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基于素线法零件宏程序编程探究Aresearchbasedonelementmethodpaintsmacroprogramming江苏联合职业技术学院盐城生物工程分院李军江苏盐城JiangsuJointVocationalCollegeYanchengBiologyandengineeringseniorhigherschoollijunJiangsuYancheng摘要：素线是回转体零件表面的特征线，它反映了该类零件形状的最基本特点，素线法在零件表面取点过程中得到广泛的应用。本文以具体零件为例，分析其形状特点，将素线并进刀具路径，并把素线上的点作为刀具的刀位点（偏移），运用宏程序编程方法生成数控加工程序的一般过程，并为有关特殊零件数控编程提供了有效的解决办法。Abstract:ElementlineisthetypicallinesonthesurfaceofAnleRotationalParts.Itreflectsthebasicfeatureofpartsstructures.Elementmethodsiswidelyusedinchoosingdotsonpartssurface.Thisarticletakespartsforexample,andanalyzesthestructurefeatureindetails.Ittakeselementlineintothepathforprocessingcuttingtool.Italsointroducesthegeneralprocessonhowtouseamacroprogramtomakeanumericcontrolprogram.Mostofall,itprovidesaneffectivewayonrelativepartsnumericcontrolprogram.关键词：素线宏程序刀具轨迹数控编程Keywords:elementline,macroprogram,Toolingpath.Numericcontrolprogram0引言素线是一些回转体零件表面的特征线，反映了零件形状的最基本特点，在零件表面取点中得到广泛的应用。本文以具体零件为例，分析其形状特点，将素线并进刀具路径，运用宏程序编写数控加工程序，为有关特殊零件数控编程提供了有效的解决办法。1素线法分析工程上常见的曲面立体是回转体。最常见的回转体有圆柱、圆锥等。例如圆锥曲面（回转面）是由母线（直线或曲线）绕与其相交某一轴线旋转而形成的。因此，圆锥这一类回转体有一重要特性，母线在旋转过程中的任一位置都可称为素线,根据这一性质，在圆锥回转面上作素线作为辅助线而取点的方法称为素线法。例：以圆锥形体为例说明素线法圆锥是有圆锥面和底圆平面围成的。如图1所示，圆锥面何以看作是一条直母线绕与它相交的轴线回转而形成。在圆锥面上任一位置的素线，均交于锥顶。图1圆锥的素线图2素线法取点如图2所示，已知圆锥表面上K的正面投影k＇，试求它的其它两个投影k和k＂，其作法如下:素线法：由于过锥顶的圆锥面上的任何素线均为直线，故可过K及锥顶S作锥面的素线S1。即先过k＇作s＇l＇，由l＇求出l和l＂，连接sl和s＂l＂，分别为辅助线S1的水平投影和侧面投影。则K的水平投影和侧面投影必在S1的同面投影上，从而即可求出k和k＂。2素线法在零件宏程序编程中的应用例：在图3中，圆锥台上面的半径为#2，下面的半径为#3，键槽铣刀的半径为#6，圆锥台高度为#9，用素线法编写数控宏程序（圆锥台上底半径为12，下底半径为20，键槽铣刀半径为6，圆锥台高度为18）。