数控冲程序设计工艺过程分析与处理
随着冲压设备的发展，数控冲裁加工工艺用得越来越多，本文通过研究和分析数控冲加工的工艺特点，提出了在数控冲的程序设计中应当注意的一些事项，并以相应的实例阐述了具体完成各项工作的正确方法。文章作者实际经验很丰富，因些文章具有很强的实用性。
数控冲床是按照事先编制好的加工程序，自动地对钣料进行冲裁加工的设备。理想的加工程序不仅应能保证加工出符合设计要求的合格零件，同时也应能使数控冲床得到合理的应用并使其性能得到充分的发挥。
进行数控程序设计时，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，然后拟定加工方案、制定正确合理的加工工艺过程，还要选择合适的模具及加工速度。在数控程序的设计中，更应注意一些程序设计的工艺方法。如果忽视了一些工艺细节问题，有时即使加工程序是正确的，但由于程序的工艺方法不合理，也根本无法加工出合格的零件，更有甚者，会造成机床的报警及损害。
本文将就数控冲程序设计中常见的问题进行剖析，并针对具体问题给出相应的解决办法。
二、数控冲裁程序设计工艺过程分析
1. 选择合适的编程基准
数控冲床在加工中，都是以机床的原点为定位基准的，一般情况下，也是以这个基准为编程基准。但是有时选择合适的编程基准，可以大大降低程序设计中的数值计算，减少程序段和编程工作量，增加程序的可读性及可修改性，减少程序设计中的错误。编程基准可以选择在零件或机床的任何位置，但必须与零件的定位基准有确定的关系。为了保证加工精度，减少程序设计中的计算量，编程基准应尽量选择在设计基准或工艺基准上。
例如，图1中的O点是机床原点，对于这个零件，如果将编程基准置于Oa点，由于此零件的多数型孔以Y方向对称，那么Y方向坐标尺寸的计算将变得非常简单，而且如果Y方向的展开尺寸有变化时，程序的修改也比较容易，只需再次确定Oa点的位置即可完成程序的修改。
2. 工序最大限度集中
为了充分发挥数控机床的优势，提高生产效率和保证加工质量，在数控冲床加工编程中应遵循工序最大限度集中的原则，即零件在一次装夹中，力求完成本台数控机床所能加工的全部型孔及外形的加工，防止出现重复定位误差。对于有些必须重复定位的零件，也应充分考虑重复定位的方法，而且在出现重复定位的情况下，也应使有相关尺寸的孔尽量在一次加工定位中能够完成，如图1中8-Ф6.0及方孔(
3. 合理地选择换模次序及走刀路线
在数控冲床的程序设计中，应当选择合理的换模次序，其一般原则是：先圆孔后方孔，先小孔后大孔、先中间后外形。同时一套模具在选用以后，出于缩短加工时间的考虑，应该完成其在这个零件上的所有需要加工的型孔。在合理选择换模次序的同时也应该选取模具的最佳走刀路线，以减少空行程，提高生产效率，并保证机床安全可靠的运行。
在图2中，都是从左下角的第一个孔开始加工，a图（G37）的走刀路线是沿Y方向迂回往返加工，这样不但加工时间比较长，而且在网孔的数控冲加工中由于残余应力的存在，必然引起钣料的变形，再以 Y方向迂回加工，极有可能使得钣料与机床的上下转盘发生碰撞、卷料，构成极不安全的隐患。如果以b图（G36）的方式加工，不但加工时间比较短，而且由于以X方向迂回加工，使得钣料的变形部分在加工的过程中逐步退出上下转盘之间，极大地降低了钣料与机床发生碰撞、卷料的危险。
a) G37
b) G36
图2 走刀路线选择
4. 合理的夹钳位置及移位方式
数控冲床每一次夹钳定位都有一定的加工范围， 如我所的PEGA-345，一次夹钳定位的加工范围是：X方向
数控冲在加工中，由于毛坯料的定位边直线度不好，夹钳位置、压料块的位置不当，外形加工时很容易出现台阶，各个型孔距边的尺寸公差也难以保证，如图3所示。
笔者通过长期的编程实践及生产实际操作，总结出了以下几点经验。
(1)要尽可能地保证定位边良好的直线度，在必要的情况下，可以在数控剪床上再次精裁一刀；
(2)第一次的夹钳位置应尽可能的大，以使夹钳夹持得更加平稳、可靠；
(3)可在不移位的情况下加工的孔，应尽可能地一次加工完成；
(4)有相关尺寸的孔，应尽量在一次移位中加工完成；
(5)为使钣料有良好的刚性，应适当地多留一些微连接；
(6)压料块的位置：Y方向应压在钣料的中心位置，而在X方向应压在偏向夹钳要移动的位置。
只要做到以上几点，就可以很好地克服夹钳移位带来的一系列问题，保证零件加工的合格。
5. 合理的排料方式
对于中小型零件的数控冲加工，为了缩短辅助加工工时，节约加工时间，提高材料的利用率，一般采用排版加工程序。排版加工程序可以分为自动排版与人工排版两种。
自动排版的优点是只须由编程者编辑出单个程序，然后由软件自动生成排版程序，省时、省力，而且走刀路线、换模次序较为合理。但是，这样做有两大弊病：
(1)不能严格地执行首件加工
排版程序加工时，由于是批量加工，因此必须进行首件检验。但是，当按下工控柜上的“FIRST”键时，并不能完整地加工出第一个零件。这样就给首件检验带来了一定的难度，容易造成批量报废。
(2)自动排版的编辑性差
由于自动排版产生的程序可阅读性和可编辑性较差，当加工中途出现程序错误、机床报警、卷料以及其他情况而使机床急停时，在解除报警、消除隐患后很难再继续加工。
鉴于上述的原因，我们一般采用人工排版的办法。其格式为:
G98Xxa Yya Icx JcyPnx Kny ；排版设置
U00
… ；程序段
V00
G75(G76) W00 Q0 ；程序段调用
……
只要我们合理安排换模次序及走刀路线，人工排版可以与自动排版相媲美，而且完全可以消除上述两大弊端。而且，当钣料规格不统一时，对钣料上要加工的零件数量的改变，只需改变G98XxaYyaIcxJcyPnxKny中的P 、K值，就可以轻松地完成对程序的修改。
6. 数控程序良好的可读性、可修改性
数控程序的设计方法有两种：手工编程及自动编程。手工编程方法是指从分析零件图样、制定工艺规程、计算坐标点、编写零件加工程序直到程序的校核，整个的过程都是由人工完成的。对于零件不太复杂，坐标点的计算比较简单的情况，采用手工编程比较容易实现。但是对于外形比较复杂，坐标点的计算难度比较大的零件，就应该采用自动编程。自动编程是指从工艺处理、坐标点的计算直至程序生成、校核完全由计算机完成。与手工编程相比，自动编程的编程质量及效率大为提高。
不管是手工编程还是自动编程，所产生的数控程序都应做到程序结构清晰、语句规范、可读性好、可修改性强。特别是对于单件小批量数控生产，可能随时需要在机床工控柜上对程序进行修改、调整，程序的可读性和可修改性就显得格外重要。同时，为了简化编程及修改的工作，当某段加工工序和加工路线重复使用时，为缩短程序长度，应尽量使用子程序及宏指令，从而有利于数控加工编程工作的最优化。
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