宏程序在異形螺紋加工中的應用

李金松?趙秀芹

摘 要：異形螺紋的加工形式各種各樣，而對于復雜的異形螺紋零件，采用一般的循環指令和軟件編程是不能滿足其加工要求的。由于參數化編程功能強大、效率高且不易出錯，因此應用宏程序編程加工復雜的異形螺紋零件就可以很容易地解決問題。但由于宏程序有很強的邏輯性，因此要求編程者具有良好的基本功和邏輯關系能力。為此，本文探討運用宏程序編程加工復雜異形螺紋零件，使編程更加簡潔，得心應手，同時又能提高生產效率。

關鍵詞：用戶宏程序 異形螺紋 零件 編程加工

隨著職業技能競賽活動的深入開展，學生遇到數控加工的題目越來越復雜，為此學生除了熟練使用軟件編程外，掌握宏程序的編程也至關重要。在異形螺紋的加工中，從普通的梯形螺紋到曲面上的異形螺紋，宏程序的應用范圍越來越廣泛，這些都要求學生必須要熟練使用宏程序，充分理解其邏輯關系和編程原理，以便應對形式多樣的異形螺紋加工。

一、宏程序的概念

在數控機床編程指令中，有一種功能非常強大，同時掌握起來又比較困難的編程指令，它是用戶宏程序指令。用戶宏程序是以一組子程序的形式存儲并帶有變量的程序。

宏程序與普通程序相比較，普通程序字為常量，一個程序只能描述一個幾何形狀，所以其缺乏靈活性和實用性。用戶宏程序可以使用變量進行編程，還可以對這些變量進行賦值、運算和邏輯運算以及條件轉移的處理，并能夠根據條件選擇性地執行某些部分段程序。通過宏程序除了能執行一些有規律變化的動作外，還能編制異形螺紋加工程序，使編程能夠更加靈活方便。由于用戶宏程序具有這些特點，所以其在使用和教學中就成為一個重點。同樣如果我們能夠正確地運用宏程序，使用起來便會得心應手，從而使編程更加簡潔，同時又能提高生產效率。

二、宏程序編程加工異形螺紋零件實例分析

1.在橢圓上車圓弧螺紋

圖1為2011年江蘇省數控技能大賽高職組題目之一，分析圖樣可以看出，該零件的難點就是在橢圓上加工圓弧螺紋。從圖中可以看出，該異形螺紋截面形狀為R2.5mm圓弧，沿著長半軸為43mm，短半軸為19mm的橢圓上加工，且通過放大圖可以看出，該螺紋深度為1mm，較淺。

工藝分析如下。

（1）該螺紋可以使用R2.5mm的圓弧刀加工。

（2）由于使用的是圓弧刀加工，且F=6mm，走刀量大，所以切削深度不能過大，一般不超過0.2mm。

（3）在橢圓面上加工螺紋不能使用G92指令，只能使用G32指令，且依靠軟件編程不易加工，必須使用宏程序編程加工。

（4）以下程序不能調整螺紋深度，需要通過手動修改x向刀補值逐步進刀。

（5）橢圓的標準方程為：（Z?/a?）+（X?/b?）=1

2.在圓柱面上車橢圓螺紋

圖2為圓柱面車橢圓螺紋，分析圖樣可以看出，該圖難點就是在圓柱面上加工橢圓的異形螺紋，橢圓的長半軸為4mm，短半軸為3mm。從圖中可以看出，該異形螺紋截面形狀為橢圓，且通過圖中尺寸可以看出，該螺紋深度較淺。

工藝分析：

（1）該螺紋可以使用35°尖刀加工。

（2）由于使用的是尖刀加工，況且螺紋深度較淺，所以可以直接完成切削深度加工。

（3）在圓柱面上加工螺紋可以使用G92指令，但軟件編程不易加工，因此必須使用宏程序編程加工。

橢圓方程：（Z?/4?）+（X?/3?）=1

在目前的數控加工技能競賽中，軟件的使用已經普及，有些比賽選手不論零件形狀如何、加工難易如何都習慣使用軟件編程加工。由于軟件生成的程序是按點來計算的，通常程序比較大，又因機床系統內部存儲空間有限，因此有限程序不得不在線DNC加工。而主流系統所支持的比特率最大為19200bit/s，即便如此，當計算精度高、進給速度大時，程序的傳輸率就跟不上機床加工的步驟，從而引起進給出現斷續、延遲現象。由于宏程序的程序段較少，邏輯關系較強，占用機床內存較少，適合零件種類頻繁變換的程序編制，又由于其有很好的通用性，在零件形狀相似的情況下，還可以通過修改其中的部分參數以滿足不同零件的加工，因此不僅縮短了輔助準備時間，提高了生產效率，而且還不易出錯。

三、小結

在編制宏程序時，由于其邏輯關系復雜，程序的跳轉和變量較多，所以學生必須要保證頭腦清醒，思路清晰。對變量的使用和設置要合理，要盡量少設置變量，用盡量少的跳轉指令來滿足零件的加工，并且要避免程序的輸入錯誤。

（作者單位：李金松，江蘇省鹽南中等專業學校；

趙秀芹，泰州機電高等職業技術學校）