摘 要:針對在 FANUC 數控（kòng）係統的（de）機床上用宏程序對鏈輪（lún）進行加工的問題,詳細介紹了宏程序功能的特點和（hé）用宏程序對（duì）鏈輪齒形在編程中的數學分析,主要采用（yòng）坐標係旋轉的方法,實現多次調用單一齒槽（cáo）的加工程（chéng）序,最終加工出全部齒槽。 最後給出了典（diǎn）型的鏈（liàn）輪齒形加工的實例,並用數控加工仿真軟（ruǎn）件 VERICUT 對其加工程序進行驗證。
 
       關鍵詞:數控加工;宏程序（xù）;鏈輪
 
       0　 引 言
 
      鏈輪是一種標準（zhǔn）的運動傳（chuán）動部件（jiàn）,其設計是按照國標 GB / T1243-1997 完成的,被很廣（guǎng）泛地應用到各種機械的運動傳動中。 而在加工（gōng）製造上（shàng）麵（miàn）有一定的難度,這是因（yīn）為產品需求（qiú）不同,導致鏈輪的規格尺寸（cùn）不同,且參數（shù）較多的緣故。 鏈輪齒可以用冷衝壓、切削加工、鑄造、粉末冶金、火焰切割等多種方法進行加工製造。

      為了保證鏈（liàn）傳動的運動（dòng）平穩性和傳動過程中噪聲小,鏈輪通常采用鋼、鑄鐵為（wéi）加工材料（liào）,用切齒的方法來製造。 在傳統方法中（zhōng）,鏈輪齒形加工通常采用按展成運動原理用（yòng）鏈輪滾刀在滾齒（chǐ）機上滾切和用鏈（liàn）輪插刀在插齒機上插齒,或者按仿形法用（yòng）成（chéng）形銑刀在普通銑床上分度銑削[1]。 這（zhè）兩（liǎng）種傳統的製造方法（fǎ）  都要用到專用的鏈輪滾刀或者銑刀,這對於中小型工廠來（lái）說,無疑在鏈輪的加工方麵帶（dài）來困難。
 
      數控機床為（wéi）鏈輪的生產加工帶來了新的前景,即在普通的數控銑床（chuáng）可以使用普通的銑刀就可完成對其的銑切。 在數控編程中大致可以分（fèn）為兩類編程,一類是自動編程,另一類是手工編程。 但由於鏈輪（lún）齒形（xíng）的複雜,若采用 CAD / CAM 軟件的自動編程,程序冗長,修改不便;若采用普通手動編程,則需要計算大量（liàng）的節點坐標,工作量大而且複雜,不易實現。 故本文（wén）重點介紹了基於 FANUC-0i 數控係統的數控銑床,利用用戶宏程（chéng）序功能編製出（chū）對鏈輪齒形的加工程序。
 
      1、用戶宏程序（xù）的（de）功能介紹
 
      用戶宏程序是（shì）指把具有某種功能的一組命令,以子程序的形式預先存儲在係統存儲器中,並通過主程序中的宏程序調用指令調（diào）用並執行這些子程序[2]。用戶宏程序與普通程序的不同點在於,用戶宏程序在編程過程中可以使用（yòng）變量,而變（biàn）量不僅可以被賦值,還可以在變量之間進行邏輯運算（suàn）和（hé）算術運算,編製出的程序簡單,靈（líng）活可（kě）變;普通程序隻（zhī）能用常量來進行編程,而且常量之間不能進行任何計算,編寫出來（lái）的程序隻能順序執行,缺乏通用性。
 
      用戶宏程序（xù）具有良好的易（yì）讀性和容錯性,其結（jié）構簡單,邏輯嚴謹,具有（yǒu）較強的通用性等（děng）特點。 用戶宏程序主要（yào）適應於形狀相同、尺寸不同的小批量生產零件的數控加工（gōng）編程和具有數學（xué）表達（dá）式所描述（shù）的曲線以及一些複雜的曲線和（hé）曲麵的零件的編程。
 
