渐开线制动凸轮加工
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- 渐开线制动凸轮加工摘要】本文分析了数控加工程序编制的现状和发展趋势，指出了“变量”的运用在加工程序编制中的意义，比较了宏程序和CAM软件编程各自的长处与不足，同时按不同工作场合和工件的要求，分类给出了对应的宏程序实现。通过对于现生产需要的分析——提出了编制并完善“通用宏程序集”的设想，“通用宏程序集”除可以有效提高工作效率外，还可以作为数控加工经验交流和共享的工具，最后根据自身对于数控加工的认识给出了通用宏程序的示例。
【关键词】宏程序 数控加工 应用 变量 传值调用
1．数控加工程序编制的方法和现状。要说数控系统的种类有多少或数控机床的结构形式共有多少个？恐怕即使从事数控加工多年的人士也很难说出一个准确的数字，但要说起数控加工程序编制的方法来，则几乎连一个初学者也能马上告诉你：分手工编程和计算机自动编程两类。由于受数控系统指令集规模的限制，致使可插补的线形比较单一（通常只有直线或圆弧），所以手工编程常用于形状简单、精度要求较高、批量较大的产品的加工和制造。而形状复杂、批量较小、精度要求一般的零件则多采用计算机自动编程的方法。
以一汽集团为例，其从事零部件生产的企业（比如：车桥公司、轿车公司、一汽大众等等）基本都是采用手工编程的形式，而模具类零件则都采用计算机自动编程。久而久之就使人们产生了一种误解：“认为具有复杂轮廓的零件只能通过自动编程进行加工，而手工程序只能完成简单轮廓的加工，将来自动编程将是手工程序的取代者”。
其实，目前数控系统广泛提供的宏程序（或称参数子程序）功能完全可以完成复杂轮廓（可以以数学方程表达）的加工，同时它还具有许多自动编程无法比拟的特点。
2．宏程序的特点和作用。宏程序或称参数子程序，由于其引入了变量、流程控制和数学（代数和逻辑）运算功能，所以就具有以下优点：
①由于可以使用变量，使程序具有更加柔性化和智能化。
②流程控制指令的使用，可以使加工程序具有分析功能并更容易实现执行次数的控制。
③代数和逻辑运算的应用，则为完成各类数学曲线和曲面的加工提供了基础和保障。
由于上述特点的存在，可以根据数控加工的需要来编制以下几类宏程序：
①用于加工数学曲线（或曲面）所构成的零件轮廓（如：圆锥曲线宏程序、渐开线宏程序、球面加工宏程序、锥台加工宏程序等等）。
②用于完成不同工艺特征的粗、精加工（如：圆型腔加工宏程序、方型腔加工宏程序、倒角加工宏程序等等）。
③与辅助装置配合完成特定工作任务（如：用测量探头的检测宏程序、指挥换刀机构的换刀宏程序、刀具破损检测宏程序、专用夹具控制宏程序等等）。
④不同种类设备的专用加工宏程序（如：滚齿加工专用宏程序、数控磨床专用宏程序）。
⑤其他（如：与外部通信的宏程序、实现多品种混流生产的分支宏程序等等）。
3．宏程序在典型零件加工中的应用。下面以笔者编程和加工过的一些零件为例，介绍一下宏程序的具体应用：
3．1 渐开线凸轮的铣削：如图1—1所示，被加工的（刹车用）凸轮为渐开线轮廓，而且有0.03mm的轮廓度要求。从前采用的是CAM软件编制轮廓加工程序，但生成G代码以后，由于不便使用半径补偿功能，所以刀具稍有磨损就必须更换，这样大大的增加了制造成本。
经过对被加工零件轮廓的分析（零件图见附件一），决定以宏程序完成上述零件的加工，首先根据基圆半径得出渐开线的参数方程：
x=20×cos(afa)+pi×20×afa/180×sin(afa)
y=20×sin(afa)-pi×20×afa/180×cos(afa)
39.1
Pi=3.14159
其中afa为压力角，也是参数方程的自变量，经过分析压力角在39.1度附近时，每增加3度轮廓逼近误差小于0.02mm，因此选择压力角每次递增2度以提高加工速度。
然后开始编制宏程序，先进行变量分配：
#1 为压力角afa
#2 为常数pi=3.14159
#3 为基圆半径
#4 节点坐标x
#5 节点坐标y
#6 为压力角afa终了值
编写宏程序代码：...
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