一种分段式数控加工方法及控制系统

摘要：针对目前数控编程复杂、不便于掌握和操作效率低等缺点，设计了一种新的编程方法及控制系统，该方法易于技术人员的掌握和操作，可为数控加工提供参考和借鉴。

关键词：数控加工操作

中图分类号：TG848 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0002-01

Abstract： CNC programming for the current complex and not easy to grasp and manipulate low efficiency， the design of a new programming method， which is easy to grasp and manipulate technicians can provide reference for CNC machining.

Key Words：CNC Machining operating

目前，随着经济的飞速发展，数控机械的需求量越来越大，机械、木工、石材等加工行业对加工精度的要求越来越高，对加工效率的要求越来越高，对操作人员的需求也越来越多，数控机床已成为企业生产的必备设备。但传统的CNC数控系统专业性强，一般需要在专门学校培训，还要经过一段时间的实习才能上岗。由于企业特别是中小企业技术人员缺乏，给现有数控机床的操作带来难度。

1 新的数控加工设计方案及优点

1.1 新的数控加工设计方案

为解决上述问题，设计了一种分段式数控加工方法，将加工工件依照顺序按几何形状进行分段，每一个几何形状为一段；确定各段的长度、起始端和结束端的直径、形状、公差和表面粗糙度五个段参数；按照每一段的段参数对各段依次进行加工。

1.2 新的数控加工优点

新的技术方案，具有以下优点：本方案通过对工件按几何形状进行分段，确定各段的长度、起始端和结束端的直径、形状、公差和表面粗糙度五个段参数，然后将各段的长度、起始端和结束端的直径、形状、公差和表面粗糙度五个段参数输入控制系统进行加工，将复杂的代码转换或代码输入变为只输入工件各段的五个段参数，技术人员容易掌握，解决了CNC 代码的编制和转换，技术人员不易掌握的问题。

通过本方法控制系统的存储模块可以对输入的所加工工件的五个段参数进行存储，加工时，通过本控制系统的读取模块、识别模块、数控加工程序模块和检测模块来控制数控机床对工件进行加工，实现了通过工件五个段参数的输入进行数控加工，将复杂的代码转换或代码输入的数控加工，转变为简单段参数输入的数控加工，易于技术人员的掌握和操作。

2 新的数控加工方法详细分析

加工方法的具体步骤如如图1所示：（1）将工件依照顺序按不同的几何形状分为以下各段：圆柱段1、圆锥段2、圆柱段3、端面4、内凹抛物线段5、外凸抛物线段6、内凹圆弧段7、外凸圆弧段8、圆柱段9、端面10和圆柱段11。（2）确定各段的长度、起始端和结束端的直径、形状、公差和表面粗糙度五个段参数。（3）各段长度、起始端和结束端的直径的尺寸通过图纸标注或测量确定，每一段的结束端直径是下一段的起始端直径，形状根据工件外部的几何形状确定，公差和表面粗糙度根据各段的不同加工要求通过查阅机械设计手册确定。（4）根据各段的参数通过数控机床进行加工，数控机床采用普通数控车床。

①刀具定位，将刀具移动到圆柱段1的起始端，长度为0，直径为120；

②加工圆柱段1，长度为125，直径为120，加工公差为+0.01，-0.02，粗糙度为3.2；

③加工圆锥段2，长度为20，直径由120变化到160，粗糙度为3.2；

④加工圆柱段3，长度为140，直径为160，加工公差为+0.02，+0.01，粗糙度为0.8；

⑤退刀，长度为0，直径由160退到200，加工端面4；

⑥加工内凹抛物线段5，长度为80，直径由200变化到270，粗糙度6.3；

⑦加工外凸抛物线段6，长度为85，直径由270变化到200，粗糙度6.3；

⑧内凹圆弧段7，长度为90，直径由200变化到300，粗糙度6.3；

⑨加工外凸圆弧段8，长度为90，直径由300变化到200，粗糙度6.3；

⑩加工圆柱段9，长度为95，直径200，加工公差+0.03，-0.01，粗糙度3.2；

进刀，长度为0，直径由200进到160，加工端面10；

加工圆柱段10，长度为200，直径160，加工公差+0.03，+0.01，粗糙度1.2；

刀具复位。

在加工过程中，输入的长度参数为正数时，正向加工，长度参数为负数时，反向加工，可以根据加工需要，将长度参数设定为正数或负数。不同的加工工件，具有不同的几何形状，根据所加工工件的需要，按所加工工件的几何形状确定各段的形状。

3 结语

设计了一种新的分段式数控加工方法，将该方法应用于工程实际，取得了良好的效果，可以为数控加工方法提供参考和设计。

参考文献

[1]王洪川.DL-20MST数控机床关键零部件结构优化设计[D].大连理工大学，2013.

[2]张志英，石军.数控机床的结构设计与优化[J].中国制造业信息化，2013，（17）20-25.