圓周分布孔系加工走刀路線及程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)

袁永富

(宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代制造工程系，四川宜賓644003)

生產(chǎn)實(shí)踐中圓周分布孔系的加工比較常見。在現(xiàn)代制造業(yè)競爭日益激烈的環(huán)境下，企業(yè)如何在保證質(zhì)量的前提下提高零件加工效率，降低產(chǎn)品成本，對企業(yè)的生存與發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。增大切削用量、利用高速切削技術(shù)進(jìn)行高速切削加工、按最短走刀路線進(jìn)行編程加工等措施都可有效地提高孔系加工的效率。下面就以圓周分布孔系的加工為例，分析其走刀路線設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用宏程序的算術(shù)及邏輯運(yùn)算功能，選擇最短的走刀路線進(jìn)行編程加工，從而實(shí)現(xiàn)對其加工程序的優(yōu)化。

1 圓周分布孔系走刀路線分析

如圖1 所示圓周分布孔系，其孔之間走刀路線主要有兩種方式: 第一種是環(huán)形走刀，如圖2 所示; 第二種是沿射線走刀，如圖3 所示。兩種走刀路線的長度不同，可通過建立數(shù)學(xué)模型，求出其走刀路線的長度，然后按最短的走刀路線進(jìn)行編程加工。

設(shè)該孔系的環(huán)數(shù)為n，分布在m 條射線上，其內(nèi)環(huán)中心線的半徑為r，沿射線方向孔與孔之間的間距為d，則環(huán)形走刀時(shí)，從內(nèi)至外，各環(huán)形路線的長度分別為:

則環(huán)形走刀路線的總長度(從第一個(gè)孔至最后一個(gè)孔) 為:

圖1 圓周分布孔系

圖2 環(huán)形走刀路線

圖3 沿射線走刀路線

當(dāng)射線條數(shù)m 為偶數(shù)時(shí)，沿射線走刀路線的長度為:

表1 列舉了孔系幾種分布情況下走刀路線選擇示例，從表中可見: 孔系分布的環(huán)數(shù)n、射線數(shù)m、內(nèi)環(huán)中心線的半徑r 以及沿射線的孔距d 不同時(shí)，走刀路線的長度不同，而且可能差距很大，因此應(yīng)選擇最短的走刀路線進(jìn)行加工程序設(shè)計(jì)。

表1 走刀路線選擇示例

2 優(yōu)化走刀路線宏程序的編制

設(shè)孔深為h，孔加工進(jìn)給速度為f，以工件頂面孔系分布的中心點(diǎn)O 為編程坐標(biāo)系原點(diǎn)，則可編制出按兩種走刀路線中最短的路線進(jìn)行孔加工的宏程序。主程序中的調(diào)用指令為:

宏程序如下:

3 結(jié)論

編制數(shù)控加工程序時(shí)，在保證質(zhì)量的前提下，通過建立走刀路線長度計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，利用宏程序計(jì)算出各走刀路線的長度，并選擇最短的走刀路線編制加工程序，可使零件加工的走刀路線及程序得到優(yōu)化，從而提高零件加工的效率，降低加工成本。

［1］袁周華，袁永富．?dāng)?shù)控機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)［M］．北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社，2006．

［2］楊輝，萬海鑫，張宣升，等．基于螺紋銑削數(shù)控宏程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］．制造業(yè)自動(dòng)化，2012(21) :32－35．

［3］袁永富，熊福林．基于最短走刀路線的數(shù)控加工程序優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］．機(jī)床與液壓，2010，38(12) :33－38．

［4］袁永富，熊福林，肖善華，等．偏心軸零件的數(shù)控車削加工研究［J］．煤礦機(jī)械，2009，30(8) :126－128．

［5］鐘如全．銑削螺紋固定循環(huán)指令的開發(fā)［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013(10) :125－126．

［6］劉耀林，賈濤．橢圓宏程序編制方法與應(yīng)用研究［J］．制造業(yè)自動(dòng)化，2009(7) :95－97．

［7］郭德橋．基于球頭銑刀在斜面加工中的參數(shù)編程研究［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013(5) : 102－104．

［8］韓全立，王宏穎．宏程序在數(shù)控編程中的應(yīng)用技巧及編程實(shí)例［J］．機(jī)床與液壓，2010，38(12) :35－38．