數控加工作為機械制造業中先進生產力的代表，經過10余年的引進與發展，已經在汽車、航空、航天和模具等行業發揮了巨大作用。

數控編程是影響數控加工質量和效率的一個重要方面，尤其在高速和精密加工中更為突出。在機械行業中，由于數控編程人員的水平高低不同，因此需要通過建立一定的規范，讓大家避免低層次錯誤和重復性問題的發生。

一、數控加工編程流程

數控加工編程的一般流程包括：確定編程依據、建立工藝模型、定義加工操作、生成刀位軌跡、加工軌跡仿真、后處理、數控加工程序仿真模擬、數控加工程序校對檢查、發放現場加工和數控加工程序定型等。

1.確定編程依據

數控編程依據主要包括三維模型、工程圖樣和零件制造指令(數控工藝規程)，通過數控編程依據可獲取以下信息：零件信息、數控加工工藝方案、數控機床類型、裝夾定位方式、刀具、工序以及工步、加工程序號和產品加工狀態等。

2.建立工藝模型

在零件三維模型和工程圖樣的基礎上進行工藝模型的設計，主要包括：零件三維模型的修剪、建立工藝參考面、建立工藝定位孔、壓板及位置設計和加工面的余量處理等。

3.定義加工操作生成刀位軌跡

定義加工操作，生成刀位軌跡，主要內容包括：定義編程坐標系，充分考慮加工材料特性、刀具切削特性、機床切削特性和零件需要去除的材料狀況等因素，依據工藝要求定義加工方式(包括各種走刀策略等)、工藝參數(包括余量、進給速度、主軸轉速和加工刀路的跨距等)以及輔助屬性(包括對 刀點、安全面和數控機床屬性等)，最終生成刀位軌跡。

4.加工軌跡仿真驗證

加工軌跡仿真驗證主要內容包括：檢查刀具、機床、工件、夾具定義是否齊備，尺寸是否準確;檢查加工操作，定義每一個工序應該達到的零件尺寸是否正確;檢查加工操作定義中的加工方式(如粗加工策略、刀補加工和腔體加工等選擇)

是否正確、合理;檢查加工過程中數控機床工作臺、被加工零件、刀具和夾具之間是否存在過切、欠切或碰撞干涉等問題;檢查工藝參數是否合理等。

5.后置處理

后置處理可以是獨立的處理過程，也可以與刀位文件的生成過程合為一體，根據處理軟件的功能，選擇適當的處理方式，而對于后處理有以下幾點要求：

生成特定數控系統專用的加工程序，應選擇其特定的后置處理軟件;后置處理軟件的開發或定制，要結合特定的控制系統和機床運動結構類型;后置處理軟件要保證刀位加工信息的充分轉換，且滿足控制系統語法的要求;后置處理時，自動將必要的注釋說明加入到加工程序中。

6.數控加工程序仿真驗證

在編程軟件或結合數控仿真軟件功能的基礎上，盡可能地對數控加工程序所涉及的各個方面進行驗證，以保證最終加工程序的正確性，并對相應的數控加工程序仿真驗證進行記錄。

仿真驗證主要包括以下內容：檢查加工程序中，注釋信息是否正確;檢查數控加工程序中，加工方式的選擇是否正確;檢查加工程序中，刀具尺寸信息是否正確;檢查數控加工程序中，每一個工序應該達到的零件尺寸信息是否正確;檢查數控加工程序中，刀具補償信息是否正確;檢查數控加工程序中，是否有過切、欠切或碰撞干涉等問題;檢查數控加工程序中，主軸轉速、進給速度是否與當前數控機床相匹配等。

7.數控加工程序校對檢查

數控程序的校對與工藝文件的校對完全不同，程序格式是一個個坐標點，如果一行行地校對程序內容，需要花費大量的時間，也是不切實際的。

程序的校對工作主要從以下幾個方面考慮。

①模型。模型是保證程序正確的基本要素，需要校對模型的正確性，分析模型所有數據與工藝文件要素是否一致。

②坐標系。檢查編程的加工坐標系方向與工藝文件要求的是否相符、是否便于操作、坐標系選擇是否合理以及是否便于控制尺寸。

③加工策略。不同的加工策略生成的程序是絕然不同的，程序量也大小不一，而分析加工策略的合理性，主要是控制程序的刀具軌跡，控制加工質量和效率。

④刀具。刀具材料、規格和形式是根據零件材料和零件加工部位確定的，不同的刀具直接影響加工效率和加工質量。

⑤進刀點和退刀點。進刀點和退刀點是造成刀啃傷、扎傷零件的主要因素，也是影響表面質量的重要方面。

⑥程序格式。不同的數控系統對程序的格式要求不同，一般可以通過對后處理程序的編輯，生成滿足不同控制系統要求的加工程序，程序格式的校對主要是在程序首尾部分，不影響程序的加工質量。

