非圓曲線輪廓數(shù)控車削標準化過程設計

劉豐

【摘要】本文基于宏程序的運用，提出了一種標準化過程用于非圓曲線的數(shù)控車削加工。讀者可通過固定化的格式：曲線函數(shù)分析、加工類型選擇、宏程序模板填空三個步驟，編輯出適應于實際生產(chǎn)加工的函數(shù)曲線加工程序。由于筆者能力有限，該過程并不十分完善，但這一過程體系比較開放，讀者可在其中任何環(huán)節(jié)作補充修改。希望本文的構(gòu)思能得到大家的批評指正，使得該標準化過程在實際生產(chǎn)中得到推廣運用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車削 函數(shù)曲線 標準化過程 宏程序

【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）11-0021-02＼

一、前言

數(shù)控車削加工現(xiàn)在已在生產(chǎn)領(lǐng)域中被廣泛應用，其輪廓控制的加工方式使得曲線輪廓的加工變得簡單而準確。但除圓以外的曲線目前都只能用宏程序來實現(xiàn)，而宏程序的編寫對于普通的操作者來說都比較困難，若沒有一定的編寫經(jīng)驗積累很難寫出合理的宏程序。本文設想提出一種標準化過程，操作者可通過簡單的判斷、選擇和計算，按流程步驟操作，最終就能得到適應于實際生產(chǎn)加工的函數(shù)曲線加工程序。該過程應具有普遍實用性，能夠適應多種函數(shù)曲線以及曲線輪廓在不同象限的情況。下面我將通過標準化過程提出和實例分析兩個部分來講述本文設計內(nèi)容。

二、非圓曲線輪廓數(shù)控車削標準化過程

本文所設計的標準化過程主要分三個部分，分別是標準化流程、常用曲線函數(shù)分析表和宏程序模板。其中標準化流程是主線，具有較好數(shù)學基礎（函數(shù)部分）和宏程序基礎知識的讀者可直接根據(jù)該流程完成加工程序。若讀者數(shù)學基礎較差，則可參照常用函數(shù)分析表完成函數(shù)分析和數(shù)據(jù)采集。最后宏程序模板可以為不懂宏程序的讀者提供方便，讀者只需做好模板中的填空便能完成加工程序。三部分相互關(guān)系如圖一所示。

圖一

（一）非圓曲線的數(shù)控車削標準化流程

如圖二所示，標準化流程分為函數(shù)曲線分析準備和宏程序模板分類兩部分。

函數(shù)曲線分析準備是根據(jù)零件輪廓曲線進行分析，完成作三個方面的準備工作：1、得出曲線方程表達式；2、得出工件原點與函數(shù)原點的坐標差值（注：x方向按半徑差值計算）；3、計算出曲線輪廓起點和終點的函數(shù)坐標。函數(shù)分析需要讀者具有一定的函數(shù)知識基礎，若讀者不了解函數(shù)也可根據(jù)常用曲線函數(shù)分析表對應選擇函數(shù)方程計算出起點和終點坐標，為完成宏程序作好準備。

宏程序模板分類是根據(jù)零件輪廓的加工方式來選擇對應的宏程序模塊。我把零件輪廓的加工方式分為：精車、外圓車削、內(nèi)孔車削、切槽車削和仿形車削五大類，具備宏程序編程基礎的讀者可以直接根據(jù)流程邏輯編輯這五類加工程序。沒有宏程序基礎的讀者也可根據(jù)后面的宏程序模板進行填空似的編程完成加工程序。

