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摘要 本文简要介绍了数控机床的现状和趋势，接着依托对数控车床的教学，对数控编程的方式和步骤进行了简明的阐述，并针对一个典型零件的数控车削加工给出了一套程序。程序是以西门子802S数控系统为例编写的。最后，希望国家加大扶持的力度，使数控机床得到更快的发展。
关键词 数控编程 工艺参数 切削用量
中图分类号：TH133.2 文献标识码：A
一个国家装备工业的实力和国际竞爭力，关系到国家整体工业竞争力和综合国力在世界上的位置，而数控机床作为国家装备工业的主流产品和技术方向，在国家经济发展战略中具有重要的地位。数控机床是一种自动化程度很高的机电一体化设备，是综合自动控制、自动检测、计算机及精密机械等高新技术的产物。数控机床的水平和拥有量，已经是衡量当今制造业水平、工业现代化程度的重要指标，也是衡量国家综合竞争力的重要指标。随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得数控技术、能进行数控编程的技术人才的需求量必将不断增加。
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。本文仅就数控车床零件加工中的程序编制问题进行探讨，简要的内容也希望吸引大家对数控编程的兴趣和关注，以发展普及型数控机床及数控系统为主攻方向，提高国产数控机床和数控系统的市场占有率为主体目标，希望国家加大扶持的力度，大力发展数控机床行业。
一、数控化是机械行业进步的大趋势
机械工业是向国民经济各部门提供装备的部门，是现代经济的支柱产业。机械工业的发达与否，是衡量一个国家工业化程度的重要指标。而机床行业又是机械工业的基础行业，是向机械工业提供加工装备的部门，是“支柱的支柱”。由于数控机床的优越技术性能以及在国防上的重要意义，从1950年代起，美日德等先进国家竞相投入巨资进行研发，其技术在国际上遥遥领先。多年来，我国数控机床的需求结构大体是：高级型10%，普及型29%，经济型61%左右。从发展趋势看，普及型比重将逐渐加大。汽车工业、汽车摩托车行业产能和市场均有很大潜力，为数控机床的潜在大客户。数控系统生产企业大小上百家，其中有相当自主开发能力。当然，我国机械工业的技术进步，还存在着重技术攻关、轻视新技术向商品转化的问题，尤其是市场营销方式陈旧，力度不足。今天培植自己幼小的以低端系统为主的数控机床行业，正是为了明天自己有强大的足以和国际垄断集团竞争的企业。
二、编程方法
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有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。但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，由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。
自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。手工编程是基础，自动编程亦需要好的工艺基础，包括工艺分析和工艺结构的设计以及刀具的选择等。
三、编程步骤
拿到一张零件图纸后，首先应对零件图纸分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加工路线（如进给路线、对刀点、换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度等）。其次应进行数值计算。绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入CNC装置的存储器中。编制的程序必须通过空运行、图形动态模拟或试切削等方法检验程序的正确性。当发现错误时，通过分析产生错误的性质来修改程序或调整刀具补偿参数，直到加工出合格的零件。注意：试切削时，尽量选用低廉的切削材料进行试切。
四、典型实例分析
数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。例如，要加工形状如图所示的零件，采用手工编程方法比较合适。由于不同的数控系统其编程指令代码有所不同，因此应根据设备类型进行编程。以西门子802S数控系统为例，应进行如下操作。
1、 确定加工路线。
按先主后次，先精后粗的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行粗加工，再精加工，然后车退刀槽，最后加工螺纹。
2、装夹方法和对刀点的选择。
采用三爪自定心卡盘自定心夹紧，对刀点选在工件的右端面与回转轴线的交点。
3、选择刀具。
根据加工要求，选用四把刀，1号为粗加工外圆车刀，2号为精加工外圆车刀，3号为切槽刀，刀宽4mm ，4号为车螺纹刀。采用试切法对刀，对刀的同时把端面加工出来。
4、确定切削用量。
车外圆，粗车主轴转速为500r/min，进给速度为0.3mm/r，精车主轴转速为800r/min，进给速度为0.08mm/r，切槽和车螺纹时，主轴转速为300r/min，进给速度为0.1mm/r。
5、 程序编制。
确定轴心线与球头中心的交点为编程原点，零件的加工程序如下：
五、结束语
发展数控机床行业对我国的发展具有战略意义，是经济发展战略中不可轻易放弃的重要支柱。一是用高新技术加快装备工业的现代化改造，是优化经济结构的重要环节；二是西方在尖端数控机床品种的进口和技术转让方面，对我实行限制政策，而中高档数控机床的自行研制和国产化对国防建设等意义重大。
要实现数控加工，编程是关键。本文虽然只对一例数控车床加工零件的进行了编程分析，但它具有一定的代表性。由于数控车床可以加工普通车床无法加工的复杂曲面，加工精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。国家在扶持对象和扶持方式上，有必要完善法规，对中国人所有和经营的数控机床生产企业，按照重点支持的原则，给出公开、统一的支持标准，取消所有制歧视。通过科学技术的吸收消化和研究发展，在尽可能高的技术档次和尽可能多的品种方面，获得自主研发知识产权。总之，应该深刻认识到，以数控化为核心的装备工业技术进步，是优化结构、增强国力、保证我国在21世纪现代化建设中实现追赶世界先进水平的中心环节，这是应该放到发展战略高度来认识的。□
（作者单位：四川建筑职业技术学院 机电工程系）
参考文献：
[1]李峰：市场经济条件下我国数控技术和装备的发展现状及其对策.商场现代化，2006年.
