蘇冰?張勇

摘 要：本文著重介紹了在數(shù)控車床上加工正弦曲線類零件的相關的理論知識、工藝知識及宏程序編制。

關鍵詞：正弦曲線 零件圖樣分析 加工方案分析

隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控技術也在飛快發(fā)展，對于數(shù)控加工專業(yè)從業(yè)人員來說，不僅要掌握系統(tǒng)而扎實的數(shù)控理論知識，更要有過硬的實踐能力，對特殊零件也應不斷研究，不斷實踐，例如正弦曲線類零件在數(shù)控車床上的加工，如圖1所示。

圖1

筆者結合多年的教學及實際操作經(jīng)驗，探討正弦曲線類零件在數(shù)控車床上的加工工藝。

一、相關的理論知識

正弦曲線（圖2）的峰值為A，則該曲線是X的正弦函數(shù)。

其中X為半徑值，設曲線上任一點M的Z坐標值為ZM，對應的角度為γM。由于曲線一個周期為360?，對應在Z軸上的長度為L，則：ZM /L=γM /360，M點在曲線方程中對應的角度為：

γM = ZM×360/L

若以角度γ為自變量，則正弦曲線上任一點M的Z坐標值、X坐標值（半徑值）的方程為：

XM=Asinγ

ZM=Lγ/360

圖2

二、加工準備

根據(jù)零件圖，選擇FANUC數(shù)控車床，φ45mm的鋁合金棒料；選擇35°的外圓機夾刀、4mm切斷刀、游標卡尺、千分尺等。

三、工藝知識

1.零件圖樣分析

本例中難點是零件曲線部分由兩個周期的余弦曲線組成，一個周期對應的Z向長度L為20mm，曲線的峰值A為4mm。我們可將余弦曲線轉化成正弦曲線形式，看成是正弦曲線在Z向平移后得到的，即起點位置不同的正弦曲線，這樣就可以用上述相關方程。對于這類可以用公式描述的曲線，一般都不能直接進行編程，必須經(jīng)過數(shù)學處理后，以直線或圓弧逼近的方法來實現(xiàn)。但這樣工作量大，因此最好采用計算機自動編程軟件或宏程序編程。在這里，我們采用直線逼近法進行手工編制宏程序。

2.確定工件坐標系

以工件的右端面與軸心線相交的點為工件原點，采用手動試切法對刀，確定工件坐標系。

3.加工方案分析

（1）用三爪自定心卡盤裝夾毛坯外圓，一次裝夾，完成工件φ20mm、φ30mm、φ40mm外圓的粗精加工，保證外圓各項尺寸。

（2）不拆除工件，用宏程序完成余弦曲線的粗精加工。

（3）保證總長用切斷刀切斷工件。

（4）去毛刺倒棱，并對工件進行檢測。

4.確定切削用量

切削用量根據(jù)機床性能、相關的手冊并結合實際經(jīng)驗確定。

5.變量設定

（1）選擇自變量。以角度γ為自變量，設為#101；正弦曲線上任一點M的X、Z坐標分別用#102、#103表示。

（2）確定自變量起止點的坐標值（即自變量的定義域）：[810°，90°]。

（3）用自變量表示因變量的表達式。將已知量A=4mm，L=20mm和自變量帶入M點的函數(shù)關系方程即可。

四、編制余弦曲線粗精加工程序

用條件轉移語句（IF語句）編制宏程序。余弦曲線精加工參考程序：

O6666 ；

…

#1=810 ；

N5 #2=4*SIN[#1] ；

#3=20*#1/360 ；

G01 X[2*#2+34] Z[#3-65] F0.2 ；

#1=#1-0.2 ；

IF [#1GE90] GOTO5 ；

…

M30 ；

成品圖如圖3所示。

五、小結

本例中零件加工的關鍵是余弦曲線的宏程序編程。在宏程序的編制中，除了采用IF語句外，也可以采用WHILE語句，進行宏程序編程。另一關鍵點是在加工余弦曲線時刀具的正確選擇，以避免在余弦曲線加工過程中，刀具的副刀刃與零件輪廓曲面發(fā)生干涉現(xiàn)象，造成工件表面缺陷。在此選用35°菱形刀片的外圓機夾刀。只有在實際加工中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，才能更好地將理論知識運用在實際工作中，更好地為企業(yè)、社會服務。

參考文獻：

[1]杜軍.輕松掌握FANUC宏程序——編程技巧與實例講解[M].北京：化學工業(yè)出版社，2011.

（作者單位：蘇冰，洛陽軸承高級技工學校；張勇，洛陽LYC軸承有限公司球軸承事業(yè)部精密電機廠）