徐金鳳

摘要： 宏程序是手工編程的高級(jí)形式，是數(shù)控銑高級(jí)工、數(shù)控類技能大賽等項(xiàng)目中必須掌握的知識(shí)點(diǎn)及考點(diǎn)，為使學(xué)生能掌握并靈活運(yùn)用，作者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以加工球面零件為例介紹宏程序的編程方法。

關(guān)鍵詞： 宏程序球面加工變量數(shù)控銑削

高職院校學(xué)生在數(shù)控高級(jí)工考級(jí)、數(shù)控類技能大賽等項(xiàng)目中，經(jīng)常涉及二次曲線輪廓的加工，常用的加工指令已難以完成曲面加工，必須采用宏程序編程。為了使學(xué)生更容易理解宏程序并能靈活運(yùn)用，下面以華中數(shù)控世紀(jì)星HNC-22M型系統(tǒng)的數(shù)控銑床為例，介紹宏程序在數(shù)控銑床中加工球面零件的方法。

一、宏程序

用變量的方式進(jìn)行數(shù)控編程的方法稱數(shù)控宏程序編程，其特點(diǎn)：可以給宏程序中使用的變量賦值，變量之間可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和函數(shù)混合運(yùn)算。優(yōu)點(diǎn)：宏程序具有一定的邏輯判斷能力，能根據(jù)條件選擇性的執(zhí)行某些部分，能極大簡(jiǎn)化編程，精簡(jiǎn)程序。

二、實(shí)例分析

例：需要加工一個(gè)半徑R為30的半球面，毛坯是？覬35的圓柱體，材質(zhì)是鋁件。

1.建立數(shù)學(xué)模型

根據(jù)已知條件建立數(shù)學(xué)模型如上圖，以圓球的頂面為Z向的零平面，建立編程坐標(biāo)系。

2.球面加工進(jìn)給路線

粗加工采用？覬10的鍵銑刀或立銑刀，采用自上而下的等高線方式逐層銑削，每層使用一系列水平面截球面的同心圓來完成走刀，并且由外到內(nèi)多次完成銑削（當(dāng)去除部分寬度大于刀具直徑時(shí)）。精加工采用？覬10的球銑刀，采用自下而上的等角度水平環(huán)繞方式加工。

3.編程思路

圖中的陰影部分是粗加工時(shí)需要去除的部分，自上而下加工時(shí)，去除的寬度逐漸減小，當(dāng)上部的余量大于刀具直徑時(shí)，則需要至外而內(nèi)以同心圓的方式多次走刀完成，通過設(shè)置變量走刀次數(shù)用循環(huán)語(yǔ)句方式編程，當(dāng)該余量小于刀具直徑時(shí)，則一次完成切削。完成這一層切削后，抬刀3mm，快速返回準(zhǔn)備加工位置，再下降一個(gè)背吃刀量遞增量，重新計(jì)算相關(guān)值，完成此層的加工，直到最后整個(gè)半球的粗加工。

4.粗加工程序

O2233

%2233

G54G90G00Z100

M03S800

X0Y0

Z30

#1= r 刀具半徑

#2= R 球半徑

#3=M 背吃刀量

#4 = K 深度遞增量

#6=0.8*#1每層切削時(shí)的行間距

#9=0 背吃刀量計(jì)數(shù)器賦值初始值0

#8=FIX[#2/#4]計(jì)算深度切削次數(shù)

WHILE[#9LE#8]計(jì)數(shù)器值不大于#8

G00 X[#2+#1+2] Y0快速移動(dòng)至毛坯外側(cè)

Z5 快速下降到毛壞頂面5mm處

G01Z-#3F200

#3=#4*[#9+1]每次背吃刀量的深度值

#5=SQRT[#2*#2-[#2-#3]* [#2-#3]]

任意深度對(duì)應(yīng)的平面圓半徑

#10=#2-#5 銑削任意高度上水平去

除的余量

#11=FIX[#10/#6]每層水平銑削次數(shù)

WHILE#11GE0

#12=#5+#11*#6+#1

刀具在水平方向上移動(dòng)的第一次

走刀X坐標(biāo)值

G01X#12Y0F200

G02I-#12 順時(shí)針整圓銑削

#11=#11-1每層走刀圈數(shù)依次

遞減至零

ENDW

G00Z[#3+3] 抬刀到高出球表3mm處

X[#2+#1+2]Y0返回準(zhǔn)備點(diǎn)

#9=#9+1 背吃刀量計(jì)數(shù)器累加1

ENDW

G00 Z50

M30

5.精加工程序

#1=r 刀具半徑

#2=R 球面圓弧半徑

#3=θ=（90°～0°）設(shè)定初始值為90°

#4=X=（#1+#2）SIN#3 刀具球心的模向坐標(biāo)

#5=Z=（#1+#2）-（#1+#2）COS#3=（#1+#2）*（1- COS#3）刀具球心Z坐標(biāo)

O2244

%2244

G54G90G00Z100

M03S1000

X0Y0

Z5

#3=90 加工走刀路線從下而上

WHILE#3GE0

#4=（#1+#2）SIN#3

銑削時(shí)任意高度銑刀球心的X坐標(biāo)

#5=（#1+#2）*（1- COS#3）

銑削時(shí)任意高度銑刀球心的Z坐標(biāo)

G01X#4Y0F200 走刀至進(jìn)刀點(diǎn)

Z-#5F150石

G02I-#4順時(shí)針整圓銑削

#3=#3-1自變量角度依次遞減1

ENDW

G00Z100

M30

三、結(jié)語(yǔ)

1.上述加工半球的實(shí)例表明，只要適當(dāng)改變變量的值，球面的任一部分都可以采用此方法編程加工。

2.在練習(xí)過程中，重點(diǎn)要讓學(xué)生要學(xué)會(huì)建立數(shù)學(xué)模型，選擇合適的自變量，理清編程思路，清晰加工的進(jìn)給路線。

3.掌握此方法后，在加工凹球面、孔口倒圓角等零件時(shí)都可以靈活運(yùn)用此方法，舉一反三。

參考文獻(xiàn)：

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