非圆曲线轮廓数控车削标准化过程设计

刘丰

【摘要】本文基于宏程序的运用，提出了一种标准化过程用于非圆曲线的数控车削加工。读者可通过固定化的格式：曲线函数分析、加工类型选择、宏程序模板填空三个步骤，编辑出适应于实际生产加工的函数曲线加工程序。由于笔者能力有限，该过程并不十分完善，但这一过程体系比较开放，读者可在其中任何环节作补充修改。希望本文的构思能得到大家的批评指正，使得该标准化过程在实际生产中得到推广运用。

【关键词】数控车削 函数曲线 标准化过程 宏程序

【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）11-0021-02＼

一、前言

数控车削加工现在已在生产领域中被广泛应用，其轮廓控制的加工方式使得曲线轮廓的加工变得简单而准确。但除圆以外的曲线目前都只能用宏程序来实现，而宏程序的编写对于普通的操作者来说都比较困难，若没有一定的编写经验积累很难写出合理的宏程序。本文设想提出一种标准化过程，操作者可通过简单的判断、选择和计算，按流程步骤操作，最终就能得到适应于实际生产加工的函数曲线加工程序。该过程应具有普遍实用性，能够适应多种函数曲线以及曲线轮廓在不同象限的情况。下面我将通过标准化过程提出和实例分析两个部分来讲述本文设计内容。

二、非圆曲线轮廓数控车削标准化过程

本文所设计的标准化过程主要分三个部分，分别是标准化流程、常用曲线函数分析表和宏程序模板。其中标准化流程是主线，具有较好数学基础（函数部分）和宏程序基础知识的读者可直接根据该流程完成加工程序。若读者数学基础较差，则可参照常用函数分析表完成函数分析和数据采集。最后宏程序模板可以为不懂宏程序的读者提供方便，读者只需做好模板中的填空便能完成加工程序。三部分相互关系如图一所示。

图一

（一）非圆曲线的数控车削标准化流程

如图二所示，标准化流程分为函数曲线分析准备和宏程序模板分类两部分。

函数曲线分析准备是根据零件轮廓曲线进行分析，完成作三个方面的准备工作：1、得出曲线方程表达式；2、得出工件原点与函数原点的坐标差值（注：x方向按半径差值计算）；3、计算出曲线轮廓起点和终点的函数坐标。函数分析需要读者具有一定的函数知识基础，若读者不了解函数也可根据常用曲线函数分析表对应选择函数方程计算出起点和终点坐标，为完成宏程序作好准备。

宏程序模板分类是根据零件轮廓的加工方式来选择对应的宏程序模块。我把零件轮廓的加工方式分为：精车、外圆车削、内孔车削、切槽车削和仿形车削五大类，具备宏程序编程基础的读者可以直接根据流程逻辑编辑这五类加工程序。没有宏程序基础的读者也可根据后面的宏程序模板进行填空似的编程完成加工程序。

（二）常用曲线函数分析表

为方便分析，我把常用的三类曲线函数在上、下、左、右四个不同方位时的表达式及其曲线轨迹作了详细的说明。读者需要完成的有以下四步：

1、 根据图纸信息对照分析表确定曲线类型（椭圆、双曲线、抛物线）；

2、比较分析表中的函数图像和零件轮廓计算函数原点和零件原点的差值（x方向按半径计算）；

3、根据轮廓确定函数曲线所在的方位（上、下、左、右），对照分析表得出对应的函数表达式：

4、根据函数表达式和图纸信息计算出轮廓起点和终点函数坐标值。

（表达式中的a和b参数可根据图纸提供的曲线表达式得到）

（三）宏程序模板

宏程序模板分为外圆、内孔、切槽、仿形和精车五类，它包含车削加工的大多数情形。适用于外圆刀、内孔刀、切刀和圆弧刀的车削加工。该五类模板车削方式不同，但其结构大致一样，都由定位起点、设置初始值和循环主体三部分构成。模板中已经构建了宏程序的框架，读者只需根据实际的加工情况和之前作的函数分析准备把关键参数填入框架中即可完成加工程序。下面我将详细介绍模板中需要填入的参数。

1、定位起点参数：所有的模板中第一句都是快速定位，其定位要求与G71＼G72＼G73复合循环指令的定位要求一致，要靠近加工起点但又不能接触到工件；

2、设置初始值参数：宏程序以#号加数字为变量（如：#1、#2），在运用宏程序进行循环运算前首先要给定一个初始变量。为了方便读者我在五个模板中都采用了固定的变量对应关系，如表一所示：

