在锥面数控程序编制中的数值计算

在锥面数控程序编制中的数值计算
作者：邹二勇
来源：《中国教育技术装备》2009年第09期
摘要随着现代科学技术的发展，数控技术在机械制造领域日益普及与提高，各种数控机床在生产中得到越来越广泛的应用。

在数控程序中有关锥面的程序编制比较多，若数值计算不正确将影响到工件的精度；加工锥螺纹时若数值计算不正确，影响螺纹的加工质量。

从教学中学生容易掌握的3种方法入手，对在锥面数控程序编制中的数值计算进行讲解。

关键词数控程序编制；数控车床；锥面；数值计算
中图分类号：TH164 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2009）09-0060-02
目前，数控技术与数控机床给机械制造业带来了巨大的变化。

数控技术已成为机械制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的关键技术，计算机辅助设计与辅助制造和计算机集成制造技术敏捷制造和智能化制造等，都是建立在数控技术之上。

数控技术不仅是提高产品质量、提高劳动生产率的必不可少的物质手段，也是体现一个国家综合国力水平的重要标志。

人们要用数控机床加工工件的前提是数控程序的编制，在进行数控车床程序编制中，经常遇到锥面的程序编制，比如锥度C、锥长L、大端直径D、小端直径d之间的数学计算。

笔者结合这六年来讲授过的数控类课程[1-3]，总结在精加工中编制离右端面有安全裕量时的程序中的数学计算。

1 锥面延长法
本方法计算比较简单、直观，学生也容易理解，出错比较少。

原理如图1所示。

工件坐标系建立在右端面上，刀具从起始点快速接近工件到P点，P点离右端面有安全裕量δ，这样编程时要知道P点的坐标值。

其实是将锥面延长了δ长度。

只要计算出Ød1的值，就可以知道P点的坐标值，程序就可以编制了。

计算原理：利用锥度C不变的原理。

计算公式：因为：，其中D、L、δ为已知值，可以推出：d1=d－C×δ=
设P点坐标（XP，ZP）（工件坐标系建在右端面）
则可算出：
2 三角函数法
本方法只涉及到三角函数的计算，对中职学生讲解时，首先进行三角函数的复习；然后讲解锥面相关参数概念及其计算公式，比如锥度C，圆锥半角/2；最后讲解坐标计算。

对高职学生直接讲解就可以。

本方法比第一种要繁琐，概念不清时容易出错。

原理如图2所示。

工件坐标系建立在右端面上，刀具从起始点快速接近工件到P点，P点离右端面有安全裕量δ，这样编程时要知道P点的坐标值，才能进行编程，那么过P点做Z轴的平行线交右端面于B点，构成直角三角形ABP，其中∠BPA= /2（圆锥半角）
设P点坐标（XP，ZP）（工件坐标系建在右端面）
则可算出：
3 作图法
此方法在倒角加工程序编制时应用较为方便，很直观，容易理解。

原理如图3所示。

工件坐标系建立在右端面上，轴前端有2×45°倒角，构成Rt△ABC，CA=CB=2 ㎜，刀具从起始点快速接近工件到P点，P点离右端面有安全裕量δ，这样编程时需知P点坐标才能编程。

过P点做平行于Z轴的平行线构成Rt△ADP和Rt△BEP，其中BE=PE=CD=δ，设P点坐标（XP，ZP）
则得
在FANUC数控系统中外径/内径切削循环指令G90、螺纹切削循环指令G92、端面切削循环指令G94[2]在编制锥面程序时，应用以上方法的地方较多，尤其在G92螺纹切削指令中加工内、外锥螺纹时，U、R值[1-3]的计算应按加工螺纹的起点和终点进行计算，就要用到锥面的数学计算，可以按以上方法进行计算，这里就不再举实例计算。

很多教材在这方面讲解不清楚，导致学生很难理解，经常在这里编程出现错误。

因此，总结以上方法，大家共同学习。

综上所述，以上3种方法各有优缺点，在应用时应权衡利弊，进行选用。

参考文献
[1]杨建明,邹军.数控加工工艺与编程[M].北京:北京理工大学出版社,2006
[2]马丽华,马立克.数控编程与加工技术[M].大连:大连理工大学出版社,2006
[3]刘宏军.模具数控加工技术[M].大连:大连理工大学出版社,2007。