宏程序在車銑復(fù)合中的應(yīng)用

曹巨江 賈紅濤

摘 要：車銑復(fù)合通過一次裝夾基本可以完成所有的車削、洗削工作，大大提高零件的加工效率和加工精度，但是車銑復(fù)合機(jī)床的程序編制復(fù)雜。宏程序的使用是車銑復(fù)合復(fù)雜結(jié)構(gòu)編程中的必要環(huán)節(jié)，合理的宏程序可以有效保證程序的正確性。

關(guān)鍵詞：車銑復(fù)合；宏程序；加工效率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.142

1 前言

隨著我國航空業(yè)的快速發(fā)展，航空產(chǎn)品成為制造業(yè)的重要組成部分。航空產(chǎn)品由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高，加工難度都比較大。為了保證零件的加工精度（尤其是位置精度），通常需要做很多的高精度的工裝夾具，這在增加了生產(chǎn)成本的同時(shí)，不僅降低了生產(chǎn)效率，還降低了加工精度。利用車銑復(fù)合機(jī)床，通過一次定位完成絕大部分車削、銑削工作，不僅大大提高了加工效率、加工精度不斷提升，而且?guī)缀鯚o需專用夾具。但是車銑復(fù)合相對(duì)于五軸加工中心編程難度更大，對(duì)編程人員的技術(shù)水平要求更高。

2 提出問題

以加工轉(zhuǎn)子為例：某產(chǎn)品轉(zhuǎn)子該零件的加工按照傳統(tǒng)的工藝方法需分別加工兩端的大小外圓后，用專用夾具加工V型槽，并且由于有7個(gè)型槽，需要裝夾7次，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。V型槽的加工需要定制昂貴成型刀（進(jìn)口合金刀），刀具成本高，且加工效率低。所以，如何可靠保證加工精度的情況下，提高該零件的加工效率，在實(shí)際生產(chǎn)中有重大意義。車銑復(fù)合機(jī)床可以有效地提高該零件的加工效率，但是程序的編制比較復(fù)雜，如何編制最優(yōu)的程序是解決該問題的關(guān)鍵。

該轉(zhuǎn)子加工效率低的原因主要在于工序多、裝夾次數(shù)多、加工V型槽的效率低。加工效率的提高。加工效率的提高可以通過縮短非加工時(shí)間，如裝夾、找正、換刀、工序間等待；縮短加工時(shí)間如優(yōu)化程序。歸根結(jié)底是程序的編制。難點(diǎn)在于V型槽的加工，需要找出V型槽的參數(shù)關(guān)系，并用機(jī)床程序語言表達(dá)出來。

3 解決問題

對(duì)V型槽的加工方法進(jìn)行說明：

3.1 找到相應(yīng)幾何參數(shù)以及相應(yīng)函數(shù)變量的變化規(guī)律

現(xiàn)將槽分解為3個(gè)運(yùn)動(dòng)：（1）沿Z軸的直線、圓弧運(yùn)動(dòng)。（2）沿X軸的深度分層（直線運(yùn)動(dòng)）。（3）沿Y軸的單層洗削（直線運(yùn)動(dòng)）。

綜合分析，第（2）運(yùn)動(dòng)中X方向的深度是3個(gè)運(yùn)動(dòng)變化的根本，其他兩個(gè)運(yùn)動(dòng)均受此影響而動(dòng)。現(xiàn)定義X深度變量為R2（以下涉及變量的解釋見程序），在第（1）運(yùn)動(dòng)中，直線部分與X （R2）相同，圓弧部分終點(diǎn)及半徑位置受X（R2）影響，變化規(guī)律為：半徑：R10=R12-R2， 終點(diǎn)：R8=R10*SIN（R9），在第（3）運(yùn)動(dòng)中，根據(jù)X（R2）及90度槽，確定關(guān)系如下： Y向起點(diǎn)： R5=R2*TAN（R1）-R3/COS（R1） ，Y向終點(diǎn)：R6=-R5。

3.2 宏程序的應(yīng)用

一般的編程方式不能有效地表達(dá)該加工關(guān)系，這里需要用到宏程序編程。宏程序可以相對(duì)簡(jiǎn)潔的表達(dá)相對(duì)復(fù)雜的邏輯關(guān)系。程序如下：

DIAMOF； 打開半徑編程 TRANS X74.6 Z444.5； 坐標(biāo)系平移到V型槽圓心

G0 X10 Y0 Z30； AROT Y6； 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)6度

G0 X0 Z30； MARK1： 程序段標(biāo)記 M10

（宏程序開始）：

R1=45； V型槽角度賦值 R3=3； 刀具半徑賦值

R2=13； X起點(diǎn) R9=33； 圓弧夾角

R4=R3/SIN（R1）； X方向余量 R12=40； V型槽圓弧半徑

R13=30； Z向快速點(diǎn)定位 G0 Z=R13；

NN1：IF R2<=R4 GOTOF NN4； 判斷X向最終下刀點(diǎn)

R5=R2*TAN（R1） -R3/COS（R1）； Y向起點(diǎn) R6=-R5 Y向終點(diǎn)

NN2：G0 Y=R6； X=R2-R12； R10=R12-R2； 每層圓弧半徑

R8=R10*SIN（R9）； Z向終點(diǎn)坐標(biāo)值 R11=R10*COS（R9）； X向終點(diǎn)坐標(biāo)值

G1 Z0； G2 Z=-R8 X=-R11 CR=R10； G1 X-20； G0 Z=R13；

IF R6=R5 GOTOF NN3； R6=R6+3；

IF R6>R5 GOTOF NN3； GOTOB NN2；

NN5：R6=R5； GOTOB NN2； NN3：R2=R2-0.2； GOTOB NN1；

NN4：G0 X0；

Z30；（宏程序結(jié)束）

M11； C=IC（306/7）； 角度增量

Mark2：

REPEAT MARK1 MARK2 P6； 重復(fù)執(zhí)行標(biāo)記中的程序6次

TCARR=0； CUT2D； ROT； TRANS；

DIAMON； FREI1； M17；

4 實(shí)施效果

通過宏程序順利完成了該轉(zhuǎn)子車銑復(fù)合中的加工，加工效率提高3倍以上，可靠保證了加工精度，省去了專用夾具，降低了生產(chǎn)成本。宏程序的研究與應(yīng)用，增強(qiáng)了車間加工能力的同時(shí)，也能提高自己的技能水平。轉(zhuǎn)子零件的順利加工為加工其他類似零件起到了良好的引導(dǎo)作用。

5 結(jié)束語

在車銑復(fù)合機(jī)床上使用宏程序編程，不僅完成了產(chǎn)品的工藝改進(jìn)，提高了生產(chǎn)效率，也增強(qiáng)了機(jī)床的加工適應(yīng)范圍，開拓了加工思路。例如椎體、球體、規(guī)律曲面車銑加工。因此我們必須不斷改革、探索創(chuàng)新，才能與時(shí)俱進(jìn)，跟上我國制造業(yè)的發(fā)展步伐。

參考文獻(xiàn)：

[1]任雨田等.機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)[M].北京理工大學(xué)出版社，2016

（09）.

[2]林奕紅.數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012（06）.