宏程序在加工異型結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

謝 洪

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545007）

宏程序在加工異型結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

謝 洪

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545007）

宏編程技術(shù)在異型結(jié)構(gòu)的加工中具有特別的優(yōu)勢，例如對(duì)上方下圓漏斗型腔的加工。只要能夠用數(shù)學(xué)表達(dá)式準(zhǔn)確表達(dá)出結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，利用宏編程的變量設(shè)置和相關(guān)的控制方法，就可編制出加工程序，不但程序短小精悍，而且非常適合系列產(chǎn)品的加工。

宏程序；異型結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

如圖1所示上方下圓形漏斗型腔是某機(jī)械產(chǎn)品的典型異型結(jié)構(gòu)，無法用普通編程進(jìn)行數(shù)控加工，若使用CAM軟件編程，則CAM生成的程序段非常多，對(duì)類似的形狀輪廓加工不能通用。若編制宏程序來實(shí)現(xiàn)零件的粗、精加工，不但程序段少，而且只要改變輪廓的基本參數(shù)，不需改變程序本身，就可以實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格的系列產(chǎn)品加工，大量節(jié)省編程的時(shí)間，提高加工效率。

圖1 上方下圓漏斗型腔結(jié)構(gòu)

1 零件結(jié)構(gòu)特征分析

該結(jié)構(gòu)是上方下圓的漏斗型腔，是一種異型結(jié)構(gòu)，其水平截面形狀是逐步由矩形變?yōu)閳A形。從上方的矩形到下方的圓形，型腔的邊長隨著截面層位置降低而逐漸減小，而型腔的圓角半徑R卻隨著截面層位置降低而逐漸增大，直至等于底圓半徑。

加工空間三維曲面通常有等高切削法、放射切削法和往復(fù)切削法等，本文僅以等高切削法進(jìn)行編程和加工來討論。等高切削就是刀具按照一個(gè)固定的高度，由淺入深地切削工件，最后形成一系列階梯結(jié)構(gòu)面的切削方式。為便于編程，把型腔按深度劃分為n層，則型腔輪廓的特征尺寸更新規(guī)律如下：分層總數(shù)n=型腔深度/層深邊長遞變值=（邊長－底圓直徑）/分層總數(shù)n圓角半徑遞變值=（底圓半徑－初始圓角半徑）/分層總數(shù)n邊長=起始邊長-層計(jì)數(shù)值×邊長遞變值圓角半徑R=起始圓角半徑+層計(jì)數(shù)值×圓角半徑遞變值。

2 工藝方案及刀具選擇

2.1 工序及刀具選擇

該零件毛坯為鑄件，中間型腔已留有通孔，在這里只討論型腔在數(shù)控銑床上的粗加工和精加工。

為盡快去除毛坯的余量，粗加工采用硬質(zhì)合金平底立銑刀加工，并采用硬質(zhì)合金球頭立銑刀加工來進(jìn)行精加工，以保證零件加工的精度和表面質(zhì)量。其工序安排如表1所示。

表1 工序卡安排

2.2 走刀路線設(shè)計(jì)

以圖1所示結(jié)構(gòu)為例，以漏斗型腔的上表面中心的頂點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系XOY，粗、精加工均采用刀心編程。走刀路線如下：

在粗加工時(shí)，采取自上而下等高分層切削，單邊留0.5mm精加工余量。每層從中心（x0，y0）下刀，向X軸正方向進(jìn)刀，每進(jìn)一刀走一個(gè)矩形輪廓，直至走完最外圈后提刀返回中心（x0，y0），其層切削的走刀路線如圖2所示，每層切削行距取刀具直徑的0.85倍。一層加工結(jié)束后，切深至下一層，繼續(xù)上面的層加工循環(huán)，直至最后一層把整個(gè)型腔面加工完畢，粗加工切深路線見圖3所示。精加工時(shí)也取自上而下分層切削，但其切深進(jìn)刀是在XZ平面上以直線插補(bǔ)方式逼近輪廓線，其下刀路線見圖4所示。

圖2 層切削走刀路線

圖3 粗加工下刀路線

圖4 精加工下刀路線

3 宏編程

3.1 粗加工

以FANUCOi系統(tǒng)為例，粗加工程序如下：

3.2 精加工

以球刀頂點(diǎn)為刀位點(diǎn)，采用自上而下的加工順序。精加工程序如下：

4 結(jié)束語

從上述實(shí)例可以看出，利用宏編程技術(shù)可以方便地編制異型結(jié)構(gòu)的加工程序，而且程序簡潔通用性好，對(duì)于形狀相同規(guī)格不同系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，只要在調(diào)用宏程序時(shí)賦予不同的參數(shù)初值即可。但在編制宏程序時(shí)，找出加工對(duì)象的變化規(guī)律，并設(shè)置合適的變量是個(gè)難點(diǎn)，是考量一個(gè)技術(shù)人員素質(zhì)的關(guān)鍵，所以一定要仔細(xì)分析辨別引起坐標(biāo)值按一定規(guī)律變化的參數(shù)，從而進(jìn)行變量設(shè)置。

[1]陳海舟.數(shù)控銑削加工宏程序及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[2]劉振超.在數(shù)控銑床上加工拋物線回轉(zhuǎn)漏斗腔[J].機(jī)械工程師，2013(6)：104-105.

[3]胡江平，王恒水.在數(shù)控銑床上用端銑刀加工半球型腔的方法[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2011（11）：62.

App lication ofMacro Program in NC Machining of SpecialStructure

XIEHong
（Liuzhou railway Vocational&TechnicalCollege，Liuzhou Guangxi545007，China）

Themacro programming technology has particular advantages in processing shaped structure,such as the funnel type cavity round above processing.As long as we can use mathematical expressions accurately express the change law of structure,using the macro programming setting variables and related control method,can produce processing program.Notonly the dapper procedures,processing and is very suitable for series products.

macro program；irregular structure；application

TG659

B

1672-545X（2014）04-0093-03

2014-01-06

謝 洪（1967—），男，廣西平南人，副教授，研究方向?yàn)閿?shù)控技術(shù)應(yīng)用。