数控加工中心典型零件编程实例
摘要：数控加工工艺复杂，从选择合适的机床到确定工序内容，从分析零件图样到设计加工工序，从调整工序程序到合理分配加工容差以及最后的编制程序，无一不显示着其复杂性。
但数控加工也有适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件和一次装夹定位后，可进行多道工序加工的零件以及加工精度高、加工质量稳定可靠等优点。
本文就以一典型零件的加工为例来说明数控加工特点。
一：数控加工工艺分析
主要包括以下几方面：
1)选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。
2)分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。
3)设计数控加工工序。
如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。
4)调整数控加工工序的程序。
如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。
5)分配数控加工中的容差。
6)处理数控机床上部分工艺指令。
总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。
二：数控铣床加工的特点
数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点：
1、零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。
2、能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。
3、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。
4、加工精度高、加工质量稳定可靠。
5、生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。
有利于生产管理自动化。
6、生产效率高。
7、从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。
在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。
三：数控加工案例
例1：如图9.1所示，为一长方形板类零件，工件材料为45号钢，六面已加工，试分析孔加工工艺及编写该零件的加工程序。
图9.1
1、零件加工工艺分析
如图所示的零件，其上共有4个孔，两个精度要求不高的φ6/φ12的沉头孔，可以直接钻头钻穿，后采用φ12的立铣刀扩出沉孔。
φ8H7的通孔要求精度较高，可以先采用φ7.8的钻头先钻穿，留0.2mm的余量进行铰削加工，保证精度。
φ36的沉孔为了保证孔的同轴度和表面的垂直度可以采用背镗工艺，因此该零件安排的加工工艺过程如下：(1）为保证孔间距精度，先采用中心钻点孔。
(2）采用φ6的钻头钻削两个φ6孔。
(3）采用φ7.8钻头钻削φ8孔留余量0.2mm。
(4）采用φ30钻头钻留余量2mm。
(5）扩φ12沉孔。
(6) 粗镗φ32孔留余量0.03mm。
(7）背镗φ36孔至尺寸。
(8）铰φ8H7。
(9) 精镗φ32孔。
2、刀具及切削用量的选择
加工零件所需的刀具及其切削用量选择见表。
表加工刀具及切削用量
刀加工内容刀具规格主轴转速进给速度刀具补偿
号类型材料r/min mm/min 半径长度
T1 中心钻点孔φ3mm中心钻
高速钢1300 80 H01
T2 钻孔φ6mm钻头800 100 H02 T3 钻孔φ7.8钻头600100H03 T4 钻孔φ30钻头20060H04 T5 扩孔φ12立铣刀600100H05
T6 粗镗可调粗镗刀
硬质合金800100H06
T7 镗孔可调背镗刀60050H07 T8 铰孔φ8H7铰刀高速钢20050H08 T9 精镗可调精镗刀硬质合金80050H09
3、确定编程原点位置及相关的数值计算
根据工艺分析，为方便计算与编程，如图10.1所示，选左上角的O点为工件坐标系原点。
4个点位的坐标如下：
A（X = 15.00 Y = -15.00）B（X = 15.00 Y = -45.00）
C（X = 30.00 Y = -30.00）D（X = 60.00 Y = -30.00）
程序段
号
O100 程序名
G40 G80 G49；安全设定。
G28 G91 Z0；经当前点，返回换刀点。
G28 X0 Y0；返回机床原点。
G54；坐标系设定。
N1 M06 T01；换1号刀（φ3mm中心钻），适用无机械手盘式
刀库。
M03 S1300；主轴设定。
M8；冷却液设定。
G43 G90 G0 Z20. H01；下刀至横越平面，同时执行刀具长度补偿。
G99 G81 X15. Y-15. R3 Z -4. F80；中心钻点出A孔位。
X15. Y-45.；点出B孔位。
X30. Y-30.；点出C孔位。
X60. Y-30.；点出D孔位。
G80 G28 G91 Z0；返回换刀点。
N2 M06 T02；换2号刀（φ6mm钻头）。
M03 S800；主轴设定。
G43 G90 G0 Z20. H02；下刀至横越平面，同时执行刀具长度补偿。
G73 X15. Y-15. Z -19. Q4. F100；断削钻方式钻削A孔。
X15. Y-45.；断削钻方式钻削B孔。
G80 G28 G91 Z0；返回换刀点。
N3 M06 T03；换3号刀（φ7.8钻头）。
M03 S600；主轴设定。
G43 G90 G0 Z20. H03；
G73 X30. Y-30. Z -19. Q4. F100；断削钻方式钻削C孔。
G80 G28 G91 Z0；
M5；主轴停。
M9；冷却液停
M1；选择性暂停，测量尺寸，保证余量。
（试件时
使用）
N4 M06 T04；换4号刀（φ30钻头）。
M03 S200；
M8；冷却液设定。
G43 G90 G0 Z20. H04；
G73 X60. Y-30. Z -19. Q4. F60；断削钻方式钻削D孔。
G80 G28 G91 Z0；
N5 M06 T05；换5号刀（φ12立铣刀）。
M03 S600；
G43 G90 G0 Z20. H05；
G81 X15. Y-15. Z -19. F100；铣削沉孔A。
X15. Y-45.；铣削沉孔B。
G80 G28 G91 Z0；
N6 M06 T06；换6号刀（可调粗镗刀）。
M03 S800；
G43 G90 G0 Z20. H06；
G86 X60. Y-30. R3. Z -17. F100；镗φ32孔留0.02mm余量。
G80 G28 G91 Z0；
M5；
M9；
M1；选择性暂停，调整余量。
（试件时使用）
N7 M06 T07；换7号刀（可调背镗刀）。
M03 S600；
M8；冷却液设定。
G43 G90 G0 Z20. H07；
G87 X60. Y-30. R-18. Z -12. Q2. F50；背镗φ36孔至尺寸。
G80 G28 G91 Z0；
M5；
M9；
M1；选择性暂停，控制尺寸。
（试件时使用）
N8 M06 T08；换8号刀（φ8H7铰刀）。
M03 S200；
M8；冷却液设定。
G43 G90 G0 Z20. H08；
G85 X30. Y-30. R3. Z -19. F50；铰φ8H7孔。
G80 G28 G91 Z0；
M5；
M9；
M1
N9 M06 T09；换9号刀（可调精镗刀）。
M03 S800；
M8；冷却液设定。
G43 G90 G0 Z20. H09；
G76 X60. Y-30. R3. Z -17.Q2. F50；精镗φ32孔至尺寸。
G80 G28 G91 Z0；
M30；程序结束，光标返回程序头。
5、加工注意事项
(1）装夹镗刀杆时，要注意首先使用M19控制好准定方位，另外，注意系统内设的退刀方向。
(2）在首件加工要按下选择性暂停按钮，调整好刀具，控制精度。
四：小结
数控加工技能的提高不仅需要我们以坚实的理论基础做后盾，更需要我们多操作多实践。
它不能一蹴而就，需要我们日积月累。
通过本文希望能起到抛砖引玉的作用，让更多的同行以及学生们积极参与进来，做个快乐的数控人！。