数控车削中常见圆弧的加工技巧

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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。
　　一、圆弧分层切削法
4 @' |4 o) J! u　　1)圆弧始点、终点均不变，只改变半径R
+ f( t3 }. W* I& H　　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。
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9 Z0 `' Y: O. P" I4 ^　　图1
' ^; O) P8 B- P& ?　　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 :
& i5 O: E9 W+ ]) Q" t　　2)圆弧始点、终点坐标变化，半径R不变
9 q" F* _! T- |% h/ P* m4 F　　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。
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) O$ B- |" A0 @# T　　图2
　　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;
　　3)圆弧始点、终点坐标，半径R均变化
　　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。

7 y! w$ a4 d; {; ~9 s$ |9 b　　图3
　　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;
" y& e5 U) z' r7 v0 ], b) U- C" [5 Y　　二、先锥后圆弧法
8 m9 [+ Q. \) z, K" z3 G　　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。
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　　图4
) g. _! f3 A, W  @) }　　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;
　　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。
# \6 p# `* ^4 U* m; C9 `; Q5 X　　图5
　　db=1.414R+R=0.414R ab=1.414*db=0.585R
　　留取一部分精加工余量，则ab取0.5R，
3 r, }. E3 q% Z　　ab=bc
　　根据1中的方法先加工出锥形，然后再精车圆弧。
) B2 h7 v6 V3 g+ T4 x: }5 D4 d　　三、结束语
% o7 r0 Z" b1 f( o　　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。
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