橢圓零件在數(shù)控車床上的加工

1、 橢圓零件在數(shù)控車床上的加工摘要：隨著當(dāng)前數(shù)控車床技術(shù)不斷進步, 數(shù)控車床加工的各種復(fù)雜形面也日漸增多，而橢圓等非圓曲線則是出現(xiàn)頻率比較廣泛的復(fù)雜型面。本文通過對橢圓在車床上車削所需要的工藝分析、編程方法、注意事項、等方面及橢圓編程實例，簡述了橢圓零件在數(shù)控車床上的加工。關(guān)鍵詞：橢圓 編程方法 注意事項 因為并不是所有曲線都可以在數(shù)控系統(tǒng)中通過插補指令來完成，比如絕大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)僅僅提供了直線和圓弧插補。如果加工對象是其它曲線例如橢圓，則需要根據(jù)曲線擬合的數(shù)學(xué)模型，使用數(shù)控系統(tǒng)提供的計算參數(shù)和程序跳轉(zhuǎn)指令編制出各種曲線的數(shù)控加工程序。 橢圓在車床的車削需要宏程序來實現(xiàn)。宏程序與普通程序相比較，

2、普通程序的程序字為常量，一個程序只能描述一個幾何形狀，缺乏靈活性和適用性。而在用戶宏程序的本體中，可以使用變量進行編程，還可以用宏指令對這些變量進行賦值、運算等處理。以下以fanuc 0i mate td數(shù)控系統(tǒng)為例簡述橢圓零件在數(shù)控車床上的加工。1、 橢圓的編程橢圓在數(shù)控車床上應(yīng)用較為廣泛的宏程序編制方法為橢圓方程的編程方法。而橢圓方程有橢圓參數(shù)方程及橢圓標(biāo)準方程兩種。1. 橢圓參數(shù)方程編程橢圓參數(shù)方程:其中a 、b 分別為x、z 所對應(yīng)的橢圓半軸。以下圖為例，對其進行參數(shù)編程： #1=0 橢圓開始角度n10#1=#1+0.1 z向每次進給量 #2=36*sin#1 x向角度變量 #3=30

3、*cos#1 z向角度變量g64g1 x#2 z#3 xz判定if #1gt#2 goto10 條件判斷及跳轉(zhuǎn)2.橢圓標(biāo)準方程：由上式可得：x=a*1-z*z/b*b其中a 、b 分別為x、z 所對應(yīng)的橢圓半軸。以下圖為例，對其進行標(biāo)準方程編程 #1=30 橢圓中心相對于橢圓起點的距離(自變量）n10#2=18*sqrt1-#1*#1/900 x在橢圓中心的半徑坐標(biāo)值 （應(yīng)變量） #3=2*#2 x直徑值 #1=#1-0.1 z向每次進給量 #4=#1-30 z在工件坐標(biāo)系中的位置g64g1x#3 z#4 xz判定 if #4gt-30goto10 條件判斷及跳轉(zhuǎn)在fanuc系統(tǒng)中采用#作為變

4、量，一般應(yīng)用#1-#100作為賦值。上述為凸橢圓的編程方法，掌握了凸橢圓的編程方法，凹橢圓的編程方法也就迎刃而解了。思路是一樣的，只需對x坐標(biāo)值進行修改。以下圖為例： #1=13.86 橢圓中心相對于橢圓起點的距離n10#2=8*sqrt1-#1*#1/16x16 #3=2*#2-48 凹橢圓x應(yīng)變量 #1=#1-0.1 每次進給量 #4=#1-22.5 工件坐標(biāo)系中z的起點g64g1x#3 z#4 if#4gt-35goto10 條件判定及跳轉(zhuǎn) g64為連續(xù)路徑車削指令，因為橢圓方程宏程序采用直線逼近方法，是由無數(shù)條直線組成橢圓的輪廓，所以需要g64連續(xù)路徑車削指令，使切削更加連貫。 上述為

5、橢圓方程編制橢圓程序的兩種方法，也就是編制橢圓程序的兩種思路。但橢圓位置一般不會相對太固定，所以在實際編制中對各個數(shù)值的計算都需細心。2、 分析工藝1. 編程方法的選擇對零件圖樣分析是編制程序的前提條件。只有通過分析工藝才能確定其編程所需的編制方法，所需指令及尺寸等。 橢圓與其它圖素（直線、圓?。┮粯?，都需進行車削工藝的分析，如橢圓在一個綜合零件中的不同位置，所采用的橢圓方程也需合理選擇，如下圖所示： 如圖所示，橢圓在圖形的中間部位，沒有給定角度值，如果采用參數(shù)編程比較復(fù)雜，需經(jīng)過繁瑣的計算，降低加工效率。所以采用橢圓方程編程編制其程序應(yīng)該是比較合理的。不需角度計算，只需把橢圓的各個尺寸代入公

6、式即可。2. 橢圓程序的應(yīng)用橢圓在車削中往往不會只以一個單獨的圖素的出現(xiàn)，一般都會在一個綜合性零件中出現(xiàn)。所以橢圓宏程序一般加在車削固定循環(huán)中。fanuc帶橢圓循環(huán)使用g73。但如果出現(xiàn)內(nèi)孔橢圓一般使用g71指令將其起始點車削成錐度，再用宏程序單步車削完成。因為g73車削路線為輪廓走刀，不適用于內(nèi)孔車削。以上圖為例，運用宏程序復(fù)合循環(huán)中車削橢圓： m3 s500 t0101 f0.2 #3=2*#2+26.6 g0x45 z2 #=#1-0.1 g73 u20 r10 #4=#1-52.49 g73 p1 q2 u0.5 g1 x#3 z#4 n1 go x26 if#4gt-60.09got

7、o10 g1 z0 g0 x45 x29.80 z-2 m3 s1000 t0101 f0.08 z-25 g0 x45 z2 x37 z-45 g70 p1 q2 #1=7.49 g0 x100n10 #2=8*sqrt1-#1*#1/100 z1003.刀具的選擇 加工橢圓時，刀具選擇應(yīng)適當(dāng)。在加工凸橢圓時，可采用90度-93度外圓偏刀。但在加工凹橢圓時，因為涉及到下切問題，刀具后角應(yīng)適量偏大。盡量避免因刀具角度問題發(fā)生扎刀及干涉問題。 因橢圓加工時余量較大，且不均勻，輪廓有凸有凹，為避免切削熱及車刀阻力，盡量選用硬質(zhì)合金刀具。3、 注意事項車削橢圓時應(yīng)注意變量的賦值與自變量和應(yīng)變量之間是我相互關(guān)系，因為宏程序是利用許多段微小的直線來逼近輪廓的, 取值大了輪廓表面的逼近誤差也大。所以每次進給量盡量要小。加工時我們主要是保證工件的質(zhì)量, 為使工件的幾何形狀達到要求, 需要減少擬合的誤差, 因此我們應(yīng)該選擇一個較小的程序變量。4、 總結(jié) 只要掌握了基本橢圓的編程方法，清楚各個變量之間的關(guān)系，整理好編程思路，無論遇到什么樣的橢圓都能順利加工出來了。參考文獻1.電子工業(yè)出版社高等職業(yè)教育教材事業(yè)部編數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)電子工業(yè)出版社 20062.勞動和社會保障部教材辦公室編數(shù)控機床編程與操作中國勞動社會保障出版社 20053.李佳，歐陽渺安