數控加工編程如何有效提高Pro/NC編程效率

武漢中原電子集團是一家生產無線電通信設備的大型國有企業。隨著通信設備的迅猛開展，為擴大生產規模，縮短產品生產周期，加快新品開發速度以及提高新產品結構和外觀質量，我們采用了業界著名的Pro/ENGINEER系列軟件。

Pro/ENGINEER是美國參數技術公司(PTC)開發的CAD/CAM軟件，在我國十分普及。Pro/ENGINEER以其參數化、基于特征、全相關等概念聞名于CAD界。其技術特點鮮明可靠，非常適合我們這類產品升級換代較快的3C行業。特別是今年推出的野火版，界面較為簡潔明快，且操作簡便易于上手。使用1年以來，Pro/ENGINEER在武漢中原電子集團產品結構設計，模具設計和數控加工中心得到廣泛的運用。我們的數控加工中心曾在1個月中依靠Pro/NC完成了10多種新產品和數套模具的程序編制和加工任務，在產生了很好的經濟效益同時也充分表達了三維CAD/CAM軟件與CNC結合的巨大優勢。

通過一段時間對Pro/ENGINEER加工模塊的使用，我們認為Pro/NC是一種功能十分強大的自動化CAM加工模塊。Pro/NC不僅完全支持高速和多軸等高端加工方式，還有自己獨特的技術特點，有良好的擴展性。因具備其全相關性，在零件稍有改動時只需再生一下加工文件就可自動更改加工路徑，并且可提供產生精加工零件最正確加工路徑控制和智能化加工路徑創立。Pro/NC允許CNC編程人員控制整體的加工路徑，直到最細節的局部，優點明顯。正是因為其刀徑控制靈活導致Pro/NC需要設置的參數較多，設置時也較復雜。在對常規零件產品編程時，需要輸入定義的參數往往過多。這使得最初使用Pro/ENGINEER時，Pro/NC在編程效率上相對MasterCam等軟件似乎沒有優勢。為加快編程速度，我分析了Pro/NC編程的大致過程。流程圖如圖1所示。圖1Pro/NC編程流程

在編程中，刀具和切削參數兩塊是設置參數最頻繁也是最耗時的地方。有時一個常用的刀具參數或刀徑控制參數往往需要反復輸入。針對這一點，我們只要根據自身加工情況先建立標準化刀具庫和標準參數庫再將加工參數模塊化，加工時直接調用就可以了。1建立相應的標準文件夾

配置文件夾結構如圖2所示。2配置文件夾

我是以各目錄在Pro/ENGINEER配置文件中的缺省鍵值名稱為各目錄命名。Pro/NC允許基于坯件材料和條件選取切削刀具并設置進給量和速度。如果要使用此功能，要先定義操作和加工前必須設定材料類型，并在刀具文件夾Pro_mf_tprm_dir下創立一個名為Materials的子目錄，隨后就可根據常用零件的材質建立子文件夾了。例如，在Material目錄下，可創立Steel、Copper、Aluminum以及Brass等目錄。以后定義操作或切削刀具時，系統將列出可用的材料子目錄，可從此目錄名進行選擇。2設定配置文件(1)通過在配置文件中添加指定標準文件夾的具體絕對位置，使上一步中建立的文件夾與Pro/ENGINEER相關聯。方法可以通過設置配置文件在Tools下拉菜單的Options項“Options〞對話框中設定。也可在CONFIG中直接注冊各文件夾的絕對位置，還可用文本編輯器在C文件中直接添加。例如，可將以下配置文件選項直接粘貼到WILDFIRE安裝目錄下，子目錄Text中的C里。pro_mf_param_dirE:\ptc\config\mf_param_dirpro_mf_tprm_dirE:\ptc\config\mf_tprm_dirpro_mdb_dirE:\ptc\config\pro_mdb_dirpro_mf_workcell_dirE:\ptc\config\pro_mf_workcell_dir(2)將CONFIG中output_mfg_xml選項設置為yes〔no缺省〕。此項翻開時，如果要對一系列形狀和加工工序類似的產品編程，只需先作一個標準制造模型并將其刀具、機床、操作和NC序列等制造工藝數據以XML格式保存下來。需要時，利用“制造設置〞(MfgSetup)→“輸出〞(Export)將以XML格式保存的制造工藝數據調用到不同的模型中再依次指定坐標系、退刀面和NC序列的加工范圍即可。生成刀位文件十分快捷。3機床設置

機床是作為包含特征〔Workcell〕的用戶定義特征組〔*.gph〕文件形式保存在Pro_mf_workcell_dir文件夾下的。機床設置包括機床名稱、機床類型、主軸移動范圍和后處理器選項等一系列參數。我們可為每一臺數控機床和加工中心分別設定各自的機床配置文件。

在機床設置中我們可以檢索刀具庫、地址(Site)參數和PPRINT表，使其與機床相關聯。

(1)刀具庫可根據加工中心刀庫情況直接選擇。

(2)地址(Site)參數可以看成為標準加工控制參數的模板文件。以后可用這些地址指定NC序列的參數的缺省值。

1〕創立地址文件：在MANUFACTURE或MACHINING菜單中，選擇“制造設置〞MfgSetup→“參數設置〞ParamSetup→“地址〞Site→“創立〞(Create)。定義地址參數值時，可輸入數學表達式、刀具參數。例如，根據加工需要可輸入：STEP_OVER＝CUTTER_DIAM*0.8，那么STEP_OVER距離將依賴于當前刀具的切刀直徑〔如果刀具后來進行了更改，STEP_OVER也將更新〕。利用數學表達式和輸入關系可有效提高參數文件的通用性也有利于更靈活使用地址文件。

2〕激活地址文件：單擊“制造設置〞MfgSetup下Workcell，選取機床名，然后在MachineToolSetup對話框的Output選項卡上單擊Defaults。再選擇預先定義和保存的〔*.sit〕地址文件即可。地址(Site)參數文件保存在制造參數庫mf_param_dir目錄下。

3)PPRINT：PPRINT可控制輸出G代碼程序中注釋信息的顯示。使用一個好的PPRINT文件可使生成的G代碼程序容易閱讀。PPRINT文件可以*.Ppr格式保存到mf_param_dir目錄中。PPRINT在調用機床設置文件〔*.gph〕時需重新檢索(*.Ppr)文件才能生效。要激活PPRINT表，單擊MfgSetup下Workcell，選取機床名，然后在MachineToolSetup對話框的Output選項卡上單擊“PPRINT〞，再選擇預先定義和保存的〔*.ppr〕文件即可。4預先建立設置刀具庫

對于加工刀具參數的設置可以從MFGSETUP菜單項選擇擇Tooling，然后選取要設置刀具的機床名稱，或者在創立或修改機床時，可從CELLSETUP菜單項選擇擇“工具〞Tooling以設置此機床的刀具。系統將顯示ToolSetup對話框。用戶可在“刀具表〞(ToolTable)中建立當前機床定義的所有常用刀具，保存刀具的形狀參數和切削參數。

