楊彥偉，赫煥麗，吳 凡

（咸寧職業(yè)技術學院，湖北 咸寧 437100）

在工程實際中，經(jīng)常遇到一些由圓至方或有方至圓過渡的凸臺，這類凸臺屬于是一種漸變體，即通俗講的天圓地方或天方地圓體零件。此類零件普通機床上很難加工出來，使用數(shù)控機床進行加工相對簡單一些，但是此類零件加工程序的編制相對于普通零件加工程序的編制就復雜了很多，應用一般的編程指令是很難實現(xiàn)。因此，針對于此類零件通常采用宏程序編程來實現(xiàn)。宏程序是數(shù)控機床的一項拓展功能，在數(shù)控機床的加工中巧用宏程序?qū)⑵鸬绞掳牍Ρ兜男Ч?/p>

1 幾何分析

通過以下等高加工截交線法來研究，利用宏程序來加工漸變體凸臺表面的方法。

1.1 天圓地方漸變體零件的幾何分析

采用等高加工截交線法加工天圓地方漸變體零件的幾何關系如圖1所示，設上圓半徑為R，下方半邊長為L，高度為H，在距離上表面h（加工深度）的位置用一個截平面P將上圓地方漸變體截去上半部分后，其截交線（即在該平面內(nèi)外表面加工的加工路線）由4段長為2b的直線和4段半徑為r的圓弧組成（亦可看作邊長為2l的正方形四個角均倒了圓角，圓角半徑為r），圖1中P1～P8分別為各直線與圓弧的交點，各參數(shù)數(shù)值計算式如下：

1.2 天方地圓漸變體零件的幾何分析

采用等高加工截交線法加工天方地圓漸變體零件的幾何關系如圖2所示，設下圓半徑為R，上方半邊長為L，高度為H，在距離上表面h（加工深度）的位置用一個截平面P將天方地方漸變體截去上半部分后，其截交線（即在該平面內(nèi)外表面加工的加工路線）由4段長為2b的直線和4段半徑為r的圓弧組成（亦可看作邊長為2l的正方形四個角均倒了圓角，圓角半徑為），各參數(shù)數(shù)值計算式如下：

圖1 等高加工天圓地方截交線法示意圖

2 實例分析

2.1 編制天圓地方類零件的加工程序

如圖3所示天圓地方漸變體，上圓直徑φ30mm，下方邊長50mm，高度30mm，試編制其外表面精加工宏程序來進行銑削加工。

將工件坐標系原點設在工件上表面中心，采用6mm的立銑刀從上往下等高逐層加工，每層沿順時針方向加工，加工程序編制如表1所示。

圖2 等高加工天方地圓截交線法示意圖

圖3 天圓地方漸變體

表1 天圓地方漸變體加工程序

序號 程序 注釋17 G01X［－＃ll］； 直線插補到P3點18 G02X［－［＃10＋＃4＊0.5］］Y［－＃11］R［＃12＋＃4＊0.5］；圓弧插補到P4點19 G01Y［＃ll］ 直線插補到P5點20 G02X［－＃11］Y［＃10＋＃4＊0.5］R［＃12＋＃4＊0.5；圓弧插補到P6點21 G01X［＃11］； 直線插補到P7點22 G02Xl＃10＋＃4＊0.5］Y［＃ll］R［＃12＋＃4＊0.5］圓弧插補到P8點23 ＃5＝＃5＋0.1； 深度遞增24 ENDW； 循環(huán)結(jié)束25 G00Z50； 抬刀26 Xl00Yl00； 返回起刀點27 M30； 程序結(jié)束

2.2 編制天方地圓類零件的加工程序

如圖4所示天方地圓漸變體，上方邊長20mm，下圓直徑50mm，高度30mm，試編制其外表面精加工程序。

將工件坐標系原點設在工件上表面中心，采用6mm的立銑刀從上往下等高逐層加工，每層沿順時針方向加工，加工程序編制如表2所示。

3 分析

綜合等高加工截交線在兩種不同的漸變體加工時的應用，我們可以知道采用一組平行于XY平面的截平面去截漸變體方和圓漸變的地方，其截交線由4段直線和4段圓弧組成，也可看作是一個四角均倒了圓角的正方形，該截交線就是刀具等高加工上圓上方地方漸變體的切觸點。具體加工時刀具先定位到某一Z值高度的XY平面，在XY平面內(nèi)加工一圈截交線，然后將刀具在Z軸方向下降或者提升一個高度，刀具在這個Z軸高度上再加工一個用XY平面截漸變體得到的新截面，如此不斷重復，直到加工完整個漸變體零件。

圖4 天方地圓漸變體

表2 天方地圓漸變體加工程序

序號 程序 注釋22 G02X［＃10＋＃4＊0.5］Y［＃ll］R［＃12＋＃4＊0.5］； 圓弧插補到P8點23 ＃5＝＃5＋0.1； 深度遞增24 ENDW； 循環(huán)結(jié)束25 G00Z50； 抬刀26 Xl00Yl00； 返回起刀點27 M30； 程序結(jié)束

4 結(jié)語

綜上所述，宏程序在漸變體零件中，只要找出對應的規(guī)律，就可以使復雜問題簡單化。程序編輯過程中要注意設置刀具移動的步距，步距越小，表面質(zhì)量越高，這樣才能加工出表面質(zhì)量較高的產(chǎn)品。在生產(chǎn)中，巧用宏程序，可加工出普通機床、普通指令難以加工出的零件。使用宏程序編寫的加工程序更直觀、高效，增加了程序編制的靈活性，提高手工編程的效率；拓展數(shù)控車床手工編程應用范圍，提高機床的使用性能。

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