阐述圆孔宏程序在圆孔加工以铣代镗中运用

论文导读：0：空变量；#1-#33：局部变量；#100-#199、#500-#999：公共变量；#1000-：系统变量；4.1.3变量的引用引用方式为地址字后成指定变量或表达式。如：G01XY#3。4.2算术与逻辑运算常用的算术运算有+、-、*、/、SIN、COS、TAN、ATAN、SQRT等；逻辑运算有AND、OR、NOT等。4.3转移与循环4.3.1
摘要： 直径较大的圆孔加工采用常用的镗削加工时，需频繁地更换刀具，从而降低了加工效率。采用数控系统的圆弧插补G02和G03来编写圆孔加工的数控程序，利用数控铣削的方法加工圆孔，则可以减少换刀次数，提高加工效率。
Abstract： When the hole with large diameter is machined by the common boring， the tool must be replaced frequently and the manufacturing efficiency will be reduced. The NC program of machining hole is written using the CNC system interpolation G02 and G03， and the hole is machined by the method of NC milling. The number of replacing tool is reduced and the manufacturing efficiency will be improved.
关键词： 数控铣削；圆孔加工；宏程序
Key words： NC milling；machining hole；Macro program
1006-4311（2012）29-0036-02
1问题的提出
在传统的圆孔加工中，通常采用钻扩铰的加工方法，所以工艺上往往需要不同直径、数量众多的钻头对孔进行粗加工。在普通机床上加工，问题还不是非常突出，反正都需要频繁地更换刀具；但是对于数控铣床来说，即便拥有足够多的刀具，频繁地在机床上手工换刀，劳动强度非常大，加工效率非常低；如果是加工中心，由于拥有刀库并能自动换刀，问题更突出，即一定要有各种规格的刀具，否则就只能当数控铣床用，完全丧失了使用加工中心的意义。
此外，对于尺寸精度和表面粗糙度要求较高的孔，则需要众多专用的镗刀。在机械加工中，各种直径的圆孔都有可能出现，受限于物理条件和制造工艺，镗刀发展到今天，即使是调整能力较强的机夹式镗刀，其有效加工尺寸范围也是非常有限的，使得其种类数量相当可观，在实际生产中，刀具的投入将是一笔不小的费用。
2圆孔的铣削方法
为了解决上述问题，则可以采用数控设备对圆孔进行铣削加工，在孔的铣削加工中，刀具的运行轨迹主要是圆弧轨迹，所以可以利用数控系统的圆弧插补功能G02和G03来编写加工程序，此项功能广泛应用于圆孔的开粗、扩孔、精铣等各种加工中。对于尺寸精度和孔壁粗糙源于：论文写作格式www.7ctime.com
度要求较高的圆孔，通常镗孔的加工方法，选择合理的主轴转速和进给速度等加工工艺参数，铣孔同样能够满足其相关要求，从而既可以大量地减少使用刀具的种类和数量，节省费用，又减少了换刀次数，提高了加工效率。
所以，铣孔可在很大程度上实现以铣代镗。
3宏程序在数控编程中的作用
虽然可以用圆弧插补指令G02和G03对圆孔的铣削程序进行手工编程，但是对于直径较大，并且深度较深的孔，程序语句段落将会变的极为冗长，而且容易出错。自动编程（利用CAM软件进行编程），虽然适合进行复杂形状的编程，但却不能进行程序流程控制，程序可控性、可调性差，这就意味着不同尺寸的孔需要分别进行编程，编程工作量大。
宏程序则正好相反，其最大的特点是将有规律的形状或尺寸用最短的程序段表示出来，具有良好的易读性和易修改性，编制出来的程序非常简洁，逻辑严密，通用性强，且机床在执行此类程序时，较执行CAD/CAM软件生成的程序更加快捷。
4宏程序概述
宏程序是以变量的组合，通过各种算术和逻辑运算、转移和循环等命令，而编制的一种可以灵活运用的程序，只要改变变量的值，即可以完成不同的加工和操作。
4.1 变量普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离。使用宏程序进，数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时，变量值可用程序或MDI面板操作改变。
4.1.1 变量的表示用变量符号（#）和后面的变量号指定，表达式也可用于指定变量号，但必须封闭在括号内。如：#1，#[#1+#2]。

4.

