用G92，否則G54G59會被替換，應(yīng)當(dāng)幸免，如表1所示。 注意：（1）一旦使用了G92設(shè)定坐標系，再使用G54G59

38、不起任何作用，除非斷電重新啟動系統(tǒng)，或接著用G92設(shè)定所需新的工件坐標系。（2）使用G92的程序結(jié)束后，若機床沒有回到G92設(shè)定的原點，就再次啟動此程序，機床當(dāng)前所在位置就成為新的工件坐標原點，易發(fā)生事故。因此，希望寬敞讀者慎用。 7 編制換刀子程序。 在加工中心上，換刀是不可幸免的。但機床出廠時都有一個固定的換刀點，不在換刀位置，便不能夠換刀，而且換刀前，刀補和循環(huán)都必須取消掉，主軸停止，冷卻液關(guān)閉。條件繁多，假如每次手動換刀前，都要保證這些條件，不但易出錯而且效率低，因此我們能夠編制一個換刀程序保存在系統(tǒng)內(nèi)存內(nèi)，在換刀時，在MDI狀態(tài)下用M98調(diào)用就能夠一次性完成換刀動作。以PMC-10V

39、20加工中心為例，程序如下： O2002; (程序名) G80G40G49 ; （取消固定循環(huán)、刀補） M05;(主軸停止) M09;(冷卻液關(guān)閉) G91G30Z0;（Z軸回到第二原點，即換刀點） M06;（換刀） M99;（子程序結(jié)束） 在需要換刀的時候，只需在MDI狀態(tài)下，鍵入“T5M98P2002”，即可換上所需刀具T5，從而幸免了許多不必要的失誤。寬敞讀者可依照自己機床的特點，編制相應(yīng)的換刀子程序。 8其他 程序段順序號，用地址N表示。一般數(shù)控裝置本身存儲器空間有限（64K），為了節(jié)約存儲空間，程序段順序號都省略不要。N只表示程序段標號，能夠方便查找編輯程序，對加工過程不起任何作用，

40、順序號能夠遞增也可遞減，也不要求數(shù)值有連續(xù)性。但在使用某些循環(huán)指令，跳轉(zhuǎn)指令，調(diào)用子程序及鏡像指令時不能夠省略。 9同一條程序段中，相同指令（相同地址符）或同一組指令，后出現(xiàn)的起作用。例如，換刀程序，T2M06T3; 換上的是T3而不是T2;G01G00X50.0Y30.0F200;執(zhí)行的是G00（雖有F值，但也不執(zhí)行G01）。不是同一組的指令代碼，在同一程序段中互換先后順序執(zhí)行效果相同。G90G54G00X0Y0Z100.0;G00G90G54X0Y0Z100.0; 以上各項均在PMC-10V20（FANUC SYSTEM）加工中心上運行通過。在實際應(yīng)用中，只有深刻理解各種指令的用法和編程規(guī)

41、律，才能夠減少錯誤，幸免事故的發(fā)生。永濟電機廠工模具分廠 張滿朝 一、前言 MasterCAM各種加工方式的加工參數(shù)，包括切削參數(shù)的實現(xiàn)差不多上以對話框形式設(shè)置的，使用時只需填寫即可。MasterCAM銑削中提供公制、英制兩類共6個刀具庫，差不多刀具在刀具庫中都有收錄，設(shè)置加工參數(shù)時，調(diào)用刀具庫中刀具后切削參數(shù)即自動輸入到對話框中。然而實際使用中我們發(fā)覺提供的刀具幾何參數(shù)各軸進給率、提刀速度、主軸轉(zhuǎn)速等切削參數(shù)，并不符合車間現(xiàn)有刀具的實際情況,同時它也不能反映車間刀具庫中刀具擁有的差不多情況，在使用時必須對每一個項目進行設(shè)置。下面就MasterCAM銑削刀具庫的建立方法加以探討，以建立適合車間

42、使用的刀具庫。 二、刀具庫的差不多結(jié)構(gòu)及設(shè)置方法 1銑削刀具庫的結(jié)構(gòu)及設(shè)置規(guī)定 刀具庫由刀具庫規(guī)定講明以及若干個單獨的刀具描述段組合而成，每個描述段又由9行組成，對刀具作具體講明，單個刀具描述段之間由一個空描述段隔開。下面分不對各行進行詳細講明。 （1）刀具庫的注釋講明注釋講明的每行以開頭，后接講明語句，包括刀具庫的建立日期，設(shè)置方法，各參數(shù)意義等。如#刀具庫格式MonJan1414:51:192002。 （2）刀具描述段的組成刀具描述段共由9行組成。第1行以TOOL開始，講明刀具定義開始，行號必須標出，而且后跟“”，兩者中間以空格隔開，結(jié)果為：1TOOL，以下各行規(guī)定和本行相同。第2行講明刀具材料，系統(tǒng)規(guī)定各數(shù)字代表材料為：1HSS,2CARBIDE,3COATEDCAR,4CERAMIC,5BORZON,10UNKNOWN，設(shè)置時應(yīng)用數(shù)字代表填入。第3行為對刀具進行注解。第4行指定刀具名稱。第5行指定刀具制造廠。第6行指定刀具夾頭。第7行指定刀具各項參數(shù)。按照刀具號碼、刀具型式、半徑型式、直徑、刀角半徑cr