数控车削中常见圆弧的加工技巧

HEATS

　　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。

6 \' S+ l- v5 D: c 3 i3 g0 `# c) k5 |# J

　　一、圆弧分层切削法

: M4 b5 N1 B! X6 n8 O

　　1)圆弧始点、终点均不变，只改变半径R

　　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。

6 }. D; E& O3 D0 n" w! P5 i

　　图1

. j; H& t U3 x8 f2 r

　　N10 G01 X40 Z-5 F0.3; N20 G03 X40 Z-25 R10.2 F0.2; N30 G00 X53; N40 Z-5; N50 G01 X40 F0.3; N60 G03 X40 Z-25 R12 F0.2; N70 G00 X53; N80 Z-5; N90 G01 X40 F0.3; N100 G03 X40 Z-25 R16 F0.1 :

7 b! ?) y- U9 q+ ^, @

　　2)圆弧始点、终点坐标变化，半径R不变

O3 W* {! T) s- J; U& R

　　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。

2 V0 A1 Q8 d- R7 O

　　图2

& A8 N; E8 v. N' g9 w% g/ Q " {1 o3 Y7 r2 p1 ^3 z: g9 _+ M7 k

　　N10 G01 X54 Z-30 F0 .3; N20 G02 X60 Z-33 R10 F0 .2; N30 G00 X54 Z-30; N40 G01 X48 F0.3 ; N50 G02 X60 Z-36 R10 F0.2; N60 G00 X48 Z-30; N70 G01 X42 F0.3 ; N80 G02 X60 Z-39 R10 F0.2; N90 G00 X42 Z-30; N100 G01 X40 F0.3; N110 G02 X60 Z-40 R10 F0.1;

& m' H8 k8 E! w" e: N0 b

　　3)圆弧始点、终点坐标，半径R均变化

+ a' u; H/ o3 e$ G0 @" a$ T5 X

　　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。

　　图3

9 Q m* y; C1 P2 Z * x2 ~' ~" t+ ]

　　N10 G01 X0 Z10 F0.3; N20 G03 X60 Z-20 R30 F0.2 ; N30 G00 Z6; N40 X0; N50 G03 X60 Z-20 R26 F0.2; N60 G00 Z2; N70 X0; N80 G03 X60 Z-20 R22 F0.2 , N90 G00 Z0; N100 X0; N110 G03 X60 Z-20 R20 F0.1;

4 N* D" s0 |) L& C/ n- U- C# U+ f \ 1 b ^- a" J8 a( S8 [2 b! {6 P" U

　　二、先锥后圆弧法

　　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。

4 t$ V1 Z7 E4 g" `& r2 y! g

　　图4

3 W7 d8 M. H9 M$ d 4 M6 N& A' o k: l" O. c! n/ [

　　N10 G01 X102 Z-30 F0.3; N20 G90 X100 Z-50 I-5 F0.2; N30 I-10; N40 I-15; N50 I-20; N60 G01 X60 Z-30 F0.3; N70 G02 X100 Z-50 R20 F0.1;

0 L; } p7 ^. g; {

　　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。

' r0 @0 V. c3 @6 p" A

　　图5

3 |5 j( C+ F, _1 F$ ]2 R

　　db=1.414R+R=0.414R ab=1.414*db=0.585R

0 E4 X K, ?3 Y+ l1 h) O8 s; @

　　留取一部分精加工余量，则ab取0.5R，

& y) t( ]+ ~/ g1 e& i ^; u

　　ab=bc

$ E- V8 y: j0 N8 b$ @/ p3 f

　　根据1中的方法先加工出锥形，然后再精车圆弧。

　　三、结束语

* i' M; E9 E# O. e* ~

　　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。 $ B! l$ J3 L, U' E S% i" I-【MechNet】

! N# c; W6 O- R8 }( M- a