1.2 变量的类型

#0：空变量； #1-#33：局部变量；
#100-#199、#500-#999：公共变量；
#1000-：系统变量；

4.

1.3 变量的引用

引用方式为地址字后成指定变量或表达式。 如：G01 X[#1+#2] Y#3。
4.2 算术与逻辑运算常用的算术运算有+、-、*、/、SIN、COS、TAN、ATAN、SQRT等；
逻辑运算有AND、OR、NOT等。

4.3 转移与循环

4.

3.1 无条件转移

功能：转移到标有顺序号n的程序段。 格式：GOTO n；（n为程序的顺序号）。
4.

3.2 条件转移

功能：若指定的条件表达式满足时，转移到标有顺序号n的程序段，如果不满足，执行下个程序段。
格式：IF[条件式] GOTO n
条件式的运算符由两个字母组成，用于两个值的比较。共有以下6种条件运算符：“EQ”表示“=”，“NE”表示“≠”，“GT”表示“>”，“LT”表示“<”，“GE”表示“≥”，“LE”表示“≤”。
4.

3.3 循环

功能：当指定条件满足时，执行从DO到END之间和程序，否则，转到END后的程序段。
格式：WHILE [条件式] DO m；……
END m
5圆孔铣削宏程序设计
首先确定圆孔加工工艺，设计程序流程图。程序流程图是圆孔加工工艺的反映，是编制宏程序不可缺少的步骤，流程图的优劣是能否编制出一个优化的好的宏程序的关键，拟定时要尽量反复推敲、优化合并。图1为圆孔粗加工的一个流程图。
6圆孔粗加工宏程序结构
图2为一孔径为#

1、孔深为#2的圆孔，使用刀具直径为#3，每次切削深度为#17，其粗加工程序如下：

#1=圆孔直径赋值
#2=圆孔深度赋值
#3=刀具直径赋值
#4=孔深起始位置Z坐论文导读：X向移至圆弧起点Z1下刀至上表面1mm处G1Z0F靠近工件WHILEDO2判断#4是否小于孔深#4=#4+#17深度自加切削深度G1Z-#4F进刀至-#4处G3I-#10#9圆弧切削END2循环2结束G0Z30Z向抬也刀#8=#8-1圈数自减1END1循环2源于：毕业论文致谢信www.7ctime.com结束M30程序结束7结束语
标赋值
#5=0.8*#3计算步距
#6=#1-#3计算刀具中心最大回转直径
#7=FIX[#6/#5]计算步距数并上取整
#8=FIX[#7/2]计算刀具所需走的圈数
#9=进给速度赋值
#17=深度增量赋值
WHILE [#8 GE 0] DO1判断圈数是否大于等于0
#10=#6/2-#8*#5计算最外圈圆弧半径
X#10X向移至圆弧起点
Z1下刀至上表面1mm处
G1 Z0 F[#9*0.2]靠近工件
WHILE [#4LT#2] DO2判断#4是否小于孔深
#4=#4+#17深度自加切削深度
G1 Z-#4 F[#9*0.2]进刀至-#4处
G3 I-#10 #9圆弧切削
END2循环2结束
G0 Z30Z向抬也刀
#8=#8-1圈数自减1
END1循环2源于：毕业论文致谢信www.7ctime.com
结束
M30程序结束
7结束语
使用宏程序编写圆孔加工程序，结构清晰合理、语句简洁、通用性和灵活性强，能够适用于各种孔径、孔深和刀具直径的圆孔加工，从而使得圆孔加工以铣代镗的实现。
参考文献：
陈海舟.数控铣削加工宏程序及应用实例[M].机械工业出版社，2008.
陈银清.宏程序编程在数控加工中的应用研究[J].机床与液压，2009-5-43.
[3]徐琰.箱体数控铣削加工变形原因分析及控制对策研究[J].价值工程，2011-07-28.