宏程序在数控车床加工双倒角轴类零件中的应用.doc

宏程序在数控车床加工双倒角轴类零件中的应用 摘 要：轴类零件的加工是学习数控车削加工技能的最基本项目，作者在长期的生产实践教学过程中，接触过多种轴类产品的生产加工，本文就使用过的“GSK980T”数控车床对一轴类零件的加工过程序进行分析，探讨通过宏程序控制指令在加工一些看似简单的轴类零件的应用从而提高生产效率，又满足生产需要，与大家共同探讨与思考。关键词：数控车床 宏程序 轴类零件1. 引言：随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，学习数控技能成为越来越多就业敲门砖，数控车削编程与加工技术是数控技术的一个重要分支，是一门实践性很强的集理论一体化学习内容，要求全面地运用数控车削加工知识，掌握典型数控系统的编程技术，具备较高的编程和操作加工技能，提高实践能力和岗位就业竞争能力。在职业学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生学习数控车削加工的基础也是最重要的项目，是整个教学实习过程的重要组成部分，但学生在最后加工工件的质量总是很不理想，根据我们接触过的多种轴类产品的生产加工特点，特别是我们在教学使用“GSK980T”数控车床加工一种轴类零件时，使用的程序给我留下了较深的印象，现在写出来与大家共同探讨。2.问题的提出：加工零件如下图所示轴类零件的简图，（为了简捷直观，对中间较复杂的部分做了简化，各数据点也做了园整处理，公差要求也一概省略，但并不影响程序的描述。）2.1 装夹方案：采用数控车床用两顶尖装夹，左端采用端面拨动顶尖，右端使用回转顶尖，2.2 加工路线：由于该零件整个表面需要全部加工，加工时受刀具数量的限制和前后顶尖的阻障，左右两端各有一个345倒角，无法加工，只好在另一台GSK980T数控车床上使用一个规格较小的端面拨动顶尖和一把45机夹车刀加工345倒角。2.3 加工程序：比较简单的的倒角程序如下：（程序编制均从左端面为零点）N10 G50 X80 Z0 （设定坐标系，程序起点） N20 M03 S300 （启动主轴） N30 T0101 （45车刀就位）N40 G01 X35 F1000 （快速进给到安全距离） N50 X30 F150 （倒角） N60 G00 X80 （退回原点） N70 M05 （主轴停止） N80 M30 （程序结束） 由上面程序我们可以看出，这个程序虽然简单，但加工一个零件需进行两次装夹，导致加工时间过长，劳动强度大，在企业生产中很不适用，由此，我们将程序改为一次装夹，加工两端倒角，程序如下：N10 G50 X100 Z150 （程序起点在零件中部X100处）N20 M03 S300 （启动主轴）N30 T0101 （45车刀就位）N40 G00 X80 Z0 （快速定位至工件左端）N50 G01 X35 F150 （快速至安全距离）N60 X30 F150 （左端倒角）N70 G00 X80 (快退至工件外)N80 Z300 （快移至工件右端）N90 G01 X35 F1000 （快进至安全距离）N100 X30 F150 (右端倒角)N110 G00 X80 （快退至工件外）N120 X100 Z 150 （回程序起点）N130 M05 （主轴停止）N140 M30 （程序结束）根据这个程序和第一个进行仔细比较，我们发现，这个加工程序虽然可以一次加工两端倒角，但也有缺点，主要是由于零件的总长公差较大，加工左端的倒角尺寸很稳定，而右端倒角尺寸时大时小，这种情况无法用修改刀补来调整尺寸，只能修改程序中的N80 Z300语句，以调整倒角的尺寸大小。另外，一次加工需要两倍于工件长度的空行程，浪费时间也较多。所以综合起来，该程序应该还有进一步进行优化的必要。3. 解决方案：通过理论性学习，我们知道宏指令编程是指可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数混合运算的程序编写形式。采用宏程序指令，利用宏变量值可在程序中进行修改或利用MDI面板操作进行修改思路，用一些简单指令即可以编写各种复杂的零件加工程序，增强机床的加工能力，同时精简了程序量。在“GSK980T”数控车床指令中，我们就使用数控的宏程序指令组合编程技巧重新编制了一个加工程序，解决了以上问题，程序如下：N10 G50 X100 Z150 （程序起点在零件中部X100处）N20 M03 S300 （启动主轴）N30 T0101 （45车刀就位）N40 G00 X80 Z0 （快速定位至工件左端）N50 G01 X35 F150 （快速至安全距离）N60 X30 F150 （左端倒角）N70 G00 X80 (快退至工件外)N80 Z300 （快移至工件右端）N90 G01 X35 F1000 （快进至安全距离）N100 X30 F150 (右端倒角)N110 G00 X80 （快退至工件外）N120 X100 Z 150 （回程序起点）N130 M05 （主轴停止）N140 M00 (程序暂停，卸下工件，重新装上新的工件)N150 M03 S300 （启动主轴）N160 T0102 （45车刀换02号刀补）N170 G01 X35 F1000 （快速至安全距离）N180 X30 F150 (右端倒角)N190 G00 X80 (快退至工件外)N200 Z0 （快移至工件左端）N210 T0101 (45车刀换01号刀补)N220 G01 X35 F1000 （快速至安全距离）N230 X30 F150 （左端倒角）N240 G00 X80 (快退至工件外)N250 M05 （主轴停止）N260 M00 (程序暂停，卸下工件，重新装上新的工件)N270 G65 H80 P20 (程序无条件跳转至N20，重新开始循环)N280 M30 （程序结束）认真阅读该程序，不难看出这个程序使用了“一刀双补”的编程技巧，即在加工左右倒角时，同一把刀执行不同的刀具补偿，分别控制两端倒角尺寸的大小，只需改动刀补，不需修改程序。02号刀补仅需在01号刀补值的基础上稍作修正即可，不需要重复对刀确定刀补值。另外本程序循环一次可以加工两件工件，单件的空行程仅相当于工件的长度，程序中使用了宏程序中的无条件转移指令G65整个程序构成了一个循环，只要工件尺寸合适，这个循环可以永远进行下去。需要修改刀补或中断程序和结束程序时，程序暂停后，用手动方式将各坐标轴回到程序起点，同时自动消除刀具补偿值。本程序中的循环体是一个死循环，理论上没有出口，这在计算机软件程序设计中是被严格禁止的，但在数控程序加工中，死循环也有其应用之处。由此可以看出，数控加工程序设计在很大程度上不同于计算机软件程序设计，数控程序的设计更注重实用性。本程序的设计思路不仅仅局限于倒角加工方式，还可推广到切槽、切外圆等多种加工方式，也不局限于“GSK980T” 系统数控车床，其他品牌的数控系统也可以应用。只是在程序格式或指令上会有些差异，但加工思路是相同的，只要思路正确，灵活地运用程序指令和技巧，就一定能提高生产效率和质量。4.结束语：数控系统设计宏程序的目的是为了方便用户。厂家生产的数控系统的标准是统一的，而用户和需求是千变万化的，所以如何借助于宏程序功能，很好地简化程序，增加编程技巧，提高编程质量。“GSK980T” 系统是一款普及型的经济数控系统，开发时间较早，其宏程序指令设计过于简化，只有简单的加减运算指令，没有乘除运算指令，更没有复杂的函数运算，变量值只能取整数，不能进行小数处理，限制了宏程序的设