導語：復雜曲面數(shù)控加工探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:對復雜曲面的數(shù)控加工現(xiàn)狀、難點及解決這些難點問題的意義作了具體介紹，首先利用CAD/CAM設計軟件設計工藝品“葫蘆”；再進行具體工藝分析，包括如何選刀、如何確定最佳加工路線等，巧妙利用外形輪廓G73指令編寫加工程序，錄入到機床系統(tǒng)中，通過對刀、程序校驗、進行首件試切加工；最后總結突破難點的成效、價值以及不足之處，應做哪些補充。

關鍵詞:工藝分析;G73指令;數(shù)控加工

1工藝品“葫蘆”加工發(fā)展現(xiàn)狀

“葫蘆”制品具有極大的發(fā)展空間和潛力，代表中國民間傳統(tǒng)文化銷往世界各國，為傳播中國文化起到了重要作用?！昂J”從原始的一種盛器開始到現(xiàn)代的民間工藝品，對其加工的工藝在不斷的創(chuàng)新和發(fā)展。當前國內外研究“葫蘆”工藝理論的專業(yè)人員稀缺，每年發(fā)表的專業(yè)論文篇數(shù)少，至今正式出版的相關著作國內也僅有幾部而已。絕大多數(shù)“葫蘆”工藝品的從業(yè)者是以按部就班的傳統(tǒng)方式從事工藝品制作，對經驗的總結很難形成文字性的支持。高校、科研機構申請國家社會科學研究的立項中，關于“葫蘆”手工藝制作的相關研究也沒有展開。諸多的原因導致葫蘆工藝方面的理論知識呈現(xiàn)出發(fā)展“單薄”的局面。傳統(tǒng)方式制作存在的問題有：（1）樣式是由制作師傅的技術及經驗決定；（2）加工方法是以手工為主，完全取決于制作者的技術水平及經驗積累；（3）效率低，制約了該工藝品的創(chuàng)新及發(fā)展。而創(chuàng)新、總結是“葫蘆”制品發(fā)展的重心。本文以現(xiàn)代計算機輔助設計技術，數(shù)控加工技術為技術支撐，從外形設計、加工設備、加工刀具及加工工藝方法等方面優(yōu)化處理，巧妙利用外形輪廓G73指令編寫加工程序錄入到機床系統(tǒng)里，進行對刀、程序校驗、首件試切加工等作了詳細闡述，對加工難點的突破提出了具體的方案。

2工藝品“葫蘆”設計

針對傳統(tǒng)加工方法存在的問題，從工人師傅自己的經驗為主，到采用計算機輔助設計，突破了經驗為主，該部分以突出現(xiàn)代設計理念，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工人經驗，使結構更合理、美觀、便攜，如上、下的比例及各圓弧的半徑連接需過渡流暢，葫底大小與葫腹的比例，中頸的大小與葫腹的比例，視覺比例等進行優(yōu)化處理。

3工藝品“葫蘆”的加工工藝分析及方法

分析圖紙，加工對象的特點為：（1）直徑大小相差很大，采用圖形尺寸進行循環(huán)切削，空運行次數(shù)多，切削時間長，效率低；（2）刀具切削時，刀刃左右交替參與切削，傳統(tǒng)的左偏刀、右偏刀無法滿足連續(xù)切削，因此本文做相應預處理。

3.1分析零件圖

結合加工表面的特點和數(shù)控設備的功能對零件進行數(shù)控加工工藝分析，為了減少裝夾次數(shù)、換刀次數(shù)，提高生產效率，毛坯總長定為130mm，直徑40mm。選用三爪卡盤夾緊工件，選定工件右端面中心為編程原點，通過程序校驗，減少空刀運行時間，選擇X41，Z105作為循環(huán)起始點，以確保加工效率。

3.2確定數(shù)控加工刀具及加工路線

為了減少刀具數(shù)量和裝夾的次數(shù)，防止加工時刀具干涉影響切削面，針對要加工的材料是鋁棒、木頭等，這里用R1.5的專用圓弧車刀，可實現(xiàn)單把刀具完成全部加工及切斷工作，不需要反身裝夾和換刀，解決了傳統(tǒng)加工因為刀具選擇不合理，出現(xiàn)刀具干涉工件和換刀次數(shù)過多、反身裝夾影響加工效率的現(xiàn)象.