（二）常用曲線函數(shù)分析表

為方便分析，我把常用的三類曲線函數(shù)在上、下、左、右四個不同方位時的表達式及其曲線軌跡作了詳細的說明。讀者需要完成的有以下四步：

1、 根據(jù)圖紙信息對照分析表確定曲線類型（橢圓、雙曲線、拋物線）；

2、比較分析表中的函數(shù)圖像和零件輪廓計算函數(shù)原點和零件原點的差值（x方向按半徑計算）；

3、根據(jù)輪廓確定函數(shù)曲線所在的方位（上、下、左、右），對照分析表得出對應的函數(shù)表達式：

4、根據(jù)函數(shù)表達式和圖紙信息計算出輪廓起點和終點函數(shù)坐標值。

（表達式中的a和b參數(shù)可根據(jù)圖紙?zhí)峁┑那€表達式得到）

（三）宏程序模板

宏程序模板分為外圓、內(nèi)孔、切槽、仿形和精車五類，它包含車削加工的大多數(shù)情形。適用于外圓刀、內(nèi)孔刀、切刀和圓弧刀的車削加工。該五類模板車削方式不同，但其結(jié)構(gòu)大致一樣，都由定位起點、設置初始值和循環(huán)主體三部分構(gòu)成。模板中已經(jīng)構(gòu)建了宏程序的框架，讀者只需根據(jù)實際的加工情況和之前作的函數(shù)分析準備把關(guān)鍵參數(shù)填入框架中即可完成加工程序。下面我將詳細介紹模板中需要填入的參數(shù)。

1、定位起點參數(shù)：所有的模板中第一句都是快速定位，其定位要求與G71＼G72＼G73復合循環(huán)指令的定位要求一致，要靠近加工起點但又不能接觸到工件；

2、設置初始值參數(shù)：宏程序以#號加數(shù)字為變量（如：#1、#2），在運用宏程序進行循環(huán)運算前首先要給定一個初始變量。為了方便讀者我在五個模板中都采用了固定的變量對應關(guān)系，如表一所示：

變量 代表對象 獲取參數(shù)方法

#1 X方向函數(shù)坐標 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

#2 Z方向函數(shù)坐標 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

#3 進給速度 根據(jù)需要給定

#4 粗車余量 根據(jù)圖紙尺寸估算

表一

3、循環(huán)主體參數(shù)：進入宏程序循環(huán)后根據(jù)循環(huán)判斷的需要和宏程序計算的需要，還要填入一組關(guān)鍵參數(shù)，如表二所示：

參數(shù) 說明 獲取參數(shù)方法

循環(huán)終點 用于判斷輪廓終點，跳出宏程序 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

函數(shù)原點偏移量 用于補償函數(shù)原點與工件原點的差值 通過圖紙比較得出

毛坯直徑尺寸 用于指定安全退刀位置 根據(jù)毛坯實際情況確定

精加工余量 粗車時留下精車余量 根據(jù)精加工需要指定

曲線函數(shù)表達式 通過標稱才能準確計算出軌跡點的坐標 對照函數(shù)分析表得出

表二

三、小結(jié)

使用宏程序編輯函數(shù)曲線加工的方法有很多，根據(jù)編程者的思維方式不同宏程序的結(jié)構(gòu)也有很多的變化。本文采用的是一種較為簡單直接的方法，模板程序中大量減少了變量的使用，不同的模板都盡量使用相同的結(jié)構(gòu)和統(tǒng)一的變量，程序思路清晰邏輯準確，有利于讀者的理解。但由于能力和時間的關(guān)系，本文所設想的標準化過程還有很多的缺失，車削類型分類還不夠完善，函數(shù)曲線的收納也只有最基本的幾種，模板程序還有待補充和完善。盡管如此，還是希望本文能夠?qū)ψx者有所幫助，望各位同行批評指正。endprint

【摘要】本文基于宏程序的運用，提出了一種標準化過程用于非圓曲線的數(shù)控車削加工。讀者可通過固定化的格式：曲線函數(shù)分析、加工類型選擇、宏程序模板填空三個步驟，編輯出適應于實際生產(chǎn)加工的函數(shù)曲線加工程序。由于筆者能力有限，該過程并不十分完善，但這一過程體系比較開放，讀者可在其中任何環(huán)節(jié)作補充修改。希望本文的構(gòu)思能得到大家的批評指正，使得該標準化過程在實際生產(chǎn)中得到推廣運用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車削 函數(shù)曲線 標準化過程 宏程序

【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）11-0021-02＼

一、前言

數(shù)控車削加工現(xiàn)在已在生產(chǎn)領(lǐng)域中被廣泛應用，其輪廓控制的加工方式使得曲線輪廓的加工變得簡單而準確。但除圓以外的曲線目前都只能用宏程序來實現(xiàn)，而宏程序的編寫對于普通的操作者來說都比較困難，若沒有一定的編寫經(jīng)驗積累很難寫出合理的宏程序。本文設想提出一種標準化過程，操作者可通過簡單的判斷、選擇和計算，按流程步驟操作，最終就能得到適應于實際生產(chǎn)加工的函數(shù)曲線加工程序。該過程應具有普遍實用性，能夠適應多種函數(shù)曲線以及曲線輪廓在不同象限的情況。下面我將通過標準化過程提出和實例分析兩個部分來講述本文設計內(nèi)容。

