随着数控加工技术的不断发展，数控机床被广泛的应用到现代制造业中，特别是对形状复杂及加工精度要求高的零件加工，数控机床更被普遍使用。利用数控机床加工零件，首要是对待加工零件进行正确的工艺分析处理，其次是对其进行数控程序的编制，最后是操作加工。在数控加工中，非圆曲线(y=f(x))指的是除直线与圆弧之外，可以用数学方程式表达的平面轮廓曲线，［1］如椭圆线、抛物线、渐开线和双曲线等。数控机床通常只能做直线和圆弧插补运算，不具备非圆曲线插补功能。本文以含有椭圆非圆曲线轮廓的零件为研究对象，针对两种不同的编程方式，分析制定详实的数控加工工艺及数控程序编制，总结优化这类零件典型的数控加工工艺，合理有效地控制零件的加工误差，从而提高产品的质量和生产效率。

1加工实例

加工含有椭圆面回转体零件，如图1所示。根据图1的要求，进行合理的数控车削加工工艺分析和编程。生产纲领为单件，工件材料为45﹟钢，无热处理和硬度要求，保证零件的加工精度及表面粗糙度。加工零件实体图，如图1所示。

2零件的加工工艺分析

该零件表面有圆柱、圆锥及螺纹等表面组成，并含有椭圆非圆曲线轮廓，轮廓描述清楚。尺寸标注完整，其中多个尺寸精度和表面粗糙度要求较严格。毛坯选择φ55×115的棒料，采用三爪卡盘装夹，选用装备FANUCOiMate－TD数控系统的数控车床进行加工。零件需要掉头加工，两次加工都将工件坐标系的原点设在其装夹后的工件右端面中心上。如图2所示，图2中椭圆曲线标准方程为:

3手工编程工艺设计

3．1手工编程加工工艺路线设计工步

1:装夹零件毛坯，伸出卡盘长度55mm，车削端面，装夹方式如图3所示。工步2:加工零件右端，走刀路线如图3中的O－A，轮廓形状单调变化，采用G71和G70指令进行编程，完成工件零件右端轮廓粗精加工至尺寸要求。工步3:掉头装夹，如图4所示，加工零件左端，夹持φ43的外圆，车左端面保证零件总长113mm。工步4:走刀路线如图4中的O－B，零件轮廓非单调递增，采用G71和G70指令进行编程，利用宏程序加工椭圆曲面，完成工件零件左端轮廓粗精加工至尺寸要求。工步5:切螺纹退刀槽5×2．5至尺寸要求。工步6:粗、精加工螺纹至尺寸要求。［2］

3．2选择刀具

根据零件图工艺分析，为防止加工椭圆曲面时产生过切，选用的外圆车刀负偏角应大于30°，另外考虑刀片的强度，粗精加工选择55°的图层刀片，刀尖圆弧半径为0．2mm;切槽刀，刀宽4mm，长度20mm;依据螺纹形状和螺距大小选择60°的螺纹刀。［3］

3．3椭圆轮廓的程序段

在椭圆的标准方程中，椭圆的起点Z值是12，#1=24*SQＲT［30*30－12*12］/30，#1表示X值。在编程坐标系中，X值可表示为2*［50－#1］，令#2=2*［50－#1］，则椭圆起点坐标(#2，－45)。下面是椭圆轮廓的程序段。［4］。

4两种编程方式的对比

编程方式不同，数控加工工艺也不一样，产生的走刀路线也不相同。文例零件右端结构简单，采用手工编程比较简便，编程容易。零件左端若采用手工编程，则需要利用宏程序;采用数控车自动编程相对简单，配合合理工艺，灵活应用，既能提高加工精度和效率，又能避免刀具干涉。

5结语

在数控车削中，非圆曲线轮廓零件是加工的难点，正确的工艺分析又是其加工的关键。经过实践证明，以上针对两种不同的编程方式，分析制定的数控加工工艺及数控程序可行，合理有效控制零件的形状误差及尺寸误差，提高产品的质量和生产效率。

参考文献:

［1］羊斌．基于Freeman链码的自由曲线直线逼近算法［J］．计算机时代，2013(12):57—59．

［2］孙明江，权秀敏．数控机床编程与操作项目化教程［M］．合肥:中国科学技术大学出版社，2014:65．

［3］李华志．数控加工工艺与装备［M］．北京:清华大学出版社，2005:225．

［4］吴长有．椭圆曲线轮廓零件的数控车削加工［J］．现代制造技术与装备，2014(02):37—42．

作者：马辉 单位：六安职业技术学院 汽车与机电工程学院