宏程序在錐度配合件加工中的應用

葉選林

（云南廣播電視大學機械電子工程學院 云南 昆明 650223）

0 概述

錐軸套配合件為典型的軸類零件，零件形狀軌跡雖然并不復雜但是為了保證相互配合，必須有嚴格的尺寸要求，所以加工難度大。本著手工編程的角度，對零件進行具體的工藝分析，并進行工藝處理，并力求做到加工精度高，工藝過程簡單的效果。

1 宏程序的概念

簡單的說，宏程序就是帶有變量的子程序，宏程序編制方法就是利用變量編程的方法。用戶利用數控系統提供的變量、數學運算功能、邏輯判斷功能、程序循環等功能,來實現一些特殊的用法[1]。在橢圓、雙曲線等復雜零件的編程中，應用宏指令可以少和免除手工編程時進行繁瑣的數值計算，因此，“宏程序的應用”在數控機床手工編程技術中，占據重要的地位。

2 宏程序的優點[2]

2.1 長遠性

通用的循環指令有時對工廠實際生產中某一類特點的加工零件并不一定能滿足加工要求，那么我們可以根據零件的具體特點，量身定制出適合這類零件特征的專用宏程序，并固化在數控系統中。

2.2 多功能性

同一類相同特征不同尺寸的零件，給定不同參數，使用同一個宏程序就可以加工，編程得到大幅度簡化；對于橢圓、雙曲線、拋物線、螺旋形、正（余）弦曲線等可以用數學公式描述的非圓曲線的擬合處理加工。

2.3 簡練性與智能性

宏程序是程序編制的高級階段，程序編制的質量與編程人員的素質息息相關。

3 錐度配合件加工實例

圖1所示為能實現配合的2個工件，材料為45鋼，編制車削2個工件的宏程序。

3.1 工藝分析和加工路線

3.1.1 確定件1毛坯尺寸為φ50mm×150mm，其中φ50外圓尺寸已經加工；件2毛坯尺寸為φ40mm×90mm，其中φ40外圓尺寸已經工。

圖1 錐度配合件的主要尺寸和三維造型圖

3.1.2 裝夾方式：普通自定心卡盤；刀具：90°外圓精車刀（1號刀）；切槽刀（刀寬 3mm，2號刀），φ10mm 鉆頭（3號刀）；不通孔鏜孔刀（4號刀），中心鉆（5 號刀）；量具：0～150mm 的游標卡尺，專用塞規，內徑百分表，深度尺。

3.1.3 制定件1和件2的車削工序,對工件1來說，首先在數控車床上，用90°外圓精車刀（1號刀）車端面、外圓及錐面，然后在數控車床上，用（刀寬3mm，2號刀）切槽。對工件2來說，首先在數控車床上，用中心鉆（5號刀）來鉆孔，然后用φ10mm鉆頭（3號刀）來擴孔，最后用不通孔鏜孔刀（4號刀）來鏜孔加工。

3.2 編程思路和刀具路徑規劃

3.2.1 由于是配合件的加工，一般應先加工軸類零件，后加工孔類零件，用軸來配合孔，實際加工中要注意配合公差大小。

3.2.2 件1的加工思路：先加工外圓，再切槽加工。刀具軌跡為：如果直徑小于要加工零件的直徑，采用走臺階的方式去除大量余量，最后走精加工輪廓，完成零件的加工。最后切斷保證總長，掉頭加工端面。

3.2.3 件2的加工思路和件1大致相同，只是退刀方向相反。鉆孔思路為每鉆深2mm，則向后退刀1mm，這樣有利于斷屑。最后切斷保證總長，掉頭加工端面。

3.3 數控程序及解釋

由于本例是兩個零件的加工，所以程序較長，在這里就不全部列舉出來了，只是把兩個工件的加工程序一部分進行解釋。工件1錐度程序為：

……

#100=25; （毛坯余量半徑值）

#102=1; （背吃刀量半徑值）

#105=0; （判斷變量）

#106=0； （判斷變量）

#107=0； （判斷變量）

#109=0； （判斷變量）

#110=1； （精加工余量）

#111=0； （判斷變量）

#112=1／4； （斜率，基于直線方程斜率計算公式）

N10#100=#100－#102； （每次車削X向到達的位置）

G01 X[2*#100+#100]; （進刀）

IF[#107 GT 0.5]GOTO30; （條件判斷,如果#107大于0.5，則跳轉到N30）

IF[#106 GT 0.5]GOTO30; （條件判斷,如果#106大于0.5，則跳轉到N30）

N30#110=[5-#100]／#112; (計算錐度中X對應的Z值)

