數控銑削編程中宏程序的應用

◆劉增華 古英

作者：劉增華，四川航天職業技術學院副教授，研究方向為機械加工技術；古英，四川航天職業技術學院高級工程師，研究方向為數控加工（610100）。

1 引言

在數控編程中，宏程序編程靈活、高效、快捷，是加工編程的重要補充。CAD/CAM 軟件能完成的任務，宏程序基本也能完成。應用時可以使用變量進行算術運算、邏輯運算和函數的混合運算，把零件信息、加工參數乃至循環語句、分支語句和子程序等輸入到相應模塊的調用語句中，編制各種復雜的零件加工程序，使編程人員從繁瑣的、大量重復性編程工作中解脫出來，達到一勞永逸的效果。

2 宏程序在實際生產中的應用

在工藝分析時，首先要明確被加工零件的材料、結構特點、尺寸參數、主要加工表面及加工精度和表面粗糙度，根據這些信息確定加工方法和加工方式，然后擬定零件加工的工藝步驟即工藝路線，最后確定走刀路線及對刀點、起刀點的位置并設計切入、切出方式。對于手工編程者來說，如果能夠恰當地使用宏程序，會給編程帶來很大的方便。下面用三個非常簡單的例子來說明。

鍵槽與外形銑削圖1 是在板料中間加工一個鍵槽和外形，這里為了說明程序，假設用直徑5 mm 的立銑刀直接加工鍵槽；用直徑10 mm 的立銑刀加工外輪廓，調用刀具半徑補償D01=5。為編程方便，設工件坐標系原點定在工件上表面中心，則程序編制如表1所示。

平面銑削中的環切法如圖2、圖3所示，用φ10 銑刀銑平面100×100，用環切矩形法和環切環形法加工，宏程序編程如表2所示。

表2

兩用凸輪槽的加工圖4所示凸輪零件按單件生產安排其數銑工藝，編寫橢圓面及中間環形槽的數控銑削程序。毛坯尺寸120±0.027×135±0.023×28；零件材料為45 鋼，表面粗糙度為Ra3.2。

1）工藝分析。零件為橢圓形外輪廓，表面有圓弧與圓弧光滑連接不規則的環形槽，中間為一個通孔；此零件的各尺寸、形狀位置、表面粗糙度值及精度要求都較高，粗加工后需進行精加工。

由于毛坯為規則的長方體零件，因此可以選擇機用虎鉗作為零件加工定位夾具。用虎鉗裝夾工件時，零件頂面應高出鉗口22 mm 左右，并校正固定鉗口的平行度以及工件上表面的平行度，確保精度要求。

先進行正面及橢圓輪廓的加工，再進行孔加工及環形槽加工；正面加工好后，將工件反轉安裝，再對反面表面和孔口倒角加工。下面只對橢圓輪廓、環形槽精加工進行工藝分析。

選擇φ20 三齒的高速鋼立銑刀作為橢圓輪廓最終尺寸的精加工刀具，選擇φ8 三齒的高速鋼立銑刀完成環形槽內外側輪廓精加工。

橢圓輪廓加工，采用順銑的方式銑削，建立刀具半徑補償時，通過輪廓的延長線切入、切出；環形槽的加工，在點（0，40）處垂直進刀到切削深度，由刀具半徑補償分別對內外側輪廓精加工。

考慮零件尺寸精度要求較高，半精加工后要仔細檢測尺寸、如精加工后尺寸還不符合，余量不大，這時可再空走一刀；余量較大，則再通過改變刀具半徑值后走一刀，直到輪廓尺寸符合圖樣要求。

2）程序編制。為坐標計算方便，零件的工件坐標系零點設在工件中心上表面處。用宏變量對橢圓長軸值、橢圓短軸值、下刀深度等數據進行賦值，以提高程序的通用性。橢圓輪廓及環形槽精加工程序見表3 和表4。

3 結束語

宏程序的最大特點就是將有規律的形狀或尺寸用最短的程序段表示出來，具有易讀性和易修改性，熟練地掌握宏程序，才能使一個程序更加合理完善。在實際工作中，宏程序有著廣泛的應用空間，能夠方便數控機床操作者編程，鍛煉其編程能力，而且能更深入地理解自動編程。宏程序屬于手工編程，而手工編程是自動編程的基礎，因此，在任何情況下手工編程都是必須掌握的。

表3 橢圓輪廓精加工程序

表4 環形槽精加工程序

在批量生產時應首選用宏程序編程，以提高生產效率，不要一味地依賴CAD/CAM 軟件。隨著數控系統的發展，二次開發功能將不斷得到加強和完善，宏程序功能也定會得到加強。

[1]北京發那克機電有限公司.BEIJING-FANUC 0i 操作編程說明書[M].北京:2000.