      2、齒形（xíng）在編程中的數學分（fèn）析
 
      主要討論（lùn）根據 GB1243-1997 中（zhōng）規定來設計的短節距滾子鏈鏈輪關（guān）於（yú）數控加工中[3],利用宏程序進行編製加工程序的方法。 以鏈輪的（de）三圓弧一直線齒形為例,如圖 1 所示,該齒形是（shì）由簡（jiǎn）單（dān）的直線和圓弧（hú）構成,若用普通的手工編程方法,節點坐標的計算太複雜,工作量也很大,且容易出錯。 而用宏程序來編程的話,則可以將基本參數、齒槽的幾何尺寸（cùn）和各基點坐標設置成變（biàn）量,編寫出含（hán）變（biàn）量的加工程序[4]。 符合 GB1243-1997 規定的三圓弧一直線齒形（xíng）鏈輪的基本參數、齒槽幾何尺寸及其在（zài）宏程序的變量表示如表 1。
  
     

                      圖 1　 三圓弧一直線齒形的齒槽形狀

  
              表  1　 鏈輪基本參數、齒槽幾何尺寸及其變量（liàng）表示

      
     
     
       3、齒形在編程中的加工分析
 
      從圖（tú） 1 可看出三圓弧一（yī）直線齒形（xíng）的齒槽由圓弧段 e′c′、b′a′、a′a、ab、ce 和直線段 c′b′、bc 組成。 根據金屬的切削原理可知,為了降低表麵的粗糙度,提高
加工效率,加工中采用（yòng）逆銑的方式（shì）,故刀具的運動路徑為 e′→c′→b′→a′→a→b→c→e,逐步對各齒（chǐ）進行加（jiā）工。 如圖 1 所示,先建（jiàn）立（lì）編程坐標係,而編程的原點設置（zhì）在鏈輪的軸（zhóu）孔中心,z 軸零點設在工（gōng）件的（de）上表麵,故齒槽上各基點的坐標表達式如表 2。
 
               表 2　 齒槽各基點的坐標表達式及其變量
     
      
     加工走刀路線如圖（tú） 2 所示（shì）,A 點為起刀點,刀（dāo）具從 A 點出發,首先快速工進至（zhì） e′點,建立刀具左（zuǒ）補償,刀具中心偏移至 e′點,由（yóu） e′ 點切入工件至 e 點切出,這樣就完成了一個齒槽的加工,通過坐標係旋轉法,逆時針銑削（xuē）完全部齒槽,最終回到 e′點(刀具中心偏移至 e2 點) ,最後退回到 A 點,同時取消刀具補償。 A點 y 坐標可按下式確定[5-6]:
  
     
 

    
                  圖 2　 鏈輪（lún）齒形銑削加工走刀路線
 
     4　、鏈輪齒（chǐ）形（xíng）加（jiā）工宏（hóng）程序
  
        
       

             

      6　、結 論
 
      通過以上對鏈輪各部分參數的分析和計算,證明所編（biān）製的宏程序使用效果良（liáng）好。 采用用戶宏程序編製（zhì）出來的程序,結構簡單,具有良好的易修改性和易讀性,並且程序的通用（yòng）性強,隻要對主程序中齒形的基本參數的賦值進行修改,並按（àn）照齒數來確定調用坐（zuò）標旋（xuán）轉宏程序的次（cì）數,就可以加工出形狀相同（tóng）,規格不同的一係列鏈（liàn）輪,無需再進行對（duì）鏈輪齒（chǐ）形相應點的計算。此宏程序（xù）可以作為子程序予（yǔ）以保存起來。因此,給中小型工廠對鏈輪在數控銑床上的（de）加工,尤其是對大型（xíng）鏈輪的單件或者小批量生產有著（zhe）重要意義,並給企業帶來了經濟效益（yì）[7-8]。