复杂非圆曲线零件的编程方法研究

2016-10-19窦广福冯艳宏

山东工业技术 2016年19期

关键词：宏程序轮廓编程

窦广福，冯艳宏

（天津冶金职业技术学院，天津 300400）

复杂非圆曲线零件的编程方法研究

窦广福，冯艳宏

（天津冶金职业技术学院，天津 300400）

本文分别对应用宏程序和CAXA数控车2008软件实现复杂非圆曲线零件的编程方法进行了探讨，并对两种编程方法进行了对比。宏程序对编程人员水平要求比较高。利用CAXA数控车软件实现自动编程具有很高的灵活性，可以加工不同类型的复杂回转体类零件，在实际加工时应灵活应用两种编程方法，以提高编程效率和缩短加工时间。

非圆曲线；宏程序；CAXA数控车；自动编程

0 引言

在数控车削加工中，我们经常碰到零件的轮廓中包含有椭圆、双曲线和正弦曲线等非圆曲线。当遇到这类零件轮廓时我们经常采用的编程方法是利用宏程序进行手工编程以及应用CΑXΑ数控车进行自动编程。

1 宏程序进行手工编程

对于经济型机床一般只能实现直线插补和圆弧插补，当遇到复杂非圆曲线轮廓时，需要运用宏程序进行手工编程。使用宏程序进行手工编程的步骤如下：（1）设定自变量；（2）确定自变量的起止点的坐标值；（3）写出因变量相对于自变量的关系式；（4）找出公式曲线自身坐标系原点相对于编程坐标系原点的偏置量。完成坐标系平移变换。可以看出非圆曲线轮廓使用宏程序编程时涉及到变量设定、坐标平移变换等数学处理方法，对于零件图中关键节点的计算也很复杂，有时候需要借助计算机辅助绘图来实现。此外轮廓为凸凹相间时，在FΑNUC数控系统的机床上使用G73循环时增加了许多空走刀的路线，这样会大大降低加工效率。

2 基于CAXA数控车软件的自动编程

以CΑXΑ数控车2008自动编程软件为载体，以图1所示零件为例来介绍应用CΑXΑ 数控车软件完成复杂非圆曲线的自动编程方法。

2.1 零件的工艺分析

根据图1所示的零件图选取毛坯为Φ60×109 的长棒料，材料为45 钢。使用普通三爪卡盘装夹工件，取工件右端面中心为编程坐标系的原点。该零件的车削加工流程：粗车右端外轮廓精→车右端外轮廓→切断。

2.2 CAXA数控车自动编程过程实现

（1）零件轮廓和毛坯轮廓准备。在应用CΑXΑ数控车软件进行自动加工前首先要完成零件的轮廓和毛坯轮廓绘制。如图1所示。（2）外轮廓粗车。单击轮廓粗车图标，根据加工要求依次填写加工参数、进退刀方式、切削用量。并根据零件图添加外轮廓车刀。填写完所有加工参数后分别拾取被加工零件轮廓和毛坯轮廓，如图2、图3所示。然后输入进退刀点（100，100），单击回车键生成如图4所示的外轮廓粗车加工轨迹。（3）外轮廓的精车。零件外轮廓的精车加工参数的设置与粗车相类似。此处不在多述。生成的外轮廓精车轨迹如图5所示。（4）外轮廓的粗精加工轨迹仿真。CΑXΑ2008数控车软件具有模拟仿真功能，通过对加工轨迹进行仿真，观察刀具的走刀路线以验证加工程序的是否正确，及时发现加工过程中是否存在干涉和过切现象。（ 5）生成程序。将正确的加工轨迹，选择需要的数控系统（如FΑNUC系统）后即可，将加工轨迹转化成所需要的G代码。

3 宏程序手工编程和自动编程对比

3.1 宏程序手工编程特点

（1）采用宏程序进行手工编程时复杂轮廓节点的计算一般都比较复杂，必须借助计算机绘图来处理。（2）宏程序对编程人员的要求较高，要求编程人员具备丰富的宏程序编程方面的知识，例如宏变量的设置，循环语句的表达方式，程序的模拟与调试等。（3）对于凸凹相间的轮廓，在FΑNUC数控系统的机床上使用G73循环时，增加了许多空走刀的路线，这样会大大降低加工效率。

3.2 CAXA数控车自动编程特点

（1）应用CΑXΑ数控车软件实现自动编程具有很强的灵活性，可以加工不同类型的复杂回转体类零件。（2）应用CΑXΑ数控车软件实现自动编程可以大大提高零件的编程效率，生成的加工程序可以通过传输软件直接输入到数控系统中，避免了面板输入加工程序的操作。（3）应用CΑXΑ数控车软件实现自动编程可以缩短加工的时间，节省在宏程序编程中由于多次空走刀所耗费的实际加工时间。