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)控機床的有機結(jié)合將是未來的必然趨勢。機械加工中常有由復(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指令,而沒有非圓曲線插補指令,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文獻標識碼: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,它涉及機械、電子、汽車、輕工、冶金等各類行業(yè),在國民經(jīng)濟發(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)實踐,我認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方式進行在線加工;二是利用數(shù)控系統(tǒng)提供的宏程序功能進行編程加工。
1 兩種加工方法的比較
一般情況下,數(shù)控系統(tǒng)只具備直線插補和圓弧插補功能,而沒有非圓曲線(如拋物線、橢圓、雙曲線等)插補功能。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,嚴重地可能制約機床運動的響應(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現(xiàn)復(fù)雜輪廓的編程加工,且可以彌補第一種方法占據(jù)系統(tǒng)存儲空間大的弊端,因為任何宏程序的占有量不會超過2kB,大大拓展了數(shù)控機床的加工范圍。
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)換成工件坐標系中的X、Z坐標值,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。它可看成是標準拋物線向Z軸負方向偏移了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坐標值)
N400 #101= SQRT[40*#100];(公式中的X坐標值)
#103 = #100-50.0;(工件坐標系中Z坐標值)
#104 = #101*2;(工件坐標系中X坐標值)
G01 X#104 Z#103;
#100 = #100 - 0.2;(Z坐標每次減小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,極易實現(xiàn)系列化生產(chǎn),從而有效地擴展了數(shù)控機床的加工范圍,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
[1]殷育平,等.數(shù)控機床[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011
[2]沈建峰.數(shù)控車床編程與操作實訓(xùn)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2008.