过渡圆角、倒角、型腔孔类零件的编程方法
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摘要：文章以FANUC-0i系统加工中心为例，着重分析在手工编程和工艺处理方面，如何简化、提高生产效率，降低成本等原因，提出应用该设备的细微功能，达到理想的效果，最后进行实证研究等。数控机床是现代机械工业的重要技术设备，也是先进制造技术的基础装备，现今微电子技术、计算机技术、自动化技术的发展，使数控机床技术更加的完善，可靠性和加工精度也在大幅的提升，文章对数控铣工/加工中心手工编程和实际生产有一定的提高和实用价值。
关键词：过渡圆弧；过渡倒角；型腔、孔类零件编程加工
一、过渡圆角的编程方法
以下几种情况可以进行过渡圆角插补指令：直线插补与直线插补之间；直线插补和圆弧插补之间；圆弧插补和直线插补之间；圆弧插补和圆弧插补之间。
第一，编程格式。
格式：
G01/G02/G03 X___Y___，R___；
第二，如图1所示有多个圆弧相切，基、节点比较多，计算比较复杂，那么这样的情况我们应该怎么做既省时又省力？下文针对具体的情况进行分析。
如果是这样的图形，按照手工编程的一般思路，我们会运用三角函数进行基、节点计算，算出需要加工的节点数值，然后带如到程序中，下文用两种方式进行编程，进行比较。
首先，应用三角函数计算得出的数控程序清单。
O1；
G90G0G55X60Y0；
M3S1800；
Z5；
G1Z-5F80；
G42X28D1F200；
G2X34.073Y9.197R10；
G3X35.714Y12.98R3；
G3X12.98Y35.714R38；
G3X9.197Y34.073R3；
G2X0Y28R10；
G40G1Y60；
G91G28Z0；
M30；
其次，应用过渡圆弧得出的数控程序清单（见图2）。
图2
X Y的坐标：大圆（直径76）与小圆（半径10）的两圆弧的交点的数值。
“，”逗号为分隔符号。
R的数值：两圆弧交点的小圆弧的数值，图中应为R3。
这种编程方法只需要在直线/圆弧插补的坐标值/圆弧R值后面加上一个逗号R，那么这个R的圆弧就会自动过渡出来。
O2；
G90G0G55X60Y0；
M3S1800；
Z5；
G1Z-5F80；
G42X28D2F200；
G2X36.684Y9.913R10，R3；
G3X9.913Y36.684，R3；
G2X0Y28R10；
G40G1Y60；
G91G28Z0；
M30；
通过O1与O2程序的分析对比，我们可以很显然地发现O2比O1少用了两行，那么整个程序下来用O2可以少用八段程序，应用这种方法不但可以提高编程效率，并且也便于检查错误。
二、过渡倒角的编程方法
以下几种情况可以进行过渡圆角插补指令：直线插补与直线插补之间；直线插补和圆弧插补之间；圆弧插补和直线插补之间；圆弧插补和圆弧插补之间。
第一，编程格式。
格式：
G01/G02/G03 X___Y___，C___；
第二，如图3所示有的轮廓段中有许多的倒角（角度为45度），本文进行分析。
图3
同样，这个图形也有两种方法可以编程，我们分别对下列两种情况进行分析。
首先，应用三角函数得出的数控程序清单（100x100mm右上半部分）。
O3；
G90G0G55X60Y0；
M3S1800；
Z10；
G1Z-6F80；
G42X50D1F200；
Y45；
X45Y50
X0；
G40Y60；
G91G28Z0；
M30；
其次，应用过渡倒角的方式进行数控编程（见图4）。
图4
X Y的坐标：100x100mm两角点的交点的数值。
“，”逗号为分隔符号。
C的数值：两线段交点的倒角的数值，图中应为C5。
这种编程方法只需要在直线/圆弧插补的坐标值/圆弧R值后面加上一个逗号C，那么这个C的倒角就会自动过渡出来。
O4；
G90G0G55X60Y0；
M3S1800；
Z10；
G1Z-6F80；
G42X50D1F200；
Y50，C5；
X0；
G40Y60；
G91G28Z0；
M30；
通过O3与O4程序的分析对比，我们可以很显然地发现O4比O3所用的程序段要少，也用不着进行节点计算，这种方法不但可以提高编程效率，并且也便于检查错误。
注：上述功能虽然说可以提高编程效率，但是在某些情况下是不允许使用的，下文根据实际情况进行分类：一是此种功能只能在同一个平面内使用，跨平面是不可以使用的；二是在螺纹加工循环中不可以使用过渡圆弧和倒角的功能；三是在同一平面的平行轴上是不能使用过渡圆弧和倒角功能的；四是在插补圆弧和倒角指令时，超过了移动范围，机床会报警；在倒圆倒角插补程序段中，如果轮廓长度不够长，则会自动减小；五是当执行两个直线插补功能，如果两直线夹角在1范围以内，倒角或者圆弧拐角被当作移动距离为0的移动，在执行直线插补和圆弧插补的时候，如果直线和圆弧的夹角在1内，圆弧拐角被看作移动的距离为0，如果两圆弧切线夹角在1以内，圆弧拐角被看作移动的距离为0的移动。
（一）型腔类零件加工
第一，如果加工刀具是三刃或者三刃以上的时候，我们只能选择合理的下刀方式，如圆弧下刀、螺旋下刀、斜线下刀等等。
第二，排除两刃以上的刀具，我们可以选择直柄键槽铣刀，应用它就可以直接下刀，需要注意的是，下刀时的进给量尽量不要太快。
（二）孔类零件加工
格式：G04X_/P_；
G04：程序暂停。
X/P：是指刀具暂停时间，X后面的数值要带小数点以秒为单位。P后面数值不能带小数点，以毫秒为单位。如下列程序：
G04 X2.；或G04 X2000；
G04 P2000； （都是暂停2秒）
但在某些孔系加工指令中（如G81、G83等），为了保证孔底的粗糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停以达到所需精度，此时只能用P表示，若用X表示，则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行，如下：
G81X80Y60Z-20R5F80P2000；
钻孔（80，60）至孔底暂停2秒
G83X80Y60Z-20Q5R3F80X2.；
钻孔（2，60）至孔底不会暂停。
四、结束语
通过对程序的简化处理和控制，可有效地降低编程绘图的时间，使程序的输入和排除疑难等问题得到有效的解决，充分利用机床的隐闭功能，提高工作效率，降低劳动强度和成本。
参考文献：
1.韩鸿鸾,张秀玲.数控加工技师手册[M].机械工业出版社,2005.
2.袁锋.全国数控大赛试题精选[M].机械工业出版社,2005.
3.陈建军.数控铣床与加工中心操作与编程训练及实例[M].机械工业出版社,2008.
（作者单位：武汉工业学院工商学院机械工程系）