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复杂曲面数控加工探讨论文 摘要:对复杂曲面的数控加工现状、难点及解决这些难点问题的意义作了具体介绍首先利用CAD/CAM设计软件设计工艺品“葫芦”；再进行具体工艺分析包括如何选刀、如何确定最佳加工路线等巧妙利用外形轮廓G73指令编写加工程序录入到机床系统中通过对刀、程序校验、进行首件试切加工；最后总结突破难点的成效、价值以及不足之处应做些补充 关键词:工艺分析;G73指令;数控加工 1工艺品“葫芦”加工发展现状 “葫芦”制品具有极大的发展空间和潜力代表中国民间传统文化销往世界各国为传播中国文化起到了重要作用“葫芦”从原始的一种盛器开始到现代的民间工艺品对其加工的工艺在不断的创新和发展当前国内外研究“葫芦”工艺理论的专业人员稀缺每年发表的专业论文篇数少至今正式出版的相关著作国内也仅有几部而已绝大多数“葫芦”工艺品的从业者是以按部就班的传统方式从事工艺品制作对经验的总结很难形成文字性的支持高校、科研机构申请国家社会科学研究的立项中关于“葫芦”手工艺制作的相关研究也没有展开诸多的原因导致葫芦工艺方面的理论知识呈现出发展“单薄”的局面传统方式制作存在的问题有：（1）样式是由制作师傅的技术及经验决定；（2）加工方法是以手工为主完全取决于制作者的技术水平及经验积累；（3）效率低制约了该工艺品的创新及发展而创新、总结是“葫芦”制品发展的重心本文以现代计算机辅助设计技术数控加工技术为技术支撑从外形设计、加工设备、加工刀具及加工工艺方法等方面优化处理巧妙利用外形轮廓G73指令编写加工程序录入到机床系统里进行对刀、程序校验、首件试切加工等作了详细阐述对加工难点的突破提出了具体的方案 2工艺品“葫芦”设计 针对传统加工方法存在的问题从工人师傅自己的经验为主到采用计算机辅助设计突破了经验为主该部分以突出现代设计理念代替传统的工人经验使结构更合理、美观、便携如上、下的比例及各圆弧的半径连接需过渡流畅葫底大小与葫腹的比例中颈的大小与葫腹的比例视觉比例等进行优化处理 3工艺品“葫芦”的加工工艺分析及方法 分析图纸加工对象的特点为：（1）直径大小相差很大采用图形尺寸进行循环切削空运行次数多切削时间长效率低；（2）刀具切削时刀刃左右交替参与切削传统的左偏刀、右偏刀无法满足连续切削因此本文做相应预处理 3.1分析零件图 结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工工艺分析为了减少装夹次数、换刀次数提高生产效率毛坯总长定为130mm直径40mm选用三爪卡盘夹紧工件选定工件右端面中心为编程原点通过程序校验减少空刀运行时间选择X41Z105作为循环起始点以确保加工效率 3.2确定数控加工刀具及加工路线 为了减少刀具数量和装夹的次数防止加工时刀具干涉影响切削面针对要加工的材料是铝棒、木头等这里用R1.5的专用圆弧车刀可实现单把刀具完成全部加工及切断工作不需要反身装夹和换刀解决了传统加工因为刀具选择不合理出现刀具干涉工件和换刀次数过多、反身装夹影响加工效率的现象. 4工艺方案及编程 4.1工艺方案 （1）粗加工分段切削减少空刀行程加工出近似形状（2）连续切削粗加工切出曲线形状（3）精加工加工出圆弧曲线（4）抛光用砂纸进行打磨 4.2车削工艺编程 刀具选择粗加工时可用割刀或者圆弧刃刀精加工时用圆弧刃刀抛光时要用砂纸打磨按粗加工、精加工过程依次利用G73粗加工轮廓指令、G70精加工轮廓指令编写程序. 5加工难点及解决方案 （1）利用G73指令加工时在程序中增加了一条单独的退刀程序解决了G73自动退刀时刀具对工件的干涉现象编写加工程序还要注意循环起始点的问题如果起始点定不准会出现刀具空运行浪费时间生产效率就会受影响通过试验循环起始点应该定在大于毛坯0.52mm之间（2）对于既有递增又有递减的曲面图形用轮廓循环指令G73编制数控加工程序关键点是这里利用R1.5圆弧车刀与刀具半径补偿指令G42的完美搭配解决了加工中刀具干涉工件产生的过切现象而且只用一把刀具可以加工全部曲面不需要调头不需要换刀减少了换刀的次数提高效率解决了多次换刀、多次调头带来的尺寸精度、位置精度误差等问题（3）由于加工越小的葫芦需要的路径要求也越高走刀的总步数也要越多参数U值的计算就尤为重要走刀路径太多浪费时间降低生产效率走刀路径太少背吃刀量又太大容易断刀为了解决这一问题提高精度和效率通过多次试验总结合理选择参数（4）由于毛坯材料在最后需要增加一道抛光工序这道工序主轴转速2000r/min以上用微细的纱布在工件上进行打磨抛光必须要小心、谨慎这也是整个工序中最费时、费工、最困难的问题也是今后改进、创新的地方 6首件试切 在零件加工中由数控仿真软件进行加工数控仿真软件程序验证通过后就可以实际加工数控车床是采用FANUCOi数控系统把程序作部分更改输入到机床存储中使用刀具补正设置坐标系利用试切法对刀进行机床模拟仿真加工没有错误就可以实现如图3所示的加工通过上述设计、编程、加工后完成零件加工全过程 7结语 综上所述“葫芦”制品是传统和现代民间美术中最活跃的艺术形式之一本文的创新之处是突出了现代设计理念比传统的加工效率高、结构更合理、外形更美观国内的各种文化节和“葫芦”艺术研讨会后形成文字性的文章也多是行业内部资料数量少、质量低且对外不公开中国“葫芦”工艺的理论研究和加工要本着总结实践才能有更好的发展和提高本文对工艺品“葫芦”的制作加工做了详细的阐述对参数设置也做了相应的说明但还存在一些不足之处比如缺乏“葫芦”的后期美化、雕刻、漆艺、彩绘等工艺制作理论的研究这是需要进一步