保存切削刀具數據時，Pro/NC將所有刀具參數文件〔.tpm文件〕放在刀具文件夾Pro_mf_tprm_dir下，并在相應的材料子目錄下創立一個*.tpm同名文件，其中包含進給量和速度數據。添加或修改刀具時，可用文本編輯器〔如WORDPAD〕按照相應格式直接建立和編輯刀具參數文件。5建立常用工序特定參數除了sit參數，我們可針對日常常用的各類序列進行修改和保存典型參數。例如，將Volume音量、Face外觀、Surfacemill面板、Profile輪廓、LocalMill空轉、Holemaking定位和Engraving雕刻，等序列的制造參數以*.mil的文件形式在制造參數庫Mf_param_dir目錄中保存下來。序列的制造參數的設置方法和地址(Site)參數類似。地址(Site)參數主要是定義一類加工的通用參數，而序列的制造參數針對的是特定加工序列。新建NcSep序列時。通過在“制造參數〞(MFGPARAMS)菜單中，單擊“檢索〞(Retrieve)>“參數文件〞(ParamFiles)，可直接選擇選取以前保存的特定序列的參數文件。另外，在保存刀具和制造參數文件時一定要注意給文件起一個標準而易于識別的名字。數控編程的根本概念1．刀位點刀位點是刀具上的一個基準點，刀位點相對運動的軌跡即加工路線，也稱編程軌跡。2．對刀和對刀點對刀是指操作員在啟動數控程序之前，通過一定的測量手段，使刀位點與對刀點重合。可以用對刀儀對刀，其操作比擬簡單，測量數據也比擬準確。還可以在數控機床上定位好夾具和安裝好零件之后，使用量塊、塞尺、千分表等，利用數控機床上的坐標對刀。對于操作者來說，確定對刀點將是非常重要的，會直接影響零件的加工精度和程序控制的準確性。在批生產過程中，更要考慮到對刀點的重復精度，操作者有必要加深對數控設備的了解，掌握更多的對刀技巧。〔1〕對刀點的選擇原那么在機床上容易找正，在加工中便于檢查，編程時便于計算，而且對刀誤差小。對刀點可以選擇零件上的某個點〔如零件的定位孔中心〕，也可以選擇零件外的某一點〔如夾具或機床上的某一點〕，但必須與零件的定位基準有一定的坐標關系。提高對刀的準確性和精度，即便零件要求精度不高或者程序要求不嚴格，所選對刀部位的加工精度也應高于其他位置的加工精度。選擇接觸面大、容易監測、加工過程穩定的部位作為對刀點。對刀點盡可能與設計基準或工藝基準統一，防止由于尺寸換算導致對刀精度甚至加工精度降低，增加數控程序或零件數控加工的難度。為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。例如以孔定位的零件，以孔的中心作為對刀點較為適宜。對刀點的精度既取決于數控設備的精度，也取決于零件加工的要求，人工檢查對刀精度以提高零件數控加工的質量。尤其在批生產中要考慮到對刀點的重復精度，該精度可用對刀點相對機床原點的坐標值來進行校核。〔2〕對刀點的選擇方法對于數控車床或車銑加工中心類數控設備，由于中心位置〔X0，Y0，A0〕已有數控設備確定，確定軸向位置即可確定整個加工坐標系。因此，只需要確定軸向〔Z0或相對位置〕的某個端面作為對刀點即可。對于三坐標數控銑床或三坐標加工中心，相對數控車床或車銑加工中心復雜很多，根據數控程序的要求，不僅需要確定坐標系的原點位置〔X0，Y0，Z0〕，而且要同加工坐標系G54、G55、G56、G57等確實定有關，有時也取決于操作者的習慣。對刀點可以設在被加工零件上，也可以設在夾具上，但是必須與零件的定位基準有一定的坐標關系，Z方向可以簡單的通過確定一個容易檢測的平面確定，而X、Y方向確定需要根據具體零件選擇與定位基準有關的平面、圓。對于四軸或五軸數控設備，增加了第4、第5個旋轉軸，同三坐標數控設備選擇對刀點類似，由于設備更加復雜，同時數控系統智能化，提供了更多的對刀方法，需要根據具體數控設備和具體加工零件確定。對刀點相對機床坐標系的坐標關系可以簡單地設定為互相關聯，如對刀點的坐標為〔X0，Y0，Z0〕，同加工坐標系的關系可以定義為〔X0+Xr，Y0+Yr，Z0+Zr〕，加工坐標系G54、G55、G56、G57等，只要通過控制面板或其他方式輸入即可。這種方法非常靈活，技巧性很強，為后續數控加工帶來很大方便。3．零點漂移現象零點漂移現象是受數控設備周圍環境影響因素引起的，在同樣的切削條件下，對同一臺設備來說、使用相同一個夾具、數控程序、刀具，加工相同的零件，發生的一種加工尺寸不一致或精度降低的現象。零點漂移現象主要表現在數控加工過程的一種精度降低現象或者可以理解為數控加工時的精度不一致現象。零點漂移現象在數控加工過程中是不可防止的，對于數控設備是普遍存在的，一般受數控設備周圍環境因素的影響較大，嚴重時會影響數控設備的正常工作。影響零點漂移的原因很多，主要有溫度、冷卻液、刀具磨損、主軸轉速和進給速度變化大等。4．刀具補償經過一定時間的數控加工后，刀具的磨損是不可防止的，其主要表現在刀具長度和刀具半徑的變化上，因此，刀具磨損補償也主要是指刀具長度補償和刀具半徑補償。5．刀具半徑補償在零件輪廓加工中，由于刀具總有一定的半徑如銑刀半徑，刀具中心的運動軌跡并不等于所需加工零件的實際軌跡，而是需要偏置一個刀具半徑值，這種偏移習慣上成為刀具半徑補償。因此，進行零件輪廓數控加工時必須考慮刀具的半徑值。需要指出的是，UG/CAM數控程序是以理想的加工狀態和準確的刀具半徑進行編程的，刀具運動軌跡為刀心運動軌跡，沒有考慮數控設備的狀態和刀具的磨損程度對零件數控加工的影響。因此，無論對于輪廓編程，還是刀心編程，UG/CAM數控程序的實現必須考慮刀具半徑磨損帶來的影響，合理使用刀具半徑補償。6．刀具長度補償在數控銑、鏜床上，當刀具磨損或更換刀具時，使刀具刀尖位置不在原始加工的編程位置時，必須通過延長或縮短刀具長度方向一個偏置值的方法來補償其尺寸的變化，以保證加工深度或加工外表位置仍然到達原設計要求尺寸。7．機床坐標系數控機床的坐標軸命名規定為機床的直線運動采用笛卡兒坐標系，其坐標命名為X、Y、Z，通稱為根本坐標系。以X、Y、Z坐標軸或以與X、Y、Z坐標軸平行的坐標軸線為中心旋轉的運動，分別稱為A軸、B軸、C軸，A、B、C的正方向按右手螺旋定律確定。Z軸：通常把傳遞切削力的主軸規定為Z坐標軸。對于刀具旋轉的機床，如鏜床、銑床、鉆床等，刀具旋轉的軸稱為Z軸。X軸：X軸通常平行與工件裝夾面并與Z軸垂直。對于刀具旋轉的機床，例如臥式銑床、臥式鏜床，從刀具主軸向工件方向看，右手方向為X軸的正方向，當Z軸為垂直時，對于單立柱機床如立式銑床，那么沿刀具主軸向立柱方向看，右手方向為X軸的正方向。Y軸：Y軸垂直于X軸和Z軸，其方向可根據已確定的X軸和Z軸，按右手直角笛卡兒坐標系確定。旋轉軸的定義也按照右手定那么，繞X軸旋轉為A軸，繞Y軸旋轉為B軸，繞Z軸旋轉為C軸。數控機床的坐標軸如以下圖所示。1數控機床的坐標軸圖。機床原點就是機床坐標系的坐標原點。機床上有一些固定的基準線，如主軸中心線；也有一些固定的基準面，如工作臺面、主軸端面、工作臺側面等。當機床的坐標軸手動返回各自的原點以后，用各坐標軸部件上的基準線和基準面之間的距離便可確定機床原點的位置，該點在數控機床的使用說明書上均有說明。8．零件加工坐標系和坐標原點工件坐標系又稱編程坐標系，是由編程員在編制零件加工程序時，以工件上某一固定點為原點建立的坐標系。零件坐標系的原點稱為零件零點〔零件原點或程序零點〕，而編程時的刀具軌跡坐標是按零件輪廓在零件坐標系的坐標確定的。加工坐標系的原點在機床坐標系中稱為調整點。在加工時，零件隨夾具安裝在機床上，零件的裝夾位置相對于機床是固定的，所以零件坐標系在機床坐標系中的位置也就確定了。