宏程序在錐度配合件加工中的應(yīng)用

葉選林

（云南廣播電視大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院 云南 昆明 650223）

0 概述

錐軸套配合件為典型的軸類零件，零件形狀軌跡雖然并不復(fù)雜但是為了保證相互配合，必須有嚴(yán)格的尺寸要求，所以加工難度大。本著手工編程的角度，對(duì)零件進(jìn)行具體的工藝分析，并進(jìn)行工藝處理，并力求做到加工精度高，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單的效果。

1 宏程序的概念

簡(jiǎn)單的說(shuō)，宏程序就是帶有變量的子程序，宏程序編制方法就是利用變量編程的方法。用戶利用數(shù)控系統(tǒng)提供的變量、數(shù)學(xué)運(yùn)算功能、邏輯判斷功能、程序循環(huán)等功能,來(lái)實(shí)現(xiàn)一些特殊的用法[1]。在橢圓、雙曲線等復(fù)雜零件的編程中，應(yīng)用宏指令可以少和免除手工編程時(shí)進(jìn)行繁瑣的數(shù)值計(jì)算，因此，“宏程序的應(yīng)用”在數(shù)控機(jī)床手工編程技術(shù)中，占據(jù)重要的地位。

2 宏程序的優(yōu)點(diǎn)[2]

2.1 長(zhǎng)遠(yuǎn)性

通用的循環(huán)指令有時(shí)對(duì)工廠實(shí)際生產(chǎn)中某一類特點(diǎn)的加工零件并不一定能滿足加工要求，那么我們可以根據(jù)零件的具體特點(diǎn)，量身定制出適合這類零件特征的專用宏程序，并固化在數(shù)控系統(tǒng)中。

2.2 多功能性

同一類相同特征不同尺寸的零件，給定不同參數(shù)，使用同一個(gè)宏程序就可以加工，編程得到大幅度簡(jiǎn)化；對(duì)于橢圓、雙曲線、拋物線、螺旋形、正（余）弦曲線等可以用數(shù)學(xué)公式描述的非圓曲線的擬合處理加工。

2.3 簡(jiǎn)練性與智能性

宏程序是程序編制的高級(jí)階段，程序編制的質(zhì)量與編程人員的素質(zhì)息息相關(guān)。

3 錐度配合件加工實(shí)例

圖1所示為能實(shí)現(xiàn)配合的2個(gè)工件，材料為45鋼，編制車削2個(gè)工件的宏程序。

3.1 工藝分析和加工路線

3.1.1 確定件1毛坯尺寸為φ50mm×150mm，其中φ50外圓尺寸已經(jīng)加工；件2毛坯尺寸為φ40mm×90mm，其中φ40外圓尺寸已經(jīng)工。

圖1 錐度配合件的主要尺寸和三維造型圖

3.1.2 裝夾方式：普通自定心卡盤；刀具：90°外圓精車刀（1號(hào)刀）；切槽刀（刀寬 3mm，2號(hào)刀），φ10mm 鉆頭（3號(hào)刀）；不通孔鏜孔刀（4號(hào)刀），中心鉆（5 號(hào)刀）；量具：0～150mm 的游標(biāo)卡尺，專用塞規(guī)，內(nèi)徑百分表，深度尺。

3.1.3 制定件1和件2的車削工序,對(duì)工件1來(lái)說(shuō)，首先在數(shù)控車床上，用90°外圓精車刀（1號(hào)刀）車端面、外圓及錐面，然后在數(shù)控車床上，用（刀寬3mm，2號(hào)刀）切槽。對(duì)工件2來(lái)說(shuō)，首先在數(shù)控車床上，用中心鉆（5號(hào)刀）來(lái)鉆孔，然后用φ10mm鉆頭（3號(hào)刀）來(lái)擴(kuò)孔，最后用不通孔鏜孔刀（4號(hào)刀）來(lái)鏜孔加工。

3.2 編程思路和刀具路徑規(guī)劃

3.2.1 由于是配合件的加工，一般應(yīng)先加工軸類零件，后加工孔類零件，用軸來(lái)配合孔，實(shí)際加工中要注意配合公差大小。

3.2.2 件1的加工思路：先加工外圓，再切槽加工。刀具軌跡為：如果直徑小于要加工零件的直徑，采用走臺(tái)階的方式去除大量余量，最后走精加工輪廓，完成零件的加工。最后切斷保證總長(zhǎng)，掉頭加工端面。

3.2.3 件2的加工思路和件1大致相同，只是退刀方向相反。鉆孔思路為每鉆深2mm，則向后退刀1mm，這樣有利于斷屑。最后切斷保證總長(zhǎng)，掉頭加工端面。

3.3 數(shù)控程序及解釋

由于本例是兩個(gè)零件的加工，所以程序較長(zhǎng)，在這里就不全部列舉出來(lái)了，只是把兩個(gè)工件的加工程序一部分進(jìn)行解釋。工件1錐度程序?yàn)椋?/p>

