宏程序在曲面軸零件編程中的應(yīng)用

王曉霞，梁國勇，李桂云

（天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津市 300400）

宏程序是數(shù)控車床編程中非常重要的手工編程。曲面軸是生產(chǎn)中常見的一種軸類零件，它的外圓輪廓通常比較復(fù)雜，本文所討論的曲面軸材料為45鋼，小批量生產(chǎn)，圖1（a）為曲面軸零件圖、（b）為曲面軸實(shí)體圖。

圖1 曲面軸

一、曲面軸零件尺寸分析

曲面軸零件圖采用主視圖來表達(dá)，左端有一拋物線曲面，拋物線方程為x＝0．5y2，右端有一旋轉(zhuǎn)的橢圓面，橢圓長半軸a＝20，短半軸b＝12，曲面軸總長65．5±0．1，外圓尺寸分別為Φ320－0．039、Ф25．75、Ф18、Ф24、Φ380－0．039，其中 Φ320－0．039、Φ380－0．039外圓要求表面粗糙度為Ra1．6，其他表面粗糙度為Ra3．2。

二、曲面軸零件加工工藝制定

1．加工方案。采用三爪自定心卡盤裝卡，零件伸出卡盤50mm；加工零件右端輪廓至尺寸要求；掉頭裝夾Φ320－0．039外圓，保工件總長；加工零件左端輪廓至尺寸要求。2．刀具選用。曲面軸零件數(shù)控加工刀具卡見表1。

表1 數(shù)控加工刀具卡

3．加工工序。曲面軸零件數(shù)控加工工序卡見表2。

表2 數(shù)控加工工序卡

4．編制加工程序

（1）橢圓加工的起點(diǎn)A、終點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)后與橢圓中心的距離如圖3所示，分別為14．35，18．8。

圖3 橢圓加工的起點(diǎn)A、終點(diǎn)B與橢圓中心距

圖4 旋轉(zhuǎn)橢圓坐標(biāo)系

（2）用＃1定義旋轉(zhuǎn)橢圓上短軸y方向變量

用＃2定義旋轉(zhuǎn)橢圓上長軸x方向變量，用＃2表達(dá)＃1為：＃1＝12．0＊SQRT［20．0＊20．0－＃2＊＃2］／20．0。

旋轉(zhuǎn)橢圓坐標(biāo)系如圖4所示，旋轉(zhuǎn)之后的橢圓在XOZ坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)公式為：Z＝x cosθ－y sinθ，X＝x sinθ＋y cosθ。

工件坐標(biāo)系中的X、Z分別用＃3，＃4表示，旋轉(zhuǎn)角度順時針為正，逆時針取負(fù)值，＃3，＃4分別用＃1，＃2表示為：

＃3＝＃2＊SIN［－30］＋＃1＊COS［－30］，＃4＝＃2＊COS［－30］－＃1＊SIN［－30］

（3）加工程序見表3、4。

表3 加工程序

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表4 參考程序

＃1＝0；定義X 變量并賦初始值＃2＝－9．5； Z 軸起始尺寸WHILE［＃2GE－24．5］DO1； 判斷是否走到Z數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)換成程序變量G01 X［2＊＃1＋10．0］Z［＃2＋9．5］；軸終點(diǎn)＃1＝SQRT［－＃2／0．5］；拋物線插補(bǔ)＃2＝＃2－0．1； Z軸步距，每次0．1mm END1；程序跳轉(zhuǎn)G01 Z－28．0； Z向切削至－28．0mm G02 X28．0 W－2．0 R2．0； 圓弧插補(bǔ)R2 G01 X34．0； 直線插補(bǔ)至（34．0，－30．0）X36．0 W－1．0；切削倒角N20 X40．0； 直線插補(bǔ)至X40．0 G00 X100．0；Z100．0；快速退刀至換刀點(diǎn)M05；主軸停止M00；程序暫停M03 S1000 T0101 F0．1； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000r／min，進(jìn)給量0．1mm／r G00 Z5．0；X40．0；切削液開G70 P10 Q20；刀具快速點(diǎn)定位至固定形狀粗車復(fù)合循環(huán)起點(diǎn)M08；精加工復(fù)合循環(huán)G00 X100．0；Z100．0；快速退刀至換刀點(diǎn)M30；程序結(jié)束并返回起點(diǎn)

［1］鐘玉利．宏程序車削公式曲線的編程思路及技巧［J］．煤炭技術(shù)，2010，（1）．

［2］韓鴻鸞，鄒玉杰．?dāng)?shù)控車工全技師培訓(xùn)教程［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009．

［3］李桂云．?dāng)?shù)控編程與加工技術(shù)［M］．大連：大連理工出版社，2011．