這時測量的零件原點與機床原點之間的距離稱作零件零點偏置，該偏置需要預先存儲到數控系統中。在加工時，零件原點偏置便能自動加到零件坐標系上，使數控系統可按機床坐標系確定加工時的絕對坐標值。因此，編程員可以不考慮零件在機床上的實際安裝位置和安裝精度，而利用數控系統的偏置功能，通過零件原點偏置值，補償零件在機床上的位置誤差，現在的數控機床都有這種功能，使用起來很方便。零件坐標系的位置以機床坐標系為參考點，在一個數控機床上可以設定多個零件坐標系，分別存儲在G54/G59等中，零件零點一般設在零件的設計基準、工藝基準處，便于計算尺寸。一般數控設備可以預先設定多個工作坐標系〔G54～G59〕，這些坐標系存儲在機床存儲器內，工作坐標系都是以機床原點為參考點，分別以各自與機床原點的偏移量表示，需要提前輸入機床數控系統，或者說是在加工前設定好的坐標系。加工坐標系〔MCS〕是零件加工的所有刀具軌跡輸出點的定位基準。加工坐標系用OM-XM-YM-ZM表示。有了加工坐標系，在編程時，無需考慮工件在機床上的安裝位置，只要根據工件的特點及尺寸來編程即可。加工坐標系的原點即為工件加工零點。工件加工零點的位置是任意的，是由編程人員在編制數控加工程序時根據零件的特點選定。工件零點可以設置在加工工件上，也可以設置在夾具上或機床上。為了提高零件的加工精度，工件零點盡量選在精度較高的加工外表上；為方便數據處理和簡化程序編制，工件零點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上，對于對稱零件，最好將工件零點設在對稱中心上，容易找準，檢查也方便。9．裝夾原點裝夾原點常見于帶回轉〔或擺動〕工作臺的數控機床和加工中心，比方回轉中心，與機床參考點的偏移量可通過測量存入數控系統的原點偏置存放器中，供數控系統原點偏移計算用。數控編程主要工作程序使用數控機床加工零件，最主要的工作就是編制零件的數控加工程序。數控編程過程可以歸結為工藝方案的理解、工件裝夾、建立坐標系、輸入刀具參數、輸入數控程序、程序驗證、調整和機床操作等幾個根本步驟。數控工藝方案是加工的靈魂，對于一般工件，工藝方案的重點在于提高效率，降低本錢。而對于關鍵件、重要件、復雜工件，工藝方案直接關系到零件的加工質量，編程員應在工藝方案上多下功夫，總結經驗，踏實、認真地從每一個細節做起。在明確目標后，再進行工藝分析，確定相應的工序和工步，以及關鍵部位的工藝保證措施，同時也應考慮操作者的技能水平，現有工藝裝備的配置狀況、刀具、量具和設備等因素。數控程序編制主要工作內容如下：1．零件數控加工工藝性分析根據加工零件的設計圖紙及相關技術文件，對零件的材料、毛坯種類、形狀、尺寸、精度、外表質量以及熱處理要求等進行綜合分析。零件設計圖定義了零件的幾何形狀和結構特點、尺寸及其公差、形位公差、技術要求、材料、熱處理要求等方面的內容。在進行零件數控編程時，還應了解零件的毛料狀態，包括毛料的類型、規格、形狀、熱處理狀態以及硬度等，這兩局部構成了加工零件數控加工工藝分析的主要內容，也決定了哪些是零件的技術關鍵，加工中的難點，數控編程的難易程度。在利用以上所有原始信息的根底上，綜合考慮其他的相關因素，以確定合理的數控加工方案和數控加工方法。初步擬定定位和夾緊基準，合理選擇機床，確定加工刀具和切削用量等。2．數控機床及其控制系統性能分析數控機床性能分析包括工作臺的加工范圍、機床主軸轉速范圍、機床的功率、機床采用的刀柄類型和規格、刀具系統的構成、夾具與機床的連接方式、數控程序輸入方式等方面的內容。首先考慮的是數控機床的工作區域或工作空間能否滿足零件的數控加工要求，零件必須安裝在夾具里，所以數控機床應該足夠大。零件及其工裝夾具總的重量也不應超過機床的規定值。其次，還應該掌握和了解數控機床的額定功率大小、主軸速度和進給速度限定范圍、刀位數量、刀具系統以及機床其他附件等方面的內容。通常小型數控機床具有較高的主軸速度和較低的額定功率；而大型機床具有較低的主軸速度和較高的額定功率。3．數控系統性能分析數控系統性能分析包括控制系統的類型、坐標系的定義方式、主軸轉速范圍、進給速度的定義、刀具的識別和編號方法、對圓弧插補的要求、軸的連動方式、拐角控制方法、刀具運動〔快速運動、直線運動和圓弧運動〕的模式等方面的內容；還包括數控程序的格式，數控程序的語法結構，常見的數控編程指令及其使用規那么。控制系統作為數控機床的核心局部，在進行數控程序規劃時，編程員必須對控制系統的標準指令有一個清晰地了解，只有這樣，才能使用數控系統的特有功能和科學的編程方法，比方加工循環、子程序、宏指令和其他功能。建議編程員能夠很好地了解數控機床和數控系統，這對于編寫高水平、高質量的數控程序非常有用，也更具有創新意義。數控系統功能的有效利用和數控程序的質量，反映了編程員對數控機床及其數控系統功能的了解程度。一個重要的原因，是編程員在進行零件數控程序規劃過程中，當然也包括后續的數控編程，增加了編程員的個人經驗和專業知識。4．零件數控編程數據處理由于零件設計圖主要反映了設計人員的設計思想，在零件的形狀特點、尺寸，以及零件外表之間的相互位置關系等方面考慮得多一些。在零件結構上、加工工藝性等方面，很少或沒有考慮對加工的影響。這包括以下內容：〔1〕設計基準轉換數據處理表現為零件圖上的設計基準由反映設計思想的特征元素——點、線、面組成，也是建立零件坐標系的依據，加工坐標系的建立過程即是將設計基準和零件坐標系聯系起來的過程。加工坐標系作為加工的基準，一是考慮設計基準是否適合建立零件的加工坐標系，即能否根據設計基準來建立；如果不適合，如何進行轉換；二是考慮由設計基準確定的加工坐標系，其位置是否方便找正；三是考慮坐標系原點對于數控編程計算是否簡單。〔2〕零件加工圖形處理主要考慮零件的數控加工工藝性，對零件圖形進行必要的數學處理和數值計算。具體可以概括為以下內容：簡化零件圖形提取零件設計圖中的曲線和曲面〔特征〕作為數控加工圖形；或者壓縮某些與制造無關的特征，例如不需加工及不能加工的特征〔如孔、槽、圓角、螺紋等〕。這些特征被壓縮后，可明顯感覺到編程直觀，同時提高運算速度和使刀位軌跡合理。補全零件圖形根據零件數控加工的要求，重新構造或補充滿足要求的圖形。增加一些加工輔助線或輔助面，構建刀具軌跡限制邊界。〔3〕基點、節點和刀位點的計算表現為零件的輪廓曲線由直線、圓弧、二次曲線等不同的幾何元素組成，在編制程序前，必須對加工軌跡的一些坐標值進行計算，作為程序刀位點的輸入數據。數據計算包括基點計算、節點計算等。對于復雜的加工曲線和曲面，必須使用計算機輔助計算。5．數控工藝路線設計數控工藝路線設計是編程員結合機床具體情況，考慮工件的定位，設計夾具或選用夾具和輔助工裝及數控加工方案設計的整個構思過程。首先確定最終零件的數控加工圖形或模型；然后確定零件的加工坐標系，為減少定位誤差，加工坐標系應盡量與設計基準重合；最后進行數控加工方案設計，包括加工區域劃分、加工路線確定和加工工序設計等方面的內容。6．編寫數控加工程序根據確定的加工路線、刀具號、切削用量、輔助動作以及數值計算的結果，按照數控機床規定的使用功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序。此外還應附上必要的加工示意圖、刀具布置圖、機床調整卡、工序卡及必要的說明等。數控編程的過程是逐步完善數控工藝方案的過程，由于工藝方案是預先設想的，不一定全面，因此在數控編程中要不斷調整和改良。7．數控程序校驗數控程序的驗證工作是不可缺少的環節。不能因為時間來不及或思想上的僥幸心理，放棄驗證工作。程序校驗的主要內容包括：●

