圆周分布孔系加工走刀路线及程序的优化设计

袁永富

(宜宾职业技术学院现代制造工程系，四川宜宾644003)

生产实践中圆周分布孔系的加工比较常见。在现代制造业竞争日益激烈的环境下，企业如何在保证质量的前提下提高零件加工效率，降低产品成本，对企业的生存与发展起着至关重要的作用。增大切削用量、利用高速切削技术进行高速切削加工、按最短走刀路线进行编程加工等措施都可有效地提高孔系加工的效率。下面就以圆周分布孔系的加工为例，分析其走刀路线设计方案，运用宏程序的算术及逻辑运算功能，选择最短的走刀路线进行编程加工，从而实现对其加工程序的优化。

1 圆周分布孔系走刀路线分析

如图1 所示圆周分布孔系，其孔之间走刀路线主要有两种方式: 第一种是环形走刀，如图2 所示; 第二种是沿射线走刀，如图3 所示。两种走刀路线的长度不同，可通过建立数学模型，求出其走刀路线的长度，然后按最短的走刀路线进行编程加工。

设该孔系的环数为n，分布在m 条射线上，其内环中心线的半径为r，沿射线方向孔与孔之间的间距为d，则环形走刀时，从内至外，各环形路线的长度分别为:

则环形走刀路线的总长度(从第一个孔至最后一个孔) 为:

图1 圆周分布孔系

图2 环形走刀路线

图3 沿射线走刀路线

当射线条数m 为偶数时，沿射线走刀路线的长度为:

表1 列举了孔系几种分布情况下走刀路线选择示例，从表中可见: 孔系分布的环数n、射线数m、内环中心线的半径r 以及沿射线的孔距d 不同时，走刀路线的长度不同，而且可能差距很大，因此应选择最短的走刀路线进行加工程序设计。

表1 走刀路线选择示例

2 优化走刀路线宏程序的编制

设孔深为h，孔加工进给速度为f，以工件顶面孔系分布的中心点O 为编程坐标系原点，则可编制出按两种走刀路线中最短的路线进行孔加工的宏程序。主程序中的调用指令为:

宏程序如下:

3 结论

编制数控加工程序时，在保证质量的前提下，通过建立走刀路线长度计算的数学模型，利用宏程序计算出各走刀路线的长度，并选择最短的走刀路线编制加工程序，可使零件加工的走刀路线及程序得到优化，从而提高零件加工的效率，降低加工成本。

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