数控宏程序与CAM软件综合编程实例_论文

发布于:2021-09-20 13:39:14

栏 目主持;乔 印凯  数控宏程序与CAM软件综合编程实例  ■ 德 州联合石 油机械 有限公 司  (山东 253034)  侯祖 刚  程功 泉 王俊 波 赵 永帅  摘要 :数控加工难在编程,尤其是较为复杂 的曲面编程。本文以农业机械 中的螺旋式槽轮为例 ,介绍 了宏程序 与CAM软件的  综合编程 。从最 简单的截面轮廓和特征 曲线做起 ,结合难度大、无规律地 用软件以及难度 小、有规律地 用宏程序来做 ,发挥  出 了数控 编程 的 最 大效率  图 1所 示 为农 业 播种 机 械 中  某种螺旋式 槽轮 ,该槽 轮负责将  种 子 均 匀 分 流 到 多个 漏 斗 。工 件  的 铸 造 毛 坯 已接 * 图样 形 状 ,螺  旋 槽 表 面 需 进 行 切 削和 光 整加  工 。槽轮 的形状 虽然和 螺旋齿轮  相似 ,却 不符合标 准的齿形和模  数 ,加工 齿槽时很难找 到合适的  成形 刀具 ,外协厂 家也没有好 的  办 法 。工 厂 决 定 利 用 现 有 的 四轴  加工 中心 , 自己动手 铣削螺旋 齿  槽 。由于 曲面形状 的特 殊性 ,宏  程 序 ̄I]CAM软 件 都 存 在 一 定 的编  程难度 。齿槽轮廓是 没有规律 的  非 圆曲线 ,图样采 用描点连线 的  方法 ,没 有 明确 的曲率公式 ,宏  程 序无 用武 之 地 。cAM软 件需  要四轴编 程模块 ,在允 许的误差  范 围内 ,用等分直 线段去* 曲  面 ,看上 去应该 没有什么 问题 ,  但 如 果 整 个 程 序 全 部 由 软 件 完  成 ,体积 将非常庞 大 ,低配置 的  数控 系统难 以容纳 。应集 中宏程  序和CAM软 件的优 点,对螺旋齿  槽的加 工 曲面进行 必要的定义和  分解 ,优 化程序 ,分 层进给 ,尽  可能地缩短程 序长 度 ,做到简单  实 用 。  1.编 程思 路  工 件 外 圆 已 精 车 至 成 品 尺  寸 。齿槽轮 廓的编程 可以借助于  三维软 件 ,根据螺旋 曲面的扫描  特征 ,将其分解为 YZ*面的截面  曲线 和 轴方 向的 引导 螺旋 线 ,  此时有两种 刀具路径 可供选择 :  沿 螺 旋 线 铣 削 或 者 沿 截 面 轮 廓 铣  削 ,相 比 之 下 沿 螺 旋 线 铣 削 的加  工 效 果 要 好 一 些 ,空 刀 路 径 少 ,  执行速 度快 ,程序也 更加简练 。  由截 面 图 (见 图2)可 以看 出 ,  每个槽 型轮 廓 由两条 对称的样 条  曲线组成 ,很难用 简洁的数学 公  式表达 清楚 。为此 ,可以采用 传  统的 曲线分 解方法 ,将其等分为  很多条0.2~0.3mm的直 线段,等  分线段越短 ,槽型轮 廓就越准确  (见 图3) ,使 用M astercam软 件  的2DJJI]工路径 ,选择R6球头铣刀  与合适 的加 工参数 ,生成等分 线  图1 槽轮  段 串联后 的刀具 中心轨迹 (见图  4) ,后 处 理 为 机 床 可 以 接 受 的  NC程 序 CAOLUN.M PF,即 完成  截 面轮廓的 自动 编程 。螺旋线有  着 固定的导程和 长度 ,旋转轴 与  直线轴之 间的运 动规 律可以用 宏  程序 中的方程式轻松控制 。在NC  程 序中融入螺旋 线宏程序 ,即 完  、  L  ,、 —j  图2 槽型轮廓截面  图3 样条曲线分解定义  图4 刀具加工轨迹  参磊  …   57  成单个齿槽的路径编程 。  公 司现 有的 四轴加 工中心是  在 立式数控铣床 的基础上增加一  旋 转分 度头 ,设 定为 轴 ,轴线  与 轴重 合 ,工件水 *安 装于分  度头卡盘 ,调 用加工程序 完成一  条齿槽的铣 削后 ,旋转轴 带动工  件 移动 45。 ,重 复加 工 另外 7条 ,  在 几 乎 不 改 变 程 序 长 度 的 前 提  下 , 实现 齿 槽 面 的 全 部 精 加 工 ,  减 少 编程 和 调 试时 间 。  设 定 槽 轮 右 端 面 与 轴 线 交 点  为G54q-件坐标 系原点 ,调整 轴  零 点 至 齿 槽轮 廓 中 心 ,选 用R6球   头 铣 刀 ,以球 心 为 刀位 点 ,沿 螺  旋 线精铣齿槽 ,在 自动编程 的基  础上 ,修改程序如下 :  CAOLUN.MPF (主程序 )  T1 M 6  S1000 M 03  RI=0 (A轴 起始角度值 )  G 17G54G90GOX0Y0:  MA:GO A=R1 Z70  (旋 转轴 定  位 )  MCALL CHI;  (模态调 用CHI.SPF  子程序 )  G01 Y21.86 Z61.25 F300 (刀具 中  心从b点 出发 )  Y21.50 Z61.15;(沿槽型 曲线梯 田式  进 给 )  …   (自动编程 )  Y0 Z40.;  (刀具 中心至辟由零 点结  束 )  MCALL (取消模态子程序调用 )  GO ZIO0 (抬刀至安全高度 )  Rl=Rl+45; (角度递增45。加工 另  外 7个 螺 旋 槽 )  IF R1<360 GOTOB MA;(结束 条  件比较 )  G74 Z0; (返 回参考点)  M5 M30; (程序结束 )  CHI.SPF;(-T-程 序 )  位 置 ,赋 值 给 R25变 量 , y车由快 速  R9=1200 (螺旋槽导程 )  移 动至截面轮 廓左侧的对称位 置  R24=120  (螺旋槽编程长 度)  口点 ( R25),沿螺旋线反方 向  Rl1=R24/R9*360  ( 轴沿螺旋线  切 削 至 轴 起 点 ,往 返 刀 路 均 保  移动角度值 )  持顺铣切 削。程序

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