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发布时间：2023-11-04 04:08:20 阅读：次来源：冲床厂家

手工编程和GibbsCAM软件编程在复合加工中的应用

摘要：根据目前复合加工中技术现状，举例讲解应用手工宏程序编制方式和GibbsCAM软件编程方式。手工编程应用广泛，而软件编程则极大的简化编程难度，提高制造效率。

关键词：手工宏程序编程；GibbsCAM软件编程；复合加工

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

由图一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。图二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#1车辆制造、电力工程、金属材料等行业02=-9*SQRT[1+#101*#101/56.25]+49;（定义曲线方程的X值）

#103=#.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=#.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牙齿破坏两种用法：

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。

宏程序为：

#1=1.（刀宽）

#3=81.（大经）

#4=10.（起点Z）

#5=0（起始层次）

#2=[8.-#1]-[0.072*#5]（Z向加工宽度）

N10#6=#4-[#5*0.036]（Z轴偏移）

#3=81.-[#5*0.2]（X轴偏移）

N 20G 0X90.Z#6.

G0X#3

G32Z-10.F8.0（导程8mm）

G0X90.

Z#6

#6=#.2（每一层中Z轴偏移量减刀宽尺寸）

#2=#.2（每一层中Z向终点判别）

IF[#2GT0]GOTO20

#6=#4-[8-#1]+[0.036*#5]（每一层中Z轴最终尺寸）

G0X90.Z#6.

G0X#3

G32Z-10.F8.0

G0X90.Z#6

#5=#5+1.（层次加1）

#2=[8.0-#1]-[0.072*#5]（下一层加工宽度Z向）

IF[#2GT3.0]GOTO10（终点判别）

G0X100.

Z0.

宏程序中用到了几个公共变量，按常理说公共变量不会影响到数控机床系统内部设定的系统变量，但我们应该根据现场情况灵活处理，比如说双通道的数控机床（哈挺QTT65、DMG Twin42等）可能单独运行宏程序模块时会产生报警，因为宏程序变量和系统内部变量发生冲突，这时我们可以做以下更改：打开机床面板-手轮调到模式-可写入打开（把WRITE参数0改为1）-搜索到参数6000-把6000下排的第五位参数改为1；假如我们的机床是单通道的可以无需任何更改直接运行。

bbsCAM 软件编程方法

GibbsCAM是Cimatron公司旗下的一款面向零件加工，尤其是车铣复合领域的CAM加工方案，其最大的特点是界面简洁，易学易用，操作模式和我们的工艺习惯非常一致。

2.1 双曲线特征编程

借助GibbsCAM加工这种非圆弧曲面会让加工变得轻松简单。软件自动提取出车加工所用轮廓，并应用加工标记，定义想要加工区域的起始点和终止点即可。见图2所示。注意图三采用的是下刀塔刀具加工(哈挺TT65双刀塔机床)，所以虽然选择加工对象为X正向，但由它生成的切削轨迹会自动对用到X负向，以适应下刀塔刀具的加工。

图3 GibbsCAM切槽粗加工

粗加工－选择宽为3mm的切槽刀，工程序由计算机自动生成，转速S1200、进给量F0.1，加工时间为34秒。

G0G 99Z -48.31M264

X85.

G1X68.303F.05

G0X85.

Z-50.31

G1X58.1F.1

G0X85.

Z-53.23

汽车线束

G1X 58.1

G0X85.

G0G99Z-87.506M8

G1X63.986F .05

G0X85.

Z-90.341

G1X63.986F .1

G0X85.

Z-93.175

G1X 63.986

G0X85.

Z-95.8

G1X 67.488

G0X85.

Z-98.424

G1X70.991

G0X85.

Z-101.049

G1X74.493

G0X85.

Z-103.673

G1X77.995

G0X85.

Z-106.298

G1X81.498

G0X85.

G97S 2000

G0G99Z-87.456M8

G1X85.00但在技术路径中则指出会大力推动其在汽车上的利用4F .04

X63.886

Z-93.225

X86.528Z -110.192

G0X85.

M98P1（回安全换刀点）

精加工采用3mm切槽刀，转速S1800、进给量F0.04，加工时间为31秒。具体NC代码忽略。

2.2 螺旋圆弧槽加工法

用GibbsCAM软件编程只需控制一条线段就可以编出想要的螺旋槽走刀轨迹，如图四所示：

图4 GibbsCAM缠绕加工螺旋圆弧槽

此处应用GibbsCAM软件体现出极大的优越性。只需在YZ面上取一条螺旋线的展开图，然后针对此平面上的直线进行最简单的 2.5 轴编程，并对应应用GibbsCAM缠绕加工(Rotary Milling)就可以生成预期的加工轨迹（图中红线）。有人可能会质疑说由 CAM软件生成的G代码都比较长，而如果机床内存太小，带来加工的不便。然而恰恰相反，针对此螺旋圆弧槽，下面是GibbsCAM 生成的加工G代码：

G0G 98Y0.Z-55.474

X85.

M23

G19

M51S2500

C-115.607

X84.

G1X76.F100.

X82.567 -86.695C1317.03F111.004

G0X84.

X85.

M16

M55

M98P 1

加工参数 S2500，进给量由软件计算生成，比如说你给F80的进给量，软件通过计算最后输出F111.004的进给量，因为该螺旋槽不是普通螺旋槽（公司的很多零件外壳面上的三条螺旋槽客厅茶几），此处的螺旋槽是一个半径为3mm的圆弧顺着一条导程为8mm的螺纹线缠绕在半径100mm的圆弧面上而组成的螺旋弧槽，比如当加工螺纹时，只给出主轴转速，进给量由数控机床里的脉冲编码器通过对螺距和转速的编译而控制，所以此处加工螺旋弧槽进给量是由软件计算得出，加工时间为12分44秒。

3.结语

本文通过针对第三届全国数控大赛的一道试题，讲解了如何应用手工宏程序编制方法，以及应用CAM软件的智能编程方法。两种情况都在现实加工中普遍存在。但随着企业信息化技术的提升，CAM软件作为数控高效加工的一个平台，结合自身情况有效的利用它，可以有很多朋友是不知道4球实验机是做甚么的极大的简化编程难度，提高生产效率石板材。近些年在铣削加工包括五轴铣削方面的 CAM 技术应用越来越成熟，但在复合加工方面，目前还是手工编程居多。希望本文对此领域的加工技术感兴趣的朋友有所裨益。 (end)

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