數控程序是否存在語法錯誤，輸入數據是否有效，即數控系統能否識別。●

數控程序是否完整、合理。●

刀具運動軌跡是否正確。編好的數控程序通常可以通過在機床顯示屏上顯示刀具路徑即刀具的運動軌跡，來檢驗程序的正確性。首件試切削程序校驗局部的內容只能證明刀具軌跡運動的正確性，因此要對工件進行首件試切，以檢驗以下方面的內容：●

刀具、刀柄與夾具、機床之間是否存在干預，能否發生碰撞。

●

選擇刀具是否合理，能否滿足加工要求，是否存在過切現象。

●

切削用量是否合理，程序中的主軸轉速、進給速度和切削深度等給定數值能否滿足加工要求。根據實際驗證的內容如干預、過切區域，刀具、工件和夾具的剛度和彈性變形情況，以及刀具的磨損情況等因素進行必要的處理和調整。對于加工誤差應分析加工誤差產生的原因，予以修正，以便最終到達滿足零件的精度要求和加工質量的目標。8．數控文件固化完成以上工作后，就必須對所有的數控工藝文件進行完善、固化并存檔。以以下舉了常見的數控工藝文件，這些文件可以根據具體情況加以完善和增減。●

數控程序清單。●

數控程序文本，也可以為存儲介質。●

加工路徑圖。●

數控工步卡。●

數控工藝規程或工序圖表。●

操作說明書。●

工裝清單。●

刀具清單。●

毛坯圖。●

零件定位及裝夾示意圖、操作說明書。數控調試和加工考前須知。數控加工程序的編制一、概述數控加工程序的編制是數控加工技術的重要方面，程序編制水平直接影響到零件加工的質量和效率。因此，高質量、高效率的編程方法，一直是數控技術研究的重要課題之一，目前國內外研究開發了大量的數控自動編程軟件。

數控自動編程系統主要由硬件和軟件組成。硬件主要由計算機、穿孔機、繪圖機、磁盤或磁帶等外部設備組成；軟件主要包括編程語言和程序系統(編譯系統)。

編程浯言是一套規定的根本符號、字母、數字和用它們描述零件加工的語法、詞法規那么。這些符號和規那么接近于車間日常用浯，用來描述被加工零件的幾何形狀、幾何元素間的相互關系、刀具運動軌跡以及一些必要的工藝參數等。編程語言易讀、易懂、易于修改。

自動編程的方法是由編程人員根據零件圖的要求，進行工藝分析，用編程語言在計算機上編寫零件加工的源程序，將該源程序送入計算機，經過計算處理后，計算機便自動地輸出零件數控加工程序單，繪出零件加工刀具運動中心軌跡，制作穿孔紙帶。自動編程的過程框圖如圖2-25所示。

為了處理源程序，必須有一套預先存放在計算機內的零件源程序處理的程序，即所謂“編譯程序〞。該程序將零件的源程序翻譯成計算機能夠接受的機器語言，并進行主信息處理和后置處理。其中，主信息處理完成數值計算、刀具中心軌跡計算，并制定輔助功能等工作。后置處理那么針對不同的數控機床的數控系統，將主信息處理后的數據轉換成該數控系統規定的數控加工程序。二、數控自動編程語言APT

自20世紀50年代美國最早研制成APT(AutomaticallyProgrammedTools)系統以來，現在許多工業興旺國家也已研制了很多的數控自動編程系統。如：美國的ADAPT、AUTOSPOT；英國的2C、2CL、2PC；德國的EXAPT—1(點位)、EXAPT—2(車削)、EXAFF—3(銑削)；法國的IFAPT—P(點位)、IFAPT—C(輪廓)、IFAPT—CP(點位、輪廓)；日本的FAPT、HAPT等。

我國自20世紀60年代中期開始了數控自動編程方面的研究，已開發出ZCX—1、ZCX—2、SKC等多種類型的實用自動編程系統。

在各種自動編程系統中，APT系統是最具代表性的系統之一，以下概略介紹APT系統。

APT語言使用類似英語語言來描述，非常接近人們常用語言的形式，便于記憶、編寫，用APT語言編寫的零件源程序由APT處理系統能識別的語句和數據組成。(一)APT語言的主要語句1．刀具形狀語句如：CUTTER／1，表示直徑為1英寸，頂端為平端，角部半徑為0．25英寸的刀具。2．幾何定義語句幾何定義語句用來說明零件輪廓的幾何形狀、進刀點位置和進刀方向等。它是下面描述

走刀路線的根底，一般的表達形式為

(幾何元素標識符)=(幾何元素類型字)／(幾何元素定義方式)

等號左邊是用戶為各個幾何元素所起的名字，便于以后引用。等號右邊是APT的專用字

和給定的幾何定義形式及參數。APT語言提供的幾何定義的類型有：點(POINT)定義、直線

(LINE)定義、圓弧(CIRCLE)定義、平面(PLANE)定義、圓柱面(CYLNDR)定義、一般二次曲線(GCONIC)定義、球面(SPHERE)定義等10余種幾何定義類型，每種類型的幾何元素又有多種定義形式。如：P1二POINT／2，3，0表示為x=2、y=3、z=0的三維坐標點"P1”。如：L2二LINE／P1，ATANGL，30表示通過點P1、與x軸成30度角的直線。如：C3=CIRCLE／CENTER，P1，RADIUS，3．5表示圓弧中心為P1、半徑為3．5英寸的圓。3．允差語句如：OUTTOL/.001表示工件輪廓外側誤差允許值為0．001英寸。4．刀具運動語句

刀具運動語句用來描述刀具的運動軌跡。為明確指定刀具相對工件的關系，APT系統定義了三個控制面(見圖2-26)：

(1)零件面(PartSurface)簡稱PS，指刀具底面所形成的曲面；

(2)驅動面(DriveSurface)簡稱DS，用來引導刀具運動，控制刀具側面的曲面；

(3)檢查面(CheckSurface)簡稱C5，用來確定每次走刀的刀具終止的位置的曲面。

為保持刀具連續切削，必須使上一段程序所給定的檢查面，成為下一段程序的驅動面。分清上述三種外表的不同涵義，就可正確理解刀具軸線和控制面的相對關系。如圖2-27所示，其刀具位置的解釋為：TO(走到)，指刀具走到檢查面并與其相切；ON(走上)，指刀具中心走上檢查面；PAST(走過)，指刀具走過檢查面并與其相切；TLLFT(左偏)，指刀具在驅動面左側；TLRGT(右偏)，指刀具在驅動面右側；TLON(中立)，指刀具中心在驅動面上。APT語言的刀具運動語句可分為點位編程語句和輪廓編程語句。

