數控車床在加工非圓方程曲線時,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控編程,即在滿足允許編程誤差的前提條件下用若干光滑連接的直線段或圓弧段分割逼近給定的曲線,控制最大偏差在公差允許范圍內,然后計算出各條直線段或圓弧段的交點和切點(節點)坐標,再編制數控程序進行加工。這種方法計算量大,程序段數目很多,對編程者的數學處理能力要求較高,給手工編程帶來許多不便。雖然采用CAD/CAM軟件能自動計算節點坐標,并自動生成數控加工程序,但節點太多導致程序冗長,而且用CAD/CAM軟件自動生成的數控加工程序不能直接用于數控機床加工,必須由編程人員按照不同數控系統的編程指令和格式進行修改后才能使用,從而使編程人員的工作量大大增加,效率不高。
現在的數控系統一般都配備有用戶宏程序功能,使得在采用宏程序編制一些加工程序時與一般手工編程相比減輕了編程者的數學處理工作,程序段數目大幅減少,同時利用CNC系統自身的計算功能,最大限度消除了手工編程計算的誤差,保證了加工精度。但是,在使用毛坯棒料加工非圓方程曲線時,由于切削余量太大,不可能一次走刀完成加工。此時,可利用粗車復合循環指令G71與宏程序相結合的方法,即把非圓方程曲線輪廓的宏程序作為精車輪廓直接編寫在粗車復合循環的循環體內的方法,實現對非圓方程曲線輪廓加工的高效編程。
下面以華中世紀星HNC-21T數控系統為例,說明宏程序與粗車復合循環相結合加工橢圓的方法。
1 利用橢圓標準方程進行加工
加工分析
數控車床的工件坐標系(編程坐標系)是以O為原點的XOZ坐標系,編程時必須以此為基準。而橢圓方程是建立在以橢圓中心O1為原點的橢圓自身坐標系X1O1Z1上的。因此,必須將橢圓自身坐標系原點O1相對于工件坐標系原點O進行偏移,才能既以工件坐標系為基準編程又滿足橢圓方程。由圖1可知x方向偏移量為+38,Z方向偏移量為-52.8。由于該橢圓曲線的Z坐標變化量比X坐標變化量大,故選擇z坐標作為自變量#1,X坐標作為因變量#22。偏移后的X坐標和Z坐標分別用宏變量#3
3 結語
通過以上兩種利用宏程序與粗車復合循環相結合加工橢圓方法的探討,使操作者可以方便快捷地完成零件上橢圓曲線的粗精加工,由此可以推廣到其它諸如拋物線、雙曲線等非圓方程曲線的加工。
(審核編輯: 智匯胡妮)
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