數(shù)控車床加工拋物線的技術(shù)探討

摘要本文以FANUC-oimateTC數(shù)控系統(tǒng)為例，介紹利用宏程序?qū)佄锞€進(jìn)行粗、精加工的兩種不同編程技巧，由此可以推廣到其它諸如橢圓、雙曲線等非圓方程曲線的加工。

關(guān)鍵詞數(shù)控車床宏程序拋物線粗加工精加工

中圖分類號:TG506文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

1引言

在目前數(shù)控車床的高級工、技師考證中經(jīng)常會(huì)遇到拋物線的加工，拋物線的加工屬于非圓曲線的特殊零件加工。在只有直線和圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控車床上加工拋物線，采用常規(guī)的編程指令不能滿足要求，必須采用宏程序編程技術(shù)。

2數(shù)控車床加工拋物線的技術(shù)

數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)主要用于加工軸類，盤類等回轉(zhuǎn)體零件，一般只具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，對于直線和圓弧以外的非圓曲線輪廓(如拋物線、橢圓、雙曲線等)的加工時(shí)，大多采用小段直線或小段圓弧逼近輪廓曲線的擬合處理方法來完成數(shù)控編程，不管是直線逼近法還是圓弧逼近法，節(jié)點(diǎn)的計(jì)算及其編程操作過程都十分繁瑣，利用數(shù)控系統(tǒng)提供的宏程序編程可以較好地解決在數(shù)控車床上加工非圓曲線輪廓的編程難題。

下面以FANUC-OI-MATETC數(shù)控系統(tǒng)為例，介紹使用宏程序?qū)佄锞€進(jìn)行粗、精加工的兩種方法。

加工實(shí)例:車削如圖1所示軸類零件，拋物線方程為:X2=-22.09Z，棒料直徑為50mm。

拋物線方程X*X=-22.09Z粗加工拋物線部分刀具路徑

2.1利用G73與宏程序相結(jié)合的方法進(jìn)行粗，精加工

在使用毛坯棒料加工非圓方程曲線時(shí)，由于切削余量太大，不可能一次走刀完成加工，可利用平行輪廓粗車復(fù)合循環(huán)指令G73與宏指令相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)對拋物線加工的高效編程。

2.1.1加工分析

如圖1所示:毛坯直徑為€%?0mm，材料為45鋼棒料，已知拋物線方程:X2=-22.09Z，即Z=-X2/22.09。以X坐標(biāo)為自變量，Z坐標(biāo)為因變量，用任一點(diǎn)X的值來表示Z的值，X每次增加一個(gè)步距€%=X，按經(jīng)驗(yàn)一般取為0.1。用局部變量#1、#2、#3來編程，#1為拋物線上任一點(diǎn)X的坐標(biāo)，由圖1知初始值為0，#2為拋物線終點(diǎn)的X坐標(biāo)，為23.5。#3為Z坐標(biāo)，#3=-#1*#1/22.09。加工拋物線時(shí)，由于拋物線方程原點(diǎn)與工件原點(diǎn)重合，故無須偏移坐標(biāo)系。利用[IF…GOTO]條件跳轉(zhuǎn)語句和直線插補(bǔ)指令G01，每走一步將X值(#1)增加€%=X，直到X等于23.5，拋物線加工結(jié)束。

2.1.2程序編制

2.2單獨(dú)使用宏程序進(jìn)行粗、精加工

用G73與宏程序結(jié)合的方法能加工拋物線，但G73空刀路徑太多，下面利用循環(huán)語句(WHILE…DO語句)和條件轉(zhuǎn)移語句(IF… THEN語句)編寫出粗，精加工程序。刀具路徑如圖2所示，此方法避免了G73指令產(chǎn)生的空切現(xiàn)象，提高了生產(chǎn)效率。

2.2.1加工分析

在粗加工中，#1為X坐標(biāo)自變量，置初始值為23.5，#2為X方向步距值，設(shè)為1.5，#3為拋物線X頂點(diǎn)坐標(biāo)，為0，#4為計(jì)算的Z變量，按照拋物線公式，#4=#1*#1/22.09。利用循環(huán)語句和G01直線插補(bǔ)指令，每走一刀將X減小1.5mm，退刀1mm，并使Z方向留有0.5mm的精加工余量，直到X加工到拋物線的頂點(diǎn)X=0，完成拋物線粗加工，如圖2，這整個(gè)過程相當(dāng)于G71粗車循環(huán)。在精加工時(shí)，#5為X坐標(biāo)自變量，置初始值為0，#6為X方向步距值，為保證加工精度，一般取0.1mm，#7為拋物線最大開口值23.5，#8為計(jì)算的Z變量，同上#4。同樣利用循環(huán)語句和G01直線插補(bǔ)指令，令X(#5)每增加一個(gè)步距值0.1，直到拋物線X終點(diǎn)坐標(biāo)23.5，完成拋物線精加工，這個(gè)過程相當(dāng)于G70精車循環(huán)。

2.2.2程序編制

3結(jié)語

通過以上兩種利用宏程序加工拋物線方法的探討，使操作者可以方便、快捷地完成零件上拋物線的粗、精加工。