點位編程語句有起始語句(FROM)、絕對語句(GOTO)、增量運動語句(GODLTA)等。輪廓編程語句有FROM、GOTO、GODLTA、GO、OFFSET、GOLFT、GORGT、GOFWD、GOBACK等。如：TLRGT，GORGT／L3表示刀具在曲面的右側沿直線L3向右側移動。如：GOFWD／C1表示刀具沿圓弧C1前進。5．機械操作功能

如：CDOLNT／ON表示接通冷卻液。如：FEDRAT／50表示進給速度為50英寸／min。如：SPINDL/2400表示主軸轉速為2400r／Min。此外，還有其他指令和語句等，如宏指令和循環指令，計算功能語句，輸入、輸出、說明語句等。APT處理程序分成幾個階段，首先將源代碼轉換成ApT的內部代碼，然后進行數學處理，根據走刀路線計算出刀位點的坐標，形成刀位文件。源程序及各個中間處理階段的結果均可打印輸出，以便檢查和跟蹤錯誤。最后進行后置處理，即將通用的刀位文件根據用戶指定的機床型號，轉換成該數控系統所能接受的數控加工程序和制作成穿孔紙帶(二)APT語言編程例如三、微機自動編程系統

上述的數控自動編程系統，對硬件配置要求高，開發微機自動編程系統特別適合我國國情，具有重大的現實意義。

微機自動編程系統，應用實體造型方法、特征體素表述法、成組技術等進行零件圖的設計或輸入，由微機自動編程軟件自動或人機交互式進行零件工藝分析，確定數控機床加工所需的全部信息，自動生成零件數控加工程序單和數控介質，供數控機床使用。具有圖形用戶界面，在圖形輸人系統中有根本的零件體素，如圓柱體素、圓弧體素、圓錐體素、螺紋體素等，通過體素輸入零件圖，并可對零件圖進行編輯；零件圖輸入后，根據菜單提示即可自動生成零件加工工步過程表和符合ISO格式的數控加工程序清單和數控介質。具有由數控代碼驅動進行零件加工過程動態圖形模擬功能，以檢驗代碼的正確性并局部代替試切。四、自動編程技術的開展

數控自動編程技術開展很快。最初的數控編程系統主要代替手工進行計算機輔助幾何參數計算。而現在的編程系統，只要給出零件的最終加工尺寸、精度和材料，計算機便可自動計算出幾何參數等加工過程所需的全部信息。有的系統如EXAPT系統甚至能夠局部解決工藝過程最正確化的問題。1．會話型自動編程

在會話型系統中，給計算機某些數控語言以外的命令，編程人員用命令隨時對計算機進行適當的控制。這些命令可以通過鍵盤送入計算機，計算機將處理結果(答復)通過CRT或打字機及時顯示。在會活型自動編程系統中，編程員根據提問和答復，通過鍵盤輸入必要的數據和指令，并對零件源程序進行編輯修改，直至得到正確的程序單和數控穿孔紙帶為止。

日本富士通的FAPT、美國通用電氣公司的NCPTS，以及我國的SAPT等都是會話型自動編程系統。2．數控圖形編程系統

這種系統由計算機控制光筆、熒光屏、鍵盤，編程人員在編程時用光筆和鍵盤在熒光屏上繪出零件輪廓，計算機就可按預先存儲的程序進行計算，并將處理結果顯示在熒光屏上。然后用光筆沿刀具加工該零件的軌跡移動，計算機就可自動地編制出零件的加工程序并制作數控帶。

這種系統兼有語言系統的功能，能實現“實時對話〞，簡化了編程過程，減少編程過失，縮短編程時間。3．計算機數控中的直接編程

計算機數控(CNC)中的計算機除用作控制外，還可用于編程，此時輸入計算機的是零件的加工源程序，然后由計算機數控系統處理成零件的加工程序，并控制機床切削加工。

有直接編程功能的數控機床，可直接用語言輸入零件幾何形狀、工藝參數等源程序，機床就可加工出該零件。4．實物和語音編程

實物編程也稱無尺寸圖形數字化處理，當要加工有模型或實物而無尺寸的零件時，可用坐標測量機，先將模型的尺寸測量出，而測量機本身的控制計算機就可對數據進行處理并輸出零件的數控加工程序單。也有一些數控機床具有所謂示教再現(TeachandPlaYback)的功能，機床帶有傳感器，按照實際加工路線，測量出實物或模型的尺寸，存儲在數控系統內，經處理后生成加工程序，此后便根據加工程序對以后的零件進行加工。

語音編程是由編程員將被加工零件的編程信息通過說話方式輸入到計算機中，然后經計算機處理得到該零根據被加工零件圖樣，按照已經確定的加工路線和允許的編程誤差，計算數控系統所需要輸入的數據，稱數值計算。

1基點坐標計算1〕基點：構成零件輪廓的不同幾何素線的交點或切點稱為基點。如直線與直線的交點、直線與圓弧的交點或切點、圓弧與二次曲線的交點或切點等。2〕計算舉例：如圖基點A、B、D、E坐標值可直接找出，C點圖中未給出，聯立方程組求解。圖1

零件輪廓的基點

圖2

節點2節點坐標計算

當零件的形狀是由直線或圓弧段之外的其他曲線構成〔如漸開線、雙曲線、列表曲線等〕，而數控系統又不具備這些曲線的插補功能時，數值計算就比擬復雜，這時可采用逼近法加工。1〕節點:用假設干直線段或圓弧段來逼近給定的曲線，逼近直線或圓弧段的交點或切點稱為節點。如圖2.14所示。圖3

曲線的逼近2〕坐標計算:節點數目的多少，由被加工曲線的形狀、逼近線段的形狀和允許的插補誤差來決定；一般采用計算機求解，計算出全部節點坐標值；當數控系統具有相應幾何曲線的插補功能時，只需求出基點坐標。件的加工程序。數控編程中的代碼1.程序編制過程：把圖紙上的工程語言變為數控裝置的語言，并把它記錄在控制介質上。2.程序編制的主要內容(1)分析圖樣、確定工藝過程：進行零件工藝分析，確定加工路線、切削用量等工藝參數。(2)數值計算：對形狀簡單的零件〔如直線和圓弧組成的零件〕的輪廓加工，計算幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩元素的交點或切點的坐標值等；對形狀復雜的零件〔如非圓曲線、曲面組成的零件〕，用直線段或圓弧段逼近，由精度要求計算出節點坐標值，這種情況可用計算機完成數值計算。(3)編寫零件加工程序單：編程人員根據數控系統規定的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序單。(4)程序校驗與首件試切：在有CRT圖形顯示屏的數控機床上，用模擬刀具與工件切削過程的方法進行檢驗，此方法只能檢驗出運動軌跡是否正確，不能查出被加工零件的加工精度，因此，要進行零件首件試切。3.數控代碼

對于傳統的數控機床，數控編程中常用的控制介質是穿孔帶。〔如圖1所示〕圖1

穿孔帶(1)制作穿孔帶使用的代碼有兩種：國際標準化組織碼：ISO(InternationalStandardOrganization)代碼美國電子工業協會標準碼：EIA(ElectronicIndustriesAssociation)代碼(2)兩種代碼的特點：兩者表示的符號相同，但編碼孔的數目和排列位置不同(如圖2,圖3所示)。圖2圖31)EIA碼為補奇代碼，第5列為補奇列，每行代碼孔的個數必須是奇數，假設為偶數，那么在第5列補一個孔使之成為奇數個；ISO代碼為補偶碼，第8列為補偶列，通過補偶使每行代碼孔個數保證是偶數個。2)ISO代碼有特征可尋，數字碼在第5、6列都有孔，字母碼在第7列都有孔；EIA代碼無特征可尋。3)EIA代碼第8列只用于表示程序段結束符號，其余7列的容量為26=64，而ISO代碼8列孔容量為27=128。所以ISO比EIA代碼信息量大。

