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在編制數(shù)控簡單的加工程序過程中，還有一個重要的問題，就是加工工藝問題。它包含機床選擇、工件的加工工序的安排、工序的裝夾方法、加工路線的確定、刀具及切削用量的選擇等比較廣泛的工藝問題，所以，編程人員不僅應(yīng)當了解數(shù)控機床的工作原理、性能特點及結(jié)構(gòu)，掌握編程語言和編程方法，還應(yīng)當具備數(shù)控機床結(jié)構(gòu)工藝分析能力。也就是說，數(shù)控機床編程員首先應(yīng)是一個很好的工藝員，同時掌握數(shù)控機床結(jié)構(gòu)工藝的特點。
一、機床的合理選用
在數(shù)控機床加工的零件選擇原則：
1) 多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制零件。
2) 輪廓形狀復(fù)雜，對加工精度要求較高的零件。
3) 用普通機床加工時，需要有昂貴的工藝裝備的零件。
4) 需要多次改型的零件
5) 價值昂貴，加工中不允許報廢地關(guān)鍵零件。
6) 需要最短生產(chǎn)周期的急需零件。
一般在多品種、小批量(100件以下)生產(chǎn)情況下，使用數(shù)控機床可獲得較好的經(jīng)濟效益。零件批量大，對選用數(shù)控機床是不利的。
選擇數(shù)控機床時，應(yīng)對加工工件進行工藝分析，同時考慮工件加工中各項技術(shù)與經(jīng)濟指標，合理地選用數(shù)控機床。當被加工工件為圓柱形、圓錐形等回轉(zhuǎn)表面，以及各種盤類工件時，可選用數(shù)控車床；當加工工件我為箱體類或平板類等工件時，可選用立式數(shù)控鏜銑床或加工中心；復(fù)雜的箱體工件、泵體、閥體等可選用臥式數(shù)控鏜銑床或臥式加工中心；當加工工件為模具或具有復(fù)雜曲面等時，可選用三坐標聯(lián)動數(shù)控機床。
二、合理安排加工工序
安排加工工序`時，應(yīng)注意以下幾點：
(1) 充分考慮數(shù)控機床的特點，采用一次裝夾實現(xiàn)多工序集中加工方式。
(2) 為了減少換刀次數(shù)，減少空行程時間，消除不必要得定位誤差，采用按刀具劃分工序方式，即使用一把刀具完成該刀具所有加工任務(wù)后，再換接第二把刀具。
(3) 在數(shù)控銑床或加工中心上銑平面、臺階或其它曲面時，一般采用粗銑——半精銑——精銑的工藝路線。也就是說在編程時按粗精加工分開的原則劃分工序，先粗后精。考慮到粗加工的切削用量較大，由此引起的零件變形選用一定的恢復(fù)時間。因此，粗加工后不要緊接著安排精加工。
(4) 按先面后孔的原則劃分工序?qū)τ诩扔忻婕庸び钟锌准庸さ牧慵?，在編程時，可先安排面加工，后安排孔加工，這樣可以提高孔的精度。
三、工件的裝夾
為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點，裝夾工件時應(yīng)注意以下幾點：
(1) 盡量采用可調(diào)式、組合式等標準化、通用化和自動化夾具，必要時才設(shè)計專用夾具。
(2) 便于迅速裝卸工件，以減少數(shù)控機床停機時間。
(3) 減少裝夾次數(shù)，盡量做到一次裝夾便能把工件上的加工表面都加工出來。
(4) 工件定位基準應(yīng)與設(shè)計基準保持一致，以減少定位誤差對尺寸精度的影響。
(5) 應(yīng)防止工件夾緊引起的形對工件產(chǎn)生不良影響。
四、對刀點與換刀點的確定
在編程時，應(yīng)正確地選擇“對刀點”和“換刀點”的位置。“對刀點”就是在數(shù)控機床上加工零件時，刀具相對于工件運動的起點。由于程序段從該點開始執(zhí)行，所以又稱為“程序起點”或“對刀點”。在編程時不管實際上是刀具相對工件移動，還是工件相對刀具移動，都是把工件看作靜止，而刀具在運動。對刀點往往是編程的原點。
選擇對刀點燈原則是：
(1) 應(yīng)使程序編制簡單。
(2) 對刀點在數(shù)控機床上找正容易。
(3) 加工中便于檢查。
(4) 有利于提高加工精度。
換刀點是為多刀加工的數(shù)控機床編程而設(shè)定的，因為這些數(shù)控機床加工過程中需要自動更換刀具。換刀點燈設(shè)定位置由工序內(nèi)容來確定。為了防止換刀時刀具碰傷工件或夾具，換刀點一般設(shè)在加工工件的外面，并要有一定的安全量。
五、加工路線的確定
工件加工的加工路線是指數(shù)控機床在加工過程中，加工工件的順序，即刀具相對于工件的運動軌跡和運動方向。確定加工路線原則：
(1) 保證工件的加工精度和表面粗糙度要求。
(2) 盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。
(3) 使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，減少編程工作量。
六、刀具和切削用量選擇
(1) 刀具選擇
