蘇冰?張勇

摘 要：本文著重介紹了在數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，數控技術也在飛快發(fā)展，對于數控加工專業(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驗，探討正弦曲線類零件在數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。

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

根據零件圖，選擇FANUC數控車床，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，必須經過數學處理后，以直線或圓弧逼近的方法來實現。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

切削用量根據機床性能、相關的手冊并結合實際經驗確定。

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）