由此可知，ISO代碼比EIA代碼信息量大，可靠性高，與當今數據傳輸系統統一，所以許多國家都采用ISO代碼來代替早期使用的EIA代碼。表1

數控機床用EIA編碼表表2

數控機床用ISO編碼表4.常用的數控標準有以下幾方面：(1)數控的名詞術語；(2)數控機床的坐標軸和運動方向；(3)數控機床的字符編碼〔ISO、EIA〕(4)數控編程的程序段格式；(5)準備功能〔G代碼〕和輔助功能〔M代碼〕；(6)進給功能、主軸功能和刀具功能。

我國許多數控標準與ISO標準一致。一、穿孔帶(punchedtape)及其代碼(code)穿孔帶是早期使用的記錄數控加工程序的控制介質，穿孔紙帶代碼采用每排不同組合的穿孔〔有無孔的組合〕將數字、字符和其他符號表示成不同二進制的數字碼。常用標準穿孔帶有五單位〔每排五列孔，寬〕和八單位〔每排八列孔，〕兩種。五單位用于數控線切割機床，八單位用于數控機床。穿孔帶代碼成為數控機床編程的通用標準代碼。國際上通用的八單位數控穿孔帶有ISO〔國際標準化協會〕和EIA〔美國電子工業協會〕兩種標準代碼。早期數控機床采用EIA代碼，目前國際上大都采用ISO代碼。也有二者間用的。表1數控機床用EIA編碼表表1給出了EIA編碼表。表2給出了ISO編碼表。編碼表給出了代碼孔〔二進制數字〕、代碼符號〔數字、字符、其他符號〕一一關系的規定。表2數控機床用ISO編碼表EIA代碼和ISO代碼的主要區別在于：EIA代碼每行為奇數孔，其第五列為補奇列；ISO代碼每行為偶數其第八列為補偶列。補奇或補偶的作用是鑒別紙帶的穿孔是否有誤。二、

G指令、M指令和其他指令1.準備功能(preparatoryfunction)G指令(Ginstruction)準備功能G指令，用來規定刀具和工件的相對運動軌跡〔規定插補功能〕、機床坐標系、坐標平面、刀具補償、坐標偏置等多種加工操作。JB3208-83標準規定：G指令有字母G及其后面的二位數字組成，從G00—G99共100種。表3。表3常見程序段格式模態代碼：表中第二欄標有字母的a，c，d，…..為摸態代碼。字母相同的為一組。摸態代碼具有續效性，即，一經在一個程序段中使用，便保持其功能的有效，直到后面的程序段中使用同組的另一代碼時才失效。這也意味著一經在一個程序段中使用，如果后續程序段中還有相同功能的操作且沒出現同組另一代碼時，可不書寫這一功能代碼。同組摸態代碼不能在同一程序段中出現。非摸態代碼：第二欄沒字母的為非摸態代碼。只在書寫的程序段中有效。第四欄給出了各G代碼的功能。不指定：用作將來修訂標準時指定新的功能。永不指定：即使將來修訂標準，也不指定新的功能。這兩類代碼，數控機床的設計者可自行定義表中所列功能以外的新功能。2.輔助功能(miscellaneousfunction)M指令(Minstruction)輔助功能M指令有M00—M99共100條，也有續效指令和非續效指令。表2。M00—程序停止指令。在執行完含有M00的程序段后，機床的主軸、進給、冷卻液都自動停止。重按“啟動〞鍵后，繼續執行后續程序段。用于加工過程中測量工件的尺寸、工件掉頭、手動變速等固定操作。M01—方案〔任選〕停止指令。在“任選停止〞按鍵被按下時，執行完含有M00的程序段后，機床的主軸、進給、冷卻液都自動停止，否那么，繼續執行后面的程序段。執行M01完成某操作后，重按“啟動〞鍵后，繼續執行后續程序段。用于工件關鍵尺寸的停車抽樣檢查。

