在加工中心上加工橢圓的方法

[摘要] 主要介紹了在加工中心上用手工編程加工橢圓的方法，指出了各種方法的優缺點，并給出了加工橢圓的編程例子。

[關鍵詞] 加工中心 加工橢圓 原理逼近法 圖樣逼近法

現在大部分數控系統都不具備橢圓插補功能，在加工中心上加工橢圓的方法也成了數控機床使用者長期探討的問題。現在在加工中心上加工橢圓的方法主要有兩類，一類是原理逼近法，一類是圖樣逼近法。在原理逼近法中又有四心法和比例法兩種。對圖樣逼近法來說，數控系統的不同，所用的方法也是有差別的，比如FANUC系統用的是宏程序，SINUMERIK所用的是R參數法，FAGOR所用的是高級語言法。現在主要對原理逼近法進行介紹。

原理逼近法，只能用在加工精度不太高的近似加工中，這是因為從原理上來說加工的就不是橢圓，而是以其他曲線來代替橢圓。由于這類方法無論是在數值計算上，還是在編程上都比較簡單，因此，在工廠中用的比較多。

1.四心法

(1)加工原理

就是用四段相切的圓弧來代替橢圓，其原理如下(參見圖1)。

1)作相互垂直的線段AB與CD交于O，其中AB與CD的長度分別為橢圓的長軸2a和短軸2b;

2)連接AC，并取;

3)作AG的垂直平分線，分別交AG、AO、OD的延長線于E、O1、O3;

4)作O1、O3的對稱點O₂、O4;

5)分別以O1、O₂、O3、O4為圓心，以O1A、O₂B、O3C、O4D為半徑作圓，分別相切于Bˊ、Aˊ、Dˊ、Cˊ，即得一近似橢圓。

只要求出這四個圓弧的起點、終點、圓心坐標及圓弧半徑，編寫這四段圓弧的程序就很容易了，求以上數值的方法也很多，常用的有平面幾何法和解析幾何法兩種。

(2)加工實例

在加工中心上加工圖2所示零件，該零件已經過粗加工，要求編寫其精加工程序，由于該零件的精度不是太高，現在我們用四心法來加工。

1)加工原理

四心法的加工原理如圖1所示。

2)數值計算

現在分別用平面幾何法和解析幾何法的方法進行數值計算。

3)加工程序

加工該零件的精加工程序很簡單，只要應用G02/G03就可以完成，由于篇幅的原因，這里就不寫了。

2.比例法

應用數控系統的比例編程方法，以編圓弧程序的方式來近似加工橢圓。以加工圖3的零件為例說明之。

在一塊1200mm×800mm×20mm的方板上加工如圖2所示橢圓槽。其中該橢圓的長軸為800mm、短軸為400mm。為了簡便我們只編寫加工上半部分的精加工程序(假設橢圓與X軸正半軸的交點為A，與Y軸正半軸的交點為B)，所用刀具為φ40mm的立銑刀。

加工程序:

由于在應用比例放縮編程時，刀具半徑是不會改變的，所以不能應用刀具半徑補償功能編程，只能應用刀具中心編程。

參考文獻:

[1]韓鴻鸞.基礎數控技術.北京:機械工業出版社，1999.

[2]韓鴻鸞.數控編程.北京:中國勞動社會保障出版社，2002.