数控车削中常见圆弧的加工技巧

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　　数控车床与普通车床相比具有适应性强，加工精度高，生产效率高，能完成复杂型面的加工等特点。随着新产品的开发，其形状越来越复杂，精度要求也越来越高，无疑要充分发挥数控车床的优点。圆弧加工就体现了数控车床的优点。但是，在实际加工大圆弧时，由于加工工艺的选择不当或缺少辅助计算工具常常出现编程困难，重者出现异常加工误差。对此引起了我的注意，通过长期的试切实验，证明应用下面方法在圆弧编程中思路简单，加工出的零件精度高。下面我以几种常见零件为例与大家一起讨论。
% C9 b5 s( z3 e' G　　一、圆弧分层切削法
% y! x' _9 g) c) G+ Y: e　　1)圆弧始点、终点均不变，只改变半径R
　　如图1所示，在零件加工一个凸圆弧，根据过两点作圆弧，半径越小曲率越大的原则，因此在切削凸圆弧时，可以固定始点和终点把半径R由小逐渐变大至规定尺寸。但要注意，圆弧半径最小不得小于成品圆弧弦长的一半。
! T, V+ v- t/ M! P
　　图1
　　N10 G01 X40 Z-5 F0.3; N20 G03 X40 Z-25 R10.2 F0.2; N30 G00 X53; N40 Z-5; N50 G01 X40 F0.3; N60 G03 X40 Z-25 R12 F0.2; N70 G00 X53; N80 Z-5; N90 G01 X40 F0.3; N100 G03 X40 Z-25 R16 F0.1 :
( V' \; d. O! p4 F5 I　　2)圆弧始点、终点坐标变化，半径R不变
2 {: I2 m5 X  }5 `- H+ x　　如图2所示，在零件上加工一个凹圆弧，为了合理分配吃刀量，保证加工质量，采用等半径圆弧递进切削，编程思路简单。
! q! Y  q! z5 t1 d+ X; h
　　图2
0 ]( G$ M+ [, X　　N10 G01 X54 Z-30 F0 .3; N20 G02 X60 Z-33 R10 F0 .2; N30 G00 X54 Z-30; N40 G01 X48 F0.3 ; N50 G02 X60 Z-36 R10 F0.2; N60 G00 X48 Z-30; N70 G01 X42 F0.3 ; N80 G02 X60 Z-39 R10 F0.2; N90 G00 X42 Z-30; N100 G01 X40 F0.3; N110 G02 X60 Z-40 R10 F0.1;
　　3)圆弧始点、终点坐标，半径R均变化
; n+ [3 r' K, C- }" z　　如图3所示，在零件一端加工一个半球，在该种情况下，走刀轨迹的半径R等于上次走刀半径R与Z(或X)方向的变化量∆Z(∆X)之差。
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　　图3
. Z* v( b! z3 o* R# L( u5 T* f7 d& _　　N10 G01 X0 Z10 F0.3; N20 G03 X60 Z-20 R30 F0.2 ; N30 G00 Z6; N40 X0; N50 G03 X60 Z-20 R26 F0.2; N60 G00 Z2; N70 X0; N80 G03 X60 Z-20 R22 F0.2 , N90 G00 Z0; N100 X0; N110 G03 X60 Z-20 R20 F0.1;
7 r! q: d/ O7 J9 C! u# d3 a6 B5 Q　　二、先锥后圆弧法
　　该方法是先把过多的切削余量用车锥的方法切除掉，最后一刀走圆弧的路线切削圆弧成型，如图4所示。
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　　图4
　　N10 G01 X102 Z-30 F0.3; N20 G90 X100 Z-50 I-5 F0.2; N30 I-10; N40 I-15; N50 I-20; N60 G01 X60 Z-30 F0.3; N70 G02 X100 Z-50 R20 F0.1;
& s. J# L* l& o" O　　当是凸圆弧时，可根据几何知识算出ab段的长度，然后再车锥，最后车弧，如图5所示。
5 k8 Q  G1 q; t# z! ]5 v. n7 Y3 N　　图5
　　db=1.414R+R=0.414R ab=1.414*db=0.585R
　　留取一部分精加工余量，则ab取0.5R，
; h9 g7 l% `: L　　ab=bc
　　根据1中的方法先加工出锥形，然后再精车圆弧。
　　三、结束语
4 G2 Z: g" l9 k, t3 O! N7 t3 p: {　　在数控加工中，往往机床操作者也是零件切削程序的编制者，这就要求编制的程序工艺简单，调整方便，加工精度高等。在操作现场没有CAD制图软件、计算机等辅助计算工具时，采用上述方法编程切削圆弧可大大减少计算量。思路简单，工艺得体，延长刀具的使用寿命，加工出来的零件精度高，为圆弧类零件的加工带来方便。
【MechNet】
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