数控铣实训中宏程序的应用

摘 要：宏程序是手工编程的高级形式,是数控铣高级工、数控类技能大赛等项目中必须掌握的知识点及考点,为使学生能掌握并灵活运用,作者结合多年的教学经验,以加工球面零件为例介绍宏程序的编程方法.

关 键 词：宏程序球面加工变量数控铣削

高职院校学生在数控高级工考级、数控类技能大赛等项目中,经常涉及二次曲线轮廓的加工,常用的加工指令已难以完成曲面加工,必须采用宏程序编程.为了使学生更容易理解宏程序并能灵活运用,下面以华中数控世纪星HNC-22M型系统的数控铣床为例,介绍宏程序在数控铣床中加工球面零件的方法.

一、宏程序

用变量的方式进行数控编程的方法称数控宏程序编程,其特点：可以给宏程序中使用的变量赋值,变量之间可以进行算术运算、逻辑运算和函数混合运算.优点：宏程序具有一定的逻辑判断能力,能根据条件选择性的执行某些部分,能极大简化编程,精简程序.

二、实例分析

例：需要加工一个半径R为30的半球面,毛坯是?覬35的圆柱体,材质是铝件.

1.建立数学模型

根据已知条件建立数学模型如上图,以圆球的顶面为Z向的零平面,建立编程坐标系.

2.球面加工进给路线

粗加工采用?覬10的键铣刀或立铣刀,采用自上而下的等高线方式逐层铣削,每层使用一系列水平面截球面的同心圆来完成走刀,并且由外到内多次完成铣削（当去除部分宽度大于刀具直径时）.精加工采用?覬10的球铣刀,采用自下而上的等角度水平环绕方式加工.

3.编程思路

图中的阴影部分是粗加工时需要去除的部分,自上而下加工时,去除的宽度逐渐减小,当上部的余量大于刀具直径时,则需要至外而内以同心圆的方式多次走刀完成,通过设置变量走刀次数用循环语句方式编程,当该余量小于刀具直径时,则一次完成切削.完成这一层切削后,抬刀3mm,快速返回准备加工位置,再下降一个背吃刀量递增量,重新计算相关值,完成此层的加工,直到最后整个半球的粗加工.

4.粗加工程序

O2233

%2233

G54G90G00Z100

M03S800

X0Y0

Z30

#1等于r刀具半径

#2等于R球半径

#3等于M背吃刀量

#4等于K深度递增量

#6等于0.8*#1每层切削时的行间距

#9等于0背吃刀量计数器赋值初始值0

#8等于FIX[#2/#4]计算深度切削次数

WHILE[#9LE#8]计数器值不大于#8

G00X[#2+#1+2]Y0快速移动至毛坯外侧

Z5快速下降到毛坏顶面5mm处

G01Z-#3F200

#3等于#4*[#9+1]每次背吃刀量的深度值

#5等于SQRT[#2*#2-[#2-#3]*[#2-#3]]

任意深度对应的平面圆半径

#10等于#2-#5铣削任意高度上水平去

除的余量

#11等于FIX[#10/#6]每层水平铣削次数

WHILE#11GE0

#12等于#5+#11*#6+#1

刀具在水平方向上移动的第一次

走刀X坐标值

G01X#12Y0F200

G02I-#12顺时针整圆铣削

#11等于#11-1每层走刀圈数依次

递减至零

ENDW

G00Z[#3+3]抬刀到高出球表3mm处

X[#2+#1+2]Y0返回准备点

#9等于#9+1背吃刀量计数器累加1

ENDW

G00Z50

M30

5.精加工程序

#1等于r刀具半径

#2等于R球面圆弧半径

#3等于θ等于（90°～0°）设定初始值为90°

#4等于X等于（#1+#2）SIN#3刀具球心的模向坐标

#5等于Z等于（#1+#2）-（#1+#2）COS#3等于（#1+#2）*（1-COS#3）刀具球心Z坐标

O2244

%2244

G54G90G00Z100

M03S1000

X0Y0

Z5

#3等于90加工走刀路线从下而上

WHILE#3GE0

#4等于（#1+#2）SIN#3

铣削时任意高度铣刀球心的X坐标

#5等于（#1+#2）*（1-COS#3）

铣削时任意高度铣刀球心的Z坐标

G01X#4Y0F200走刀至进刀点

Z-#5F150石

G02I-#4顺时针整圆铣削

#3等于#3-1自变量角度依次递减1

ENDW

G00Z100

M30

三、结语

1.上述加工半球的实例表明,只要适当改变变量的值,球面的任一部分都可以采用此方法编程加工.

2.在练习过程中,重点要让学生要学会建立数学模型,选择合适的自变量,理清编程思路,清晰加工的进给路线.

3.掌握此方法后,在加工凹球面、孔口倒圆角等零件时都可以灵活运用此方法,举一反三.