隨著數控加工技術的不斷發展，數控機床被廣泛的應用到現代制造業中，特別是對形狀復雜及加工精度要求高的零件加工，數控機床更被普遍使用。利用數控機床加工零件，首要是對待加工零件進行正確的工藝分析處理，其次是對其進行數控程序的編制，最后是操作加工。在數控加工中，非圓曲線(y=f(x))指的是除直線與圓弧之外，可以用數學方程式表達的平面輪廓曲線，［1］如橢圓線、拋物線、漸開線和雙曲線等。數控機床通常只能做直線和圓弧插補運算，不具備非圓曲線插補功能。本文以含有橢圓非圓曲線輪廓的零件為研究對象，針對兩種不同的編程方式，分析制定詳實的數控加工工藝及數控程序編制，總結優化這類零件典型的數控加工工藝，合理有效地控制零件的加工誤差，從而提高產品的質量和生產效率。

1加工實例

加工含有橢圓面回轉體零件，如圖1所示。根據圖1的要求，進行合理的數控車削加工工藝分析和編程。生產綱領為單件，工件材料為45﹟鋼，無熱處理和硬度要求，保證零件的加工精度及表面粗糙度。加工零件實體圖，如圖1所示。

2零件的加工工藝分析

該零件表面有圓柱、圓錐及螺紋等表面組成，并含有橢圓非圓曲線輪廓，輪廓描述清楚。尺寸標注完整，其中多個尺寸精度和表面粗糙度要求較嚴格。毛坯選擇φ55×115的棒料，采用三爪卡盤裝夾，選用裝備FANUCOiMate－TD數控系統的數控車床進行加工。零件需要掉頭加工，兩次加工都將工件坐標系的原點設在其裝夾后的工件右端面中心上。如圖2所示，圖2中橢圓曲線標準方程為:

3手工編程工藝設計

3．1手工編程加工工藝路線設計工步

1:裝夾零件毛坯，伸出卡盤長度55mm，車削端面，裝夾方式如圖3所示。工步2:加工零件右端，走刀路線如圖3中的O－A，輪廓形狀單調變化，采用G71和G70指令進行編程，完成工件零件右端輪廓粗精加工至尺寸要求。工步3:掉頭裝夾，如圖4所示，加工零件左端，夾持φ43的外圓，車左端面保證零件總長113mm。工步4:走刀路線如圖4中的O－B，零件輪廓非單調遞增，采用G71和G70指令進行編程，利用宏程序加工橢圓曲面，完成工件零件左端輪廓粗精加工至尺寸要求。工步5:切螺紋退刀槽5×2．5至尺寸要求。工步6:粗、精加工螺紋至尺寸要求。［2］

3．2選擇刀具

根據零件圖工藝分析，為防止加工橢圓曲面時產生過切，選用的外圓車刀負偏角應大于30°，另外考慮刀片的強度，粗精加工選擇55°的圖層刀片，刀尖圓弧半徑為0．2mm;切槽刀，刀寬4mm，長度20mm;依據螺紋形狀和螺距大小選擇60°的螺紋刀。［3］

3．3橢圓輪廓的程序段

在橢圓的標準方程中，橢圓的起點Z值是12，#1=24*SQＲT［30*30－12*12］/30，#1表示X值。在編程坐標系中，X值可表示為2*［50－#1］，令#2=2*［50－#1］，則橢圓起點坐標(#2，－45)。下面是橢圓輪廓的程序段。［4］。

4兩種編程方式的對比

編程方式不同，數控加工工藝也不一樣，產生的走刀路線也不相同。文例零件右端結構簡單，采用手工編程比較簡便，編程容易。零件左端若采用手工編程，則需要利用宏程序;采用數控車自動編程相對簡單，配合合理工藝，靈活應用，既能提高加工精度和效率，又能避免刀具干涉。

5結語

在數控車削中，非圓曲線輪廓零件是加工的難點，正確的工藝分析又是其加工的關鍵。經過實踐證明，以上針對兩種不同的編程方式，分析制定的數控加工工藝及數控程序可行，合理有效控制零件的形狀誤差及尺寸誤差，提高產品的質量和生產效率。

參考文獻:

［1］羊斌．基于Freeman鏈碼的自由曲線直線逼近算法［J］．計算機時代，2013(12):57—59．

［2］孫明江，權秀敏．數控機床編程與操作項目化教程［M］．合肥:中國科學技術大學出版社，2014:65．

［3］李華志．數控加工工藝與裝備［M］．北京:清華大學出版社，2005:225．

［4］吳長有．橢圓曲線輪廓零件的數控車削加工［J］．現代制造技術與裝備，2014(02):37—42．

作者：馬輝 單位：六安職業技術學院 汽車與機電工程學院