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摘要：在数控铣削编程中应本着注重实际、保证质量、提高效率的原则，根据零件结构特征恰当地选择编程方式，合理选择走刀路线。这既能简化编程，提高编程效率，又能有效地保证工件加工精度。
关键词：拓展思维；灵活应用；提高效率；保证质量；满足要求
本文引用格式：孙继胜.注重实际、保证质量、提高效率——浅谈数控铣削编程[J].教育现代化,2019,6(29):194-196.
随着科学技术的发展、市场产品质量要求的提高，新型加工方式的出现，我国机械制造业的生产技术发生了重大的变化。其中数控加工技术越来越多地应用于相关企业。随之而来的是数控技术人才市场的需求旺盛，培养更多更好的数控技术人才是当务之急。作为培养一线技术工人的中等职业学校的专业教师更感到责任重大。
数控铣削加工是当前数控加工方法中一种比较常见的加工方式，也是目前数控教学中的一个重点内容。如何让学生在铣削编程中真正做到融会贯通，使加工出的工件达到企业中的质量和效率的双提高要求，除采取相应的工艺保障措施外，采用注重实际、保证质量、提高效率的原则，应用到具体的编程过程中去将有助于解决这一问题。经过多年的教学实践，我认为应在以下几方面进行。
一 采用灵活多变的编程方式
在数控铣削编程中，根据被加工零件结构特点，选择合适的编程方法既有助于提高编程效率，又有利于保证工件加工精度。其中坐标变换显得十分重要，下面就有关坐标变换问题做一下探讨。
（一）极坐标系编程的应用
在企业生产中，带有型腔的工件是零件生产中的一种，在有些情况下，设计人员重点针对型腔的结构尺寸给予要求，即型腔内部尺寸比较规范，且相互间有关联（线性尺寸及角度关系），而只对型腔中的某一点与腔外的某一固定点之间给予一定关联尺寸。如图1所示工件的内六边形加工，图纸上只给出内六边形的一个顶点与工件原点的位置尺寸及内六边形的边长，对于此工件中内六边形的加工如仍采用在原有建立的工件坐标系中编程的话，即以工件原点为编程基准（绝对编程方式）需要进行相应的尺寸换算，容易产生编程误差（尺寸圆整误差），导致加工精度降低。现在我们以型腔中的A点（此点与工件原点O具有确定位置）为基准点建立一个极坐标系，用极坐标方式编程，即应用G16指令编程，就能够将此问题解决。既能够消除尺寸换算误差，又方便了计算与编程，最终保证了工件的加工精度，也提高了编程效率。但在应用此法时，需注意绝对编程与增量编程的区别：绝对编程方式中，极半径是当前工件坐标系的原点到终点的距离，极点为工件坐标系原点，即以工件坐标系原点作为极坐标系原点，所有目标点的位置（极半径和极角）都与工件原点有关。而增量编程则中，极半径是当前位置到终点位置的距离，极点为当前点，其极角为相对于当前位置的角度增量。即以当前点作为极坐标系的原点（此原点是动态的，即本程序段的终点作为下一个程序段的极坐标系原点）。另外，在孔加工循环中确定孔心位置时，也可考虑采用极坐标编程方式。
（二）镜像功能的应用
镜像加工编程，也称对称加工编程，它是将数控加工的刀具轨迹沿某一坐标轴作镜像变换而形成加工轴对称零件的刀具轨迹。对称轴（或镜像轴）可以是X轴或Y轴或原点。例如在冲压机床上冲裁下料时，有时为了提高生产效率和节省原材料，需要在冲头（上模）和下模上加工出多个按一定对称规律分布的具有相同结构的型腔和凸台，如图2所示。对于具有这样结构特征的零件，如仍采用原始编程方式，一是需要计算的坐标点多，二是所需程序段数量多，编程不方便，现采用镜像功能加上子程序编程，既简化了程序又节省了时间，从而提高了效率。应用时正确地选择镜像轴或镜像中心是关键。
（三）旋转功能的应用
实际加工中有时会遇到这样一类工件，在围绕一固定点（或轴线）具有一定距离的圆周上分布着多个相同结构形状的加工内容。如图3所示，装饰门上的雕花加工过程。对于这类工件的编程，可采用旋转功能指令加上相应的子程序来完成，这样既避免了一些尺寸的换算简化了整个程序，又能够有利于保证工件的加工精度。应用此功能时要注意绝对编程与增量编程的旋转中心是不同的，绝对编程时旋转中心为工件坐标系原点，而增量编程时其旋转中心为当前点。
再如，孔加工是铣削加工中的一种常见加工类型，许多数控系统都拥有多种功能各异的孔加工循环指令，在使用这些加工循环指令时，孔心位置的确定尤为重要，这是由于此位置决定了孔与孔之间的位置尺寸（孔心距），以及零件在后期装配过程中的装配精度。为此可以根据孔与孔之间的位置关系在实际编程时适当地选择坐标系旋转功能来确定所要加工孔的孔心位置，减少一些复杂的计算，以提高编程精度，保证工件的加工质量。