二、非圓曲線輪廓數(shù)控車削標準化過程

本文所設計的標準化過程主要分三個部分，分別是標準化流程、常用曲線函數(shù)分析表和宏程序模板。其中標準化流程是主線，具有較好數(shù)學基礎（函數(shù)部分）和宏程序基礎知識的讀者可直接根據(jù)該流程完成加工程序。若讀者數(shù)學基礎較差，則可參照常用函數(shù)分析表完成函數(shù)分析和數(shù)據(jù)采集。最后宏程序模板可以為不懂宏程序的讀者提供方便，讀者只需做好模板中的填空便能完成加工程序。三部分相互關(guān)系如圖一所示。

圖一

（一）非圓曲線的數(shù)控車削標準化流程

如圖二所示，標準化流程分為函數(shù)曲線分析準備和宏程序模板分類兩部分。

函數(shù)曲線分析準備是根據(jù)零件輪廓曲線進行分析，完成作三個方面的準備工作：1、得出曲線方程表達式；2、得出工件原點與函數(shù)原點的坐標差值（注：x方向按半徑差值計算）；3、計算出曲線輪廓起點和終點的函數(shù)坐標。函數(shù)分析需要讀者具有一定的函數(shù)知識基礎，若讀者不了解函數(shù)也可根據(jù)常用曲線函數(shù)分析表對應選擇函數(shù)方程計算出起點和終點坐標，為完成宏程序作好準備。

宏程序模板分類是根據(jù)零件輪廓的加工方式來選擇對應的宏程序模塊。我把零件輪廓的加工方式分為：精車、外圓車削、內(nèi)孔車削、切槽車削和仿形車削五大類，具備宏程序編程基礎的讀者可以直接根據(jù)流程邏輯編輯這五類加工程序。沒有宏程序基礎的讀者也可根據(jù)后面的宏程序模板進行填空似的編程完成加工程序。

（二）常用曲線函數(shù)分析表

為方便分析，我把常用的三類曲線函數(shù)在上、下、左、右四個不同方位時的表達式及其曲線軌跡作了詳細的說明。讀者需要完成的有以下四步：

1、 根據(jù)圖紙信息對照分析表確定曲線類型（橢圓、雙曲線、拋物線）；

2、比較分析表中的函數(shù)圖像和零件輪廓計算函數(shù)原點和零件原點的差值（x方向按半徑計算）；

3、根據(jù)輪廓確定函數(shù)曲線所在的方位（上、下、左、右），對照分析表得出對應的函數(shù)表達式：

4、根據(jù)函數(shù)表達式和圖紙信息計算出輪廓起點和終點函數(shù)坐標值。

（表達式中的a和b參數(shù)可根據(jù)圖紙?zhí)峁┑那€表達式得到）

（三）宏程序模板

宏程序模板分為外圓、內(nèi)孔、切槽、仿形和精車五類，它包含車削加工的大多數(shù)情形。適用于外圓刀、內(nèi)孔刀、切刀和圓弧刀的車削加工。該五類模板車削方式不同，但其結(jié)構(gòu)大致一樣，都由定位起點、設置初始值和循環(huán)主體三部分構(gòu)成。模板中已經(jīng)構(gòu)建了宏程序的框架，讀者只需根據(jù)實際的加工情況和之前作的函數(shù)分析準備把關(guān)鍵參數(shù)填入框架中即可完成加工程序。下面我將詳細介紹模板中需要填入的參數(shù)。

1、定位起點參數(shù)：所有的模板中第一句都是快速定位，其定位要求與G71＼G72＼G73復合循環(huán)指令的定位要求一致，要靠近加工起點但又不能接觸到工件；

2、設置初始值參數(shù)：宏程序以#號加數(shù)字為變量（如：#1、#2），在運用宏程序進行循環(huán)運算前首先要給定一個初始變量。為了方便讀者我在五個模板中都采用了固定的變量對應關(guān)系，如表一所示：

變量 代表對象 獲取參數(shù)方法

#1 X方向函數(shù)坐標 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

#2 Z方向函數(shù)坐標 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

#3 進給速度 根據(jù)需要給定

#4 粗車余量 根據(jù)圖紙尺寸估算

表一

3、循環(huán)主體參數(shù)：進入宏程序循環(huán)后根據(jù)循環(huán)判斷的需要和宏程序計算的需要，還要填入一組關(guān)鍵參數(shù)，如表二所示：

