一種數控車加工曲面的編程方法

楊海利

摘 要：本文介紹了一種數控車床在加工曲面時，不使用刀尖半徑補償并借助繪圖軟件的編程方法。

關鍵詞：繪圖軟件；軌跡；刀尖半徑；編程

目前，數控車刀床的編程點有2種，一種是假想編程點P——不使用刀尖半徑補償；另一種是編程點為刀尖圓心P——使用刀尖半徑補償（如圖1所示）。

目前在數控車削加工中，普遍使用刀尖半徑補償的方法編制錐面、圓弧面及曲面時，就會避免造成過切或欠切現象，可有效保證加工精度，但必須明確數控車刀刀尖方向及刀尖半徑補償是左補償還是右補償。

而在一些沒有刀尖半徑補償功能的數控車床中，并且在一些特定的形狀不能使用刀尖半徑補償功能的情況下，在加工過程中只能采用不使用刀尖半徑補償編程才能保證加工精度，此種方法對操作者的技能要求不高但必須掌握一定的編程技巧。

1 刀尖圓弧半徑在加工過程中對工件的影響

目前使用的數控車刀基本上都是機夾刀，刀尖均有圓角，并且已經標準化：0.1，0.2，0.4，0.8，1.2，1.6，2.4等。數控車床是按刀尖對刀的，在實際加工中對刀刀尖的位置是一個假想刀尖，編程時是按假想刀尖軌跡編程，即工件輪廓與假想刀尖重合。

加工件在車削內外圓柱面、端面時是由X軸或Z軸的對刀點在切削，所以實際切削刃的軌跡與工件輪廓軌跡一致，無形狀誤差產生；而在車削錐面或圓弧面時，實際起作用的切削刃卻是刀尖圓弧各切點，而不是X軸或Z軸的對刀點在切削，如果不使用刀尖半徑補償編程加工就會引起加工表面形狀誤差，在正象限——欠切，負象限——過切，并在45°和135°方向上為最大值，在0°和90°方向上為0（見圖2所示），曲面亦是如此。

2 加工曲面不使用刀尖半徑補償的編程方法

以我公司一零件的曲面為例如圖3中粗實線所示，此曲線由3段圓弧、1段錐面和1段豎直線組成。精車時使用數控車刀為35度內孔車刀，使用的數控車刀刀尖半徑R為0.4mm。在編程時如果不采用刀尖半徑補償編程或相應合理的編程方法，則會容易出現實際加工輪廓（圖3中的細實線）與圖紙要求零件的輪廓（圖3中的粗實線）差距很大，尤其是新學編程的人員易出現類似的問題。

針對以上問題，介紹一種不采用刀尖半徑補償而借用繪圖軟件編程的方法，編制過程方便、快捷、準確，以下是借用繪圖軟件針對曲面編程的具體步驟：1）利用繪圖軟件按圖紙要求繪制出圖形如圖4中的1#粗實線，此曲線為零件的實際加工軌跡，也是圖紙要求零件輪廓；2）將1#線整體等距偏置0.4mm得到3#虛線；3）將3#虛線沿X軸方向平移-0.4mm得到4#虛線；4）將4#虛線沿Z軸方向平移+0.4mm得到2#細實線，此線為最終假想編程點P的編程軌跡；5）在繪圖軟件中驗證編程軌跡與實際加工軌跡關系是否正確，如圖5所示；6）利用繪圖軟件根據2#細實線采點編程。

上述方法，在數控車床中適用于各種不規則曲面的程序編制，但在繪圖編制程序時有以下幾個方面需要注意：1）使用繪圖軟件繪制零件圖時，必須是1∶1比例繪制，繪圖的編程原點必須與實際加工時對刀的原點保持一致；2）圖4所示圖形由1#粗實線到3#虛線等距偏置的距離必須是當前使用的數控車刀刀尖圓弧半徑R；3）圖4所示圖形由3#虛線到4#虛線、4#虛線到2#細實線平移距離必須是當前使用的數控車刀刀尖圓弧半徑R，具體平移的方向見圖6所示。

3 結語

本文介紹了一種數控車床加工曲面的編程方法，有效的解決了一些年代較早并不具備刀尖半徑補償功能的數控車床的曲面編程問題、編程時易出現刀尖所在象限判斷錯誤問題以及數控車中特殊曲面的編程問題，是一種較簡便較實用的編程方法。

參考文獻：

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