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数控车床与普通车床相比具有适应性强,加工精度高,生产效率高,能完成复杂型面的加工等特点。随着新产品的开发,其形状越来越复杂,精度要求也越来越高,无疑要充分发挥数控车床的优点。圆弧加工就体现了数控车床的优点。但是,在实际加工大圆弧时,由于加工工艺的选择不当或缺少辅助计算工具常常出现编程困难,重者出现异常加工误差。对此引起了我的注意,通过长期的试切实验,证明应用下面方法在圆弧编程中思路简单,加工出的零件精度高。下面我以几种常见零件为例与大家一起讨论。
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% t. S& [# n8 H7 x) e7 p4 S- t* k+ R- A一、圆弧分层切削法 - I0 Y% T# |# I- u7 |/ Z
0 V U/ f% ^3 ?0 ?, w
1) 圆弧始点、终点均不变,只改变半径R
3 r/ a& B* E1 _. P8 f; `; B- {+ y
如图1所示,在零件加工一个凸圆弧,根据过两点作圆弧,半径越小曲率越大的原则,因此在切削凸圆弧时,可以固定始点和终点把半径R由小逐渐变大至规定尺寸。但要注意,圆弧半径最小不得小于成品圆弧弦长的一半。
7 ^' n2 R$ v8 c& S, ^% M$ e E. ^图1 N10 G01 X40 Z-5 F0.3; # f. P4 q4 x+ X9 I. Q" M& x
N20 G03 X40 Z-25 R10.2 F0.2;
5 n y7 o( J) d/ Z' c2 L. WN30 G00 X53; ( H( o7 ^+ J- X/ P% c; g X1 i
N40 Z-5;
o0 P' O7 ~2 Z& TN50 G01 X40 F0.3; ; L! h! P+ T6 ~
N60 G03 X40 Z-25 R12 F0.2;
q7 A- L" ^. W4 KN70 G00 X53; 1 W) s' R2 X2 Y
N80 Z-5;
8 |9 s0 C1 F- p. G0 p! EN90 G01 X40 F0.3;
$ f1 `% s$ f7 ~; V8 YN100 G03 X40 Z-25 R16 F0.1 : 5 o2 @& w2 w) o) V* @* d6 x
. |) [& p1 @: a, u! c6 H# ]+ j2) 圆弧始点、终点坐标变化,半径R不变 $ w1 L) I' Z% j7 y/ H7 V
. [( e& a+ s5 `: g# t如图2所示,在零件上加工一个凹圆弧,为了合理分配吃刀量,保证加工质量,采用等半径圆弧递进切削,编程思路简单。
9 J% h1 q; ]9 T k( L6 h' m& ]) H; t图2 N10 G01 X54 Z-30 F0 .3; z) z1 n* ?5 w" j0 S
N20 G02 X60 Z-33 R10 F0 .2; 2 F( j7 ~" o* U3 a$ i$ W8 t
N30 G00 X54 Z-30; ' d+ k4 R! `3 Z8 h, v' j
N40 G01 X48 F0.3 ; . m: P( \* K2 F; I% ?( ]
N50 G02 X60 Z-36 R10 F0.2; 6 W1 t6 x9 S# n' t+ b( Q5 a: g/ D3 F
N60 G00 X48 Z-30;
5 p6 g2 q$ q# YN70 G01 X42 F0.3 ; & v2 [* s1 a& R2 w/ V& S/ i
N80 G02 X60 Z-39 R10 F0.2; % N8 P; E1 m3 U% a
N90 G00 X42 Z-30;
; `. n2 x {2 \$ zN100 G01 X40 F0.3;
/ C8 \) |5 k4 ]8 O. W3 Q- i6 MN110 G02 X60 Z-40 R10 F0.1;
3 N) N- e3 C9 l @$ I4 m, h& b' F/ Z2 d- z
3) 圆弧始点、终点坐标,半径R均变化
: V( Q/ F& c0 s/ `* X) @
- v: F h- ^. L6 |, k如图3所示,在零件一端加工一个半球,在该种情况下,走刀轨迹的半径R等于上次走刀半径R与Z(或X)方向的变化量∆Z(∆X)之差。
! Q: C9 Z- m4 w0 m图3 N10 G01 X0 Z10 F0.3;
6 M& r0 Z( b+ E1 {( F: Z2 eN20 G03 X60 Z-20 R30 F0.2 ;
# I& H3 y1 \4 A6 Q7 |N30 G00 Z6; 0 h2 R' m! f# k- m
N40 X0; / V; g' m. H; \9 F; L3 p: {7 v7 ~' Y
N50 G03 X60 Z-20 R26 F0.2; . t4 Z* I5 T3 M% N" b2 H U
N60 G00 Z2; 8 {" X( T% b, Y' |0 D# v; O# e
N70 X0;
- W) E D' m1 W" ^! e+ eN80 G03 X60 Z-20 R22 F0.2 ,
+ B9 k* z! u9 |5 TN90 G00 Z0;
+ L, {" e& ~, f5 V0 nN100 X0;
* O9 G8 _- ?9 `1 L3 N% JN110 G03 X60 Z-20 R20 F0.1; * m. A4 I. L$ F4 g" @
2 O9 [8 _7 h0 _& r
二、先锥后圆弧法 " o+ J" N$ Y3 s4 v9 M. U6 G- i8 R' j
2 r; ^+ l* y; u9 E' S1 P5 H该方法是先把过多的切削余量用车锥的方法切除掉,最后一刀走圆弧的路线切削圆弧成型,如图4所示。
& v4 e& m. K3 j" K( _2 |: h$ [+ |图4 N10 G01 X102 Z-30 F0.3;
C7 ~) ?8 M; pN20 G90 X100 Z-50 I-5 F0.2; " H# l+ E. g. ]1 W0 I9 Y
N30 I-10; & i3 E( q1 ^% n8 l2 s
N40 I-15;
# m! G8 @0 U& DN50 I-20; 9 V7 W6 |/ d# a# _# d9 u8 N
N60 G01 X60 Z-30 F0.3; 8 V. f9 y7 q, I/ Y( K1 W. U
N70 G02 X100 Z-50 R20 F0.1;
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. U: ^& ~( E2 {. q- p当是凸圆弧时,可根据几何知识算出ab段的长度,然后再车锥,最后车弧,如图5所示。" ] Y! z. C% U) w- T+ y
图5 db=1.414R+R=0.414R W' b' B6 X( M# y' S' J
ab=1.414*db=0.585R
1 R; N `, Y2 @' Z
0 K8 R$ R6 ]" p! u- d, [留取一部分精加工余量,则ab取0.5R,
) ]2 H# a" C' |/ R4 Z- l4 k) p7 m; J# I: j+ o! P9 o/ Q
ab=bc
+ Z8 ?* y* @; M$ D1 j" g: D& y5 s, X3 V& ^9 L; V4 N) L3 E3 D
根据1中的方法先加工出锥形,然后再精车圆弧。
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5 V1 v! K9 I* `2 {/ y8 _) p三、结束语
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在数控加工中,往往机床操作者也是零件切削程序的编制者,这就要求编制的程序工艺简单,调整方便,加工精度高等。在操作现场没有CAD制图软件、计算机等辅助计算工具时,采用上述方法编程切削圆弧可大大减少计算量。思路简单,工艺得体,延长刀具的使用寿命,加工出来的零件精度高,为圆弧类零件的加工带来方便。
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