數控車床與普通車床相比具有適應性強,加工精度高,生產效率高,能完成復雜型面的加工等特點。隨著新產品的開發,其形狀越來越復雜,精度要求也越來越高,無疑要充分發揮數控車床的優點。圓弧加工就體現了數控車床的優點。但是,在實際加工大圓弧時,由于加工工藝的選擇不當或缺少輔助計算工具常常出現編程困難,重者出現異常加工誤差。對此引起了我的注意,通過長期的試切實驗,證明應用下面方法在圓弧編程中思路簡單,加工出的零件精度高。下面我以幾種常見零件為例與大家一起討論。
一、圓弧分層切削法
1) 圓弧始點、終點均不變,只改變半徑R
如圖a所示,在零件加工一個凸圓弧,根據過兩點作圓弧,半徑越小曲率越大的原則,因此在切削凸圓弧時,可以固定始點和終點把半徑R由小逐漸變大至規定尺寸。但要注意,圓弧半徑小不得小于成品圓弧弦長的一半。 圖a N10 G01 X40 Z-5 F0.3; N20 G03 X40 Z-25 R10.2 F0.2; N30 G00 X53; N40 Z-5; N50 G01 X40 F0.3; N60 G03 X40 Z-25 R12 F0.2; N70 G00 X53; N80 Z-5; N90 G01 X40 F0.3; N100 G03 X40 Z-25 R16 F0.1 :
2) 圓弧始點、終點坐標變化,半徑R不變
如圖b所示,在零件上加工一個凹圓弧,為了合理分配吃刀量,保證加工質量,采用等半徑圓弧遞進切削,編程思路簡單。 圖b N10 G01 X54 Z-30 F0 .3; N20 G02 X60 Z-33 R10 F0 .2; N30 G00 X54 Z-30; N40 G01 X48 F0.3 ; N50 G02 X60 Z-36 R10 F0.2; N60 G00 X48 Z-30; N70 G01 X42 F0.3 ; N80 G02 X60 Z-39 R10 F0.2; N90 G00 X42 Z-30; N100 G01 X40 F0.3; N110 G02 X60 Z-40 R10 F0.1;
3) 圓弧始點、終點坐標,半徑R均變化
如圖c所示,在零件一端加工一個半球,在該種情況下,走刀軌跡的半徑R等于上次走刀半徑R與Z(或X)方向的變化量∆Z(∆X)之差。 圖c N10 G01 X0 Z10 F0.3; N20 G03 X60 Z-20 R30 F0.2 ; N30 G00 Z6; N40 X0; N50 G03 X60 Z-20 R26 F0.2; N60 G00 Z2; N70 X0; N80 G03 X60 Z-20 R22 F0.2 , N90 G00 Z0; N100 X0; N110 G03 X60 Z-20 R20 F0.1;
二、先錐后圓弧法
該方法是先把過多的切削余量用車錐的方法切除掉,后一刀走圓弧的路線切削圓弧成型,如圖d所示。 圖d 圖d N10 G01 X102 Z-30 F0.3; N20 G90 X100 Z-50 I-5 F0.2; N30 I-10; N40 I-15; N50 I-20; N60 G01 X60 Z-30 F0.3; N70 G02 X100 Z-50 R20 F0.1;
當是凸圓弧時,可根據幾何知識算出ab段的長度,然后再車錐,后車弧,如圖e所示。 圖e db=1.414R+R=0.414R ab=1.414*db=0.585R
留取一部分精加工余量,則ab取0.5R,
ab=bc
根據1中的方法先加工出錐形,然后再精車圓弧。
三、結束語
在數控加工中,往往機床操作者也是零件切削程序的編制者,這就要求編制的程序工藝簡單,調整方便,加工精度高等。在操作現場沒有CAD制圖軟件、計算機等輔助計算工具時,采用上述方法編程切削圓弧可大大減少計算量。思路簡單,工藝得體,延長刀具的使用壽命,加工出來的零件精度高,為圓弧類零件的加工帶來方便。
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