M02—程序結束指令。當全部程序執行后，用此指令使主軸、進給、冷卻液都自動停止，并使機床復位。程序的最后一個程序段中，必須有此指令。3.F、S、T指令〔1〕F指令為進給速度功能(feedfunction)指令。續效代碼。F指令的代碼法：F后跟兩位數字，不直接表示進給速度大小，而是表示進給速度數列的序號。進給速度數列可以是算術級數，也可以是幾何級數。F指令的直接指定法：F后的數字就是進給速度的大小。現在大多數數控機床都采用這種指定方法。〔2〕S指令為主軸轉速功能(spindlespeedfunction)指令。續效指令。指定主軸的轉速，單位：r/min。指定方法與F指令相同。〔3〕T指令為刀具功能(toolfunction)指令。在自動換刀的數控機床中用于選擇所需要的刀具。T后面跟兩位數字，數字表示刀具編號。數控編程主要工作程序使用數控機床加工零件，最主要的工作就是編制零件的數控加工程序。數控編程過程可以歸結為工藝方案的理解、工件裝夾、建立坐標系、輸入刀具參數、輸入數控程序、程序驗證、調整和機床操作等幾個根本步驟。數控工藝方案是加工的靈魂，對于一般工件，工藝方案的重點在于提高效率，降低本錢。而對于關鍵件、重要件、復雜工件，工藝方案直接關系到零件的加工質量，編程員應在工藝方案上多下功夫，總結經驗，踏實、認真地從每一個細節做起。在明確目標后，再進行工藝分析，確定相應的工序和工步，以及關鍵部位的工藝保證措施，同時也應考慮操作者的技能水平，現有工藝裝備的配置狀況、刀具、量具和設備等因素。數控程序編制主要工作內容如下：1．零件數控加工工藝性分析根據加工零件的設計圖紙及相關技術文件，對零件的材料、毛坯種類、形狀、尺寸、精度、外表質量以及熱處理要求等進行綜合分析。零件設計圖定義了零件的幾何形狀和結構特點、尺寸及其公差、形位公差、技術要求、材料、熱處理要求等方面的內容。在進行零件數控編程時，還應了解零件的毛料狀態，包括毛料的類型、規格、形狀、熱處理狀態以及硬度等，這兩局部構成了加工零件數控加工工藝分析的主要內容，也決定了哪些是零件的技術關鍵，加工中的難點，數控編程的難易程度。在利用以上所有原始信息的根底上，綜合考慮其他的相關因素，以確定合理的數控加工方案和數控加工方法。初步擬定定位和夾緊基準，合理選擇機床，確定加工刀具和切削用量等。2．數控機床及其控制系統性能分析數控機床性能分析包括工作臺的加工范圍、機床主軸轉速范圍、機床的功率、機床采用的刀柄類型和規格、刀具系統的構成、夾具與機床的連接方式、數控程序輸入方式等方面的內容。首先考慮的是數控機床的工作區域或工作空間能否滿足零件的數控加工要求，零件必須安裝在夾具里，所以數控機床應該足夠大。零件及其工裝夾具總的重量也不應超過機床的規定值。其次，還應該掌握和了解數控機床的額定功率大小、主軸速度和進給速度限定范圍、刀位數量、刀具系統以及機床其他附件等方面的內容。通常小型數控機床具有較高的主軸速度和較低的額定功率；而大型機床具有較低的主軸速度和較高的額定功率。3．數控系統性能分析數控系統性能分析包括控制系統的類型、坐標系的定義方式、主軸轉速范圍、進給速度的定義、刀具的識別和編號方法、對圓弧插補的要求、軸的連動方式、拐角控制方法、刀具運動〔快速運動、直線運動和圓弧運動〕的模式等方面的內容；還包括數控程序的格式，數控程序的語法結構，常見的數控編程指令及其使用規那么。控制系統作為數控機床的核心局部，在進行數控程序規劃時，編程員必須對控制系統的標準指令有一個清晰地了解，只有這樣，才能使用數控系統的特有功能和科學的編程方法，比方加工循環、子程序、宏指令和其他功能。建議編程員能夠很好地了解數控機床和數控系統，這對于編寫高水平、高質量的數控程序非常有用，也更具有創新意義。數控系統功能的有效利用和數控程序的質量，反映了編程員對數控機床及其數控系統功能的了解程度。一個重要的原因，是編程員在進行零件數控程序規劃過程中，當然也包括后續的數控編程，增加了編程員的個人經驗和專業知識。4．零件數控編程數據處理由于零件設計圖主要反映了設計人員的設計思想，在零件的形狀特點、尺寸，以及零件外表之間的相互位置關系等方面考慮得多一些。在零件結構上、加工工藝性等方面，很少或沒有考慮對加工的影響。這包括以下內容：〔1〕設計基準轉換數據處理表現為零件圖上的設計基準由反映設計思想的特征元素——點、線、面組成，也是建立零件坐標系的依據，加工坐標系的建立過程即是將設計基準和零件坐標系聯系起來的過程。加工坐標系作為加工的基準，一是考慮設計基準是否適合建立零件的加工坐標系，即能否根據設計基準來建立；如果不適合，如何進行轉換；二是考慮由設計基準確定的加工坐標系，其位置是否方便找正；三是考慮坐標系原點對于數控編程計算是否簡單。〔2〕零件加工圖形處理主要考慮零件的數控加工工藝性，對零件圖形進行必要的數學處理和數值計算。具體可以概括為以下內容：簡化零件圖形提取零件設計圖中的曲線和曲面〔特征〕作為數控加工圖形；或者壓縮某些與制造無關的特征，例如不需加工及不能加工的特征〔如孔、槽、圓角、螺紋等〕。這些特征被壓縮后，可明顯感覺到編程直觀，同時提高運算速度和使刀位軌跡合理。補全零件圖形根據零件數控加工的要求，重新構造或補充滿足要求的圖形。增加一些加工輔助線或輔助面，構建刀具軌跡限制邊界。〔3〕基點、節點和刀位點的計算表現為零件的輪廓曲線由直線、圓弧、二次曲線等不同的幾何元素組成，在編制程序前，必須對加工軌跡的一些坐標值進行計算，作為程序刀位點的輸入數據。數據計算包括基點計算、節點計算等。對于復雜的加工曲線和曲面，必須使用計算機輔助計算。5．數控工藝路線設計數控工藝路線設計是編程員結合機床具體情況，考慮工件的定位，設計夾具或選用夾具和輔助工裝及數控加工方案設計的整個構思過程。首先確定最終零件的數控加工圖形或模型；然后確定零件的加工坐標系，為減少定位誤差，加工坐標系應盡量與設計基準重合；最后進行數控加工方案設計，包括加工區域劃分、加工路線確定和加工工序設計等方面的內容。6．編寫數控加工程序根據確定的加工路線、刀具號、切削用量、輔助動作以及數值計算的結果，按照數控機床規定的使用功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序。此外還應附上必要的加工示意圖、刀具布置圖、機床調整卡、工序卡及必要的說明等。數控編程的過程是逐步完善數控工藝方案的過程，由于工藝方案是預先設想的，不一定全面，因此在數控編程中要不斷調整和改良。7．數控程序校驗數控程序的驗證工作是不可缺少的環節。不能因為時間來不及或思想上的僥幸心理，放棄驗證工作。程序校驗的主要內容包括：●

數控程序是否存在語法錯誤，輸入數據是否有效，即數控系統能否識別。●

數控程序是否完整、合理。●

刀具運動軌跡是否正確。編好的數控程序通常可以通過在機床顯示屏上顯示刀具路徑即刀具的運動軌跡，來檢驗程序的正確性。首件試切削程序校驗局部的內容只能證明刀具軌跡運動的正確性，因此要對工件進行首件試切，以檢驗以下方面的內容：●

刀具、刀柄與夾具、機床之間是否存在干預，能否發生碰撞。●

選擇刀具是否合理，能否滿足加工要求，是否存在過切現象。●

切削用量是否合理，程序中的主軸轉速、進給速度和切削深度等給定數值能否滿足加工要求。根據實際驗證的內容如干預、過切區域，刀具、工件和夾具的剛度和彈性變形情況，以及刀具的磨損情況等因素進行必要的處理和調整。對于加工誤差應分析加工誤差產生的原因，予以修正，以便最終到達滿足零件的精度要求和加工質量的目標。8．數控文件固化完成以上工作后，就必須對所有的數控工藝文件進行完善、固化并存檔。以以下舉了常見的數控工藝文件，這些文件可以根據具體情況加以完善和增減。●

數控程序清單。●

數控程序文本，也可以為存儲介質。●

加工路徑圖。●

數控工步卡。●

數控工藝規程或工序圖表。●

操作說明書。●

工裝清單。●

刀具清單。●

毛坯圖。●

零件定位及裝夾示意圖、操作說明書。數控調試和加工考前須知。數控快走絲線切割的編程對于簡單平面二維輪廓零件：一般采用手工編程；對于上下異型直紋曲面的加工：簡單零件可以手工編程，復雜零件可以采用圖形輔助編程和計算機輔助編程。

(1)工件坐標系和工件原點的設置1)在機床工作臺的不同位置上，可同時安裝幾個工件，需要建立幾個工件坐標系。2)機床一般提供6個工件坐標系，用G54～G59進行指定。3)工件原點要選擇便于測量或碰絲的位置，同時要便于編程計算。圖1絲半徑補償示意圖

a)加工凸模b)加工凹模

(2)工藝參數的選擇1)工藝參數：是指加工條件，包括：放電脈沖頻率和脈寬、電流的大小、放電間隙等參數，這些參數與工件材料及其熱處理狀態、工件厚度、加工精度、電極絲(鉬絲)的直徑等相關。2)數控線切割機床一般提供工藝參數數據庫，供加工程序調用。3)工藝參數數據庫可按切割材料和厚度的不同進行修改。

(3)正確選擇穿絲孔、進刀線和退刀線1)穿絲孔是進行線切割加工之前，采用其他加工方法(如鉆孔、電火花穿孔)在工件上加工的工藝孔。2)穿絲孔是鉬絲相對于工件運動的起點，同時也是程序執行的起始位置。3)穿絲孔的位置：應選在容易找正，并且在加工過程中便于檢查的位置。4)穿絲孔的位置應設在工件上。5)進刀線和退刀線的選擇也同樣應注意。

(4)絲半徑補償的建立1)半徑補償值的計算方法：半徑補償值==鉬絲半徑+放電間隙即：D=絲半徑+δ(δ為放電間隙)2)絲半徑補償的建立和取消與數控銑削加工中補償過程完全相同。3)絲半徑補償的建立和取消必須用G01直線插補指令，且必須在切入過程(進刀線)和切出過程(退刀線)中完成，如圖2所示。圖2絲半徑補償(G41)的建立和取消(5)錐度加工條件1)首先必須輸入以下參數：①上導輪中心到工作臺面的距離S。②工作臺面到下導輪中心的距離W。③工件厚度H。如圖3所示。圖3錐度加工條件參數2)錐度加工的建立和退出圖4錐度切割加工范圍和加工誤差分析例題