变量 代表对象 获取参数方法

#1 X方向函数坐标 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

#2 Z方向函数坐标 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

#3 进给速度 根据需要给定

#4 粗车余量 根据图纸尺寸估算

表一

3、循环主体参数：进入宏程序循环后根据循环判断的需要和宏程序计算的需要，还要填入一组关键参数，如表二所示：

参数 说明 获取参数方法

循环终点 用于判断轮廓终点，跳出宏程序 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

函数原点偏移量 用于补偿函数原点与工件原点的差值 通过图纸比较得出

毛坯直径尺寸 用于指定安全退刀位置 根据毛坯实际情况确定

精加工余量 粗车时留下精车余量 根据精加工需要指定

曲线函数表达式 通过标称才能准确计算出轨迹点的坐标 对照函数分析表得出

表二

三、小结

使用宏程序编辑函数曲线加工的方法有很多，根据编程者的思维方式不同宏程序的结构也有很多的变化。本文采用的是一种较为简单直接的方法，模板程序中大量减少了变量的使用，不同的模板都尽量使用相同的结构和统一的变量，程序思路清晰逻辑准确，有利于读者的理解。但由于能力和时间的关系，本文所设想的标准化过程还有很多的缺失，车削类型分类还不够完善，函数曲线的收纳也只有最基本的几种，模板程序还有待补充和完善。尽管如此，还是希望本文能够对读者有所帮助，望各位同行批评指正。endprint

【摘要】本文基于宏程序的运用，提出了一种标准化过程用于非圆曲线的数控车削加工。读者可通过固定化的格式：曲线函数分析、加工类型选择、宏程序模板填空三个步骤，编辑出适应于实际生产加工的函数曲线加工程序。由于笔者能力有限，该过程并不十分完善，但这一过程体系比较开放，读者可在其中任何环节作补充修改。希望本文的构思能得到大家的批评指正，使得该标准化过程在实际生产中得到推广运用。

【关键词】数控车削 函数曲线 标准化过程 宏程序

【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）11-0021-02＼

一、前言

数控车削加工现在已在生产领域中被广泛应用，其轮廓控制的加工方式使得曲线轮廓的加工变得简单而准确。但除圆以外的曲线目前都只能用宏程序来实现，而宏程序的编写对于普通的操作者来说都比较困难，若没有一定的编写经验积累很难写出合理的宏程序。本文设想提出一种标准化过程，操作者可通过简单的判断、选择和计算，按流程步骤操作，最终就能得到适应于实际生产加工的函数曲线加工程序。该过程应具有普遍实用性，能够适应多种函数曲线以及曲线轮廓在不同象限的情况。下面我将通过标准化过程提出和实例分析两个部分来讲述本文设计内容。

二、非圆曲线轮廓数控车削标准化过程

本文所设计的标准化过程主要分三个部分，分别是标准化流程、常用曲线函数分析表和宏程序模板。其中标准化流程是主线，具有较好数学基础（函数部分）和宏程序基础知识的读者可直接根据该流程完成加工程序。若读者数学基础较差，则可参照常用函数分析表完成函数分析和数据采集。最后宏程序模板可以为不懂宏程序的读者提供方便，读者只需做好模板中的填空便能完成加工程序。三部分相互关系如图一所示。

图一

（一）非圆曲线的数控车削标准化流程

如图二所示，标准化流程分为函数曲线分析准备和宏程序模板分类两部分。

函数曲线分析准备是根据零件轮廓曲线进行分析，完成作三个方面的准备工作：1、得出曲线方程表达式；2、得出工件原点与函数原点的坐标差值（注：x方向按半径差值计算）；3、计算出曲线轮廓起点和终点的函数坐标。函数分析需要读者具有一定的函数知识基础，若读者不了解函数也可根据常用曲线函数分析表对应选择函数方程计算出起点和终点坐标，为完成宏程序作好准备。

宏程序模板分类是根据零件轮廓的加工方式来选择对应的宏程序模块。我把零件轮廓的加工方式分为：精车、外圆车削、内孔车削、切槽车削和仿形车削五大类，具备宏程序编程基础的读者可以直接根据流程逻辑编辑这五类加工程序。没有宏程序基础的读者也可根据后面的宏程序模板进行填空似的编程完成加工程序。

