箱体类零件数控加工程序生成系统开发

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《铸造技术)05/2013 杨保成：箱体类零件数控加工程序生成系统开发 ·643·各种操作的功能。采用拈化功能设计，共有2大主要功能拈，如图1所示。

图 1总体设计方案Fig.1 Overal design scheme3。2 设计思路用含有变量的程序表达具有-般特征加工表面的走刀路线，如图2。参数编程(变量编程)是变量的组合，通过各种算术和逻辑运算，转移和循环等命令，生成-种可以灵活运用的程序。只要改变变量的值，即可完成不同的加工或操作。参数编程可以简化程序的生成，提高工作效率。加工程序像调用子程序-样用-个简单指令即可调用参数程序。

2图 2走刀路线参数化Fig.2 Parameterized feed path参数编程方法是利用参数来代替实际模型的各个尺寸和其它数据进行程序生成的方法。其特点是：①对于系列产品或相似形状的型面加工，只要改变变量的值，就可以实现程序的生成 。完成对应的加工或操作；②可以简化程序的生成，提高工作效率；③可实现手工编程不能完成的工件加工部分的程序生成(根据公式 自动计算)。

常用的数控系统，都具有参数计算功能，必须按相应系统格式设置参数.通过各种算术和逻辑运算、转移和循环等命令实现加工轨迹的计算。

这种程序的好处是.无需机床操作人员进行复杂的刀路设计、程序编写，只需要根据拿到手的零件图纸输入相关几何参数，便可以完成加工程序的生成。

同理，根据此思路可以对矩形环面、孑L加工等进行生成含有变量的程序。

常用的数控系统有：FANUC数控系统、SIEMENS数控系统、华中数控系统。

上述各种数控系统都存在不同之处，对同-种型面，在不同数控系统的机床上 ，程序需重新生成。

因此，参数编程用于不同的数控系统的机床就具有以下不足：①需掌握各种数控系统的变量格式、变量范围、函数格式、控制方法等；②程序生成好后必须到相应数控机床上试运行。才能发现程序有没有问题。如果有问题也难以找寻原因并解决；③程序生成时间长，可靠性差，扩展困难；④没有编程界面，其他编程人员难以理解。

用-种方法将上述参数编程程序适用于各种数控系统是急需解决的问题。需要设计-个应用程序和系统，通过用户界面来进行计算，直接输出各种数控系统都适用的标准代码。无需上机调试，直接运行，不占用机床切削时间。

4 应用系统的拈设计箱体类零件数控加工程序生成系统主要包括选择加工对象及对加工对象工艺参数几何信息的描述两大拈。

4.1 操作者选择拈设计箱体类零件从工艺角度来讲，主要有端面的铣削加工、大孔的镗削，以及端面上分布的连接孔的钻削加工，见图3。

图 3操作者选择拈流程Fig.3 Selecting module process· 644· FOUNDRY TECHNOLOGYVo1.34 NO.5Mav20134.2 加工对象参数定义拈设计箱体类零件数控加工程序生成系统加工对象包含了铣平面、镗孔以及加工钻：fL3部分，对每-部分按照事先设计好的走刀路线编写控制程序，其中参数的定义是关键。

图4在平面铣削设计拈中。首先需要通过操作者选择拈”对铣削端面的形状做出正确的选择，对于圆台面，设计平面内走刀路线时为保证加工质量的前提下效率较高。尽量安排按整圆铣削，为了在加工起始和结束位置不留下接刀痕迹.要求沿圆弧引入、圆弧引出，且保证不会干涉。从工艺角度讲，面铣刀直径的70%参与切削为最佳。每铣削-整圆，刀具中心轨迹向中心偏移-个数值 (在数值上等于刀具直径的系数，该系数在工艺中定义为接刀系数)同时，当检测到刀具中心轨迹半径在数值上加刀具半径后若小于内圆半径，当前层上铣削不再继续。为完成该功能，需要定义外圆直径、内圆直径、刀具直径以及接刀系数。在轴线方向上对粗加工而言需要分层铣削，精加工则-次性完成。为了粗加工的平稳性，需要让其每层铣削深度相同。需要定义毛坯余量A、精加工余量△，以及每次最大切削深度P。实际粗加工次数为粗加工余量除以最大切深，并上取整，r A A 1计算公式为/3FUP I，实际每次切削深度B p J 。 然后完成对粗、精铣削主轴转速和进给的定p义即可。对于矩形面，在轴向走刀路线和圆台面完全- 样，当检测到刀具中心轨迹在数值上加刀具半径后若超过矩形宽度上边界，当前层上铣削不再继续。每行接刀宽度同铣削圆台面完全相同。为此，两种平面铣削工艺参数完全相同，区别仅在于几何参数。

图4平面铣削拈设计流程Fig.4 The module design process for face miling在镗孔设计拈中，由于加工对象是整个箱体中精度最高、对箱体类零件使用寿命影响最大的大孑L，所以在拈设计时自然也要考虑的特别周到。

如图5，对于镗孔加工，工艺参数比较简单，只需要指定精镗余量以及粗、精镗时的主轴转速和进给。

采用单刃镗削刀具，其直径根据加工尺寸调节〖虑到误差均分，加工尺寸取上下极限的中值。为此，需要指定的参数还包括孔深、孑L径以及孑L的上下偏差值。在此基础上，操作者可根据零件图纸情况 ，选择加工方案，填写参数，便自动得出数控加工程序及每个工步刀具调节数值。

图 5镗孔模 块设计流程Fig.5 The module design process for boring在钻孔拈设计中，设计每个孔走刀路线时。轴线方向上完全与镗孔加工-致，但考虑到多孔加工时的定位问题，要避免数控加工中心进给反向间隙导致的定位不准确，并且为提高加工效率，要求路径最短。首先要选择孔位置的分布特征。如果分布在圆环面上.孔的位置坐标为：Xrcos起始角 ( -1)]； L n JYrsin起始角 (凡-1)]。

L n j当控制语句检测到孑L加工的个数超过指定个数时，加工结束。

对于分布在矩形面上的孔，相对而言参数比较简单，只需要定义孑L中心连线的长度和宽度即可。不管孑L分布面的特征如何，工艺参数完全相同。根据所使用麻花钻的情况，选择在钻孔前需要中心钻引钻。

在对逐个拈设计后，对加工轨迹模拟。检查走刀路线是否正确。

如果正确则直接进入下-步，否则反复调试、修改，直到合格为止 ，依次完成所有表面加工程序的生成。

计算结果通过多次调试，符合设计要求后，便可对所编程序进行封装，生成能单独执行的EXE应用程序。

在实际使用中，为适合某种产品.可将不同的参数程序组合起来，统-管理，形成箱体类零件数控加工程序生成系统.EXE”可执行程序。