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1、加工中心编程技巧和安全措施内容摘要: 随着科技的发展和社会的进步，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。数控机床应用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐渐成为社会所需。从而使越来越多的学校购买数控机床，开展数控机床的教学。通过几年的加工中心实际应用和教学实践及摸索，笔者将一些积累的经验和读者分享，如有不当之处，请批评指出。随着科技的发展和社会的进步，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。数控机床应用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐渐成为社会所需。从而使越来
2、越多的学校购买数控机床，开展数控机床的教学。通过几年的加工中心实际应用和教学实践及摸索，笔者将一些积累的经验和读者分享，如有不当之处，请批评指出。一、加工中心几个常用指令的编程技巧1、M00、M01、M02和M30的区别与联系学生在初学加工中心编程时，对以上几个M代码容易混淆，主要原因是学生对加工中心加工缺乏认识，加上个别教材叙述不详细。它们的区别与联系如下：M00为程序暂停指令。程序执行到此进给停止，主轴停转。重新按启动按钮后，再继续执行后面的程序段。主要用于编程者想在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等）。M01为程序选择性暂停指令。程序执行时控制面板上“选择停止”键处于“ON”状态时
3、此功能才能有效，否则该指令无效。执行后的效果与M00相同，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。M02为主程序结束指令。执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。但程序光标停在程序末尾。M30为主程序结束指令。功能同M02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管M30后是否还有其它程序段。2、刀具补偿参数地址D、H的应用在部分数控系统（如FAUNC）中，刀具补偿参数D、H具有相同的功能，可以任意互换，它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称，但具体补偿值是多少，关键是由它们后面补偿号地址中的数值来决定。所以在加工中心中，为了防止出错，一般人为规定H为刀具长度补偿地址，补偿号从120号，D为刀具半径
4、补偿地址，补偿号从21号开始（20把刀的刀库）。例如：G00G43H1Z60.0;G01G41D21X30.0Y45.0F150;3、G92与G54G59的应用G54G59是调用加工前设定好的坐标系，而G92是在程序中设定的坐标系，用了G54G59就没有必要再使用G92，否则G54G59会被替换，应当避免。注意：（1）一旦使用了G92设定坐标系，再使用G54G59不起任何作用，除非断电重新启动系统，或接着用G92设定所需新的工件坐标系。（2）使用G92的程序结束后，若机床没有回到G92设定的原点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故。所以，一定要慎用。4、暂停指
5、令G04X_/P_是指刀具暂停时间（进给停止，主轴不停止），地址P或X后的数值是暂停时间。X后面的数值要带小数点，否则以此数值的千分之一计算，以秒（s）为单位，P后面数值不能带小数点（即整数表示），以毫秒（ms）为单位。例如，G04X2.0;或G04X2000;暂停2秒G04P2000;但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），为了保证孔底的粗糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停时间，此时只能用地址P表示，若用地址X表示，则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行。例如，G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000;钻孔（80.0，60.0）至孔底暂停2秒G82X80.0Y
6、60.0Z-20.0R5.0F200X2.0；钻孔（2.0，60.0）至孔底不会暂停。5、同一条程序段中，相同指令（相同地址符）或同一组指令，后出现的起作用。例如：G01G90Z30.0Z20.0F200;执行的是Z20.0，Z轴直接到达Z20.0，而不是Z30.0。G01G00X30.0Y20.0F200;执行的是G00（虽有F值，但也不执行G01）。但不同一组的指令代码，在同一程序段中互换先后顺序执行效果相同。例如：G90G54G00X0Y0Z60.0;和G00G90G54X0Y0Z60.0;相同。6、程序段顺序号程序段顺序号，用地址N表示。一般数控装置本身存储器空间有限（64K），为了节
7、省存储空间，程序段顺序号都省略不要。N只表示程序段标号，可以方便查找编辑程序，对加工过程不起任何作用，顺序号可以递增也可递减，也不要求数值有连续性。但在使用某些循环指令，跳转指令，调用子程序及镜像指令时不可以省略。数控机床的加工过程中，有一点至关重要，那就是在编制程序和操作加工时，一定要避免使机床发生碰撞。因为数控机床的价格非常昂贵，少则几十万元，多则上百万元，维修难度大且费用高。但是，碰撞的发生是有一定规律可循的，是能够避免的，可以总结为以下几点。1、利用计算机模拟仿真系统随着计算机技术的发展，数控加工教学的不断扩大，数控加工模拟仿真系统越来越多，其功能日趋完善。因此可用于初步检查程序，观察
