復(fù)雜非圓曲線零件的編程方法研究

竇廣福，馮艷宏

（天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300400）

復(fù)雜非圓曲線零件的編程方法研究

竇廣福，馮艷宏

（天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300400）

本文分別對(duì)應(yīng)用宏程序和CAXA數(shù)控車(chē)2008軟件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜非圓曲線零件的編程方法進(jìn)行了探討，并對(duì)兩種編程方法進(jìn)行了對(duì)比。宏程序?qū)幊倘藛T水平要求比較高。利用CAXA數(shù)控車(chē)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程具有很高的靈活性，可以加工不同類(lèi)型的復(fù)雜回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件，在實(shí)際加工時(shí)應(yīng)靈活應(yīng)用兩種編程方法，以提高編程效率和縮短加工時(shí)間。

非圓曲線；宏程序；CAXA數(shù)控車(chē)；自動(dòng)編程

0 引言

在數(shù)控車(chē)削加工中，我們經(jīng)常碰到零件的輪廓中包含有橢圓、雙曲線和正弦曲線等非圓曲線。當(dāng)遇到這類(lèi)零件輪廓時(shí)我們經(jīng)常采用的編程方法是利用宏程序進(jìn)行手工編程以及應(yīng)用CΑXΑ數(shù)控車(chē)進(jìn)行自動(dòng)編程。

1 宏程序進(jìn)行手工編程

對(duì)于經(jīng)濟(jì)型機(jī)床一般只能實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，當(dāng)遇到復(fù)雜非圓曲線輪廓時(shí)，需要運(yùn)用宏程序進(jìn)行手工編程。使用宏程序進(jìn)行手工編程的步驟如下：（1）設(shè)定自變量；（2）確定自變量的起止點(diǎn)的坐標(biāo)值；（3）寫(xiě)出因變量相對(duì)于自變量的關(guān)系式；（4）找出公式曲線自身坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于編程坐標(biāo)系原點(diǎn)的偏置量。完成坐標(biāo)系平移變換?？梢钥闯龇菆A曲線輪廓使用宏程序編程時(shí)涉及到變量設(shè)定、坐標(biāo)平移變換等數(shù)學(xué)處理方法，對(duì)于零件圖中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的計(jì)算也很復(fù)雜，有時(shí)候需要借助計(jì)算機(jī)輔助繪圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外輪廓為凸凹相間時(shí)，在FΑNUC數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床上使用G73循環(huán)時(shí)增加了許多空走刀的路線，這樣會(huì)大大降低加工效率。

2 基于CAXA數(shù)控車(chē)軟件的自動(dòng)編程

以CΑXΑ數(shù)控車(chē)2008自動(dòng)編程軟件為載體，以圖1所示零件為例來(lái)介紹應(yīng)用CΑXΑ 數(shù)控車(chē)軟件完成復(fù)雜非圓曲線的自動(dòng)編程方法。

2.1 零件的工藝分析

根據(jù)圖1所示的零件圖選取毛坯為Φ60×109 的長(zhǎng)棒料，材料為45 鋼。使用普通三爪卡盤(pán)裝夾工件，取工件右端面中心為編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)。該零件的車(chē)削加工流程：粗車(chē)右端外輪廓精→車(chē)右端外輪廓→切斷。

2.2 CAXA數(shù)控車(chē)自動(dòng)編程過(guò)程實(shí)現(xiàn)

（1）零件輪廓和毛坯輪廓準(zhǔn)備。在應(yīng)用CΑXΑ數(shù)控車(chē)軟件進(jìn)行自動(dòng)加工前首先要完成零件的輪廓和毛坯輪廓繪制。如圖1所示。（2）外輪廓粗車(chē)。單擊輪廓粗車(chē)圖標(biāo)，根據(jù)加工要求依次填寫(xiě)加工參數(shù)、進(jìn)退刀方式、切削用量。并根據(jù)零件圖添加外輪廓車(chē)刀。 填寫(xiě)完所有加工參數(shù)后分別拾取被加工零件輪廓和毛坯輪廓，如圖2、圖3所示。然后輸入進(jìn)退刀點(diǎn)（100，100），單擊回車(chē)鍵生成如圖4所示的外輪廓粗車(chē)加工軌跡。（3） 外輪廓的精車(chē)。零件外輪廓的精車(chē)加工參數(shù)的設(shè)置與粗車(chē)相類(lèi)似。此處不在多述。生成的外輪廓精車(chē)軌跡如圖5所示。（4）外輪廓的粗精加工軌跡仿真。CΑXΑ2008數(shù)控車(chē)軟件具有模擬仿真功能，通過(guò)對(duì)加工軌跡進(jìn)行仿真， 觀察刀具的走刀路線以驗(yàn)證加工程序的是否正確，及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工過(guò)程中是否存在干涉和過(guò)切現(xiàn)象。 （ 5）生成程序。將正確的加工軌跡，選擇需要的數(shù)控系統(tǒng)（如FΑNUC系統(tǒng)）后即可，將加工軌跡轉(zhuǎn)化成所需要的G代碼。

3 宏程序手工編程和自動(dòng)編程對(duì)比

3.1 宏程序手工編程特點(diǎn)

（1）采用宏程序進(jìn)行手工編程時(shí)復(fù)雜輪廓節(jié)點(diǎn)的計(jì)算一般都比較復(fù)雜， 必須借助計(jì)算機(jī)繪圖來(lái)處理。（2）宏程序?qū)幊倘藛T的要求較高，要求編程人員具備豐富的宏程序編程方面的知識(shí)， 例如宏變量的設(shè)置， 循環(huán)語(yǔ)句的表達(dá)方式，程序的模擬與調(diào)試等。（3）對(duì)于凸凹相間的輪廓，在FΑNUC數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床上使用G73循環(huán)時(shí)，增加了許多空走刀的路線，這樣會(huì)大大降低加工效率。

3.2 CAXA數(shù)控車(chē)自動(dòng)編程特點(diǎn)

（1）應(yīng)用CΑXΑ數(shù)控車(chē)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程具有很強(qiáng)的靈活性，可以加工不同類(lèi)型的復(fù)雜回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件。（2）應(yīng)用CΑXΑ數(shù)控車(chē)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程可以大大提高零件的編程效率，生成的加工程序可以通過(guò)傳輸軟件直接輸入到數(shù)控系統(tǒng)中， 避免了面板輸入加工程序的操作。（3）應(yīng)用CΑXΑ數(shù)控車(chē)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程可以縮短加工的時(shí)間，節(jié)省在宏程序編程中由于多次空走刀所耗費(fèi)的實(shí)際加工時(shí)間。

4 結(jié)論

本文分別探討了非圓曲線零件的宏程序手工編程和應(yīng)用CΑXΑ數(shù)控車(chē)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程，并對(duì)比了兩種編程方法的特點(diǎn)，在實(shí)際加工中編程人員應(yīng)靈活應(yīng)用兩種編程方法，充分發(fā)揮兩種編程方法的優(yōu)點(diǎn)，以提高編程效率，縮短加工時(shí)間。

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［2］周虹.基于宏程序的橢圓車(chē)削加工.新技術(shù)新工藝［J］.2007（10）：35-36.

［3］馮艷宏.基于宏程序的復(fù)雜非圓曲線編程方法研究［J］.煤礦機(jī)械， 2013（01）∶112-113.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.226

竇廣福（1987-），男，天津人，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：數(shù)控加工技術(shù)。