……

#100=25; （毛坯余量半徑值）

#102=1; （背吃刀量半徑值）

#105=0; （判斷變量）

#106=0； （判斷變量）

#107=0； （判斷變量）

#109=0； （判斷變量）

#110=1； （精加工余量）

#111=0； （判斷變量）

#112=1／4； （斜率，基于直線方程斜率計(jì)算公式）

N10#100=#100－#102； （每次車削X向到達(dá)的位置）

G01 X[2*#100+#100]; （進(jìn)刀）

IF[#107 GT 0.5]GOTO30; （條件判斷,如果#107大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到N30）

IF[#106 GT 0.5]GOTO30; （條件判斷,如果#106大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到N30）

N30#110=[5-#100]／#112; (計(jì)算錐度中X對(duì)應(yīng)的Z值)

IF[#107 GT 0.5]GOTO40; （條件判斷,如果#107大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到N40）

G01 Z[-#101]; (車削錐度，去余量)

……

IF[#100 GT 10]GOTO10; （條件判斷,如果#100大于10，則跳轉(zhuǎn)到N10）

#102=-01； （#102重新賦值）

#107=#107+1; （#107號(hào)變量自加）

#110=#110-1； （精車余量減掉）

N40 G01 X[2*#100+#110]Z[#101]; （車削錐度）

IF[#100 LT 14.9]GOTO10; （條件判斷,如果#100小于14.9，則跳轉(zhuǎn)到 N10）

#109=#109+1； （#109號(hào)變量自加）

IF[#109 GT 0.5]GOTO10; （條件判斷,如果#109大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到 N10）

N60#111=#111+1; （#111號(hào)變量自加）

#100=20; (#100重新賦值)

IF[#111 GT 0.5]GOTO10; （條件判斷，如果#111大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到N10）

……

工件2的鏜孔的程序

……

#100=5; （孔的底徑值）

#101=1; （背吃刀量半徑值）

#104=1; （精車余量）

#105=0; （判斷變量）

#106=0; （判斷變量）

#107=0; （判斷變量）

#112=1／4; （計(jì)算斜率，基于直線方程的斜率計(jì)算公式）

N10#100=#100+#101； （每次X向到達(dá)的位置）

G01 X[2*#100+#104]; (進(jìn)刀)

IF[#107 GT 0.5]GOTO20; （條件判斷,如果 #107大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到N20）

IF[#105 GT 0.5]GOTO20; （條件判斷,如果#105大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到N20）

G01 Z-90 F0.12; (車削)

……

IF[#100 LT 10]GOTO10; （條件判斷,如果#100小于10，則跳轉(zhuǎn)到N10）

#105=#105+1; （變量#105自加）

N20#103=#112*[15-#100]; (計(jì)算直線方程X對(duì)應(yīng)的Z值)

IF[#107 GT 0.5]GOTO60; （條件判斷,如果 #107大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到N60）

G01 Z[#103]; (車削)

……

IF[#100 LT 15]GOTO10; （條件判斷,如果 #100小于15，則跳轉(zhuǎn)到N10）

N50#101=0; （#101重新賦值）

#104=#104-1; （精車余量自減）

#107=#107+1； （變量#107自加）

IF[#107 GT 0.5]GOTO10; （條件判斷,如果 #107大于0.5，則跳轉(zhuǎn)到N10）

N60 G01 X[2*#100]Z[#103]F0.1; （車削錐度，精加工）

#101=-0.1;

IF[#100 GT 10]GOTO10; （條件判斷,如果#107大于10，則跳轉(zhuǎn)到N10）

……

4 結(jié)論

通過(guò)以上對(duì)宏程序的介紹及宏程序在配合件加工中的應(yīng)用，我們可以明確的看到宏程序在手工編程中的重要性，它具有適應(yīng)范圍廣、操作方便、靈活等特點(diǎn)，在工件多型面加工時(shí)，首先要結(jié)合工序的先后順序來(lái)決定相應(yīng)單個(gè)型面加工的順序，根據(jù)需要選擇變量類型和數(shù)量，而配合件加工時(shí)一般先加工軸類工件，再加工孔套類工件，一般選取配合尺寸作為變量，以便于調(diào)整后來(lái)控制公差大小。宏程序和計(jì)算機(jī)編程是以后數(shù)控加工必不可少的編程方法，而且它可以使程序簡(jiǎn)單、易懂、短小，具有比較高的實(shí)用價(jià)值,因此在實(shí)踐中可以推廣使用[3]。

［1］張?jiān)谄剑苁忝?數(shù)控銑削編程中宏程序的應(yīng)用[J].科技資訊，2010，12.

［2］杜軍，主編.輕松掌握FANUC宏程序：編程技巧與實(shí)例精講[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011，3.

［3］吳勝?gòu)?qiáng).宏程序在非圓曲線輪廓加工中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2009，4.