编写的宏程序为：图3素线法加工圆锥台O2001；程序名N10M06T1；换上1号刀，Φl2mm键槽铣刀N20G54G90G00G43H01Z150；刀具快速移动Z150处(在Z方向凋入了刀具长度补偿)N30M03S1000；主轴正转，转速1000r/minN40X18Y0；刀具快速定位(下面#1=0时#4=#2+#6=18)N50Z2；Z轴下降N60M08；切削液开N70G0lZ0F50；刀具移动到工件表面的平面N80#1=0；定义变量的初值（角度初始值）N90#2=12；定义变量（锥台上面的半径）N100#3=20；定义变量（锥台下面的半径）N110#6=6；定义变量（刀具半径）N120#9=18；定义变量（圆锥台高）N130WHILE[#1LE360]DO1；循环语句，当#1≤360°时在N130～N220之间循环，加工圆锥台N140#4=[#2+#6]*COS[#1]；计算变量素线上面的点x坐标N150#5=[#2+#6]*SIN[#1]；计算变量素线上面的点y坐标N160#7=[#3+#6]*COS[#1]；计算变量素线下面的点x坐标N170#8=[#3+#6]*SlN[#1]；计算变量素线下面的点y坐标N180GlX#4Y#5Z0F200；铣削时，圆锥台上面的起始位置N190X#7Y#8Z-#9；铣削时，圆锥台下面的终止位置N200G00Z0；快速抬刀N210#1=#1+1；更新角度（加工精度越高，则角度的增量值应取得越小，这儿取1°）N220END1；循环语句结束N230G00Z150M09；加工结束后返回到Z150，切削液关N240G49G90Z0；取消长度补偿，Z轴快速移动到机床坐标Z0处N250M30；程序结束3素线法在零件宏程序编程中的推广应用例2:用立铣刀加工上圆下方,在图4中，上圆的半径为#2、下方的半边长为#3，立铣刀的半径为#4。下方以外部分应先切除（即已加工出一个方台），编写的宏程序为：（已知：上圆的半径为R15、下方的半边长为20，立铣刀的半径为R8，台体的高度为16）图4上圆下方体的宏程序加工主程序O2002；主程序名N10M06T01；换上1号刀9（立铣刀）N20G54G90G00G43H0lZ150；刀具快速移动Z150处（在Z方向调入了刀具长度补偿）N30M03S1000；主轴正转，转速1000r/minN40Z2M08；Z轴下降，切削液开N50M98p42003；调用02003子程序4次N60G0Z150M09加工结束后返回到Z150，切削液关N70G49G90Z0；取消长度补偿，Z轴快速移动到机床坐标Z0处N80M30；程序结束子程序O2003；子程序名N10G68XOY0R90；增量绕原点旋转90°N20G00X16.263Y-16.263；快速定位到起始点（#1=-45时刀具中心所处的位置）注：#5=[#2+#4]*COS[#1]#6=[#2+#4]*SIN[#1]x=[15+8]*COS[-45]y=[15+8]*SIN[-45]X16.263Y-16.263N30G0lZ0F50；下降到Z0平面N40#1=-45；定义变量的初值（角度初始值）N50#2=15；定义变量（上面的半径）N60#3=20；定义变量（下面的半边长）N70#4=8；定义变量（刀具半径）N80#9=16；定义变量（锥台高）N90WHILE[#1LE45]D01；循环语句，当#1≤45°时在N90～N180之间循环，加工锥台Nl00#5=[#2+#4]*COS[#1]；计算变量Nll0#6=[#2+#4]*SIN[#1]；计算变量N120#7=#3+#4；计算变量N130#8=#3*TAN[#1]；计算变量N140GlX#5Y#6Z0F300；铣削时，上面的起始位置N150X#7Y#8Z-#9；铣削时，下面的终止位置N160G00Z0；快速抬刀N170#l=#l+l；更新角度（加工精度越高，则角度的增量值应取得越小，这儿取1°）N180END1；循环语句结束N190G0Z2；切削结束后快速返回到Z2平面N200M99；子程序结束并返回到主程序（对于上方下圆、方锥台的宏程序编写可参考进行）4结束语素线法在数控加工宏程序编程领域具有独特的用途，在具有回转面产品的加工中尤其得到广泛的应用，在需要斜线（素线）加工各个场合都体现了很大的作用。参考文献：【1】李云龙数控加工实例精解机械工业出版社2004.【2】FANUCOi-MC操作说明书北京发那科机电有限公司2009.【3】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2006【4】刘雄伟数控加工编程的理论基础[M]机械工业出版社2000.作者简介：李军（1972年3月），男，中职硕士，讲师，数控车技师，长期从事CAD/CAM应用教学。籍贯：江苏盐城邮箱：lijun8593223@163.com联系电话：13962089969邮编：224051地址：江苏省盐城市亭湖区学府路1号盐城生物工程高等职业技术学校数控技术应用系