程序编制中工艺指令的处理

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2951页（2360字）

数控机床进行加工时，储如主轴的启停和正反转，走刀方向，粗、精切削走刀次数的划分，加工过程中测量位置的安排，必要的端点停留等操作，都需预先在程序中以指令的方式予以规定，这类指令称为工艺指令。程序编制中的工艺指令，大体上分为两类。一是准备性工艺指令，在插补运算之前予以规定，是为插补运算作准备的工艺指令。属于这类指令的有坐标平面的规定，轮廓加工中刀具是走直线还是圆弧，是逆时针方向加工还是顺时针方向加工，是普通车削还是切削螺纹，刀具补偿，固定循环，暂停(延时)等。另一类是辅助性工艺指令，它与插补运算无关，是根据操作机床的需要规定的工艺指令。辅助性工艺指令很多，有主轴的启、停、旋转方向和定向，工件的夹紧和松开，冷却液的开、关，换刀，转台的转位，计划中停，程序结束等。由于辅助性工艺指令与插补运算无直接关系，所以一般规定书写在程序段的后面。辅助性工艺指令在程序中是必不可少的，没有这类指令，数控机床就不能进行加工。

6．3．1 刀具补偿指令

根据刀具补偿指令，插补器(或插补软件)可进行刀具轴向尺寸补偿和刀具半径尺寸补偿运算(半径补偿指轮廓加工中的铣刀半径补偿)，补偿范围一般为0～99mm，精度为0．001～0．01mm。在点位控制系统中，只能对孔距和孔深进行补偿，对孔的径向尺寸不能进行补偿。数控车床一般对轴向尺寸和径向尺寸都能进行补偿。自动换刀数控机床可进行刀具轴向尺寸补偿和铣刀半径补偿。

对于具有刀具补偿功能的数控系统，当刀具磨损时，可在程序中使用刀具补偿指令补偿刀具尺寸的变化，而不必重新编程序或重新调整刀具和重新对刀。在进行轮廓加工时，可直接按零件轮廓编程，而不必求刀具中心轨迹坐标值。加工时，数控系统根据程序中给出的刀具补偿指令，自动偏移设定的刀具半径值，按规格加工零件。如果要分粗、精两次走刀，只需在粗铣时把刀具半径设定为r_铣+δ(外轮廓加工)，便可给精铣留出δ余量，精铣时将刀具半径设定为γ_洗即可，使粗、精铣采用同一加工程序。此外，数控车削时，为方便起见，程序通常按车刀是尖形的来编制。但精车时常采用刀尖处带圆角r的车刀，以提高表面光洁度，如图8．5－141所示。若具有刀具补偿功能，就可仍按刀尖设定点P1编程，只需在径向x补偿一δx值即可。车削锥体时，如图8．5－142所示，刀尖的设定点为M，但由于存在刀尖圆角半径r，故需同时在x和z向进行刀具补偿，以使刀具与工件接触在A点。其计算式为：

图8．5－141 刀尖带圆角的车削

图8．5－142 车削锥体刀补示意图1

也可采用只在z向或x向补偿的方法。如图8．5－143所示，可得计算公式：

图8．5－143 车削锥体刀补示意图2

车削半径为R的凸圆弧时，由于存在刀尖半径r，使刀尖设定点M走的圆弧轨迹并不是工件所要求的圆弧形状，如图8．5－144所示。这时，程序仍按刀尖设定点M编制，只是在加工时在z和x向各加一刀补量γ，图8．5－145所示为车削半径为R的凹圆弧，此时在z和x向所给出的刀补量r应为负值。在车削端面、外圆或台阶轴时，如图8．5－146所示，只需在起始段(AB^′)和末尾段(D^′E)多加一r长度，中间程序段可按零件尺寸编程。

图8．5－144 车削凸圆弧刀补

图8．5－145 车削凹圆弧刀补

图8．5－146 车削端面、外圆、台阶轴刀补

6．3．2 暂停(延时)指令及计划中停功能

暂停指令在以下情况下使用：

①对不通孔作深度控制时，在刀具进给到规定深度后，最好用暂停指令使其停1～2s，然后退刀，这样可使孔底平整。

②镗孔完毕，需退刀时，一般应使主轴停止转动，并暂停1～3s，待主轴完全停止转动后再退刀，这样可避免留下螺旋划痕。

③横向车槽时，应在主轴转过一转以后再退刀，因此需采用暂停指令。

④用车床倒角或打顶针孔时，为使倒角表面和顶针锥面平整，也应用暂停指令。

⑤丝锥攻丝时，如果刀具夹头本身带有自动正、反转机构，可用暂停指令以暂停时间代替指定进给距离，待攻丝完毕，丝锥退出工件，再恢复机床的动作指令。

暂停指令的暂停时间一般取程序段中第一个坐标字(如x〈数〉)数值的1%，或进给功能字(如F〈数〉)数值的1%，单位为s。

加工过程中需停机检查、测量零件或换刀等手工操作时，可使用计划中停指令。这条指令常和“预选开关”结合使用。当预选停止开关断开时，计划中停指令无效；预选开关接通时，计划中停指令有效。