1 問題的提出

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，某些零件的形狀是由公式曲線或列表點(diǎn)曲線構(gòu)成的回轉(zhuǎn)體嫌或。由于目前數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)只具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能（G01 和G02）知祠，因此對(duì)于這類零件的車削加工，必須按規(guī)定的精度要求對(duì)輪廓進(jìn)行直線或圓弧逼近霜售，擬合生成節(jié)點(diǎn)后才能編制數(shù)控程序瑟毡。

　　以往一般是首先建立零件的數(shù)學(xué)模型，確定輪廓逼近計(jì)算方法矿退，再利用BASIC 或C 語(yǔ)言等編制特定的程序來進(jìn)行擬合節(jié)點(diǎn)計(jì)算伸果，從而實(shí)現(xiàn)零件加工，這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力跪篷，操作過程十分繁瑣】椋現(xiàn)在，隨著CAD/ CAM 軟件應(yīng)用的普及伯板，CAD/ CAM 技術(shù)為此類零件的節(jié)點(diǎn)計(jì)算編程提供了更好的方法东摘，與傳統(tǒng)方法相比，大大減少編程和調(diào)試時(shí)間吆寨，提高效率赏淌，擬合效果直觀，便于檢查和修改啄清，同時(shí)也方便了產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理六水。目前使用的CAD/ CAM 軟件種類很多，以色列的CIMATRON 軟件是其中一種辣卒，它是一套全功能掷贾、高度集成的CAD/ CAM 系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用在機(jī)械、電子想帅、交通场靴、航空航天等行業(yè)，它的CAD 模塊可進(jìn)行復(fù)雜的零件曲面造型港准，CAM 模塊可編制各種方式的加工路徑旨剥，包括數(shù)控車削、數(shù)控銑削浅缸、數(shù)控電火花線切割機(jī)等轨帜。

　　在利用CIMATRON 軟件進(jìn)行非圓輪廓車削編程中發(fā)現(xiàn)，其車削模塊功能僅限于直線擬合庵坛，無法進(jìn)行圓弧擬合梯匈。由于直線擬合與圓弧擬合相比，各段連接處不光滑恼睹，輪廓度相對(duì)較差士涤；而且在相同擬合精度下，數(shù)據(jù)段大大增加笤卡，程序容量大（ 一個(gè)上百段的直線擬合程序藏趁，如果用圓弧擬合編程可能只有十幾段），因此找到一種能實(shí)現(xiàn)非圓輪廓圓弧擬合的簡(jiǎn)便方法询时，提高編程質(zhì)量谎雷、零件加工質(zhì)量和數(shù)控設(shè)備加工效率是十分必要的。

　　2 解決思路

　　通過不斷地摸索和嘗試捷夜，發(fā)現(xiàn)利用CIMATRON 軟件自身的功能楚榕，再充分結(jié)合機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的特性，可快速非震、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)非圓輪廓圓弧擬合編程吨拗，關(guān)鍵內(nèi)容包括三個(gè)部分。

　　2. 1 CIMATRON 軟件的CAM 模塊

　　軟件的二維輪廓平面銑削模塊（ PROFILE）具有直線擬合和圓弧擬合兩種功能婿斥，因此考慮將零件模型轉(zhuǎn)入平面銑削加工模式中劝篷，選擇圓弧擬合方式，同時(shí)將銑刀半徑值設(shè)為0民宿，即讓刀具沿零件圖樣上的實(shí)際輪廓線進(jìn)行加工娇妓，產(chǎn)生刀位文件，這樣就可以實(shí)現(xiàn)輪廓圓弧擬合銑削活鹰。

　　2. 2 CIMATRON 軟件的后置處理

　　通過開發(fā)專用的后置處理程序?qū)ι鲜龅段晃募M(jìn)行處理哈恰，將銑削程序轉(zhuǎn)換為沿零件圖樣尺寸加工的車削程序。

　　2. 3 車床的數(shù)控系統(tǒng)

　　數(shù)控系統(tǒng)通常都具有刀具半徑補(bǔ)償功能（G41 和G42）志群，所以實(shí)際加工時(shí)着绷，在車床的操作界面上輸入實(shí)際使用的車刀圓角半徑值蛔钙，由數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算來完成刀具半徑補(bǔ)償，從而最終實(shí)現(xiàn)對(duì)零件輪廓的正確加工荠医。

　　3 具體操作方法

　　3. 1 零件CAD 造型

　　要加工出合格產(chǎn)品的第一步就是建立準(zhǔn)確的產(chǎn)品模型吁脱。啟動(dòng)CIMATRON 軟件，建立新模型文件彰莲，再進(jìn)入造型模式（MODELING）忱确。

　　3. 1. 1 公式曲線

　　利用菜單USER→GEOMETRY→MATHCRV，可輸入公式曲線的參數(shù)方程聂挚，從而建立XOY 平面上的輪廓母線。應(yīng)當(dāng)注意犹蝇，雖然曲線位于XOY 平面上菱泻，也必須輸入Z = 0，不能忽略昵斤，否則出錯(cuò)肉扁。