參數(shù) 說明 獲取參數(shù)方法

循環(huán)終點 用于判斷輪廓終點，跳出宏程序 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

函數(shù)原點偏移量 用于補償函數(shù)原點與工件原點的差值 通過圖紙比較得出

毛坯直徑尺寸 用于指定安全退刀位置 根據(jù)毛坯實際情況確定

精加工余量 粗車時留下精車余量 根據(jù)精加工需要指定

曲線函數(shù)表達式 通過標稱才能準確計算出軌跡點的坐標 對照函數(shù)分析表得出

表二

三、小結(jié)

使用宏程序編輯函數(shù)曲線加工的方法有很多，根據(jù)編程者的思維方式不同宏程序的結(jié)構(gòu)也有很多的變化。本文采用的是一種較為簡單直接的方法，模板程序中大量減少了變量的使用，不同的模板都盡量使用相同的結(jié)構(gòu)和統(tǒng)一的變量，程序思路清晰邏輯準確，有利于讀者的理解。但由于能力和時間的關(guān)系，本文所設想的標準化過程還有很多的缺失，車削類型分類還不夠完善，函數(shù)曲線的收納也只有最基本的幾種，模板程序還有待補充和完善。盡管如此，還是希望本文能夠?qū)ψx者有所幫助，望各位同行批評指正。endprint

【摘要】本文基于宏程序的運用，提出了一種標準化過程用于非圓曲線的數(shù)控車削加工。讀者可通過固定化的格式：曲線函數(shù)分析、加工類型選擇、宏程序模板填空三個步驟，編輯出適應于實際生產(chǎn)加工的函數(shù)曲線加工程序。由于筆者能力有限，該過程并不十分完善，但這一過程體系比較開放，讀者可在其中任何環(huán)節(jié)作補充修改。希望本文的構(gòu)思能得到大家的批評指正，使得該標準化過程在實際生產(chǎn)中得到推廣運用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控車削 函數(shù)曲線 標準化過程 宏程序

【中圖分類號】G640 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）11-0021-02＼

一、前言

數(shù)控車削加工現(xiàn)在已在生產(chǎn)領(lǐng)域中被廣泛應用，其輪廓控制的加工方式使得曲線輪廓的加工變得簡單而準確。但除圓以外的曲線目前都只能用宏程序來實現(xiàn)，而宏程序的編寫對于普通的操作者來說都比較困難，若沒有一定的編寫經(jīng)驗積累很難寫出合理的宏程序。本文設想提出一種標準化過程，操作者可通過簡單的判斷、選擇和計算，按流程步驟操作，最終就能得到適應于實際生產(chǎn)加工的函數(shù)曲線加工程序。該過程應具有普遍實用性，能夠適應多種函數(shù)曲線以及曲線輪廓在不同象限的情況。下面我將通過標準化過程提出和實例分析兩個部分來講述本文設計內(nèi)容。

二、非圓曲線輪廓數(shù)控車削標準化過程

本文所設計的標準化過程主要分三個部分，分別是標準化流程、常用曲線函數(shù)分析表和宏程序模板。其中標準化流程是主線，具有較好數(shù)學基礎（函數(shù)部分）和宏程序基礎知識的讀者可直接根據(jù)該流程完成加工程序。若讀者數(shù)學基礎較差，則可參照常用函數(shù)分析表完成函數(shù)分析和數(shù)據(jù)采集。最后宏程序模板可以為不懂宏程序的讀者提供方便，讀者只需做好模板中的填空便能完成加工程序。三部分相互關(guān)系如圖一所示。

圖一

（一）非圓曲線的數(shù)控車削標準化流程

如圖二所示，標準化流程分為函數(shù)曲線分析準備和宏程序模板分類兩部分。

函數(shù)曲線分析準備是根據(jù)零件輪廓曲線進行分析，完成作三個方面的準備工作：1、得出曲線方程表達式；2、得出工件原點與函數(shù)原點的坐標差值（注：x方向按半徑差值計算）；3、計算出曲線輪廓起點和終點的函數(shù)坐標。函數(shù)分析需要讀者具有一定的函數(shù)知識基礎，若讀者不了解函數(shù)也可根據(jù)常用曲線函數(shù)分析表對應選擇函數(shù)方程計算出起點和終點坐標，為完成宏程序作好準備。

