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第三节 编程的过程 编程的概念 数控机床是一种自动化机床，它严格按照加工程序，自动对被加工工件进行加工。数控机床所以能加工出不同形状、不同尺寸和精度的零件，是因为有编程人员为它编制不同的加工程序，所以说数控编程工作是数控机床使用中最重要的一环，它对于产品质量控制有着重要作用。数控编程技术涉及制造工艺、计算机技术、数学、人工智能、微分几何等众多学科和领域。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序。数控编程就是指编程者将被加工零件的加工工艺、工艺路线、工艺参数、刀具运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转速、进给量、背吃刀量等）以及辅助功能（换刀、主轴正转、反转、切削液开和关等），按照数控机床规定的指令代码及一定的程序格式编写成加工程序单，再把程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的控制装置中，从而控制机床的加工。这种从零件图的分析到制成控制介质的全过程称为数控编程。 数控编程的方法 数控编程的方法分为两种：手工编程与自动编程。 1、手工编程 所谓手工编程就是指在程序编制的全过程中，所有的工作都是人工完成的，包括分析图样、确定工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制备控制介质到程序校验 。手工编程主要适应于形状和内容简单、计算比较简单，程序段不多的零件加工， 经济及时，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程困难很大，出错的概率增大，有的甚至无法编出程序，因此必须用自动编程的方法编制程序。 2、自动编程 自动编程主要适应于工件表面形状复杂、工艺过程繁琐、计算工作量大、程序段多的零件加工。所谓自动编程就是利用计算机来完成数控编程大部或全部工作，如数字处理、加工仿真、加工程序的生成等。自动编程的特点是应用计算机代替人的劳动，编程人员不再直接参与坐标计算、数据处理、编写零件加工程序单和制备控制介质的工作，减轻了编程人员的劳动强度，缩短了编程周期，提高了编程质量，同时解决了手工编程无法解决的复杂零件的编程难题，也利于与CAD的集成。 在实际生产中，究竟是采用手工编程还是采用自动编程方法，应综合考虑数据量和计算难度、可利用的设备和条件以及时间和费用等因素。 数控手工编程的内容和步骤 数控编程的内容主要包括：分析零件图纸，确定工艺过程，数值计算（计算出刀具中心运动轨迹，获得刀位数据），编制零件加工程序单，制备控制介质，程序校核及试切。具体过程如框图所示。 数控编程步骤 分析零件图纸 通过对零件图的分析，熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和技术要求，找出主要和关键的技术要求，选择适合数控加工的工艺内容，确定加工设备的类型和工艺方案。 （1）尺寸标注分析 零件图样上的尺寸标注对编程的可能性与方便性有较大影响。从方便编程的角度看，尺寸标注应从同一基准出发，或直接给出坐标尺寸，以便于尺寸之间的相互协调，以减少基准转换而增加的计算量和误差。由于数控机床加工的特点是工序集中，机床定位精度及重复定位精度高，因此，如果零件图样不符合基准统一标注的要求，可以进行尺寸换算。 （2） 数控加工内容的选择原则 考虑到企业拥有的数控机床数量、型号、零件加工成本、生产效率等因素，对一个具体零件来说，通常仅是其中的一部分工序安排在数控机床上进行加工。其他工序则安排在不同机床上加工，如定位孔和定位基准平面的加工。因此拿到零件后必须对图纸进行仔细的工艺分析，选择最适合、最需要进行数控加工的工序内容，在保证质量、降低成本的同时，充分发挥数控加工的优势。 在选择时，一般可按下列顺序考虑： 用普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容； 用普通机床难加工，质量也难以保证的加工内容应作为重点选择内容； 普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择。 一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产率与综合经济效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些加工内容则不宜选择采用数控加工。 要通过较长时间占机调整的加工内容，如毛坯的粗加工等； 装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的工序内容； 材质不均、加工余粮不稳定的工序； 需要专用工装协调的孔或其他加工内容； 不能在一次安装中加工完成的其他零星部位，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排普通机床补充加工。 （3）数控加工工艺性分析 ①、零件结构工艺性分析 零件结构工艺性是指在满足使用要求前提下零件加工的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于加工成形并且成本低、效率高。对零件进行结构工艺性分析时要充分反映数控加工的特色，过去用普通设备加工工艺性很差的结构改用数控设备加工其结构工艺性则可能不再成问题，比如一些圆弧结构、微小结构等。在分析工艺