現在大部分數控系統都不具備橢圓插補功能, 在加工中心上加工橢圓的方法也成了數控機床使用者長期探討的問題。我們這里采用伯特利V系列加工中心為實際操作平臺來取得數據,現在在加工中心上加工橢圓的方法主要有兩類, 一類是原理逼近法, 一類是圖樣逼近法。在原理逼近法中又有四心法和比例法兩種。對圖樣逼近法來說, 數控系統的不同, 所用的方法也是有差別的, 比如 FANUC系統用的是宏程序, S I NUMER-I K所用的是 R參數法, FAGOR所用的是高級語言法。現在主要對原理逼近法進行介紹。

今天我們選擇伯特利 加工中心來作為操作平臺

原理逼近法, 只能用在加工精度不太高的近似加工中, 這是因為從原理上來說加工的就不是橢圓, 而是以其他曲線來代替橢圓。由于這類方法無論是在數值計算上, 還是在編程上都比較簡單, 因此, 在工廠中用的比較多。

1 . 四心法

( 1)加工原理

就是用四段相切的圓弧來代替橢圓, 其原理如下 (參見圖 1 )。

1)作相互垂直的線段 AB與 CD交于 O, 其中 AB與 CD的長度分別為橢圓的長軸 2a和短軸 2b ;

2)連接 AC, 并取;

3)作 AG的垂直平分線, 分別交 AG、 AO、 OD的延長線于 E、 O1、 O3;

4)作 O1、 O3的對稱點 O2、 O4;

5)分別以 O1、 O2、 O3、 O4為圓心, 以 O1A、 O2B、 O3 C、 O4D為半徑作圓, 分別相切于 Bˊ、 Aˊ、 Dˊ、Cˊ, 即得一近似橢圓。

只要求出這四個圓弧的起點、 終點、 圓心坐標及圓弧半徑, 編寫這四段圓弧的程序就很容易了, 求以上數值的方法也很多, 常用的有平面幾何法和解析幾何法兩種。

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( 2)加工實例

在加工中心上加工圖 2所示零件, 該零件已經過粗加工, 要求編寫其精加工程序, 由于該零件的精度不是太高, 現在我們用四心法來加工。

1)加工原理

四心法的加工原理如圖 1所示。

2)數值計算

現在分別用平面幾何法和解析幾何法的方法進行數值計算。

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3)加工程序

加工該零件的精加工程序很簡單, 只要應用 G02 /G03就可以完成, 由于篇幅的原因, 這里就不寫了。

2 . 比例法

應用數控系統的比例編程方法, 以編圓弧程序的方式來近似加工橢圓。以加工圖 3的零件為例說明之。

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圖 3 零件圖

在一塊 1200mm @ 800mm @ 20mm的方板上加工如圖 2所示橢圓槽。其中該橢圓的長軸為 800mm、 短軸為 400mm。為了簡便我們只編寫加工上半部分的精加工程序 (假設橢圓與 X軸正半軸的交點為 A, 與 Y軸正半軸的交點為 B) , 所用刀具為 U40mm的立銑刀。

加工程序:

由于在應用比例放縮編程時, 刀具半徑是不會改變的, 所以不能應用刀具半徑補償功能編程, 只能應用刀具中心編程。

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