斯沃仿真軟件橢圓類零件的切削與仿真加工

顧振宇

（永城職業學院，河南 永城 476600）

在零件程序編寫過程中，我們經常會遇到公式曲線類零件，對于非圓曲線類零件，需采用直線逼近法進行逼近加工。一般來說由于直線法的插補節點均在曲線輪廓上，容易計算，編程也容易一些。采用直線逼近法加工橢圓類曲線，在零件輪廓編程時就需要使用宏程序進行編程。依據南京斯沃仿真軟件進行仿真加工，模擬仿真橢圓類零件加工程序的編程過程，在數控編程與操作課程教學中具有指導意義。

1 橢圓類零件加工實例引入

圖1 橢圓類零件

如圖1所示，應用宏程序編程對可以用函數公式描述的工件輪廓曲線進行數控加工，是現代數控加工中一個重要的新功能，但是使用宏程序編程用于數控加工公式輪廓曲線時，需要具有一定的數學和高級語言基礎。對于上述橢圓類零件輪廓曲線的加工，首先要進行數學處理。橢圓方程為：X2/122+Z2/202=1;對于該類公式曲線，其中的X和Z坐標任意一個都可以被定于為自變量。對于車削加工而言， 一般選擇 Z作為自變量。 則 X=

2 使用宏程序對零件輪廓進行程序編制

以零件右端面為零件編程坐標系零點，若選擇以Z做自變量，則計算插補節點坐標即計算出在定義域D為[-20,0]。 把 Z賦給 #1；X賦給 #2，則 #2=sqrt[1-[#1*#1]/400]*12。由于所建立的編程坐標系零點與橢圓的中心并不一致，則對應于編程坐標系而言，對于編程坐標系而言把Z賦給#3，則#3=#1-25；又由于對于前置刀架數控機床而言，采用Fanuc oi系統進行編程時，X方向一般采用直徑編程，所以把X的直徑坐標值賦給#4，#4=2*#2。

編寫程序如下：

其中參數設置如圖2所示，仿真刀路軌跡如圖3所示

圖2 參數設置

圖3 仿真刀路軌跡

3 橢圓類公式曲線零件銑削加工

在數控銑床上通過標準方程加工橢圓都是加工局部，最多一半，而第Ⅰ、Ⅱ象限或第Ⅲ、Ⅳ象限內可以一次加工的，若是要完整加工一個橢圓輪廓，必須要分為兩次編程進行仿真加工。而使用參數方程進行宏程序編制加工橢圓類零件輪廓時，可以加工任意角度的橢圓輪廓，即使是完整的橢圓也不再需要分兩次進行編程，直接通過參數方程編制宏程序加工即可。

參數方程為：x=acosθ,y=bsin X2/122+Z2/202=1,θ綴[0°，360°]如圖 4 所示。

圖4 整橢圓輪廓曲線

對于整橢圓類輪廓而言：如，X2/302+Y2/202=1,則對應參數方程為x=30*cosθ,y=20*sinθ。對于程序如下：

其中加工仿真刀路軌跡如圖5所示。采用參數方程加工橢圓類輪廓曲線時，可以使用擴大刀具半徑去除加工余量。

圖5 參數方程仿真刀路軌跡

通過論述機床編程中使用到的公式曲線法和參數方程法進行宏程序編程，采用斯沃仿真軟件進行仿真驗證，有效解決了曲線類零件輪廓的編程問題。針對不同的數控系統,宏程序在編制時參數并不一樣,但是原理大同小異。實踐證明,上述方法簡便、實用、有效,能夠很好的加工出復雜的公式輪廓曲線。

［1］耿金良.數控編程與操作實訓教程［M］.北京：中國傳媒大學出版社，2010.

［2］茍維杰.數控機床［ M］.長沙：國防科技大學出版社，2009.