刀具選擇是數(shù)控加工工藝中重要內(nèi)容之一，它不僅影響加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。
(2) 切削用量的選擇
切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、切削深度和寬度、進給速度等，各種切削用量參數(shù)，都應(yīng)在加工程序中明確。切削用量的選擇應(yīng)根據(jù)實際加工情況，結(jié)合說明書、切削用量手冊，尤其是實際經(jīng)驗來確定。
切削深度應(yīng)根據(jù)機床、工件及刀具系統(tǒng)的剛度來決定，在剛度允許的情況下，盡可能使切削深度等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。有時為了保證加工精度和表面粗糙度，可留一點余量，最后再光一刀。
主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度來選定。在此計算基礎(chǔ)上，主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)機床說明書選定相近的數(shù)值，且以主軸轉(zhuǎn)速功能字形填入程序單中。
進給速度是切削用量中一個重要參數(shù)，通常根據(jù)根據(jù)加工精度及表面粗糙度要求來選定，要求較高時，進給速度應(yīng)選取得小一些。
七、編程的允許誤差
數(shù)控機床程序編程中誤差由三部分組成：
△程= F(△逼，△插，△圓)
其中，△逼為采用近似計算方法逼近列表曲線、曲面輪廓時所產(chǎn)生的逼近誤差；△插 為采用直線段或圓弧段插補逼近工件輪廓時產(chǎn)生的誤差；△圓為數(shù)據(jù)處理圓整而產(chǎn)生的誤差。
零件圖上標出的公差，只有一小部分允許分配給△程，一般取△程為0.1—0.2倍的零件公差。
若想減少編程公差△程，就必須增加插補段以減少△逼，但這將增加數(shù)值計算等編程的工作量。所以，合理地選擇△程是編程中等一個重要問題。
第四章程 程序編制中的數(shù)值計算
一、數(shù)值計算得內(nèi)容
根據(jù)零件圖樣，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計算數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)控加工的數(shù)值計算。手工編程時，在完成工藝分析和確定加工路線以后，數(shù)值計算就成為程序編制中一個關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。除了點位加工這種簡單的情況外，一般需經(jīng)繁瑣、復(fù)雜的數(shù)值計算。為了提高工效，降低出錯率，有效的途徑是計算機輔助完成坐標數(shù)據(jù)的計算，或直接采用自動編程。
二、基點和節(jié)點的計算
一個零件的輪廓往往是由許多不同的幾何元素數(shù)組成，如直線、圓弧、二次曲線等。各幾何元素間的聯(lián)結(jié)點稱為基點。如兩直線間的交點，直線與圓弧或圓弧與圓弧間的交點或切點等。顯然，相鄰基點間只能是一個幾何元素。對于直線與直線或直線與圓弧構(gòu)成的平面輪廓零件，由于目前一般機床數(shù)控系統(tǒng)都具有直線、圓弧插補功能，故數(shù)值計算比較簡單。此時，主要應(yīng)計算出基點坐標與圓弧的圓心點坐標。當零件的形狀是由直線或圓弧段之外的其它曲線構(gòu)成，而數(shù)控裝置又不具備該曲線的插補功能，其數(shù)值計算就比較復(fù)雜。將組成零件輪廓曲線，按數(shù)控系統(tǒng)插補功能的要求，在滿足允許編程誤差等條件下進行分割，即用若干直線或圓弧段來逼近給定的曲線，逼近線段的交點或切點稱為節(jié)點。編寫程序時，應(yīng)按節(jié)點劃分程序段。逼近線段的近似區(qū)間愈大，則節(jié)點數(shù)目愈少，相應(yīng)地程序段的數(shù)目也會減少，但逼近線段的誤差δ應(yīng)小于或等于編程允許誤差δ允，即δ≤δ允?？紤]到工藝系統(tǒng)及計算誤差等影響，δ允一般取零件公差的1/5—1/10。
由上述可知，基點和節(jié)點坐標計算，是數(shù)值計算中最繁瑣最復(fù)雜的計算。
三、由直線和圓弧組成零件輪廓時基點計算
由直線和圓弧組成的零件輪廓，可以歸納為直線與直線相交、直線與圓弧相交或相切、圓弧與圓弧相交相切、一直線與兩圓弧相切等幾種情況。計算方法可以是聯(lián)立方程組求解，也可利用幾何元素間的三角函數(shù)關(guān)系求解，計算比較方便?，F(xiàn)舉例直線與圓弧相交或相切用聯(lián)立方程組求解基點坐標。
如圖4—1所示，已知直線方程
為y=kx+b，求以點(X，Y)為圓
心，半徑為R的圓與該直線的
交點坐標(Xc，Yc)。
直線方程與圓方程聯(lián)立，得聯(lián)
立方程組
(X—X0)2+(Y—Y0)2=R2
Y=kX+b