宏程序模板分類是根據(jù)零件輪廓的加工方式來選擇對應的宏程序模塊。我把零件輪廓的加工方式分為：精車、外圓車削、內(nèi)孔車削、切槽車削和仿形車削五大類，具備宏程序編程基礎的讀者可以直接根據(jù)流程邏輯編輯這五類加工程序。沒有宏程序基礎的讀者也可根據(jù)后面的宏程序模板進行填空似的編程完成加工程序。

（二）常用曲線函數(shù)分析表

為方便分析，我把常用的三類曲線函數(shù)在上、下、左、右四個不同方位時的表達式及其曲線軌跡作了詳細的說明。讀者需要完成的有以下四步：

1、 根據(jù)圖紙信息對照分析表確定曲線類型（橢圓、雙曲線、拋物線）；

2、比較分析表中的函數(shù)圖像和零件輪廓計算函數(shù)原點和零件原點的差值（x方向按半徑計算）；

3、根據(jù)輪廓確定函數(shù)曲線所在的方位（上、下、左、右），對照分析表得出對應的函數(shù)表達式：

4、根據(jù)函數(shù)表達式和圖紙信息計算出輪廓起點和終點函數(shù)坐標值。

（表達式中的a和b參數(shù)可根據(jù)圖紙?zhí)峁┑那€表達式得到）

（三）宏程序模板

宏程序模板分為外圓、內(nèi)孔、切槽、仿形和精車五類，它包含車削加工的大多數(shù)情形。適用于外圓刀、內(nèi)孔刀、切刀和圓弧刀的車削加工。該五類模板車削方式不同，但其結(jié)構(gòu)大致一樣，都由定位起點、設置初始值和循環(huán)主體三部分構(gòu)成。模板中已經(jīng)構(gòu)建了宏程序的框架，讀者只需根據(jù)實際的加工情況和之前作的函數(shù)分析準備把關(guān)鍵參數(shù)填入框架中即可完成加工程序。下面我將詳細介紹模板中需要填入的參數(shù)。

1、定位起點參數(shù)：所有的模板中第一句都是快速定位，其定位要求與G71＼G72＼G73復合循環(huán)指令的定位要求一致，要靠近加工起點但又不能接觸到工件；

2、設置初始值參數(shù)：宏程序以#號加數(shù)字為變量（如：#1、#2），在運用宏程序進行循環(huán)運算前首先要給定一個初始變量。為了方便讀者我在五個模板中都采用了固定的變量對應關(guān)系，如表一所示：

變量 代表對象 獲取參數(shù)方法

#1 X方向函數(shù)坐標 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

#2 Z方向函數(shù)坐標 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

#3 進給速度 根據(jù)需要給定

#4 粗車余量 根據(jù)圖紙尺寸估算

表一

3、循環(huán)主體參數(shù)：進入宏程序循環(huán)后根據(jù)循環(huán)判斷的需要和宏程序計算的需要，還要填入一組關(guān)鍵參數(shù)，如表二所示：

參數(shù) 說明 獲取參數(shù)方法

循環(huán)終點 用于判斷輪廓終點，跳出宏程序 根據(jù)圖紙尺寸直接推算出或通過函數(shù)表達式計算得出

函數(shù)原點偏移量 用于補償函數(shù)原點與工件原點的差值 通過圖紙比較得出

毛坯直徑尺寸 用于指定安全退刀位置 根據(jù)毛坯實際情況確定

精加工余量 粗車時留下精車余量 根據(jù)精加工需要指定

曲線函數(shù)表達式 通過標稱才能準確計算出軌跡點的坐標 對照函數(shù)分析表得出

表二

三、小結(jié)

使用宏程序編輯函數(shù)曲線加工的方法有很多，根據(jù)編程者的思維方式不同宏程序的結(jié)構(gòu)也有很多的變化。本文采用的是一種較為簡單直接的方法，模板程序中大量減少了變量的使用，不同的模板都盡量使用相同的結(jié)構(gòu)和統(tǒng)一的變量，程序思路清晰邏輯準確，有利于讀者的理解。但由于能力和時間的關(guān)系，本文所設想的標準化過程還有很多的缺失，車削類型分類還不夠完善，函數(shù)曲線的收納也只有最基本的幾種，模板程序還有待補充和完善。盡管如此，還是希望本文能夠?qū)ψx者有所幫助，望各位同行批評指正。endprint