（二）常用曲线函数分析表

为方便分析，我把常用的三类曲线函数在上、下、左、右四个不同方位时的表达式及其曲线轨迹作了详细的说明。读者需要完成的有以下四步：

1、 根据图纸信息对照分析表确定曲线类型（椭圆、双曲线、抛物线）；

2、比较分析表中的函数图像和零件轮廓计算函数原点和零件原点的差值（x方向按半径计算）；

3、根据轮廓确定函数曲线所在的方位（上、下、左、右），对照分析表得出对应的函数表达式：

4、根据函数表达式和图纸信息计算出轮廓起点和终点函数坐标值。

（表达式中的a和b参数可根据图纸提供的曲线表达式得到）

（三）宏程序模板

宏程序模板分为外圆、内孔、切槽、仿形和精车五类，它包含车削加工的大多数情形。适用于外圆刀、内孔刀、切刀和圆弧刀的车削加工。该五类模板车削方式不同，但其结构大致一样，都由定位起点、设置初始值和循环主体三部分构成。模板中已经构建了宏程序的框架，读者只需根据实际的加工情况和之前作的函数分析准备把关键参数填入框架中即可完成加工程序。下面我将详细介绍模板中需要填入的参数。

1、定位起点参数：所有的模板中第一句都是快速定位，其定位要求与G71＼G72＼G73复合循环指令的定位要求一致，要靠近加工起点但又不能接触到工件；

2、设置初始值参数：宏程序以#号加数字为变量（如：#1、#2），在运用宏程序进行循环运算前首先要给定一个初始变量。为了方便读者我在五个模板中都采用了固定的变量对应关系，如表一所示：

变量 代表对象 获取参数方法

#1 X方向函数坐标 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

#2 Z方向函数坐标 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

#3 进给速度 根据需要给定

#4 粗车余量 根据图纸尺寸估算

表一

3、循环主体参数：进入宏程序循环后根据循环判断的需要和宏程序计算的需要，还要填入一组关键参数，如表二所示：

参数 说明 获取参数方法

循环终点 用于判断轮廓终点，跳出宏程序 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

函数原点偏移量 用于补偿函数原点与工件原点的差值 通过图纸比较得出

毛坯直径尺寸 用于指定安全退刀位置 根据毛坯实际情况确定

精加工余量 粗车时留下精车余量 根据精加工需要指定

曲线函数表达式 通过标称才能准确计算出轨迹点的坐标 对照函数分析表得出

表二

三、小结

使用宏程序编辑函数曲线加工的方法有很多，根据编程者的思维方式不同宏程序的结构也有很多的变化。本文采用的是一种较为简单直接的方法，模板程序中大量减少了变量的使用，不同的模板都尽量使用相同的结构和统一的变量，程序思路清晰逻辑准确，有利于读者的理解。但由于能力和时间的关系，本文所设想的标准化过程还有很多的缺失，车削类型分类还不够完善，函数曲线的收纳也只有最基本的几种，模板程序还有待补充和完善。尽管如此，还是希望本文能够对读者有所帮助，望各位同行批评指正。endprint

【摘要】本文基于宏程序的运用，提出了一种标准化过程用于非圆曲线的数控车削加工。读者可通过固定化的格式：曲线函数分析、加工类型选择、宏程序模板填空三个步骤，编辑出适应于实际生产加工的函数曲线加工程序。由于笔者能力有限，该过程并不十分完善，但这一过程体系比较开放，读者可在其中任何环节作补充修改。希望本文的构思能得到大家的批评指正，使得该标准化过程在实际生产中得到推广运用。

【关键词】数控车削 函数曲线 标准化过程 宏程序

【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）11-0021-02＼

一、前言

数控车削加工现在已在生产领域中被广泛应用，其轮廓控制的加工方式使得曲线轮廓的加工变得简单而准确。但除圆以外的曲线目前都只能用宏程序来实现，而宏程序的编写对于普通的操作者来说都比较困难，若没有一定的编写经验积累很难写出合理的宏程序。本文设想提出一种标准化过程，操作者可通过简单的判断、选择和计算，按流程步骤操作，最终就能得到适应于实际生产加工的函数曲线加工程序。该过程应具有普遍实用性，能够适应多种函数曲线以及曲线轮廓在不同象限的情况。下面我将通过标准化过程提出和实例分析两个部分来讲述本文设计内容。

