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摘要：单件或小批零件通过切割生产。用数控机床进行手工编程比用计算机程序进行自动编程更方便、更快。好的代码程序，要能够加工出符合图纸要求的零件，还要具有一定的通用性。编程过程中使用宏指令，可以将程序中零件尺寸等固定数值用变量代替。这样一个程序只需要对变量进行修改即可改变零件的大小，使程序具有通用性。
关键词：铣削加工；手工编程；圆柱形表面；
机器零件的形状大都包含圆柱形表面。数控铣床切削加工机器零件，圆柱形表面也是主要加工内容。包括外圆柱体、内圆柱孔、圆环槽、圆环凸台等。在铣削加工由多个圆形表面组成的零件时，圆形加工程序常需要编写或修改多次，给操作带来麻烦。利用宏指令编写的圆形表面加工程序，使用起来便捷、高效，适用于单件或小批量的零件加工。
一、数控机床的发展现状
中国正在变成世界的加工中心、世界的大加工厂，已经不可逆转。打造制造业强国，制造业的效率问题、成本问题、精度问题正在成为社会、政府，甚至股民们的关注焦点。数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业，生物产业及航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。
二、数控加工原理
斜线加工指令具有实现两步进电动机联动的功能。使用一台(Y向)步进电动机联接分度头的输入蜗杆,并控制分度头及安装在其上的凸轮工件做旋转运动,使用另一台(X向)步进电动机联接铣床纵向工作台的丝杠,并控制纵向工作台及安装其上的分度头与凸轮工件做直线运动;应用斜线指令,就可以实现圆柱螺旋凸轮工件旋转运动和直线运动的联动运行。此数控改造方式与常规数控改造的不同之处在于,将原来两直线位移运动(单动或联动运行)的控制,巧妙地变为了一直线运动和一旋转运动的联动运行控制。此时,当将凸轮工件的旋转位移长度替代原斜线指令编程中Y向的直线位移长度,用凸轮工件的轴向位移长度替代原斜线指令编程中X向的直线位移长度,就可巧用斜线指令来实现圆柱体表面上螺旋凸轮槽的数控铣削加工。根据凸轮工件的几何轨迹,若将凸轮轴圆周母线上的圆弧槽和螺旋槽按凸轮轴圆周展开,可将其展开为平面的凸轮工件轨迹,由此可知,应用数控加工指令可以完成此轨迹的数控铣削加工。
三、球形和圆柱形表面参数化数控加工控制方法
1.球形和圆柱形表面几何特征。本方法是涉及球形和圆柱形表面参数化数控加工的控制方法。其中球形和圆柱形表面的几何特征均是标准的空间二次曲面，这样，每个二次曲面可以用一个变矢量，而各曲面之间的相贯线即是每两个曲面的交线。因此，在实现等残余余量和最短切削路径数控加工的参数化控制时，更有规律可循，更方便。
2.球形和圆柱形表面参数化数控加工控制方法。球形和圆柱形表面参数化数控加工控制方法的目的是提供一种能实现球形和圆柱形表面等残余余量数控加工和最短切削路径的参数化球形和圆柱形表面数控加工控制方法。该参数化球形和圆柱形表面数控加工控制方法，采用角度插补方式实现了等残余余量加工，改变等距行切或环切而产生了不均匀残余余量的加工方法，从而提高了被加工表面的质量；实现了最短切削路径加工，达到了提高数控加工效率的目的。由于是参数化数控加工控制，因此，其程序设计比市场上的CAM软件具有设计效率高、出错几率低等优点：每加工完一个循环(即一层)，重新计算出刀位参数，因此，极大地减少了程序的长度，从而也提高了程序的运行效率。（1）球形和圆柱形表面参数化激控加工的控制过程。