數控程序必須做到完整、正確、統一和協調，保證操作者能夠正確使用程序，加工出合格產品。數控加工程序應能保證整個過程的合理性、安全性和穩定性。

8.數控程序現場試加工及加工程序定型

對一些工藝性復雜、加工難度大、尺寸精度高或批量大的零件，要組織數控編程人員、車間工藝主管人員、操作人員和檢驗人員等對現場試加工情況進行跟蹤、記錄，以便即時更正不合理的裝夾定位方式和切削參數等。

對于一些單件生產的零件，在工藝性好、尺寸精度不高的情況下，應盡量避免試切加工，而是留到數控加工仿真環節發現問題并更正，以便提高編程效率，降低生產成本。對于批量生產的零件，應該在第一批次生產完后，對數控加工程序進行定型、入庫統一管理。

二、數控程序及制造大綱(FO)的管理

1.數控程序的命名

為方便查閱，易于識別、調用和管理，必須對第一個數控程序文件進行合理的命名。數控機床的編碼的倍數不同，且一般只識別數字和字母，不同的數控系統所識別的程序格式也不同。

因此，數控程序命名的形式一般為：名稱+后綴。

(1)名稱組成一般為：產品代號_加工類型+工序號_程序版次。

其中“產品代號”即為引用涉及零件的圖號;“加工類型”即為是銑(M)還是車(L);“工序號”即為工藝文件中的工序號;“程序版次”即新版(NEW)，換版后可以用001、002……等依次類推進行管理。

(2)后綴組成：一般為txt、mpf等。

(3)數控程序命名示例：某產品代號為D25—1155—12—00，有三道工序需要數控加工，其中工序15為數控銑加工工序，第一次編制的數控程序，則其相應的數控程序文件在程序庫中的名稱如圖2所示。

(4)數控程序的命名以符合控制系統要求，以及便于識別、調用和管理為原則。

2.刀具的命名

在編制加工工藝時，需要定義各種刀具類型、刀具材料和刀具本身的幾何參數等。

在未建立切削參數數據庫前，只能靠手動輸入，因此效率較低，而且完成的也只是簡單的重復勞動，最終生成的程序對于操作者來說不直觀，對工藝人員的水平要求較高。

通過實際加工中的經驗總結，可以通過相應的CAM軟件(NX軟件)建立加工數據庫，在以后的操作中可以直接從庫中調用。建立庫則應先定義刀具編號，為便于標識可在NX刀具庫中用如下方法表示。

(1)立銑刀：LX+D+直徑+L+刀具伸出長度+La+刀具刃長+Z+刃數+R+底齒半徑。如LXD25L50La25Z3R1.5_L7表示：立銑刀的直徑為25mm，工作長度要求最小50mm，刃長要求最小25mm，刃數為3刃，底角為R1.5mm;L7為加工7075進口鋁材。

(2)鉆頭：ZT+D+直徑+刀具伸出長度+La+刀具刃長+Z+刃數+J+鉆角。如ZTD6.5L30La20Z2J120表示：此鉆頭的直徑為6.5mm，工作長度要求最小30mm，刃長要求最小20mm，刃數為2刃，鉆尖角為120°。

在后置時，要求其刀具信息一起輸出，這樣可以防止操作者在漏改刀號或刀長的情況下運行程序。其主要目的是為數控程序編制和程序仿真建立統一標準，也便于刀具的統一發放和校對。

3.數控加工工序內容要求

在制造大綱(FO)中，有必要對數控加工工序內容提出出一些要求，防止制造大綱(FO)與數控程序不一致，造成零件的報廢。

具體要求如下：

(1)要清楚地標明毛坯或零件的裝夾定位面和工件坐標原點及坐標系，并保證坐標原點及坐標系與加工程序一致;

(2)要清楚地標明壓板壓緊零件或毛坯的位置，以及壓板螺栓上頂面的極限高度;

(3)要簡要敘述所需刀具的必要規格參數，和該刀具所加工的零件部位;

(4)要準確地表達加工零件的數控程序名;

(5)要準確地表達加工該零件的工裝。

數控技術作為多年來的先進制造技術，其技術含量很高，涉及多方面的內容，尤其是數控加工編程的快速高效化、高速切削的應用、數控工藝程序編制的規范化和標準化等方面。

數控加工技術效率的發揮在很大程度上和企業本身的技術管理模型相關。數控加工程序編制的規范化、標準化，在一定 程度上體現了企業自身數控加工技術應用水平，通過規范化來約束數控程序的多樣化，提高刀具軌跡的質量，比如在工藝文件中注明定位基準、對刀基準、坐標系、刀具參數與切削參數;對于程序的編制可從二維輪廓加工、三維曲面加工、固定循環、刀具補償和刀具軌跡加工策略等多個方面進行規范化編程;在典型零件加工工藝經驗的基礎上，建立標準化、規范化的數控程序模板，可以大幅度提高編程質量和產品的加工效率。

對于企業成功的產品加工工藝與數控加工經驗，可以以模板形式保存，既有利于資源的重復利用，同時還可作為技術交流的資源。

因此，有效的數控加工工藝與數控編程模板、相應規范的使用，可在很大程度上減少質量事故，降低成本，提高加工的效率。