浅谈数控铣床的编程与操作

朱高兴  聂高胜（江西师范高等专科学校  江西鹰潭  335000）

摘 要：本文主要从数控铣床的编程与操作两个方面进行研究分析，结合学校学生实际学习情况及通过跟一些专业教师及企业工程师交流的意见，指出了一些学生在学习过程中容易出错的地方，另外根据实际操作经验总结了一些好的编程思路，最后也为拓展数控铣床的加工范围，自动编程探索了一个方向。

关键词：数控铣床；编程；对刀

随着数控技术的应用越来越广泛，很多大中专院校都开设了《数控编程与操作技术》这门课，都加强了学生实践操作能力的培养，特别是数控铣床，比较经济，功能相对比较强大，应用比较广泛，同时又因与加工中心的结构上来看，主要区别就是一个有刀库，另一个没有刀库，当然换刀指令也是没有的。我想重点谈一下如何学好数控铣床，同时利用现代数控自动编程技术扩展数控铣床的功能。

对于数控机床来说，很多人认为只要编好程序对好刀，按下“循环启动”就开始加工了。对于大工厂的流水线来说，连刀都对好了，直接加工，工人主要工作内容就是装夹和拆卸工件，同时掌握一些基本的机床维护和一些检测工具的使用就可以了。对于这种工位来说，要求还是比较低的。但对于一些小企业或产品更新比较快的，这就需要频繁更换程序，对编程能力要求比较高。要编出好程序，其实也是比较难的，特别是对学生来说，大都要求手工编程。编程首先要了解工件的材料及各种性能。根据零件的外形结构特及加工要求，进行工艺路线的规划，是否要分粗加工、半加工或精加工，设置更适合的切削参数，有些可以取经验值，而有些需要不断调整切削参数来寻找更好的切削参数。其次，就是寻找合适的编程原点。对于学生在学习过程中，为了提高学生操作难度及加工精度，常常是进行四面对中，以面的中心为编程原点，主要是对方块料来说的。零件的长方向X轴方向，短方向为Y轴方向，因为机床左右行程更长，前后Y方向行程比较短，这样安装更能充分发挥机床的最大加工工件。Z轴方向跟机床方向一致。对于程序头一般要进行机床初始化处理，常用指令为G90G17G20G54G40G49G80，取消各种刀补及循环功能，否则前面操作的信息不去除，可能会影响后面机床的操作。后面就是确定下刀点，这也是比较关键的，下刀点没选好可能会建立刀补失败或过切零件。找对刀点，一般是要进行斜线进刀原则，因为有些机床必须斜线才能建立刀补，平行于X、Y轴走直线往往刀补建立会失败，稍不注意可能会过切工件而使工件报废。另外，找对刀点还要考虑离工件的距离是多少，太远了空行程太多，切削效率下降，距离太短，刀补可能还没建立完成就进行工件切削加工了，这样也会使零件报废。这种距离一般有经验公式的，当然不是绝对的，距离大一点也不要紧。对于工件的粗、精加工也有很多方法，前提是不改变加工程序，改变刀补的大小值，或者直接修改刀具参数里面的磨耗值大小也可以直接进行粗精加工，但要注意刀补是大还是小，磨耗值是正是负，不要搞错方向了。这些方法都是很好的精加工或半精加工的方法，但很少有人会利用这种方式去加工。对于编程来说主要是注意这些，其他的都是根据轮廓进行编程就是了。

对于机床操作这一块，首先要克服操作机床的恐惧感。数控铣床快行程速度块，切削力大，有些人听到那种声音就比较恐惧，怕程序编错机床会冲出来或加工过程崩刀。其实，在操作机床前，一定要认真听教师的讲解，了解机床的基本操作规程，开机床必须要得到指导老师的允许并且还要在旁边指导，杜绝私自开机床。另外，在进行加工之前一定要校对程序的准确性，同时要进行模拟工件的加工过程，确认没有问题才能按“循环启动”开始工件的加工。只有做到以上两点才能更好的克服对机床的恐惧感。在工件装夹在机床上后，一定要确认工件的材料，是否经过淬火处理的，否则硬度过高需要进行回火处理，提高切削性能。对于工件位置摆放也要看清楚，方向是否跟编程坐标系的方向一致，否则到时可能把工件切报废了。如果毛坯表面比较粗糙，还必须要进行去氧化皮处理，这时一般采用大直径的刀具进行手动操作，先下刀锁定Z轴坐标，手动移动进行表面的加工，如何进行换刀。加工时，工件上往往有孔，平底刀是不能进行垂直下刀加工孔的，否则容易崩刀，如果是立铣刀可以直接下来，因为底部有切削刃，但转速和进给速度不能太快，不过一般要换钻头进行钻孔操作。现在工厂里面如果工件孔多，一般不在数控铣床上加工，为了提高加工效率及考虑经济性因素，把钻孔程序安排在普通钻床上进行加工，因为数控机床加工成本高。

接下来就是对刀，根据工件的结构，确定对点的位置，常常采用四面对中进行对刀，对刀时一定要让主轴转起来，否则很容易断刀。输入坐标时注意刀具半径的大小，这一操作过程一定要熟练，对操作面板熟悉，这是必须掌握的内容。最后就是调出加工程序，进行程序校验，确认无误后按“循环启动”，机床正式启动开始加工工件。如果在机床加工过程中出现断刀或停电时一定要按下急停按钮，这种情况的处理比较复杂，等机床通电时，手动退出。如果要重新加工，之前一定要回参考点，否则加工路径容易出错。

随着自动编程技术的发展，手工编程已经不能慢足工件加工的使用要求了，如复杂的型面，手工编程根本就编不出来了，所以结合自动编程，可以加工出很多复杂工件。但要注意程序是否适合数控铣床，因为铣床是2.5轴的，而有些程序是三轴联动的。这种自动编程更适合加工中心，可以进行换刀指令。学数控技术的，掌握一门自动编程技术是非常必要的，可以解决很多编程难题，现在很多加工行业都用自动编程技术。目前市场上编程软件很多，如CAXA、MASTRERCAM、UGNX等。由于西门子公司兼并了UG，结合西门子数控技术的优势，UG在市场上进行编程方面使用的越来越广泛，可以学习使用。它里面包含了各种平面加工和曲面加工及点位加工等，根据工件加工的要求，选择合适的加工方法。

总之，要学好数控铣床的编程与操作，一定要多分析加工工艺，设置好的切削参数，确定一个好的加工路线，另外，多操作机床，熟悉机床的参数及面板内容的设置，找到一些操作技巧，减少编程与加工的工作量，提高加工效率。

参考文献：

[1]付红伟，等.UG数控加工基础教程（NX6版）.[M].北京：清华大学出版社，2009

[2]任晓虹，等.数编程与技术操作.[M].北京：国防工业出版社，2010

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