二、非圆曲线轮廓数控车削标准化过程

本文所设计的标准化过程主要分三个部分，分别是标准化流程、常用曲线函数分析表和宏程序模板。其中标准化流程是主线，具有较好数学基础（函数部分）和宏程序基础知识的读者可直接根据该流程完成加工程序。若读者数学基础较差，则可参照常用函数分析表完成函数分析和数据采集。最后宏程序模板可以为不懂宏程序的读者提供方便，读者只需做好模板中的填空便能完成加工程序。三部分相互关系如图一所示。

图一

（一）非圆曲线的数控车削标准化流程

如图二所示，标准化流程分为函数曲线分析准备和宏程序模板分类两部分。

函数曲线分析准备是根据零件轮廓曲线进行分析，完成作三个方面的准备工作：1、得出曲线方程表达式；2、得出工件原点与函数原点的坐标差值（注：x方向按半径差值计算）；3、计算出曲线轮廓起点和终点的函数坐标。函数分析需要读者具有一定的函数知识基础，若读者不了解函数也可根据常用曲线函数分析表对应选择函数方程计算出起点和终点坐标，为完成宏程序作好准备。

宏程序模板分类是根据零件轮廓的加工方式来选择对应的宏程序模块。我把零件轮廓的加工方式分为：精车、外圆车削、内孔车削、切槽车削和仿形车削五大类，具备宏程序编程基础的读者可以直接根据流程逻辑编辑这五类加工程序。没有宏程序基础的读者也可根据后面的宏程序模板进行填空似的编程完成加工程序。

（二）常用曲线函数分析表

为方便分析，我把常用的三类曲线函数在上、下、左、右四个不同方位时的表达式及其曲线轨迹作了详细的说明。读者需要完成的有以下四步：

1、 根据图纸信息对照分析表确定曲线类型（椭圆、双曲线、抛物线）；

2、比较分析表中的函数图像和零件轮廓计算函数原点和零件原点的差值（x方向按半径计算）；

3、根据轮廓确定函数曲线所在的方位（上、下、左、右），对照分析表得出对应的函数表达式：

4、根据函数表达式和图纸信息计算出轮廓起点和终点函数坐标值。

（表达式中的a和b参数可根据图纸提供的曲线表达式得到）

（三）宏程序模板

宏程序模板分为外圆、内孔、切槽、仿形和精车五类，它包含车削加工的大多数情形。适用于外圆刀、内孔刀、切刀和圆弧刀的车削加工。该五类模板车削方式不同，但其结构大致一样，都由定位起点、设置初始值和循环主体三部分构成。模板中已经构建了宏程序的框架，读者只需根据实际的加工情况和之前作的函数分析准备把关键参数填入框架中即可完成加工程序。下面我将详细介绍模板中需要填入的参数。

1、定位起点参数：所有的模板中第一句都是快速定位，其定位要求与G71＼G72＼G73复合循环指令的定位要求一致，要靠近加工起点但又不能接触到工件；

2、设置初始值参数：宏程序以#号加数字为变量（如：#1、#2），在运用宏程序进行循环运算前首先要给定一个初始变量。为了方便读者我在五个模板中都采用了固定的变量对应关系，如表一所示：

变量 代表对象 获取参数方法

#1 X方向函数坐标 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

#2 Z方向函数坐标 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

#3 进给速度 根据需要给定

#4 粗车余量 根据图纸尺寸估算

表一

3、循环主体参数：进入宏程序循环后根据循环判断的需要和宏程序计算的需要，还要填入一组关键参数，如表二所示：

参数 说明 获取参数方法

循环终点 用于判断轮廓终点，跳出宏程序 根据图纸尺寸直接推算出或通过函数表达式计算得出

函数原点偏移量 用于补偿函数原点与工件原点的差值 通过图纸比较得出

毛坯直径尺寸 用于指定安全退刀位置 根据毛坯实际情况确定

精加工余量 粗车时留下精车余量 根据精加工需要指定

曲线函数表达式 通过标称才能准确计算出轨迹点的坐标 对照函数分析表得出

表二

三、小结

使用宏程序编辑函数曲线加工的方法有很多，根据编程者的思维方式不同宏程序的结构也有很多的变化。本文采用的是一种较为简单直接的方法，模板程序中大量减少了变量的使用，不同的模板都尽量使用相同的结构和统一的变量，程序思路清晰逻辑准确，有利于读者的理解。但由于能力和时间的关系，本文所设想的标准化过程还有很多的缺失，车削类型分类还不够完善，函数曲线的收纳也只有最基本的几种，模板程序还有待补充和完善。尽管如此，还是希望本文能够对读者有所帮助，望各位同行批评指正。endprint