数控车床加工椭圆的方法

2011-08-29高金华

科技传播 2011年24期

高金华

江苏省昆山第二中等专业学校，江苏昆山 215300

1 概述

二维轮廓的椭圆形零件在日常生活中使用得非常多，尤其是在机械制造业中更是应用广泛，但是，该零件加工起来的难度是非常大的。椭圆形零件的加工方法有很多种，比较常见的有以下几种：在普通车床上进行近似加工[1]；根据椭圆的形成原理，设计专用的加工装置进行加工[2]；在数控车床上利用“虚拟轴”原理实现椭圆曲线的数控加工[3]；利用圆弧逼近法[4]、直线逼近法加工等。本文仅讨论利用直线逼近法（宏程序）加工椭圆。

2 直线逼近法

现今，计算机和自动化技术发展迅速，数控车床相关技术也随之不断进步，给椭圆形截面零件的加工创造了很好的条件。从目前的技术来说，各种数控车床进行椭圆加工的插补原理基本相同，不同的是实现插补运算的方法。圆弧插补与直线插补是两种常用的实现插补运算的方法，但是目前还没有椭圆插补。因为受到各方面的限制，尤其在设备和条件方面，通常我们无法手工来编制程序，必须借助于电脑来实现。一般来说，通过拟合运算及直线逼近法编写宏程序来加工椭圆。宏程序指令适用于抛物线、双曲线、椭圆等没有插补指令的非圆曲线编程；还适用于图形相同，只是尺寸不同的一系列零件编程，同样还适用于工艺路线一样，只是位置数据不同的系列零件的编程。相比于其他编程方法，宏程序实现椭圆形截面零件的加工的优点在于，其能有效的简化程序，提高程序的运行速度，并且能扩展数控机床的使用范围。

3 用户宏程序法

数控车床通过程序来实现某项功能，将编写的程序存储在数控车床中，并将这些实现某项功能的程序用某个简单命令代表，利用数控车床进行加工时，只需要写入代表命令就可以执行相应的功能，极大的减少了操作流程，提高了工作效率。其中，把存入数控机床的一组程序称作用户宏程序主体，简称为宏程序；把代表命令称作用户宏程序命令，简称为宏命令。这样，工作人员操作数控车床时，只需记忆实现某项功能的宏命令即可，不需要记忆繁琐的宏程序。能够进行变量间的相互运算是宏程序的最大优点。利用宏命令能够把实际值赋予某个变量，利用数控车床加工椭圆的过程中，可以通过间接幅值和直接幅值的方式对宏程序中的变量进行赋值。

1）直接赋值：使变量直接等于即时值或某项数值的方法。

#1=55（表示变量#1等于55）

#2=#3（表示变量#2等于#3的值）

2）间接赋值：就是用演算式赋值，即把演算式内演算的结果赋于某个变量。

如图1所示，车削1/4椭圆的回转轮廓曲线。车削从点A到点B，采用直线逼近法在Z向分段，以0.2mm（0.5度）为一个步距,就可以编制一个只用变量不用具体数据的椭圆,不必更改宏程序,而只要修改主程序中宏指令段内的赋值数据就可以.现利用椭圆的直角坐标方程和极坐标方程来编制宏程序。