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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。
+ v- a( G9 `5 X* m! _( H2 [' }' t( y3 a m
一、圆弧分层切削法 & L, L% G1 R# o2 \" b/ g, H, [+ y
1 L. L) B* q; x% C' O1) 圆弧始点、终点均不变，只改变半径R
2 b! R* w0 S( r1 Y! `& _' B. ~/ J! V; ~
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。 " q9 q# z& H3 V+ Y+ Q" n9 g- N
图1 N10 G01 X40 Z-5 F0.3; 5 t" Q; [& c# ?' ^ l0 k' `6 o
N20 G03 X40 Z-25 R10.2 F0.2; - v& [) L, Y1 m/ i
N30 G00 X53;
2 k& t, O9 C+ s3 LN40 Z-5; 7 e+ `- e, r$ ]8 A+ F$ r5 U- n
N50 G01 X40 F0.3; * I6 P& n( Z* L5 [+ w: w1 t
N60 G03 X40 Z-25 R12 F0.2;
) p" L/ d: L! m! X- S+ ^N70 G00 X53;
( k, X( w3 B. T0 zN80 Z-5; " ` E' d$ t9 ]
N90 G01 X40 F0.3; ( N: e) A) R: f; k: ]
N100 G03 X40 Z-25 R16 F0.1 :
9 W6 E1 u: Q* r+ ~5 g" {
4 `5 @( X% d5 l) G( Z2) 圆弧始点、终点坐标变化，半径R不变
" Z+ ?+ f& I/ l& |
- H6 N: g9 }! A% d* n- X+ T0 V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。) A% [" S! u# P: S. I
图2 N10 G01 X54 Z-30 F0 .3;
e3 h' A& A: ?0 tN20 G02 X60 Z-33 R10 F0 .2; 1 a2 c7 ]7 L: t, O
N30 G00 X54 Z-30;
; [1 c1 H5 d3 C, r# A: ` EN40 G01 X48 F0.3 ; & r; }" F# m% U0 h, i3 k
N50 G02 X60 Z-36 R10 F0.2;
; d$ J+ O' d q" Q0 q0 ^N60 G00 X48 Z-30; " v0 \8 U. ~8 c/ a4 ~1 Z. T$ n# m
N70 G01 X42 F0.3 ;
! g; Z! u7 x! p/ n1 }; lN80 G02 X60 Z-39 R10 F0.2; 2 r) F: ~' h5 m% c3 H
N90 G00 X42 Z-30;
: l* X' s9 D* d' M6 }6 {. a: ]" `N100 G01 X40 F0.3;
3 ]) m5 L( z3 P- iN110 G02 X60 Z-40 R10 F0.1;
( [$ X- I( q" B/ M$ p
1 [5 d8 n) |% \$ A. t& ?3) 圆弧始点、终点坐标，半径R均变化
( }% k5 b) }3 l& F, C; _# H
- Q. x0 Q& D3 A8 A5 ?2 o6 q; O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。4 V6 ]& c4 b7 W& z+ z a. } k3 d
图3 N10 G01 X0 Z10 F0.3;
" d* g6 J) u! ~9 D u4 ^N20 G03 X60 Z-20 R30 F0.2 ; 2 y" v4 E$ g; N: M8 c6 c& K6 C
N30 G00 Z6;
1 b4 K3 T3 c5 ^* Q' cN40 X0;
+ r, @6 O' r/ zN50 G03 X60 Z-20 R26 F0.2; $ _, ?- U0 @/ c' |: Q4 g x- f
N60 G00 Z2;
$ X' f2 T C9 i7 }, _1 ^8 PN70 X0;
& D1 r* x& E1 U$ o7 \N80 G03 X60 Z-20 R22 F0.2 , - J7 {5 [& S/ w" O1 X7 F
N90 G00 Z0;
- W. I) V5 @- TN100 X0; $ ^" ]0 [. m: z+ d
N110 G03 X60 Z-20 R20 F0.1;
$ c( x4 u8 j* |! a6 Q$ \: O+ u+ x' M6 ]5 |
二、先锥后圆弧法 ( ^; I7 R7 U5 U; K, z& t' |6 \! X
0 F# Q% E. o8 k0 Q5 P
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。8 Q; V# B0 C7 \! W3 m
图4 N10 G01 X102 Z-30 F0.3;
" P$ h2 @8 U8 fN20 G90 X100 Z-50 I-5 F0.2; ; }! |- Q5 W; e+ s
N30 I-10; 1 [& t3 Y5 q$ c3 Z0 i. `
N40 I-15; 2 u6 n7 x5 \2 y8 }$ i
N50 I-20;
3 C3 G5 E# b/ C) H& r) L) ?N60 G01 X60 Z-30 F0.3;
. ]1 O' s2 L. @N70 G02 X100 Z-50 R20 F0.1; 1 d6 I# q* A: B, o/ [/ o/ ~' M
6 d' P) |5 e& c4 T. Y2 ~
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。3 e4 Q( ?3 M* P& _ _
图5 db=1.414R+R=0.414R ; O: [' W8 n0 o: ~
ab=1.414*db=0.585R ( {7 x. \! V! l4 R! n
+ x7 }5 L+ F( E5 |
留取一部分精加工余量，则ab取0.5R， * K/ v$ ~0 s# I6 @
+ n! T3 Z0 m1 H7 L* Nab=bc , z% K6 }0 m9 {& k) _; `4 b7 n9 R( v
* U+ u7 ?. K! W3 F& o7 [根据1中的方法先加工出锥形，然后再精车圆弧。 7 i& m4 q& ~& p: H; G/ D
/ z" d7 F' m- ]) f C# }: z
三、结束语
7 c8 ?; P& V6 Z, h: ^$ V% }' V' }7 U4 F I
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。
6 P( g9 a. {' i( K: ]7 V1 i$ \3 F) U
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发表于 2011-5-23 21:10:57
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