摘 要:模具行業(yè)的發(fā)展從根本上說代表著某個國家在該領(lǐng)域的總體水平，它與數(shù)控機(jī)床的有機(jī)結(jié)合將是未來的必然趨勢。機(jī)械加工中常有由復(fù)雜曲線所構(gòu)成的非圓曲線零件的模具產(chǎn)品，此類零件在數(shù)控加工中屬于輪廓形狀較復(fù)雜之列。一般的數(shù)控系統(tǒng)只有直線和圓弧插補(bǔ)指令，而沒有非圓曲線插補(bǔ)指令，為了提高此類產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量，本論文中提出了一種使用宏程序編程的方法，探討通過宏程序控制指令在加工燈罩模具內(nèi)曲面中的具體應(yīng)用，解決了實(shí)際應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞:模具 變量 宏程序

中圖分類號:TP27文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0067-01

模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)備，它涉及機(jī)械、電子、汽車、輕工、冶金等各類行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著極其重要的作用。如圖1所示的燈罩模具，該模具主要的形狀特征是一個特殊的拋物面(內(nèi)曲面)。結(jié)合本人多年的教學(xué)實(shí)踐，我認(rèn)為加工此拋物面可以通過兩種方法:一是利用CAD/CAM自動編程軟件，通過RS232串口通訊，采用DNC方式進(jìn)行在線加工；二是利用數(shù)控系統(tǒng)提供的宏程序功能進(jìn)行編程加工。

1 兩種加工方法的比較

一般情況下，數(shù)控系統(tǒng)只具備直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能，而沒有非圓曲線(如拋物線、橢圓、雙曲線等)插補(bǔ)功能。雖然可以使用CAD/CAM自動編程軟件完成相應(yīng)的編程工作，但其建模的工作量較大，數(shù)控程序量較長，機(jī)床與電腦間的傳輸速度直接影響最終的加工速度。若零件的輪廓形狀(主要指幾何尺寸)有變動，則需要重新建模，重新設(shè)置各類加工參數(shù)，從而生成新的數(shù)控加工程序，這無疑加大了系統(tǒng)的計算工作量，嚴(yán)重地可能制約機(jī)床運(yùn)動的響應(yīng)特性，造成反應(yīng)滯后等不良現(xiàn)象[1]。

數(shù)控系統(tǒng)中提供的宏程序功能可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輪廓的編程加工，且可以彌補(bǔ)第一種方法占據(jù)系統(tǒng)存儲空間大的弊端，因?yàn)槿魏魏瓿绦虻恼加辛坎粫^2kB，大大拓展了數(shù)控機(jī)床的加工范圍。

2 非圓曲線B類宏程序的編制流程

在B類宏程序中，可以根據(jù)非圓曲線的公式進(jìn)行編程，也可以根據(jù)角度(參數(shù))編程[2]。由于篇幅原因，本論文中僅介紹前者。非圓曲線B類宏程序在數(shù)控車床中的基本編制流程如下:

①先將非圓曲線的數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)變成宏程序賦值語句(確定好循環(huán)變量并賦初值)

②轉(zhuǎn)換成工件坐標(biāo)系中的X、Z坐標(biāo)值，并分別用相應(yīng)的宏變量表示

執(zhí)行X、Z定位語句(G01語句)

循環(huán)變量=循環(huán)變量+(或－)步長

IF判斷語句GOTO(圖2)

注意:數(shù)控機(jī)床加工曲線，是采用直線逼近的方法，即把曲線分成若干段小直線來加工，所以循環(huán)變量也會分成若干等分，每等分就是一個步長，步長越小，直線段數(shù)越多，越接近理想曲線。但相應(yīng)地，步長越小，加工時間亦越長。

3 燈罩模具內(nèi)曲面的加工方案

3.1 分析圖樣

如圖1所示，假設(shè)零件外輪廓均已加工好，現(xiàn)需要加工的僅是拋物面。它可看成是標(biāo)準(zhǔn)拋物線向Z軸負(fù)方向偏移了50mm，即。

3.2 確定加工路線

直接用G73指令，配合B類宏程序加工圖1所示的內(nèi)曲面，程序編寫簡潔，節(jié)省了內(nèi)存空間。但這樣會增加走刀的空行程，降低加工效率。

3.3 裝夾方案

在Fanuc 0i Mate-TC數(shù)控車床上，用三爪自定心卡盤裝夾已加工好的60mm圓柱面，粗、精加工拋物面即可。

3.4 程序編制

O0002；

...；

G00 X80.0 Z2.0；

/G73 U2.0 W0 R2；

/G73 P300 Q500 U-0.3 F0.2；

N300 G00 X89.44 F0.1 S1200；

#100 = 50.0；(公式中的Z坐標(biāo)值)

N400 #101= SQRT［40*#100］；(公式中的X坐標(biāo)值)

#103 = #100－50.0；(工件坐標(biāo)系中Z坐標(biāo)值)

#104 = #101*2；(工件坐標(biāo)系中X坐標(biāo)值)

G01 X#104 Z#103；

#100 = #100 - 0.2；(Z坐標(biāo)每次減小0.5)

IF［#100 GE 2.5］GOTO 400(循環(huán)條件判斷)

N500 G01 X16.0；

.....；

M30；

4 結(jié)語

在數(shù)控車床上使用宏程序加工非圓曲線工件，因宏程序的靈活性好，極易實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)，從而有效地擴(kuò)展了數(shù)控機(jī)床的加工范圍，提高了零件的加工效率和加工質(zhì)量，充分發(fā)揮了機(jī)床的使用價值。只要我們掌握宏程序的編制原理，編程格式及變量應(yīng)用，就能解決加工中各種有規(guī)則幾何形狀的工件。

參考文獻(xiàn)

[1]殷育平，等.數(shù)控機(jī)床[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011

[2]沈建峰.數(shù)控車床編程與操作實(shí)訓(xùn)[M].北京:國防工業(yè)出版社，2008.