①錐度加工的建立和退出過程如圖4所示：建立錐度加工(G51或G52)，退出錐度加工(G50)②程序段必須是G01直線插補程序段，分別在進刀線和退刀線中完成。③如下圖5a④錐度加工的建立是從建立錐度加工直線插補程序段的起始點開始偏擺電極絲，到該程序段的終點時電極絲偏擺到指定的錐度值，如圖a所示。⑤錐度加工的退出是從退出錐度加工直線插補程序段的起始點開始偏擺電極絲，到該程序段的終點時電極絲擺回0°值(垂直狀態)，如圖b所示。圖5錐度加工的建立和退出

3)錐度切割加工范圍和加工誤差分析①錐度切割加工范圍：±6°/50mm(不同的機床錐度切割加工范圍一般不相同)。此值只適合于輪廓光滑連接的圖形。對于輪廓不光滑連接的圖形，因棱邊錐角是相交兩面的復合角，其值大于面上的錐角，因此當面上的錐角為6o時，棱上的錐角將大于6°，不能切割。例如，切割錐度為6°的正方棱錐體時，棱上的錐角為8.792°，已超出±6°的切割范圍，因此不能切割。如圖6所示。②錐度切割加工誤差。a.快走絲線切割機床是以導輪支撐高速運行的鉬絲，當進行錐度加工時，其支撐切點隨著錐度的形成會有較小的變化。因此，不可防止地會帶來切割誤差。a)U方向的切點變化帶來的誤差。b)V方向鉬絲偏擺時，鉬絲受偏擺拉力作用，有沿導輪滑移的趨勢。圖6錐度切割加工誤差b.隨著U軸的移動，鉬絲受偏擺拉力作用，會在導輪槽內產生不同的滑移趨勢，而產生不同的V方向誤差；這一誤差不易作定量計算，只能作定性分析。c.快走絲錐度切割誤差是不可防止地由導輪切點變化引起的。因此在錐度切割時，為了提高切割精度，可以沿棱線45°方向進刀，或是將工件擺放成某一角度，以使導輪切點變化形成的誤差在尺寸方向上相互抵消淺談數控加工程序編制人員在進行工藝分析時，要有機床說明書、編程手冊、切削用量表、標準工具、夾具手冊等資料，根據被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用適宜的機床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等。此外，編程人員應不斷總結、積累工藝分析方面的實際經驗，編寫出高質量的數控加工程序。一、機床的合理選用在數控機床上加工零件時，一般有兩種情況。第一種情況：有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工該零件的數控機床。第二種情況：已經有了數控機床，要選擇適合在該機床上加工的零件。無論哪種情況，考慮的因素主要有，毛坯的材料和類、零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數量、熱處理要求等。概括起來有三點：①要保證加工零件的技術要求，加工出合格的產品。②有利于提高生產率。③盡可能降低生產本錢(加工費用)。二、數控加工零件工藝性分析數控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數控加工的可能性和方便性兩方面加以分析。(一)零件圖樣上尺寸數據的給出應符合編程方便的原那么1)零件圖上尺寸標注方法應適應數控加工的特點在數控加工零件圖上，應以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協調，在保持設計基準、工藝基準、檢測基準與編程原點設置的一致性方面帶來很大方便。由于零件設計人員一般在尺寸標注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局局部散的標注方法，這樣就會給工序安排與數控加工帶來許多不便。由于數控加工精度和重復定位精度都很高，不會因產生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標注法改為同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸的標注法。2)構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分在手工編程時要計算基點或節點坐標。在自動編程時，要對構成零件輪廓的所有幾何元素進行定義。因此在分析零件圖時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。如圓弧與直線，圓弧與圓弧在圖樣上相切，但根據圖上給出的尺寸，在計算相切條件時，變成了相交或相離狀態。由于構成零件幾何元素條件的不充分，使編程時無法下手。遇到這種情況時，應與零件設計者協商解決。(二)零件各加工部位的結構工藝性應符合數控加工的特點1)零件的內腔和外形最好采用統一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀具規格和換刀次數，使編程方便，生產效益提高。2)內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內槽圓角半徑不應過小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的上下、轉接圓弧半徑的大小等有關。3)零件銑削底平面時，槽底圓角半徑r不應過大。4)應采用統一的基準定位。在數控加工中，假設沒有統一基準定位，會因工件的重新安裝而導致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協調現象。因此要防止上述問題的產生，保證兩次裝夾加工后其相對位置的準確性，應采用統一的基準定位。零件上最好有適宜的孔作為定位基準孔，假設沒有，要設置工藝孔作為定位基準孔(如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續工序要銑去的余量上設置工藝孔)。假設無法制出工藝孔時，最起碼也要用經過精加工的外表作為統一基準，以減少兩次裝夾產生的誤差。此外，還應分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證、有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。三、加工方法的選擇與加工方案確實定(一)加工方法的選擇加工方法的選擇原那么是保證加工外表的加工精度和外表粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及外表粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對于IT7級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可到達精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當孔徑較大時那么應選擇鏜孔。此外，還應考慮生產率和經濟性的要求，以及工廠的生產設備等實際情況。常用加工方法的經濟加工精度及外表粗糙度可查閱有關工藝手冊。(二)加工方案確定的原那么零件上比擬精密外表的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步到達的。對這些外表僅僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。確定加工方案時，首先應根據主要外表的精度和外表粗糙度的要求，初步確定為到達這些要求所需要的加工方法。例如，對于孔徑不大的IT7級精度的孔，最終加工方法取精鉸時，那么精鉸孔前通常要經過鉆孔、擴孔和粗鉸孔等加工。四、工序與工步的劃分(一)工序的劃分在數控機床上加工零件，工序可以比擬集中，在一次裝夾中盡可能完成大局部或全部工序。首先應根據零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺數控機床上完成整個零件的加工工作，假設不能那么應決定其中哪一局部在數控機床上加工，哪一局部在其他機床上加工，即對零件的加工工序進行劃分。一般工序劃分有以下幾種方式：〔二)工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內往往需要采用不同的刀具和切削用量，對不同的外表進行加工。為了便于分析和描述較復雜的工序，在工序內又細分為工步。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原那么：1)同一外表按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工外表按先粗后精加工分開進行。2)對于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的精度。因為銑削時切削力較大，工件易發生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復，減少由變形引起的對孔的精度的影響。3)按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉時間比換刀時間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數，提高加工效率。總之，工序與工步的劃分要根據具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮。五、零件的安裝與夾具的選擇(一)定位安裝的根本原那么1)力求設計、工藝與編程計算的基準統一。2)盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工外表。3)防止采用占機人工調整式加工方案，以充分發揮數控機床的效能。(二)選擇夾具的根本原那么數控加工的特點對夾具提出了兩個根本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協調零件和機床坐標系的尺寸關系。除此之外，還要考慮以下四點：1)當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具，以縮短生產準備時間、節省生產費用。2)在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。3)零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。4)夾具上各零部件應不阻礙機床對零件各外表的加工，即夾具要開敞其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀(如產生碰撞等)。六、刀具的選擇與切削用量確實定(一)刀具的選擇刀具的選擇是數控加工工藝中重要內容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。與傳統的加工方法相比，數控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩定、安裝調整方便。這就要求采用新型優質材料制造數控加工刀具，并優選刀具參數。選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的外表尺寸和形狀相適應。生產中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀。銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯外表或粗加工孔時，可選鑲硬質合金的玉米銑刀。選擇