数控加工是按照事先编制好的零件加工程序,经机床数控系统处理后,使机床自动完成零件的加工。因此,使用数控冲床加工零件时,程序编制是一项重要的工作。
一、加工程序编制的基本概念
零件加工程序的编制是指在数控冲床上加工零件时,根据零件样图的要求,将加工零件的全部工艺过程及工艺参数、位移数据、辅助运动(如主轴准停、切削液开关、自动换刀等),以规定的指令代码及程序格式编制成加工程序,经过调试后记录在控制介质上,并用控制介质的信息控制机床的动作,以实现零件的全部加工过程。
二、加工程序编制的内容及步骤
一般来说,数控冲床程序编制的步骤为:分析零件图样→工艺处理→数值计算→编写零件加工程序单→制作控制介质→程序检验和试切。
1.工艺处理
在对零件的材料、形状、毛坯类型、加工精度、技术要求等进行详细分析的基础上,合理确定零件的加工苟法、定位夹紧、加工顺序、使用刀具和切削用量等工艺内容。确定工艺内容时,应在保证零件加工质量的前提下,降低加工成本,提高加工效率,充分发挥数控冲床的功能。例如:减少零件的安装次数,缩短加工路线,采用高效刀具等。
2.数值计算
在确定好零件的工艺内容后,要根据零件的尺寸要求、加工路线及设定的编程坐标系,计算出刀具中心的运动轨迹。
一般的数控系统具有直线插补和圆弧插补的功能。因此,对于加工由圆弧、直线组成的简单零件,只需计算出零件轮廓上相邻几何元素的交点(起点、终点、圆心坐标)或切点(基点)的坐标值。当零件的形状比较复杂时,比如对非困曲线等二次曲线,用仅有直线和困弧插补功能的数控冲床加工时,不仅需要计算基点,还要用直线段(或圆弧段)来逼近,在满足加工精度的条件下,计算出曲线上各逼近线段的交点(节点)的坐标值。对于这种情况,大多要借助计算机来完成数值计算工作。
3.编写程序单
根据所计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的切削用量以及辅助动作,按数控系统规定使用的指令代码及程序段格式,编写零件加工程序单。
4.制作控制介质
程序单编写好之后,需要制作成控制介质,以便将加工信息输入给数控系统。常用的控制介质有穿孔带、穿孔卡、磁带及磁盘等。程序可以直接用键盘输入至机床数控系统保存,也可通过数控冲床上接口将机床数控系统与计算机联机,将加工程序送入机床数控系统保存。
5.程序检验和试切
编制好的程序必须经过检验和试切才能正式使用。检验的方法是将控制介质上的内容输入到数控系统中,在不装夹工件的情况下空运行程序,以检查刀具的运动轨迹是否正确。在有图形模拟的数控冲床上,可以通过显示进给轨迹或模拟刀具对工件的切削过程来检验程序。简单零件的加工还可以用笔代替刀具,用坐标纸代替工件,让机床空运转,画出加工轨迹。
上述这些方法只能检验刀具的运动轨迹是否正确,不能保证零件的加工精度。因此,还应进行零件的试切。若通过试切发现零件的精度达不到要求,则应进行程序单和控制介质的修改,以及采用误差补偿方法,直到加工出合格零件为止。