圓弧插補(bǔ)在數(shù)控孔加工中的應(yīng)用

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1、總第57期第1期貴陽(yáng)金筑大學(xué)學(xué)報(bào)2005年3月圓弧插補(bǔ)在數(shù)控孔加工中的應(yīng)用鄭　儀　韓德虎①(貴陽(yáng)學(xué)院數(shù)控技術(shù)中心　貴州貴陽(yáng)　550005)摘　要:在數(shù)控銑削加工的操作與編程過(guò)程中,為了很好地理解數(shù)控加工和編程原理,合理選擇加工工藝以及提高數(shù)控設(shè)備的使用率和刀具的使用壽命,在加工過(guò)程中有很重要的意義。關(guān)鍵詞:圓弧插補(bǔ)　圓弧螺旋插補(bǔ)　數(shù)控加工孔中圖分類(lèi)號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-3621(2005)01-0106-0109一、引言:數(shù)字技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)相互結(jié)合,給制造加工業(yè)帶來(lái)勃勃生機(jī)。在信息產(chǎn)業(yè)

2、的推動(dòng)下,全球產(chǎn)業(yè)格局正在進(jìn)行新的布局和調(diào)整,中國(guó)將變成全球制造中心已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。數(shù)控加工在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床因加工范圍廣、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等因素在一些企業(yè)特別是中小型企業(yè)得到了很大的應(yīng)用和發(fā)展。在信息化工程進(jìn)程中,設(shè)備技術(shù)的全面更新需要一個(gè)過(guò)程。據(jù)機(jī)械工業(yè)教育發(fā)展中心和華中科技大學(xué)國(guó)家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心2003年7月的調(diào)查結(jié)果表明:我國(guó)現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備中,按照通常的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),高檔型、普及型和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床各占30.30%、34.65%和35.05%?！捌胀ā昂汀敖?jīng)濟(jì)型”的數(shù)控裝備共占企

3、業(yè)現(xiàn)有數(shù)控裝備的70.10%。這項(xiàng)調(diào)查只在重點(diǎn)大型企業(yè)中進(jìn)行,如果將中小型企業(yè)的設(shè)備也納入調(diào)查范圍的話,那么普通和經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控裝備就占有相當(dāng)大的比重。因此,如何提高普通和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控設(shè)備的使用率,有效發(fā)揮這部分設(shè)備在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用,根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備狀況,結(jié)合先進(jìn)的編程技術(shù),合理選擇加工工藝,有著很重大的意義。本文就數(shù)控加工中心(數(shù)控銑床)和立銑刀提出一種利用圓弧插補(bǔ)功能進(jìn)行精加工孔的方法。二、圓弧插補(bǔ)的功能在對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控編程時(shí),圖紙上零件的形狀主要是由直線和曲線組成,這樣在編程時(shí),就會(huì)用到直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ),圓弧插補(bǔ)時(shí),

4、加入第三軸進(jìn)給稱(chēng)為螺旋插補(bǔ)。1、圓弧插補(bǔ)指令G02/G03圓弧插補(bǔ)指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的進(jìn)給速度F做圓弧運(yùn)動(dòng),切削出圓弧輪廓。①圓弧順逆的判斷圓弧插補(bǔ)指令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令(G02)和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)。從垂直于圓弧所在平面的坐標(biāo)軸的正方向看到的刀具運(yùn)動(dòng)方向,順時(shí)針?lè)较驗(yàn)镚02,逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)镚03。如圖1。圖1　圓弧順逆方向的判別　　　　　　　　　　　　圖2I、J、K表示圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)距離(X、Y平面)①收稿日期:2004-11-15作者簡(jiǎn)介:鄭儀(1965—),男,北京航空學(xué)院畢業(yè),高級(jí)工程師,從事機(jī)械設(shè)計(jì)與

5、制造研究。韓德虎(1977—),男,天津職業(yè)師范學(xué)院畢業(yè),二級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師,從事數(shù)控編程與操作教學(xué)?！?06·?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.②G02/G03的編程格式在零件上切削加工圓弧時(shí),不僅要用G02/G03指出圓弧的順逆時(shí)針?lè)较?用X、Z指定圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo),而且還要指定圓弧的中心位置。常用指定圓心位置的方式有兩種,因而G02/G03的指令格式有兩種:a、用I、J、K指定圓心位置(X、Z平面)G02XZIKFG03XZIKF

6、b.用圓弧半徑R指定圓心位置G02XZRFG03XZRF③說(shuō)明:A.采用絕對(duì)值編程時(shí),圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)為圓弧終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值,用X、Z表示;當(dāng)采用增量值編程時(shí),圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)為圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的增量值。B.數(shù)控銑床的圓心坐標(biāo)為I、J、K,表示圓弧起點(diǎn)到圓弧中心所作矢量分別在X、Y、Z坐標(biāo)軸方向上的分矢量(矢量方向指向圓心)。如圖2所表示圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的距離。C.當(dāng)用半徑指定圓心位置時(shí),由于在同一半徑R的情況下,從圓弧的起點(diǎn)到終點(diǎn)有兩個(gè)圓弧的可能性,為區(qū)別二者,規(guī)定圓心角α≤180°時(shí),用“+R”表示;α>18

7、0’時(shí),用“-R”表示。圖3所表示圓弧半徑。D.用半徑R指定圓心位置時(shí),不能描述整圓。圖3R表示圓弧半徑　　　　　　　　　　　　圖4　螺旋插補(bǔ)2、螺旋插補(bǔ)螺旋插補(bǔ)功能是各類(lèi)數(shù)控銑及加工中心的數(shù)控系統(tǒng)所具有的一個(gè)基本功能,其功能是在圓弧插補(bǔ)的同時(shí),還有第三軸同時(shí)產(chǎn)生移動(dòng),這樣在加工時(shí)就產(chǎn)生了螺旋性加工。在加工編程中靈活使用此功能可以給編程者提供解決某些加工需要的特殊手段。其格式如下:G02XYIJαFG03XYIJαF三、圓弧插補(bǔ)在數(shù)控孔加工中的應(yīng)用1、圓弧插補(bǔ)功能進(jìn)行孔加工在孔加工中,加工中心多采用圓弧插補(bǔ)鏜孔的辦法進(jìn)行孔

8、加工。圓弧插補(bǔ)鏜孔加工具有加工精度高、效率高的優(yōu)點(diǎn),但鏜孔加工必須是一把鏜刀只對(duì)應(yīng)一個(gè)加工尺寸,是一段一段的進(jìn)行加工。根據(jù)指令格式,就可以編出圓弧插補(bǔ)加工孔的程序。圓弧插補(bǔ)的加工軌跡分為三部分:引入段、加工循環(huán)和導(dǎo)出段。(1)引入段圓弧插補(bǔ)加工不能直接使刀具切入材料,刀具切入材料必須有引入過(guò)程,否則會(huì)造