球形和圆柱形表面数控加工控制方法是应用参数化数控加工程序实现对球形和圆柱形表面等残余余量、最短切削路径的数控加工，控制过程的具体步骤如下：①输入被加工零件球面半径和圆柱面半径R、圆柱面长度L，刀具的直径d、转接半径r、长度i，角度插补参数初始值a0、残余余量高度h以及加工余量t，以便建立被加工零件表面和刀具表面的加工数学模型。②建立被加工零件表面和刀具表面的加工数学模型。根据①中所输入的参数建立被加工零件表面和刀具表面的加工数学模型。③计算满足加工精度的角度增量插补值△a、角度插补参数极限值ae以及加工起点刀位的x,y、Z坐标值。根据已建立的球形和圆柱形表面数学模型以及刀具的数学模型，计算满足加工精度或粗糙度的角度增量插补值△a、角度插补参数极限值ae以及加工起点刀位的x,y、Z坐标值，其示意图如图1所示。
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图l角度增量△a、角度插补参数极限值ae及加工起点刀位示意图
④判断角度插补值是否大于角度插补参数极限值；如果判断结果为是，则被加工零件表面的数控加工控制结束。如果④中的判断结果为是，角度插补参数a-=ae，并计算出最后一次循环数控加工所需要的刀位坐标值（x，Y，z)以及圆弧插补半径。进行零件表面的最后一次数控加工控制(最后一层)。⑤如果④中的判断结果为否，则进行被加工零件表面一层的数控加工参数计算，计算角度插补参数a以及刀位坐标值（x，Y，z)以及圆弧插补半径尺等。⑥进行被加工零件表面的数控加工控制。被加工零件表面的数控加工控制过程就是通过参数化程序牛成球形和圃柱形表面数控加工NC代码，并实现等残余余最及最短路径的球形和园柱形表面数控加工。每层加工切削程序实际上只有两段圆弧和两段直线加工程序组成，共4段程序段。由于程序段中数据均为变量，每次加工控制只需从新计算新一层加工单位参数（x，Y，z)即可，因此，在程序的执行过程中，也直只有3段加工程序段，因而大大减少了秽序长度。
2.球形和圆柱形表面参数化数控加工软件设计。(1)建立球形和圆柱形表面数学模型。该软件的数学模型建立不依赖丁其他CAD／CAM软件，自行建立出球形和圆柱形表面数学模型。球形和圆柱形表面的几何特征均是标准的空间二次曲面，这样.每个二次曲面可以用一个变矢量，而各曲面之间的相贯线即是每两个曲面的交线。(2)建立刀具数学模型。刀具数学模犁实际上是刀具刃部表面的数学模型。而刀具刃部表面的数学模型大多为圆环面或圆环与圆柱面组合，刀具刃部数学模型的摹点大多为刀具刃部端面的中心点。数控刀具的结构基率上分为合金或高速钢立铣刀（刃部形状为圆柱形)和圆刀片的机夹式铣刀。(3)形和圆柱形表面参数化数控加工刀位坐标的计算。数控加上运动实际上就是数控机床的执行点按照X、Y、A、B、C坐标在做插补运动，同时刀具自身绕其轴线旋转做切削运动。X、y、z一般表示横向、纵向及垂直方向上3个线性轴的坐标值，而A、B、C则表示遵循右手法则的且旋转中心轴线分别是X、Y、z坐标轴的3个旋转轴的坐标值。(4)性能测试。针对各种规格尺寸的球而或圆柱面以及不同规格的数控立铣刀.对该软件进行测试，然后再通过数控加工试验进一步验证该软件所生成的数控加工程序的准确性。通过3年时间的程序编制和调试，该球形和圆柱形表面参数化数控加工软什已完全显不了其方便、准确及高效的优点，实现了从传统的等距行切或环切加上工到参数化数控加工控制方法的等残余余量加工的飞跃。
总之，该技术在数控加工技术领域具有重人的创新，与传统的数控加上技术相比较具有零件表血加工效率高、加工质量好等显著优点。
参考文献；
[1]刘鸿.数控铣工加工中心操作工.2017.
[2]张兆昌.浅谈便捷高效的数控铣床圆柱形表面加工程序.2019.