[2]张忠、田泽芳：典型零件数控加工程序的编制，考试周刊，2011年.
[3]邢艳辉：探讨零件加工程序的编制技术，甘肃科技纵横，2007年.
关键词 数控编程 工艺参数 切削用量
中图分类号：TH133.2 文献标识码：A
一个国家装备工业的实力和国际竞爭力，关系到国家整体工业竞争力和综合国力在世界上的位置，而数控机床作为国家装备工业的主流产品和技术方向，在国家经济发展战略中具有重要的地位。数控机床是一种自动化程度很高的机电一体化设备，是综合自动控制、自动检测、计算机及精密机械等高新技术的产物。数控机床的水平和拥有量，已经是衡量当今制造业水平、工业现代化程度的重要指标，也是衡量国家综合竞争力的重要指标。随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得数控技术、能进行数控编程的技术人才的需求量必将不断增加。
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。本文仅就数控车床零件加工中的程序编制问题进行探讨，简要的内容也希望吸引大家对数控编程的兴趣和关注，以发展普及型数控机床及数控系统为主攻方向，提高国产数控机床和数控系统的市场占有率为主体目标，希望国家加大扶持的力度，大力发展数控机床行业。
一、数控化是机械行业进步的大趋势
机械工业是向国民经济各部门提供装备的部门，是现代经济的支柱产业。机械工业的发达与否，是衡量一个国家工业化程度的重要指标。而机床行业又是机械工业的基础行业，是向机械工业提供加工装备的部门，是“支柱的支柱”。由于数控机床的优越技术性能以及在国防上的重要意义，从1950年代起，美日德等先进国家竞相投入巨资进行研发，其技术在国际上遥遥领先。多年来，我国数控机床的需求结构大体是：高级型10%，普及型29%，经济型61%左右。从发展趋势看，普及型比重将逐渐加大。汽车工业、汽车摩托车行业产能和市场均有很大潜力，为数控机床的潜在大客户。数控系统生产企业大小上百家，其中有相当自主开发能力。当然，我国机械工业的技术进步，还存在着重技术攻关、轻视新技术向商品转化的问题，尤其是市场营销方式陈旧，力度不足。今天培植自己幼小的以低端系统为主的数控机床行业，正是为了明天自己有强大的足以和国际垄断集团竞争的企业。
二、编程方法
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有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。但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，由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。
自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。手工编程是基础，自动编程亦需要好的工艺基础，包括工艺分析和工艺结构的设计以及刀具的选择等。
三、编程步骤
拿到一张零件图纸后，首先应对零件图纸分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加工路线（如进给路线、对刀点、换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度等）。其次应进行数值计算。绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入CNC装置的存储器中。编制的程序必须通过空运行、图形动态模拟或试切削等方法检验程序的正确性。当发现错误时，通过分析产生错误的性质来修改程序或调整刀具补偿参数，直到加工出合格的零件。注意：试切削时，尽量选用低廉的切削材料进行试切。
四、典型实例分析
数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。例如，要加工形状如图所示的零件，采用手工编程方法比较合适。由于不同的数控系统其编程指令代码有所不同，因此应根据设备类型进行编程。以西门子802S数控系统为例，应进行如下操作。
1、 确定加工路线。
按先主后次，先精后粗的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行粗加工，再精加工，然后车退刀槽，最后加工螺纹。
2、装夹方法和对刀点的选择。
采用三爪自定心卡盘自定心夹紧，对刀点选在工件的右端面与回转轴线的交点。
3、选择刀具。
根据加工要求，选用四把刀，1号为粗加工外圆车刀，2号为精加工外圆车刀，3号为切槽刀，刀宽4mm ，4号为车螺纹刀。采用试切法对刀，对刀的同时把端面加工出来。
4、确定切削用量。
车外圆，粗车主轴转速为500r/min，进给速度为0.3mm/r，精车主轴转速为800r/min，进给速度为0.08mm/r，切槽和车螺纹时，主轴转速为300r/min，进给速度为0.1mm/r。
5、 程序编制。
确定轴心线与球头中心的交点为编程原点，零件的加工程序如下：
五、结束语
发展数控机床行业对我国的发展具有战略意义，是经济发展战略中不可轻易放弃的重要支柱。一是用高新技术加快装备工业的现代化改造，是优化经济结构的重要环节；二是西方在尖端数控机床品种的进口和技术转让方面，对我实行限制政策，而中高档数控机床的自行研制和国产化对国防建设等意义重大。
要实现数控加工，编程是关键。本文虽然只对一例数控车床加工零件的进行了编程分析，但它具有一定的代表性。由于数控车床可以加工普通车床无法加工的复杂曲面，加工精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。国家在扶持对象和扶持方式上，有必要完善法规，对中国人所有和经营的数控机床生产企业，按照重点支持的原则，给出公开、统一的支持标准，取消所有制歧视。通过科学技术的吸收消化和研究发展，在尽可能高的技术档次和尽可能多的品种方面，获得自主研发知识产权。总之，应该深刻认识到，以数控化为核心的装备工业技术进步，是优化结构、增强国力、保证我国在21世纪现代化建设中实现追赶世界先进水平的中心环节，这是应该放到发展战略高度来认识的。□
（作者单位：四川建筑职业技术学院 机电工程系）
参考文献：
[1]李峰：市场经济条件下我国数控技术和装备的发展现状及其对策.商场现代化，2006年.
[2]张忠、田泽芳：典型零件数控加工程序的编制，考试周刊，2011年.
[3]邢艳辉：探讨零件加工程序的编制技术，甘肃科技纵横，2007年.