山西省長治市清華機(jī)械廠 (046012) 胡秀文

1.板件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

如圖1所示，該件為方330 mm×330 mm的弧形板件，表面粗糙度值Ra=3.2 μm，270 mm×266 mm的方形是由45°的斜面延伸形成的，且45°斜面根部為R10的圓弧銜接過渡。立體圖如圖2所示。整體形狀偏大，如果采用傳統(tǒng)的銑圓弧方法加工，需要的刀具比較長，加長刀具有剛性低的缺點(diǎn)，不僅影響加工效率，還容易產(chǎn)生振刀現(xiàn)象，從而影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。所以，只能采用參數(shù)編程，用短刀具進(jìn)行快速的對(duì)大面積零件的切削，因此也增加了編程難度。

圖1

2.加工分析

由于零件結(jié)構(gòu)形狀偏大，無法直接用銑圓弧編程方法來加工，所以采用參數(shù)編程，通過用微小直線段來逼近圓弧的形成。選用球頭銑刀，銑削順序如立體圖編號(hào)。零件表面粗糙度值要求Ra=3.2 μm，在編制程序中，把加工圓弧面旋轉(zhuǎn)步距記作繞圓弧圓心的旋轉(zhuǎn)角度，45°斜面的移動(dòng)步距記作在任意一個(gè)坐標(biāo)軸的每次走刀距離。以下是為保證Ra=3.2 μm表面粗糙度值的步距的計(jì)算方法:

圖2

圓弧面變化度數(shù)計(jì)算公式如下:

如圖3所示，A為變化的度數(shù);Dr為球刀半徑;R為被加工圓弧半徑;H為表面粗糙度值。

圖3

其中:b=R+Hc=Dr+R;

a=Dr

45°斜面步距變化計(jì)算公式如下:

如圖4所示，P為變化的步距;Dr為球刀半徑;H為表面粗糙度值。

圖4

3.分析加工編程方法

結(jié)合圖1和圖2，現(xiàn)分別分析1、2、3、4各部分的編程方法和各個(gè)參數(shù)的計(jì)算關(guān)系式。

(1)第一部分加工的要素有:R1075，R10，45°，R1090，并且為對(duì)稱方向，所以另一個(gè)方向用鏡像功能。如圖5及放大圖B:R1075處X和Z的參數(shù)方程關(guān)系為:把起始角度8.24°到終點(diǎn)角度7.73°的角度變化記作α:

X=sinα × (1075+Dr)

Z=cosα × (1075+Dr)

Y為定值，Dr為球刀半徑 (下文同理)，R10處X和Z的參數(shù)方程關(guān)系為:

X=a－sinα× (10－Dr)

Z=b－cosα× (10－Dr)

Y為定值，45°斜面處X和Z的參數(shù)方程關(guān)系為把Z點(diǎn)的起點(diǎn)坐標(biāo)到終點(diǎn)坐標(biāo)的步距變化記作β:

X=a－tan45°×β+sin45°×Dr

Z=b+β+sin45°×Dr

Y為定值，R1090同理R1075的方程關(guān)系。

圖5

(2)第二部分加工的部位為R1075和R1075線條形成的R10和45°斜面。本部分只分析R10和45°的斜面。如圖6所示。分析得知，R10和45°斜面的形成分別是R1075線條沿著R10和45°做的軌跡，因此在編程時(shí)，要考慮圓弧半徑由小到大的變化。再者，由兩點(diǎn)和半徑可做出一個(gè)圓弧的道理并結(jié)合圖5得知，在圓弧半徑變化的同時(shí)，當(dāng)前半徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)也在變化。

R10處的參數(shù)方程關(guān)系為:

R=1075+10－cosα × (10－Dr)

X起點(diǎn) (終點(diǎn))=165;定值

圖6

45°斜面處的參數(shù)方程關(guān)系為:

R=1077.93+β+cos45°×Dr

X起點(diǎn) (終點(diǎn))=165;定值

(3)第三部分加工的是零件底面，屬于內(nèi)圓弧，在處理該部分參數(shù)關(guān)系式時(shí)，和外圓弧不同之處是外圓弧是圓弧半徑加球刀半徑，內(nèi)圓弧是圓弧半徑減球刀半徑，其余都相同。

4.結(jié)語

參數(shù)編程是通過分析圖形結(jié)構(gòu)，找出一個(gè)變化的要素，并且該要素能影響其他要素的形成，最主要的是要找準(zhǔn)變化要素和被變化要素之間的關(guān)系式，才能確定整個(gè)零件的形成。該件就是采用參數(shù)編程，在保證粗糙度的前提下，用多個(gè)微小的直線段逼近成整個(gè)零件，采用該方法可以加工形狀類似、尺寸無論多大的產(chǎn)品零件，有效地節(jié)約了后續(xù)產(chǎn)品的再次加工的編程時(shí)間。