应用宏程序在数控铣床加工倒角、圆角-常州铁道高等职业技术学校

宏程序在轮廓倒圆角编程中的应用

（常州铁道高等职业技术学校江苏，常州213011）

赵太平

摘要：本文通过在立式加工中心上倒圆角加工的原理和过程的分析，确定了倒圆角编程要解决的关键问题，并结合实例分析了应用宏程序编制倒圆角编程的方法。

关键词：倒圆角；编程；宏程序

圆角是零件轮廓常见的结构部分之一，在立式加工中心上采用立铳刀来加工零件轮廓圆角的用一般手工编程方法编制加工程序往往比较复杂，应用宏程序可以简化编程。

、倒圆角加工的原理与过程

如图1所示，对于圆角园弧AB的成形是通过折线拟合完成的。将园弧AB按一定规

律进行等份，立铳刀切削刀尖在高度方向按要求下到每个等份点位置, 加工一周，圆角就

可加工完成。刀具的切削加工轨迹如图2的俯视图所示，这样根据加工精

度要求的需要，将园弧AB的等份数不断增加，折线就无限逼近园弧，达到加工要求。

二、倒圆角编程要解决的关键问题分析

在进行零件加工程序编制时，一般按零件实际轮廓编程，实际加工时，机床控制刀具

走的是刀具中心轨迹，编程轨迹与刀具中心轨迹必然存在位置偏差，现代数控系统一般都具

有刀具补偿功能，加工时操作者在数控机床面板上将刀具半径输入到补偿寄存器中,

统根据输入的刀具参数，自动使刀具轨迹相对于编程轨迹（零件轮廓轨迹）偏移一个刀具半径，使刀具沿其中心轨迹运动，正确加工出工件轮廓。

采用这种方法来编制倒圆角的加工程序，立铳刀切削刀尖在高度方向每下降一个深

然后按工件轮廓切削

数控系

图2

度，将要按如图2俯视图所示的一条刀具切削轨迹的实际尺寸编制一段程序,

证圆角部分的加工精度，圆角园弧将被划分成很多等份，程序将会很烦琐，另一方面如果工件侧面轮廓复杂的话，每条刀具切削轨迹节点坐标计算量将很大，使编程工作量大大增加, 甚至手工编程无法完成。

如图3所示每条刀具切削轨迹好象是把工件侧面轮廓不断等距偏移形成的。每条刀具

刀具中心轨迹。

-工件侧面轮廓

如果按照工件侧面轮廓的尺寸编程，并在半径补偿寄存器中输入实际的铳刀半径值

加工出就是工件侧面轮廓，若按照同样的工件侧面轮廓的尺寸编程，但在半径补偿寄存器中

输入值为(「一△)，刀具实际半径不变，实际加工时，刀具中心轨迹会向内偏移△,

实际轮廓就是把工件侧面轮廓小可以看出，按照同样的工件侧面轮廓的尺寸编程，通过

改变补偿寄存器中的半径补偿值，就可以得到不同的刀具切削轨迹。

以按照工件侧面轮廓的尺寸编程，立铳刀切削刀尖在不同高度位置时的提供不同的半径补偿

值就可完成加工，程序大大简化。关键是求出立铳刀在不同高度位置时的半径补偿量(r-△)

k A

11

LJ

乂7 \R

(a)凸圆角

一方面为了保

中心轨迹与对应的刀具切削轨迹存在一定距离的偏差, 在实际加工时，机床控制刀具走的是

铣刀

刀具切削轨迹

r，

加工出的对于具备刀具半径补偿量可变量赋值的数控系统(如FANUC-Oi系统)，倒圆角加工可

值，即求出刀具中心线与工件侧面轮廓之间的距离L ( L1 ),如图4所示。

(b)凹圆角

凸圆角刀具切削刀尖到上表面的距离h和刀具中心线到工件侧面轮廓距离L计算分别见公式1和公式2,凹圆角刀具切削刀尖到上表面的距离h和刀具中心线到工件侧面轮廓距

离L计算分别见公式3和公式4,

h = R —R X cos a ----------------------------------------

L = r —R+ R X sin a ---------------------------------------

h1= R X sin a ----------------------------------------------

L1= r —R X cos a -----------------------------------------

（其中：R-圆角半径，r-刀具半径，a -角度变量）

通过上述分析可以看出，在加工过程中刀具切削刀尖到上表面的距离h （h1）和刀具中心线到工件侧面轮廓距离L （L1）都随着角度变量a变化而不断改变，对于使用变量编程

通常采用宏程序。

三、宏程序在倒圆角编程中应用举例

编制用①16 mm的立铳刀加工如图5所示R5倒圆角的数控加工程序。

工件坐标原点设在工件上表面的中心，倒圆角R5的程序（FANUC-Oi系统）见表1。

序号程序备注

N10M6 T1换1号刀（①16 mm立铳刀）

N20G55 G90 G00 G43 H1 Z100刀具快速定位到Z100处，并完成刀具长度补偿

N30M03 S2500

N40X —70 Y0

N50Z5 M08

N60G01 Z0 F80

N70#1=5定义圆角半径#1=R变量，初始值为5

N80#2=6定义刀具半径#2=r变量，初始值为6

N90#3=0定义角度#3= a变量，初始值为0

N100WHILE [#3 LE 90 ] DO1当#3三90°在N100- N290之间循环加工

N110#4=#1 —#1*C0S[#3]刀具切削刀尖到上表面的距离#4=h

N120#5=#2—#1 + #1*SIN[#3]计算刀具中心线到工件侧面轮廓距离#5=L

N130G01 Z —#4 F100Z轴下降

N140G10 L12 P1 R#5附值给半径补偿D1

（式

1）

（式

2）

（式