數控銑削加工中任意內外輪廓圓角曲面在宏程序中的應用

李耀炳

（江門市新會高級技工學校，廣東　江門　529100）

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數控銑削加工中任意內外輪廓圓角曲面在宏程序中的應用

李耀炳

（江門市新會高級技工學校，廣東江門529100）

摘要：本文以FANUC 0i Mate-MB系統為例，對帶有旋轉角度的任意內外圓角曲面進行宏程序參數化編程，實現參數化編程應用靈活，使用范圍廣。

關鍵詞：宏程序；參數化編程；任意內外輪廓；圓角曲面

1　宏程序參數化編程編制規則復雜幾何曲面的優勢

帶有旋轉角度的任意內外輪廓圓角曲面是構成這些規則復雜幾何曲面的主體和典范，此程序不需要改動程序主體，只需在變量中設置零件所需的參數，再根據加工零件的曲面輪廓簡單地編制出加工的輪廓軌跡，宏程序便可根據輪廓軌跡加工出規則的復雜幾何曲面，操作工人就算對宏程序一竅不通，只需懂得最基本的G01、G02、G03指令即可編制加工出任意內外輪廓規則復雜幾何圓角曲面。對在工廠中經常不定期的間隔式生產銑削加工不同的外形和內外輪廓規則復雜幾何曲面零件，不需根據變化后的加工參數重新計算刀具軌跡，再經后置處理生成程序。以上在加工中存在的操作難，編程繁瑣，操作工人難以編程操作，效率低等問題得到了根本解決。

機械零件中規則的復雜曲面形狀加工是必不可少的組成部分，因此，結合工廠實際數控銑削加工生產情況，繼承以上宏程序的技術特點、加工性能和數控加工優勢，極大地發揮了加工程序效率極高，通用性極強，操作極方便快捷的特點，能使操作者從繁瑣的大量重復性的編程工作中解脫出來，實現一勞永逸的效果。

2　圓角曲面參數示意圖

圓角曲面參數變量設置見圖1所示。

圖1　圓角曲面加工參數變量設置示意圖解

圓角曲面參數變量計算公式：橫向比值，#7=COS[#5]；橫向值刀具補償值，#9=[#7*[#3+#4]]；縱向比值，#8=SIN[#5]；縱向初始值，#10=[#8*[#3+#4]]；Z軸值，#11=[#10-#3]。

3　帶有旋轉角度的任意內外形狀圓角曲面加工的宏程序編制（球頭銑刀）

3.1外形圓角曲面

加工外形輪廓圓角曲面只需把主體宏程序中的補償點坐標值設置為G41 D1 X_Y_；即是外形圓角曲面加工（見圖2）。

圖2　外形圓角曲面加工示意圖

3.2內形圓角曲面

加工內形輪廓圓角曲面只需把圓角曲面主體宏程序中的補償點坐標值設置為G42 D1 X_Y_；即是內形圓角曲面加工（見圖3）。因此，內外輪廓的加工也不需改變宏程序的任何主體部分，只是G41與G42間的切換即可，這也是本程序通用與易用的一個優勢之處。

圖3　內形圓角曲面加工示意圖

3.3任意輪廓形狀的實現

任意輪廓形狀的實現是圓角曲面形狀輪廓切削加工程序段的編制與嵌入，根據零件的圓角曲面內外輪廓形狀尺寸編制任意輪廓的NC插補程序嵌入到主體宏程序中即可實現任意形狀的圓角曲面銑削加工［1］。例如，上圖的外形圓角曲面輪廓形狀，設輪廓尺寸矩形長寬高為：100mm×60mm×10mm，四角圓角為R10，總高度為15mm，其輪廓切削加工程序段為：

圓角曲面加工主體宏程序

%

O0011；

#1=15；總高度（需進行設置）

#2=10；基本高度（需進行設置）

#3=5；頂邊圓角（需進行設置）

#4=3；球刀半徑（需進行設置）

#5=90；初始角度（需進行設置）

#6=0；旋轉角度（需進行設置）

G21；

G00 G17 G40 G54 G69 G90 S2400 M03；

G52 X_Y_；新原點的坐標值（需進行設置）

G68 X0 Y0 R#6；如果需要旋轉角度可執行

Z50.；

N10#7=COS[#5]；橫向比值

#8=SIN[#5]；縱向比值

#9=[#7*[#3+#4]]；橫向值（刀補值）

#10=[#8*[#3+#4]]；縱向值（初值）

#11=[#10-#3]；Z軸值

X_Y_；橫向刀具定位點

G10 L12 P1 R#9；

G41 D1 X_Y_；橫向刀具補償點

G01 F1000 Z#11；

G91 G00 Z[#3+#4+2]；

G90 G40 X_Y_；取消補償至橫向刀具定位點

#5=#5-1；此數值改小可使加工精細

IF[#5GE0]GOTO10；

G00 G90 Z50.；

G52 X0 Y0；

G69 M05；

M30；

%

總之，以上程序是以FANUC 0i Mate-MB系統為例進行的宏程序參數化編程。參數化編程應用靈活，使用范圍廣，每個程序都可針對某一類型的圖樣進行加工，節省編程時間。帶有旋轉角度的任意內外輪廓圓角曲面，極大地發揮了加工程序效率極高、通用性極強、操作極方便快捷的優點，加工中存在的問題也得到了根本解決。

參考文獻：

［1］孫德茂.數控機床銑削加工直接編程技術[M].北京：機械工業出版社，2004.

中圖分類號：TG547

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）01-0098-02

收稿日期：2015-12-25

作者簡介：李耀炳(1981-),男，本科，一級實習指導教師，研究方向：數控加工與模具制造。

Application of Arbitrary and External Contour Fillet Surface in Macro Program in NC Milling Process

Li Yaobing
（Jiangmen City Xinhui senior technical school，Jiangmen Guangdong 529100）

Abstract:Taking the 0I Mate-MB FANUC system as an example,the macro program parametric programming is pre?sented for the arbitrary internal and external fillet surfaces with rotation angle,to realize the parametric programming of flexibleapplication,andwiderangeofuse.

Keywords:macro program；parametric programming；arbitrary internal and external profile；fillet surface