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数控车削编程技巧

虽然现在CAM编程已相当普遍，但手工编程仍将在想当一段时
间内有广泛的应用市场，所以本文所述的数控车削编程技巧还是很有
实际意义的。文中所列的原则、指令、技巧及注意事项都是作者通过
实践得出并验证过的，所以很有实用价值。
随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、
效率和品种的要求越来越高，单件与中小批量产品的比重越来越大。
传统的通用、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效
率、多样化加工的要求。而数控机床作为电子信息技术和传统机械加
工技术结合的产物，集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、光
电等多学科技术为一体，有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件
加工问题，能满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式
的要求，适应各种机械产品迅速更新换代的需要，代表着当今机械加
工技术的趋势与潮流。其中数控车床由于具有高效率、高精度和高柔
性的特点，在机械制造业中得到日益广泛的应用，成为目前应用最广
泛的数控机床之一。但是，要充分发挥数控车床的作用，关键是编程，
即根据不同的零件的特点和精度要求，编制合理、高效的加工程序。
常用的数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零
件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验
等各步骤主要由人工完成的编程过程。它适用于点位加工或几何形状
不太复杂的零件的加工，以及计算较简单，程序段不多，编程易于实
现的场合等。对于几何形状复杂的零件，以及几何元素不复杂但需编
制程序量很大的零件，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。
下面以FANUC0­TD系统为例，就数控车床零件加工中的手工编程技
巧问题进行一些探讨。

一、正确选择程序原点

在数控车削编程时，首先要选择工件上的一点作为数控程序原点，
并以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的合理确定，对数控
编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的选择要尽量满足程序
编制简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。为了提高零件加
工精度，方便计算和编程，我们通常将程序原点设定在工件轴线与工
件前端面、后端面、卡爪前端面的交点上，尽量使编程基准与设计、
装配基准重合。

二、合理选择进给路线

进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，即刀具从对刀点开
始进给运动起，直到结束加工程序后退刀返回该点及所经过的路径，
是编写程序的重要依据之一。合理地选择进给路线对于数控加工是很
重要的。应考虑以下几个方面：

1.尽量缩短进给路线，减少空走刀行程，提高生产效率。
(1)巧用起刀点。如在循环加工中，根据工件的实际加工情况，将
起刀点与对刀点分离，在确保安全和满足换刀需要的前提条件下，使
起刀点尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工
过程中的执行时间。

(2)在编制复杂轮廓的加工程序时，通过合理安排“回零”路线，使
前一刀的终点与后一刀的起点间的距离尽量短，或者为零，以缩短进
给路线，提高生产效率。

(3)粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，应采用合适的循环加工
方式，在兼顾被加工零件的刚性及加工工艺性等要求下，采取最短的
切削进给路线，减少空行程时间，提高生产效率，降低刀具磨损。

(4)化零为整法（多件加工）
将涉及零件几何尺寸的命令字段放在一个子程序中，而将有关机床
控制的命令字段及切断零件的命令字段放在主程序中，每加工一个零
件时，由主程序通过调用子程序命令调用一次子程序，加工完成后，
跳转回主程序。需要加工几个零件便调用几次子程序，十分有利于增
减每次循环加工零件的数目。通过这种方式编制的加工程序也比较简
洁明了，便于修改、维护。值得注意的是，由于子程序的各项参数在
每次调用中都保持不变，而主轴的坐标时刻在变化，为与主程序相适
应，在子程序中必须采用相对编程语句。
2.保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求。

(1)合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳，没
有冲击。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，精加工时，最终
轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来。认真考虑刀具的切入和切
出路线，尽量减少在轮廓处停刀，以避免切削力突然变化造成弹性变
形而留下刀痕。一般应沿着零件表面的切向切入和切出，尽量避免沿
工件轮廓垂直方向进、退刀而划伤工件。

(2)选择工件在加工后变形较小的路线。对细长零件或薄板零件，
应采用分几次走刀加工到最后尺寸，或采取对称去余量法安排进给路
线。在确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的引入长度和超越长度。

(3)对特殊零件采用“先精后粗”的加工工序。在某些特殊情况下，
加工工序不按“先近后远”、“先粗后精”原则考虑，而作“先精后粗”的
特殊处理，反而能更好地保证工件的尺寸公差要求。

3.保证加工过程的安全性