　　3. 1. 2 列表點(diǎn)曲線

　　首先利用菜單POINT→SINGEL POINT→KEY IN，輸入零件每個(gè)點(diǎn)的X困邪、Y 坐標(biāo)勃谎，接著利用菜單SPLINE→2D SPLINE，選擇曲線所在的XOY 坐標(biāo)平面业馒，選擇擬合方式慷境、擬合誤差及輸入的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，即用樣條曲線擬合生成列表點(diǎn)曲線蛾趣。

　　3. 2 零件CAM 加工

　　將零件CAD 模型轉(zhuǎn)入加工模式（NC）中冗懦。

　　1）選擇菜單CREAT→MILL2. 5AXES→PROFILE（二維輪廓加工），進(jìn)入加工操作界面仇祭。

　　2）根據(jù)工藝分析的裝夾位置披蕉、加工對(duì)刀點(diǎn)和起終點(diǎn)來設(shè)定零件CAM 坐標(biāo)系原點(diǎn)、加工路線及進(jìn)乌奇、退刀方式没讲，輸入切削參數(shù)（ 如FEED RATES、SPINDLESPEED 等）礁苗，在擬合方式一欄中選擇CIRC. APROX（圓弧擬合方式）爬凑，即產(chǎn)生輪廓銑削刀位文件，之后還可利用MANUAL EDIT 菜單進(jìn)行刀位文件的編輯修改寂屏。

　　3. 3 后置處理程序

　　后置處理部分是處理與機(jī)床控制器直接相關(guān)的信息贰谣，它是把刀位文件作為輸入，經(jīng)過處理迁霎，就可以輸出數(shù)控機(jī)床加工用的NC 指令文件吱抚，由于CIMATRON 軟件并沒有針對(duì)此種特殊情況（ 銑削路徑轉(zhuǎn)車削路徑）的后置處理程序百宇，因此必須編制新的專用后置處理程序（文件后綴為EXF）。

　　CIMATRON 軟件的后置處理程序由多個(gè)模塊構(gòu)成狱林，可通過提取相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)水搀，來編制相應(yīng)的指令功能。編制該后置處理程序文件的關(guān)鍵在于：進(jìn)行零件CAM 平面銑削加工時(shí)衙到，加工坐標(biāo)系MACSYS 是建立在XOY 坐標(biāo)平面上的沟智，而數(shù)控車床的實(shí)際加工坐標(biāo)系是XOZ 坐標(biāo)平面，因此必須在后置處理中進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換贱避，即MACSYS 坐標(biāo)系中的X 軸對(duì)應(yīng)車床的Z 軸啡洁，MACSYS 坐標(biāo)中的Y 軸對(duì)應(yīng)車床的X 軸，同時(shí)由于車床程序中X 值要求為回轉(zhuǎn)體的直徑坐標(biāo)值疙汁，所以還必須對(duì)MACSYS 坐標(biāo)系中的Y 軸坐標(biāo)值進(jìn)行關(guān)系運(yùn)算蕊肖。

　　在LINEAR MOTION（直線插補(bǔ)模塊）、CIRCULARMOTION（圓弧插補(bǔ)模塊）中语哺，分別編制如下語(yǔ)句逐豆。

　　IF SET（X CURPOS）OUTPUT“Z”X CURPOS ；END IF忽仗；

　　YY = 2*Y CURPOS范颠；

　　IF SET（YY）OUTPUT“X”YY；END IF棒假；

　　其中X CURPOS溯职、Y CURPOS 分別是X、Y 當(dāng)前坐標(biāo)值淆衷，YY 是計(jì)算的中間變量缸榄。

　　同理在程序頭、程序尾等模塊中對(duì)X祝拯、Y 坐標(biāo)值分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換甚带，其余部分內(nèi)容與通用的二維后置處理程序基本相同，同時(shí)應(yīng)保證后置處理文件中編制的數(shù)控程序格式佳头、指令代碼等與實(shí)際機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)相匹配鹰贵。新編制的后置處理文件（*. EXF）在CIMATRON 上調(diào)試編譯通過（生成*. DEX 文件）后方可使用，刀位文件通過該文件進(jìn)行處理即產(chǎn)生適合機(jī)床加工的數(shù)控車削程序康嘉。

　　3. 4 調(diào)試和加工

　　將加工程序經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送至數(shù)控車床碉输，加工時(shí)，首先找正工件亭珍，對(duì)刀進(jìn)行坐標(biāo)系偏置敷钾，將機(jī)床上的工件坐標(biāo)系與CAM 坐標(biāo)系設(shè)成一致；接著在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)表中輸入實(shí)際車刀的刀尖圓角半徑稿服，實(shí)現(xiàn)刀具半徑補(bǔ)償絮增；最后改變加工路徑偏移量德籍，實(shí)現(xiàn)輪廓粗、精車削加工菜缭。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　在非圓輪廓的數(shù)控車削編程過程中消耸，將CIMATRON軟件與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)功能結(jié)合，快速宪郑、準(zhǔn)確地產(chǎn)生圓弧擬合的數(shù)控程序租既，其編程效率高，擬合節(jié)點(diǎn)數(shù)少袁垄，程序短宿拔，大大優(yōu)化數(shù)控程序，特別是它便于掌握鼓临，易于使用肪斗，為編程人員提供了一種理想的方法，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用魁胁，效果良好。

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