8、刀具的运动，以确定是否有可能碰撞。2、利用机床自带的模拟显示功能一般较为先进的数控机床图形显示功能。当输入程序后，可以调用图形模拟显示功能，详细地观察刀具的运动轨迹，以便检查刀具与工件或夹具是否有可能碰撞。3、利用机床的空运行功能利用机床的空运行功能可以检查走刀轨迹的正确性。当程序输入机床后，可以装上刀具或工件，然后按下空运行按钮，此时主轴不转，工作台按程序轨迹自动运行，此时便可以发现刀具是否有可能与工件或夹具相碰。但是，在这种情况下必须要保证装有工件时，不能装刀具；装刀具时，就不能装工件，否则会发生碰撞。4、利用机床的锁定功能一般的数控机床都具有锁定功能（全锁或单轴锁）。当输入程序后，锁定Z
9、轴，可通过Z轴的坐标值判断是否会发生碰撞。此功能的应用应避开换刀等运作，否则无法程序通过。5、坐标系、刀补的设置必须正确在启动机床时，一定要设置机床参考点。机床工作坐标系应与编程时保持一致，尤其是Z轴方向，如果出错，铣刀与工件相碰的可能性就非常大。此外，刀具长度补偿的设置必须正确，否则，要么是空加工，要么是发生碰撞。6、提高编程技巧程序编制是数控加工至关重要的环节，提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。例如：铣削工件内腔，当铣削完成时，需要铣刀快速退回至工件上方100mm处，如果用N50G00X0Y0Z100编程，这时机床将三轴联动，则铣刀有可能会与工件发生碰撞，造成刀具与工件损坏
10、，严重影响机床精度，这时可采用下列程序N40G00Z100;N50X0Y0;即刀具先退至工件上方100mm处，然后再返回编程零点，这样便不会碰撞。总之，掌握加工中心的编程技巧，能够更好地提高加工效率、加工质量，避免加工中出现不必要的错误。这需要我们在实践中不断总结经验，不断提高，从而使编程、加工能力进一步加强，为数控加工事业的发展作贡献。轿车的塑料零部件如线圈骨架、基座、保险丝盒、灯座、片式熔断器、中央配电盒、护套、推动架、簧片排组件及外罩等大都采用注射成型，由于这些塑料件本身具有较高的设计精度，使得对这些塑料件不能采用常规的注射成型，而必须采用精密注射成型工艺技术。为了保证轿车精密塑料件的性
11、能、质量与可靠性，注射成型出质量较高、符合产品设计要求的塑料制品，必须对塑料材料、注塑设备与模具及注塑工艺不断进行改进。 1影响精密注塑的主要因素 判定精密注塑的依据是注塑制品的精度，即制品的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。要进行精密注塑必须有许多相关的条件，而最本质的是塑料材料、注塑模具、注塑工艺和注塑设备这四项基本因素。轿车的塑料零部件如线圈骨架、基座、保险丝盒、灯座、片式熔断器、中央配电盒、护套、推动架、簧片排组件及外罩等大都采用注射成型，由于这些塑料件本身具有较高的设计精度，使得对这些塑料件不能采用常规的注射成型，而必须采用精密注射成型工艺技术。为了保证轿车精密塑料件的性能、质量与可靠
12、性，注射成型出质量较高、符合产品设计要求的塑料制品，必须对塑料材料、注塑设备与模具及注塑工艺不断进行改进。1影响精密注塑的主要因素判定精密注塑的依据是注塑制品的精度，即制品的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。要进行精密注塑必须有许多相关的条件，而最本质的是塑料材料、注塑模具、注塑工艺和注塑设备这四项基本因素。设计塑料制品时，应首先选定工程塑料材料，而能进行精密注塑的工程塑料又必须选用那些力学性能高、尺寸稳定、抗蠕变性能好、耐环境应力开裂的材料。其次应根据所选择的塑料材料、成品尺寸精度、件重、质量要求以及预想的模具结构选用适用的注塑机。在加工过程中，影响精密注塑制品的因素主要来自模具的精度、注塑收
13、缩，以及制品的环境温度和湿度变化幅度等方面。在精密注塑中，模具是用以取得符合质量要求的精密塑料制品的关键之一，精密注塑用的模具应切实符合制品尺寸、精度及形状的要求。但即使模具的精度、尺寸一致，其模塑的塑料制品之实际尺寸也会因收缩量差异而不一致。因此，有效地控制塑料制品的收缩率在精密注塑技术中就显得十分重要。模具设计得合理与否会直接影响塑料制品的收缩率，由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收缩率求得的，而收缩率则是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值，它不仅与模具的浇口形式、浇口位置与分布有关，而且与工程塑料的结晶取向性(各向异性)、塑料制品的形状、尺寸、到浇口的距离及位置
14、有关。影响塑料收缩率的主要有热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩与弹性回复等因素，而这些影响因素与精密注塑制品的成型条件或操作条件有关。因此，在设计模具时必须考虑这些影响因素与注塑条件的关系及其表观因素，如注塑压力与模腔压力及充模速度、注射熔体温度与模具温度、模具结构及浇口形式与分布，以及浇口截面积、制品壁厚、塑料材料中增强填料的含量、塑料材料的结晶度与取向性等因素的影响。上述因素的影响也因塑料材料不同、其它成型条件如温度、湿度、继续结晶化、成型后的内应力、注塑机的变化而不同。由于注塑过程是把塑料从固态(粉料或粒料)向液态(熔体)又向固态(制品)转变的过程。从粒料到熔体，再由熔体到制品，中间要
15、经过温度场、应力场、流场以及密度场等的作用，在这些场的共同作用下，不同的塑料(热固性或热塑性、结晶性或非结晶性、增强型或非增强型等)具有不同的聚合物结构形态和流变性能。凡是影响到上述场的因素必将会影响到塑料制品的物理力学性能、尺寸、形状、精度与外观质量。这样，工艺因素与聚合物的性能、结构形态和塑料制品之间的内在联系会通过塑料制品表现出来。分析清楚这些内在的联系，对合理地拟定注塑加工工艺、合理地设计并按图纸制造模具、乃至合理选择注塑加工设备都有重要意义。精密注塑与普通注塑在注塑压力和注射速率上也有区别，精密注塑常采用高压或超高压注射、高速注射以获得较小的成型收缩率。综合上述各种原因，设计精密注塑模具时除考虑一般模具的设计要素外，还须考虑以下几点：采用适当的模具尺寸公差；防止产生成型收缩率误差；防止发生注塑变形；防止发生脱模变形；使模具制造误差降至最小；防止模具精度的误差；保持模具精度。2防止产生成型收缩率误差
