陈志鹏
国营锦江机器厂 四川省成都市 610043
摘要：利用Solidworks软件中产品设计系列化功能进行四轴加工中心加工宏程序的编制，易于修改，便于实现，可提高数控程序编制的效率。通过举例介绍基于Solidworks的某型航空发动机油滤安装轴异向均布孔的加工工艺研究。
关键词：宏程序；异向均布孔；Solidworks
随着数控加工技术的发展，尤其是多轴联动数控加工系统的出现，使得加工过程可以实现自动换刀、坐标定位，在四轴加工中心加工复杂型面上均布孔的加工效率与定位精度也大大提高，但在本文通过实例（如图1）介绍异向均布孔的加工工艺研究。
1、油滤安装轴图样分析
该产品安装于新式油滤盖组件上，用于安装滤网片、垫圈及转接头等零件，硬度约为（37～39）HRC，属于轴套类零件，在其φ30圆柱面上共有33孔，均匀分布在三条螺纹线上，其螺纹线分布类似于多头丝杠的螺旋分布方式，导程为200mm,孔的精度为φ6H6，其中孔与孔之间位置度偏差小于等于0.3°。
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图1 “油滤安装轴”零件图
2、异向均布孔的加工工艺步骤
为避免在φ30圆柱面钻、铰均布孔产生不等分误差的超差以及变形，在装夹时用顶尖与一端60°内孔锥面配合，一端用三爪自定心卡盘固定，在加工孔时，采取先用键槽铣刀铣定位孔φ4，再用麻花钻扩孔至φ5.7～φ5.9，最后精铰孔至φ8H6的工步。若按传统四轴编程加工方式加工，在加工、处理33处均布孔时会出现数据冗杂的缺点，且在调试程序时会极大的增加工作量。所以，在加工中，可以通过编制宏程序以及利用Solidworks软件中产品设计系列化功能，只编制一个孔的加工宏程序和一个数据字典即可。
3.宏程序原理及编制
3.1原理分析
由于33孔平均分布在三条螺旋线上，具有典型的数学规律，可以通过展开图（如图2）进
行数学分析。其中，线段AB为φ30面上一条螺旋线在平面上的展开线；AC为螺旋线的导程（200），BC为φ30横截面圆周长（30π），G为螺旋线上随机一个孔的孔心。
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图2 φ30圆柱面螺旋线展开图
由图可知：关系式（1）：Y=(30π/200)*X，将弧长Y转换为角度公式后：
关系式（2）： θ=（Y/30π）*360
将（1）式带入（2）式得到公式（3），再考虑到四轴加工中心顺时针旋转角度为负值
θ= -（X/200）*360
3.2数据字典的编写
通过python语言编写孔位数据字典，生成表格后对宏程序中自变量X进行填充。
Oil_Fliter_drills={“θ”}，
Initialize θ= -（X/200）*360 X=10
For typename,type_info in Oil_Fliter_drills ():
Oil_Fliter_drill =input(“Manufacturing Doc”):
If typename= Oil_Fliter_drill：
Class=input(“Manufacturing Class”):
If type_info=Class:
Class=#θ
X=X+10
Plugin.File.ReadLine()
Call Plugin.File.CopyFile(".\Log.txt", "C:\")
End If
生成的列表如图3所示：
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图3 Solidworks中螺旋孔孔位特征参数系列化列表
3.3数控宏程序生成
将Solidworks系列化表格中的点坐标加入数控系统（FANUC）的程序名、程序头、主轴功能、主轴转速、钻孔指令、进给速度、下刀深度和程序结束等，宏程序如图4所示。
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图4 铣螺旋孔宏程序
4 结语
采用面向产品设计的Solidworks软件来辅助设计是现代机械工业发展的必然趋势。三维参数化、系列化设计软件，最大的优点是所有的零件设计并不只是单一的零件绘制，而是驱动下的尺寸集合。通过上述方法，能够在四轴加工中心加工复杂孔位时大量节省设计人员在建模、装配、生成刀路时花费的时间和精力、极大地缩短产品的研发和改型时间，进而提高产品设计质量、设计效率及企业对市场的快速响应能力。
参考文献
[1]张波. 基于Excel表格的圆柱面螺旋均布孔加工[J].现代制造技术与装备，2015，5（228）：71~74
[2]陈敏. 基于Solidworks的机械产品系列化设计研究[J].新技术新工艺，2008，2：7~9
[3]江明. 在四轴加工中心上用宏程序加工变螺距螺旋槽技术[J].机械工程师，2012，9：45~48