基于孔口倒圆角变刀补偿技术及仿真验证

王茜菊

（台州技工学校，浙江台州318000）

基于孔口倒圆角变刀补偿技术及仿真验证

王茜菊

（台州技工学校，浙江台州318000）

许多CAM软体（如UG、Pro/E等）如果用来加工圆角，只能将每层的下降深度调到很小，才能让倒圆角光滑，但即使是这样也能看到细微的层接痕迹。而宏程序是以角度为自变量，以孔口倒圆角来看，只要把角度以0.3°为单位逐渐递减，就可以加工出非常光滑的倒圆角，同时以VERICUT软体进行孔口倒圆角的实体模拟，来评定孔口倒圆角宏程序的结果，以验证本文所提的理论的正确性。

宏程序；孔口倒圆角；仿真验证

使用CAD/CAM软体来生成刀具轨迹及加工程序很容易，但是剖析CAD/CAM软体计算刀具轨迹的原理，就知道它存在一定的弊端[1]。在CAD/CAM软体能产生需要的刀具路径，而且能自动生成加工程序来适应所选择的控制系统版本。然而，CAD/CAM软体的最基本目的是计算手工不能计算的东西，所以，即使它能产生复杂的刀具路径，也能提供一些加工相关的信息，例如加工时间、干涉面检查等，因此，CAD/CAM软体的适用范围有一定的局限性，并不能提供所有的制造加工的解决办法。目前，宏编程已经得到稳步的发展。除了字母数字式字符仍然不能用于变量名等一些限制之外，现在这种程序设计已经相当先进，宏编程已经完全改变了近些年CNC机床的程序设计方式，为此领域开辟了无数可能性，其唯一的限制就是程序员的想象力。

1 宏程序

宏程序是指在程序中，用变量表述一个地址的数字值。在程序中对变量进行赋值，可以使程序在几个相似的地方使用[2]。宏程序与普通程序的区别在于：在宏程序编程中，可以使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，程序运行可以跳转；而在普通程序中，只可指定常量，常量之间不可以运算，程序只能按顺序执行，不能跳转，功能是固定的[3]。

2 加工过程说明

如图1所示，要在一工件材质为45#钢，尺寸为130 mm×130 mm×15 mm的方料上加工出如图2所示的孔口倒90°圆角。如图2所示。

图1 零件图

图2 实体图

此零件加工内容为孔口倒角，在全国数控大赛多套试题中都要求采用平底刀加工孔口倒角，给出一种思路，供大家学习参考。对孔口X、Z方向的值与孔口倒角半径建立三角函数关系[4]。利用此关系，结合机床变量运算律，编制程序从上向下进行加工。建模图如图3所示。

图3 建模图

（1）参数设定说明

#1 90°孔口起始角度

#2 5.0孔口深度

#3 52.5+#2孔口半径+孔口倒角半径

#4 2°角度增量值

（2）刀具选择

选择Ф12平底刀。

（3）加工程序（从上向下进行加工）

O1；

T1M6；

G90G54G0X0Y0；

S600M3；G0Z50.0；

Z10；

M8；

#1=90；孔口起始角度

#2=5；孔口深度

#3=52.5+#2；孔口半径+孔口倒角半径

#4=2；角度增量值

G1Z[[#2]*SIN[#1]-[#2]]F100；Z方向进给

G41X40.0Y0D1；在X方向加左刀补

N10 G1X[[#3]-[#2]*COS[#1]]Y0；X方向进给

G3 I[[#2]*COS[#1]-[#3]]J0；逆时针铣削

#1=#1-#4；给#1赋值#1=#1-#4，角度减小

G40 G1X0 Y0；取消刀补

G1 Z[[#2]*SIN[#1]-[#2]]；Z方向进给

IF[#1GE0]GOTO 10；#1≥0跳转至N10，循环

G00 Z50.0；

M5；

M9；

M30；

3 VERICUT孔口倒90°圆角的实体模拟

当一切规划就绪后，利用VERICUT软体能够自动将孔口倒圆角的模拟显示出来，如图4、图5所示，可以看见孔口倒圆角切削模拟的过程均相当的完整，从而验证了孔口倒圆角宏程序的正确性。

图4 VERICUT加工模拟前

图5 VERICUT加工模拟后

4 结束语

在实际加工中，如需采用从下往上的加工方式，只需：#1=90.改为#1=0；#1=#1-#4改为#1=#1+#4；IF [#1GE0]GOTO10改为IF[#1LE90]GOTO 10即可，如果加工精度要求过高时，可以采用把#4的值赋值得更小一点进行加工。本文提出的孔口倒角的编程思路也适用于其它变刀补的三维加工中。

[1]牟世刚.基于VERICUT的整体叶轮五轴数控加工仿真[J].煤矿机械，2008，29（10）：106-107.

[2]李锋.数控宏程序实例教程[M].北京：化学工业出版社，2010.

[3]郑金兴，程慧群.基于UG NX4.0整体叶轮的五轴数控加工仿真[J].工艺与装备，2007（4）：46-47.

[4]李锋.VERICUT数控仿真培训教程[M].北京：化学工业出版社，2013.

[5]胡育辉，赵宏立，张宇.数控宏编程手册[M].北京：化学工业出版社，2010.

Based on Variable Orifice Fillet Knife Compensation Techniques and Simulation

WANG Xi-ju
（Taizhou Technical School，Taizhou Zhejiang 318000，China）

Many CAM software（such as UG，Pro/E，etc.）if the processing of the fillet，it can only be transferred to a small depth of each layer down to allow smooth and rounded，but even so we could see subtle layer connection traces.The macro program is based on the angle as the independent variable to the orifice round，as long as the angle of 0.3°increments gradually decreasing，it can be processed very smooth rounded，VERICUT software for both rounded orifice entity corner simulations to assess the orifice rounded macro program results to verify the correctness of the proposed theory.

macro program；opening round；simulation

TG659

A < class="emphasis_bold">文章编号：1

1672-545X（2017）05-0174-02

2017-02-16

王茜菊（1981-），女，浙江温岭人，讲师，主要从事机械制造与数控技术的教学与研究。