4工藝方案及編程

4.1工藝方案

（1）粗加工分段切削，減少空刀行程，加工出近似形狀。（2）連續(xù)切削粗加工，切出曲線形狀。（3）精加工，加工出圓弧曲線。（4）拋光，用砂紙進行打磨。

4.2車削工藝編程

刀具選擇，粗加工時可用割刀或者圓弧刃刀，精加工時用圓弧刃刀，拋光時要用砂紙打磨。按粗加工、精加工過程依次利用G73粗加工輪廓指令、G70精加工輪廓指令編寫程序.

5加工難點及解決方案

（1）利用G73指令加工時，在程序中增加了一條單獨的退刀程序，解決了G73自動退刀時，刀具對工件的干涉現(xiàn)象。編寫加工程序，還要注意循環(huán)起始點的問題，如果起始點定不準，會出現(xiàn)刀具空運行，浪費時間，生產效率就會受影響，通過試驗，循環(huán)起始點應該定在大于毛坯0.5~2mm之間。（2）對于既有遞增又有遞減的曲面圖形，用輪廓循環(huán)指令G73編制數(shù)控加工程序，關鍵點是這里利用R1.5圓弧車刀，與刀具半徑補償指令G42的完美搭配，解決了加工中刀具干涉工件產生的過切現(xiàn)象。而且只用一把刀具可以加工全部曲面，不需要調頭，不需要換刀，減少了換刀的次數(shù)，提高效率，解決了多次換刀、多次調頭帶來的尺寸精度、位置精度誤差等問題。（3）由于加工越小的葫蘆需要的路徑要求也越高，走刀的總步數(shù)也要越多，參數(shù)U值的計算就尤為重要，走刀路徑太多，浪費時間，降低生產效率。走刀路徑太少，背吃刀量又太大，容易斷刀。為了解決這一問題，提高精度和效率，通過多次試驗總結，合理選擇參數(shù)。（4）由于毛坯材料在最后需要增加一道拋光工序，這道工序，主軸轉速2000r/min以上，用微細的紗布在工件上進行打磨拋光，必須要小心、謹慎，這也是整個工序中最費時、費工、最困難的問題，也是今后改進、創(chuàng)新的地方。

6首件試切

在零件加工中，由數(shù)控仿真軟件進行加工。數(shù)控仿真軟件程序驗證通過后，就可以實際加工。數(shù)控車床是采用FANUC-Oi數(shù)控系統(tǒng)，把程序作部分更改，輸入到機床存儲中。使用刀具補正設置坐標系，利用試切法對刀，進行機床模擬仿真加工，沒有錯誤就可以實現(xiàn)如圖3所示的加工。通過上述設計、編程、加工后，完成零件加工全過程。

7結語

綜上所述，“葫蘆”制品是傳統(tǒng)和現(xiàn)代民間美術中最活躍的藝術形式之一。本文的創(chuàng)新之處是突出了現(xiàn)代設計理念，比傳統(tǒng)的加工效率高、結構更合理、外形更美觀。國內的各種文化節(jié)和“葫蘆”藝術研討會后，形成文字性的文章也多是行業(yè)內部資料，數(shù)量少、質量低且對外不公開。中國“葫蘆”工藝的理論研究和加工要本著總結實踐，才能有更好的發(fā)展和提高。本文對工藝品“葫蘆”的制作加工做了詳細的闡述，對參數(shù)設置也做了相應的說明。但還存在一些不足之處，比如缺乏“葫蘆”的后期美化、雕刻、漆藝、彩繪等工藝制作理論的研究，這是需要進一步研究的地方。

作者:馬麗 單位:九州職業(yè)技術學院

參考文獻:

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