IF[#107 GT 0.5]GOTO40; （條件判斷,如果#107大于0.5，則跳轉到N40）

G01 Z[-#101]; (車削錐度，去余量)

……

IF[#100 GT 10]GOTO10; （條件判斷,如果#100大于10，則跳轉到N10）

#102=-01； （#102重新賦值）

#107=#107+1; （#107號變量自加）

#110=#110-1； （精車余量減掉）

N40 G01 X[2*#100+#110]Z[#101]; （車削錐度）

IF[#100 LT 14.9]GOTO10; （條件判斷,如果#100小于14.9，則跳轉到 N10）

#109=#109+1； （#109號變量自加）

IF[#109 GT 0.5]GOTO10; （條件判斷,如果#109大于0.5，則跳轉到 N10）

N60#111=#111+1; （#111號變量自加）

#100=20; (#100重新賦值)

IF[#111 GT 0.5]GOTO10; （條件判斷，如果#111大于0.5，則跳轉到N10）

……

工件2的鏜孔的程序

……

#100=5; （孔的底徑值）

#101=1; （背吃刀量半徑值）

#104=1; （精車余量）

#105=0; （判斷變量）

#106=0; （判斷變量）

#107=0; （判斷變量）

#112=1／4; （計算斜率，基于直線方程的斜率計算公式）

N10#100=#100+#101； （每次X向到達的位置）

G01 X[2*#100+#104]; (進刀)

IF[#107 GT 0.5]GOTO20; （條件判斷,如果 #107大于0.5，則跳轉到N20）

IF[#105 GT 0.5]GOTO20; （條件判斷,如果#105大于0.5，則跳轉到N20）

G01 Z-90 F0.12; (車削)

……

IF[#100 LT 10]GOTO10; （條件判斷,如果#100小于10，則跳轉到N10）

#105=#105+1; （變量#105自加）

N20#103=#112*[15-#100]; (計算直線方程X對應的Z值)

IF[#107 GT 0.5]GOTO60; （條件判斷,如果 #107大于0.5，則跳轉到N60）

G01 Z[#103]; (車削)

……

IF[#100 LT 15]GOTO10; （條件判斷,如果 #100小于15，則跳轉到N10）

N50#101=0; （#101重新賦值）

#104=#104-1; （精車余量自減）

#107=#107+1； （變量#107自加）

IF[#107 GT 0.5]GOTO10; （條件判斷,如果 #107大于0.5，則跳轉到N10）

N60 G01 X[2*#100]Z[#103]F0.1; （車削錐度，精加工）

#101=-0.1;

IF[#100 GT 10]GOTO10; （條件判斷,如果#107大于10，則跳轉到N10）

……

4 結論

通過以上對宏程序的介紹及宏程序在配合件加工中的應用，我們可以明確的看到宏程序在手工編程中的重要性，它具有適應范圍廣、操作方便、靈活等特點，在工件多型面加工時，首先要結合工序的先后順序來決定相應單個型面加工的順序，根據需要選擇變量類型和數量，而配合件加工時一般先加工軸類工件，再加工孔套類工件，一般選取配合尺寸作為變量，以便于調整后來控制公差大小。宏程序和計算機編程是以后數控加工必不可少的編程方法，而且它可以使程序簡單、易懂、短小，具有比較高的實用價值,因此在實踐中可以推廣使用[3]。

［1］張在平，佘抒萌.數控銑削編程中宏程序的應用[J].科技資訊，2010，12.

［2］杜軍，主編.輕松掌握FANUC宏程序：編程技巧與實例精講[M].化學工業出版社，2011，3.

［3］吳勝強.宏程序在非圓曲線輪廓加工中的應用[J].機床與液壓，2009，4.