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车削“斜椭圆”的宏程序

随着数控技术不断进步，数控车床加工中各种复杂型面也日渐增多，如椭圆、抛物线、正弦曲线、余弦曲线和双曲线等各种非圆曲面。对于上述各种复杂成形面，利用CAM软件进行自动编程相对简单，但由于种种原因，在绝大数情况下数控车床主要还是依靠手工编程。目前在数控车床上加工正椭圆已不是难事，一些学者进行过这方面的研究并发表了相关论文。但对斜椭圆零件的加工方面研究较少，主要原因为：①机床数控系统本身既不存在加工椭圆等非圆曲线的G指令，更没有类似数控铣床用G68这样的 旋转指令，使编程难度大大增加;②加工中变量的参数直接影响着加工的效率以及质量，很容易产生过切报警，即使程序正确无误，实际加工时参数调整也非常困难，直接影响加工能否顺利进行，以及加工精度能否保证。

图1 加工零件图

对于如图1所示的斜椭圆零件，笔者在配置华中世纪星车床数控系统(HNC-21/22T)的数控车床上加工成形，加工出的零件如图2所示。

图2 加工实物图

1.相关数学计算

已知：椭圆方程：a2b2(见图1)，椭圆上任一点A 点坐标(Z,X):(acosα ,bsinα )，则：

若椭圆绕圆心旋转θ (见图3)，则根据旋转公式，求出A 点在工件坐标系(Z0X 坐标系)中的坐标为：

A点：Z：acosαcosθ-bsinαsinθ;

X ：acosα sinθ烧烤炉 +bsinα cosθ。

注意：椭圆顺时针旋转时，公式中的θ 角取负值;逆时针旋转时，θ 角取正值。

2.程序格式

(1)如图3和图4所示，编程原点为右端面与轴线的交点。

(2)程序为HNC—21T系统格式。

%1234 (程序名) M3S600T0101

G42G00X Z (快速点定位)

#12=起始角(α)(椭圆轮廓起始 点的参数角)

WHILE[#12]LE终点角 (若为凹椭圆 轮廓，则应为WHILE[#12]GE负终点角)

#13=a*COS[#12*PI/180]*COS[θ]- b*SIN[#12*PI/180]*SIN[θ] (椭圆上任一点 Z坐标值)

#14=a*COS[#12*PI/180]*SIN[θ]+b* SIN[#12*PI/180]*COS[θ] (椭圆上任一点 X坐标值)

G01 X[2*#14+U]Z[#13+W]F60 (直线 插补椭圆，U、W为椭圆圆心在编程坐标 系下的坐标，即椭圆平移后需要进行坐标 转换，请注意平移方向，以便确定U、W 的正负)。

#12=#12+0.5 (若为凹椭圆轮廓， 则应为#12=#.5)

G40G00X100Z100M05

M30

3.编程实例

实例如图1所示。

(1)计算起始参数角

根据公式：

可以得到：起始参数角=21.4 。

(2)计算终点参数角

根据公式得到：终点参数角=97 。

(3)参考程序如下(HNC-21T数控系统)。

使用数控车床切削零件图如图1所示，毛坯材料为45钢，直径50mm，长度为65mm，椭圆的长半轴和短轴分别为25mm和15mm，旋转角度20 (1号刀为粗车35 尖刀，2号刀为精车35 尖刀，3号刀为切断刀)。

%2

M3S600T0101

G42G00X55Z2

G71 U2 R0.5 P1 Q2 X0.5 Z0.01

F120

G0X100Z100

M3S1500T0202

G0X55Z2

N1 G0 X26.209

G01Z0 F60

#12=21.4

WHILE[#12]LE97

#13=25*COS[#12*PI/180]*COS[2光纤陀螺0

]-15*SIN[#12*PI/180]*SIN[20]

#14=25*COS[#12*PI/180]*SIN[20]

+15*SIN[#12*PI/180]*COS[20] G01 X[2*#14]Z[#]F60

#12=#12+0.5

ENDW

G02X35.022Z-35R5

G1X48C1

Z-44

X44Z-46

Z-50

N2X50

G00X100Z100M5

M全球宽松活动性和避险情绪弱化0

M3S700T0303

G00X50Z-45

G01X1F40

G00X50

X100Z100

M30

4.程序中变量的确定与注意事项

旋转椭圆程序变量的赋值是一个重要环节，因为宏程序是利用许多段微小的直线来逼近轮廓的，取值大，轮廓表面的逼近误差也大。

在加工中，变量的赋值可以按粗车和精车来取值。粗烘干炉加工程序变量的取值应根据预留加工余量的大小来确定，在保证加工不过切的前提下，我们可以选择较大的程序变量，但是也不能过大，变量过大会使精加工余量不均匀或形成过切;精加工时我们主要是保证工件的质量，为使工件的几何形状达到要求，需要减少拟合的误差，因此我们应该选择一个较小的程序变量。

5.结语

通过实际加工生产，上述措施能很好地解决加工中程序编制，保证工件的形状几何钻石首饰精度，解决加工出现的各种问题，减藉此可保持资本项下流出与流入处于1个相对收支平衡的状态少加工该回收进程可确保潜伏污染物在食品中的迁移量低于0.1 μg/kg 时间，提高加工效率。(end)

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