手工编程和GibbsCAM 软件编程在复合加工中的应用

    在零件加工尤其是复合加工中，目前手工编程方式依旧普遍存在。针对比较复杂的零件，手工编程主要是应用宏程序的方式来进行。谈到宏程序我们就应该关注历届全国数控大赛。全国数控大赛由劳动和社会保障部、教育部、国防科学技术委员会、中华全国总工会、中国机械工业联合会联合举办，堪称数控奥林匹克，大赛试题引领着数控应用的高端技术。第三届全国数控大赛已经于2008 年10 月在大连圆满结束，但大赛中的很多东西还值得我们学习探讨。图1 是大赛数车实操实体装配图：

图1 第3 届全国数控大赛数控车实体装配图

    由图1可知本题涉及到了轴、套、盘三类零件，几何形状涉及到了非圆弧曲面、V 形槽、锥度、直槽等等，这里就不一一列举。本文着重分析针对非圆弧曲面的传统手工宏程序编程和应用CAM 软件进行的新型编程方法。

1.传统加工法（宏程序编程法）

    在这里大家可能会觉得奇怪，宏程序编程怎么会叫传统呢，同行人都知道宏程序在数控加工编程中是最困难的一种编程方法，因为它涉及到了C 语言知识、加工工艺知识、实操经验等，可以说它是一种劳动密集型和智慧密集型的结晶。但这里我还是称它为传统，因为宏程序是你不借助任何辅助CAM 软件，直接手工编制出宏程序就可以将零件加工到尺寸要求。图2为零件加工特征尺寸。

图2 零件加工特征尺寸

    1.1 双曲线特征编程

    宏程序为：

    G0X100.0 Z1.0;（快速定位到待加工点，对刀时加工双曲线的35 度外圆尖刀以双曲线右端X 值为63.886处对Z 向为零点）
    G1X63.886F0.1;
    #101=12.075;（定义曲线方程的Z 值）
    N100#102=-9*SQRT[1+#101*#101/56.25]+49;（定义曲线方程的X 值）
    #103=#101-12.075;（定义加工中工件坐标系的Z 值变化）
    #104=#102*2.0;（定义加工中工件坐标系的X 值变化）
    G1X#104Z#103F0.1;（通过走直线的方式来逼近非圆弧曲线）
    #101=#101-0.1;（加工时Z 向步距为0.1）
    IF[#101GE-12.075]GOTO100;（如果没有加工到双曲线的Z 终点12.075 处，就跳转到N100 处，继续加工，直到加工完毕为止）
    G1X100.0Z1.0;（退刀）
    G0X200.0Z100.0;（回安全点）
    M1;（程序单段停止）

    我这里所编的宏程序在现实加工中根据工艺的安排顺序有两种用法：
    1）用35 度或55 度外圆车刀直接加工，可以直接用G73 或G71 调用宏程序；
    2）不用G71 或G73 调用，直接用宏程序加工，但这样必须在用宏程序加工之前，用外切槽刀对双曲线进行粗加工，粗加工时可以先切槽，在用外圆刀走R14.5 的始末两点圆弧，最后用宏程序加工双曲线。

    1.2 圆弧面上的圆弧螺旋槽
    该螺旋槽走势为一条导程为8mm 的螺纹线，但它不是螺纹，而是一个R3 的圆弧顺着螺纹线缠绕于圆弧面上的一条特殊的螺旋弧槽。