復雜非圓曲線零件的編程方法研究

竇廣福，馮艷宏

（天津冶金職業技術學院，天津 300400）

復雜非圓曲線零件的編程方法研究

竇廣福，馮艷宏

（天津冶金職業技術學院，天津 300400）

本文分別對應用宏程序和CAXA數控車2008軟件實現復雜非圓曲線零件的編程方法進行了探討，并對兩種編程方法進行了對比。宏程序對編程人員水平要求比較高。利用CAXA數控車軟件實現自動編程具有很高的靈活性，可以加工不同類型的復雜回轉體類零件，在實際加工時應靈活應用兩種編程方法，以提高編程效率和縮短加工時間。

非圓曲線；宏程序；CAXA數控車；自動編程

0 引言

在數控車削加工中，我們經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。當遇到這類零件輪廓時我們經常采用的編程方法是利用宏程序進行手工編程以及應用CΑXΑ數控車進行自動編程。

1 宏程序進行手工編程

對于經濟型機床一般只能實現直線插補和圓弧插補，當遇到復雜非圓曲線輪廓時，需要運用宏程序進行手工編程。使用宏程序進行手工編程的步驟如下：（1）設定自變量；（2）確定自變量的起止點的坐標值；（3）寫出因變量相對于自變量的關系式；（4）找出公式曲線自身坐標系原點相對于編程坐標系原點的偏置量。完成坐標系平移變換。可以看出非圓曲線輪廓使用宏程序編程時涉及到變量設定、坐標平移變換等數學處理方法，對于零件圖中關鍵節點的計算也很復雜，有時候需要借助計算機輔助繪圖來實現。此外輪廓為凸凹相間時，在FΑNUC數控系統的機床上使用G73循環時增加了許多空走刀的路線，這樣會大大降低加工效率。

2 基于CAXA數控車軟件的自動編程

以CΑXΑ數控車2008自動編程軟件為載體，以圖1所示零件為例來介紹應用CΑXΑ 數控車軟件完成復雜非圓曲線的自動編程方法。

2.1 零件的工藝分析

根據圖1所示的零件圖選取毛坯為Φ60×109 的長棒料，材料為45 鋼。使用普通三爪卡盤裝夾工件，取工件右端面中心為編程坐標系的原點。該零件的車削加工流程：粗車右端外輪廓精→車右端外輪廓→切斷。

2.2 CAXA數控車自動編程過程實現

（1）零件輪廓和毛坯輪廓準備。在應用CΑXΑ數控車軟件進行自動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。單擊輪廓粗車圖標，根據加工要求依次填寫加工參數、進退刀方式、切削用量。并根據零件圖添加外輪廓車刀。 填寫完所有加工參數后分別拾取被加工零件輪廓和毛坯輪廓，如圖2、圖3所示。然后輸入進退刀點（100，100），單擊回車鍵生成如圖4所示的外輪廓粗車加工軌跡。（3） 外輪廓的精車。零件外輪廓的精車加工參數的設置與粗車相類似。此處不在多述。生成的外輪廓精車軌跡如圖5所示。（4）外輪廓的粗精加工軌跡仿真。CΑXΑ2008數控車軟件具有模擬仿真功能，通過對加工軌跡進行仿真， 觀察刀具的走刀路線以驗證加工程序的是否正確，及時發現加工過程中是否存在干涉和過切現象。 （ 5）生成程序。將正確的加工軌跡，選擇需要的數控系統（如FΑNUC系統）后即可，將加工軌跡轉化成所需要的G代碼。

3 宏程序手工編程和自動編程對比

3.1 宏程序手工編程特點

（1）采用宏程序進行手工編程時復雜輪廓節點的計算一般都比較復雜， 必須借助計算機繪圖來處理。（2）宏程序對編程人員的要求較高，要求編程人員具備豐富的宏程序編程方面的知識， 例如宏變量的設置， 循環語句的表達方式，程序的模擬與調試等。（3）對于凸凹相間的輪廓，在FΑNUC數控系統的機床上使用G73循環時，增加了許多空走刀的路線，這樣會大大降低加工效率。

3.2 CAXA數控車自動編程特點

（1）應用CΑXΑ數控車軟件實現自動編程具有很強的靈活性，可以加工不同類型的復雜回轉體類零件。（2）應用CΑXΑ數控車軟件實現自動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傳輸軟件直接輸入到數控系統中， 避免了面板輸入加工程序的操作。（3）應用CΑXΑ數控車軟件實現自動編程可以縮短加工的時間，節省在宏程序編程中由于多次空走刀所耗費的實際加工時間。

4 結論

本文分別探討了非圓曲線零件的宏程序手工編程和應用CΑXΑ數控車軟件實現自動編程，并對比了兩種編程方法的特點，在實際加工中編程人員應靈活應用兩種編程方法，充分發揮兩種編程方法的優點，以提高編程效率，縮短加工時間。

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

竇廣福（1987-），男，天津人，助理實驗師，研究方向：數控加工技術。