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简单实用的数控铣编程步骤
作者：方莉
来源：《职业·中旬》2011年第08期
我国的工业转型在危机中寻找机会，机械行业产品输出形式由少品种、大批量、低质量向高品质、小批量、多样化发展，产品更新越来越快，由此对零件加工质量、加工生产效率、质量稳定性以及生产的灵活性都提出了更高的要求，具有这些加工特点的数控加工的重要性更加凸显。
数控加工的实质是通过指令控制机床进行自动加工，而数控机床可以识别的指令称为程序，编制程序的过程就叫数控编程。
一、编程格式
数控编程的学习在我国已经较为普遍，也为企业和工厂输出了很多数控人才，但是对大部分初学者来说，数控手工编程的学习还是非常困难的。针对这种情况，笔者在数年的数控铣编程教学中，总结了一套简单的手工编程思考模式并给出简单的编程格式。
1.第一步：设定编程坐标系并标注
程序指令控制机床，要求机床按照预订的路线移动来达到加工的目的。所以，在见到零件图形的第一步，就是要将图形具体成各个点，刀具到达这些点便能加工出零件。为此，需设置一个工作坐标（也叫编程坐标），在图形上标出X、Y、Z坐标。
机床坐标系的选择有以下两点要注意：
（1）Z轴零点一般选择在工件的上表面。
（2）XY轴零件，若工件或毛坯为为对称件，可选择在对称中心（如图1所示）；若为非对称工件，则选择在任意边角皆可，当然为了进刀方便，直角边最好。
2.第二步：确定加工关键点
关键点，也就是刀具必须移动到的点。对于简单图形图1来说，要铣削出图1的外形轮廓，刀具只需要在指令的控制下走出直线AB、BC、CD、EF、FA和圆弧DE即可，关键6个点就如图1所示的A、B、C、D、E、F。
这个步骤对大部分人来说非常简单，但是若出错，则没有正确编程的可能。
3.第三步：确定各加工关键点的坐标
坐标是程序的基础，数控程序就是在指令中输入坐标来控制机床执行预订的动作。事实上，数控编程若坐标错误，则程序错。
4.第四步：确定加工方向及顺序
加工方向决定了，加工顺序也已经决定。如图1所示，若选择AB方向加工，则顺序就是A-B-C-D-E-F-A，若选择AF方向加工，则顺序就是A-F-E-D-C-B-A。
选择加工方向及顺序与以下几个方面有直接关系。
（1）与所加工圆弧是顺时针还是逆时针有关。AB方向圆弧为逆时针，而AF方向则为顺时针。
（2）也与铣削方式选择顺铣还是逆铣有关。AB方向为逆铣，AF方向为顺铣。一般情况下，我们在精加工的时候选择顺铣，在粗加工时选择逆铣。
（3）与所选择刀具补偿方向有关。若从A点进刀，AB方向切入，则为右补偿，AF方向为左补偿。
（4）若加工方向及顺序不同，则程序不同。
5.第五步：确定三个点
起刀点（M），切入点（N），切出点（S）。这三个点反映了编程所设定的切入和切出方式。一般加工中，刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上，以保证工件轮廓光滑；退刀位置应选在零件不太重要的部位，并且使刀具沿零件的切线方向进刀、退刀，以避免产生刀痕。
如图2所示，选择AF方向，则三个点的布置如图所示。
选择三个点的基本原则是：接近工件，但是未切入工件。考虑刀具的大小，需要足够的距离进行刀具补偿的建立，若距离太大，则影响加工效率。
一般情况下，可以以下值为参考。
（1）起刀点（M），在A点的基础上，XY轴皆往起刀方向移动3倍刀半径。以图2为准，用Ф20的立铣刀，则M点坐标可为（-80.0，-60.0）。
（2）切入点（N），在A点的基础上，在延长线上往往起刀方向移动1.5倍刀半径至3倍刀半径。则N点可在（-50.0，-45.0）至（-50.0，-60.0）之间任意值。
（3）切出点（S），在A点的基础上，在延长线上往往起刀方向移动1.5倍刀半径至3倍刀半径。则S点可在（-65.0，-30.0）至（-80.0，-30.0）之间任意值。
（4）根据具体情况，考虑到选择的基本原则，三个点取值可稍大或稍小。
6.第六步：套用编程格式，编出程序
铣削加工，特别是外形铣削加工，在开机返回参考点和手动对刀之后的加工开始动作基本可以总结为下面六句的程序段，而结尾程序段可以通用一个三句的程序段。如下:编程开头六句：
G90 G54；（选择加工坐标系)
G91 G28 Z0；（Z轴返回参考点)
G90 G00X____ Y____；（刀具到达XY平面起刀点)
G00Z____；（Z轴快速下刀至安全高度）
M03S____；（开主轴）
G01Z____ F____；（Z轴下刀至切削位置）
后三句：
G00Z____；（Z轴快速抬刀）
M05；（关主轴）
M30；（程序结束）
二、编程实例
以图1为例，分析6个步骤，简单编出程序。
图1设定编程坐标系为对称中心，确定了6个加工关键点，各加工关键点的坐标分别为A(-50.0，-30.0)，B(50.0，-30.0)，C(50.0，30.0)，D(20.0，30.0)，E(-20.0，30.0)，F(-50.0，30.0)，进行精加工，选择刀具半径左补偿，选择AF方向加工，则顺序为A-F-E-D-C-B-A，确定三个点，M点坐标可为（-80.0，-60.0），N点坐标可为（-50.0，-60.0），S点坐标可为（-80.0，-30.0），最后套用编程格式，编出程序。
程序如下：
G90 G54（前六句)
G00 X-80.0 Y-60.0
G00 Z10.0
MO3 S1000
G01 Z-5.0 F600
G41 G01 X-50.0 Y-60.0（刀具补偿，进行切削）
G01 Y30.0
X-20.0
G03 X20.0 R20.0
G01 X50.0
Y-30.0
X-80.0
G40 G01 X-80.0 X-60.0
G00 Z50.0（后三句）
M05
M30
本文针对数控铣编程初学者的编程学习，提出了简单的编程步骤,并解析每一个步骤的目的和在具体场合的使用的考量方向，根据编程步骤，套用编程格式，成功解决编程的问题。上述各G代码和M代码是数控铣编程常用代码，在此不一一解释。以上步骤是一些简单的思考方式，为初学编程者引入一条小捷径，但要更加熟练地编制数控加工程序，仍需要不懈的努力练习，熟悉各类编程。
（作者单位：韶关市第二高级技工学校）
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