现在大部分数控系统都不具备椭圆插补功能, 在加工中心上加工椭圆的方法也成了数控机床使用者长期探讨的问题。我们这里采用伯特利v系列加工中心为实际操作平台来取得数据,现在在加工中心上加工椭圆的方法主要有两类, 一类是原理逼近法, 一类是图样逼近法。在原理逼近法中又有四心法和比例法两种。对图样逼近法来说, 数控系统的不同, 所用的方法也是有差别的, 比如 fanuc系统用的是宏程序, s i numer-i k所用的是 r参数法, fagor所用的是高级语言法。现在主要对原理逼近法进行介绍。
今天我们选择伯特利 加工中心来作为操作平台
原理逼近法, 只能用在加工精度不太高的近似加工中, 这是因为从原理上来说加工的就不是椭圆, 而是以其他曲线来代替椭圆。由于这类方法无论是在数值计算上, 还是在编程上都比较简单, 因此, 在工厂中用的比较多。
1 . 四心法
( 1)加工原理
就是用四段相切的圆弧来代替椭圆, 其原理如下 (参见图 1 )。
1)作相互垂直的线段 ab与 cd交于 o, 其中 ab与 cd的长度分别为椭圆的长轴 2a和短轴 2b ;
2)连接 ac, 并取;
3)作 ag的垂直平分线, 分别交 ag、 ao、 od的延长线于 e、 o1、 o3;
4)作 o1、 o3的对称点 o2、 o4;
5)分别以 o1、 o2、 o3、 o4为圆心, 以 o1a、 o2b、 o3 c、 o4d为半径作圆, 分别相切于 bˊ、 aˊ、 dˊ、cˊ, 即得一近似椭圆。
只要求出这四个圆弧的起点、 终点、 圆心坐标及圆弧半径, 编写这四段圆弧的程序就很容易了, 求以上数值的方法也很多, 常用的有平面几何法和解析几何法两种。
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( 2)加工实例
在加工中心上加工图 2所示零件, 该零件已经过粗加工, 要求编写其精加工程序, 由于该零件的精度不是太高, 现在我们用四心法来加工。
1)加工原理
四心法的加工原理如图 1所示。
2)数值计算
现在分别用平面几何法和解析几何法的方法进行数值计算。
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3)加工程序
加工该零件的精加工程序很简单, 只要应用 g02 /g03就可以完成, 由于篇幅的原因, 这里就不写了。
2 . 比例法
应用数控系统的比例编程方法, 以编圆弧程序的方式来近似加工椭圆。以加工图 3的零件为例说明之。
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图 3 零件图
在一块 1200mm @ 800mm @ 20mm的方板上加工如图 2所示椭圆槽。其中该椭圆的长轴为 800mm、 短轴为 400mm。为了简便我们只编写加工上半部分的精加工程序 (假设椭圆与 x轴正半轴的交点为 a, 与 y轴正半轴的交点为 b) , 所用刀具为 u40mm的立铣刀。
加工程序:
由于在应用比例放缩编程时, 刀具半径是不会改变的, 所以不能应用刀具半径补偿功能编程, 只能应用刀具中心编程。
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