宏程序加工抛物面零件

台州科技职业学院 (浙江 318020)揭 晓

如图1 所示零件，图形凹部是一个抛物面，方程式为Z=1/40X2，深度为10mm。

图1

抛物面零件由于形状特殊，往往用CAD/CAM 软件来加工，但存在程序量大，且曲面精度不理想等特点，针对特定的抛物面比较理想的方法是采用数控宏程序来加工。由于加工曲面大都是用球铣刀加工，在加工凹面时往往要按球刀刀心轨迹作为编程轨迹。刀心轨迹是不能靠简单的偏置得到的，一般需要处理:通常的做法是根据原有曲线方程寻找偏置后曲线的关键点，通过关键点来建立曲线方程。这种做法基本能满足要求。但最好的方法是根据球刀与抛物线相切的关系来确定刀心轨迹的运动方程，这种做法加工后的曲面精度更高。下面我们就以图2 为例对两种方法进行研究，第一种做法如下:如图2 所示，抛物线方程Z=1/40X2。

图2

以抛物线最高点A (20，10)做条法线，因为选用的是φ8mm 的球刀，所以法线长度是4mm。根据图形软件确定法线顶点坐标为B (17.081，12.84)。再根据球刀半径确定抛物线的顶点坐标是(0，4)。根据抛物线方程Z=aX2+c。此处的c 就是4mm，最后将顶点坐标代入方程式，得出a=1/30。偏移抛物线方程为Z=1/30X2。这就得出球刀刀心的轨迹方程。

另一种方法是根据球刀始终与抛物面相切的原理确定刀心轨迹的方程，并以此作为编程轨迹:根据Z=1/40X2确定γ=10，即图中OF 的距离为γ/2。这是根据抛物线的标准方程X2=2γZ 得出的。OF 距离为5，φ=75.96mm，根据图3 所示:

图3

得出球刀刀心的轨迹方程式为

第一种方法编程如下:采用FANUC0iMD (对刀时对球刀的底部)

经加工后比较得出结论:第二种方式加工出的抛物面的精度比第一种加工的精度高出0.06mm。