如图4所示，法兰盘上均布孔的钻孔、镗孔加工，各孔心位置就可通过坐标系旋转指令G68来确定。另外，在有些情况下的一些工件加工，还可以采用先旋转后缩放，先镜像后缩放等方法联合应用。
二 走刀路线的确定
编程时，走刀路线的确定不仅关系到生产效率的高低，还会直接影响到工件的加工质量。下面就有关走刀路线的一些问题做一下探讨。
（一）下刀方式的选择
铣削编程时，下刀方式的选择致关重要，如果选择不当，将会直接影响到工件的加工精度及刀具的使用寿命。以用立铣刀加工工件内部轮廓为例：当加工工件内部轮廓时，立铣刀必须沿其轴线方向下刀切入工件实体，此时要考虑刀具如何切入工件（下刀方式）以及切入位置（下刀点）。常用的下刀方式有以下三种。
1.在工件上预制孔，沿孔直线下刀。在工件上刀具轴向下刀点的位置，预制一个比刀具直径大的孔（一般为钻削后的孔），立铣刀的轴向沿已加工的孔引入工件。此法较为常用。
2.按螺旋线的路线切入工件——螺旋下刀。刀具从工件的上一层的高度沿螺旋线切入到下一层位置，螺旋线半径尽量取大些，这样切入的效果会更好，此法主要适用于较大孔的加工。
3.按具有斜度的走刀路线切入工件——倾斜下刀。在工件的两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线切入工件到下一层位置。注意，要控制节距，即每沿水平走一个刀径长，背吃到量应小于0.5mm，因为立铣刀的端面刀刃切削能力弱。
（二）刀具的切入、切出
铣削过程中，用立铣刀侧刃加工曲面时（尤其是精加工），刀具的切入、切出方式对工件的加工精度和表面质量有直接的影响，编程时应根据工件的加工性质合理地选择切入、切出方式。
1.法向切入。此种切入方法是刀具沿工件法向切入，此法走刀路径最短，但刀具必须在切入点转向，此时进给运动有短暂停顿。对工件表面有冲击，存在接刀痕迹，且易造成打刀想象，为此只应用于刀具刚性好、工件粗加工的状况。
2.切向进刀。此种方法是刀具沿加工表面切向进刀切入工件，刀具的切入运动和切削进给运动连续，可避免在加工表面产生刀痕，主要用于精加工。
3.圆弧切入。此种方法是刀具采用与工件轮廓曲面相切的1/4圆的圆弧段进刀和退刀，使圆弧段与切削轨迹相切。此法主要应用于曲面轮廓（尤其是内轮廓曲面）的加工。但要注意进退刀的圆弧半径要大于铣刀直径的两倍。
（三）合理的走刀路线
数控加工过程中，刀具相对工件的运动轨迹和方向称为走刀路线。合理的走刀路线既有利于提高生产效率，又能保证零件的加工精度，所以走刀路线的确定至关重要。在确定走刀路线时，应注意以下几个因素的影响：
1.行切与环切的选择。一般在粗加工时，选择双向行切，主要是为了缩短走刀路径；而在精加工时选择单向行切或环切，目的是保证刀花的一致性，提高表面质量。
2.精度高的孔系的加工顺序。对有较高孔心距要求的孔系加工，应注意孔的加工顺序，如选择不当将会产生孔心距位置误差。
3.顺逆铣的选择。一般在粗加工时选择逆铣，主要是为了保护机床和防止由于爬行造成的危害；而精加工时选择顺铣，主要是为了提高工件加工精度及表面质量。
4.工件刚性与刀具刚性的影响。当工件刚性和刀具刚性较高时，可通过增大吃刀深度来减少走刀次数，提高效率；当工件刚性或刀具刚性较差时，则要采取多次走刀来减少切削变形，保证工件加工精度。
5.走刀次数的确定。编程时，可根据工件材质、加工性质、刀具状况等多方面，合理地安排走刀次数。
6.起始高度与安全高度。加工时，为了防止机床进给由于惯性等因素的影响造成工件加工精度下降及损坏刀具等现象，在铣削编程时设定了两个高度，即起始高度与安全高度（安全平面），编程时要合理地确定其有关位置尺寸。
7.刀具半径补偿与长度补偿。对于在一个工件上有多种加工要求的零件的编程，由于使用了多把尺寸不同（半径及长度）的刀具，编程时使用了刀具长度补偿或半径补偿。此时，应注意补偿值与补偿方向不要弄错，否则会产生过切或欠切，甚至会发生事故。只有充分考虑上述各方面的影响，才会制定出合理的走刀路线。
综上所述，采用适当的编程方式与合理的走刀路线在数控铣削编程中非常重要，我们应不断地加深探讨有关问题，本着学以致用的原则，融会贯通，进行相关教学，更好地满足实践的需求。
参考文献
[1]陈银清,李凯,段志宏.数控铣削的编程与工艺分析[J].机械制造,2003(11):47-48.
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