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巧用极坐标插补指令在车铣复合机床上加工异形零件
作者：陈未峰
来源：《职业·中旬》2013年第04期
摘 要：随着我国装备制造技术的不断发展，车铣复合数控机床在机械制造行业的应用越来越广泛，它可以有效减少加工工序和时间，提高加工效率。充分利用极坐标插补和圆柱插补两大功能，能更好地解决回转体类复合零件的加工难题，是在当今数控技术得到较大发展的背景下产生的一种新的切削理论和切削技术。
关键词：车铣复合数控机床 极坐标插补 零件加工
“工欲善其事，必先利其器”，随着我国装备制造技术的发展，数控机床在机械制造行业得到了广泛应用。相比一般的数控车床而言，车铣复合数控机床凭借强大功能和结构优势，通过车铣复合功能切削加工，有效地提高了加工效率和产品质量。 一、车铣复合数控机床的坐标轴运动
车铣复合数控机床是在数控车削功能的基础上，有效利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工，使工件在形状精度、位置精度、已加工表面质量等各个方面达到使用要求的一种先进的切削加工机床。车铣复合加工不是单纯地将车削和铣削两种加工手段合并到一台机床上，而是利用车铣合成运动来完成各类表面的加工，主要利用极坐标插补和圆柱插补两大功能解决回转体类复杂零件的加工难题，是在当今数控技术得到较大发展的背景下产生的一种新的切削理论和切削技术。
在加工回转体工件时，卡盘或者工件的旋转是主运动，刀具的横向X向或纵向Z向移动是从运动，刀具的刀尖与工件中心等高，刀架台不能作垂直方向的运动。在工件表面上加工异形轮廓时，主要应用极坐标插补指令让主轴的旋转做从运动，定义为C轴；装在刀架上的动力刀具的旋转运动转换为主运动（由刀架内伺服电机驱动实现），刀具还可以实现X向或Z向的进给从运动（如图1）。
二、车铣复合数控机床上的极坐标插补功能
所谓极坐标插补功能，是指车铣复合数控机床本身具有1个旋转轴和1个移动轴，旋转轴实现极坐标下的极角改变，移动轴实现极径改变，两轴在位置控制模式下实现旋转与移动联动功能的切削加工。极坐标插补功能是为了适应特殊零件的加工而产生的，以六方体零件的加工为例。
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1.G12.1/G13.1极坐标插补 格式： N…G12.1 极坐标插补开始 N…G13.1 极坐标插补结束
极坐标插补法用于加工一个回转部分末端面的加工内容。在刀路控制上，它把解析坐标系编程的命令转换成沿线性轴X的移动（刀具运动）和旋转轴C的转动。在这个功能下，系统转换为G17平面（X-Y）。在前侧用轴向铣削刀具可加工任何轮廓。X轴继续用直径值来编程。虚拟Y轴与X轴顺时针夹角小于90°，在半径编程中用地址“C”。G12.1选择一个极坐标插补执行平面，用于G12.1的水平面G18在编程前被删除，它会以G13.1方式重建（极坐标插补结束）。开启机床或者系统复原后，“极坐标插补”也被取消，（G13.1）和被G18方式定义的水平面被使用。
2.可能在“极坐标插补”模块中被编程的G代码
编程指令有：G01（直线插补）、G02，G03（圆弧插补）、G04（暂停）、G40，G41，G42（刀具半径补偿）、G65，G66，G67（用户宏指令）、G98，G99（每分钟进给量，每转进给量）等。
三、极坐标插补功能的应用实例
在工件端部铣削六方轴（如图2），安排加工工艺和程序编写有一定难度，应考虑好工件与刀具的刚性、起刀点的位置和进刀方式，在编程之前必须确定好节点坐标（如表1）和走刀路线（如图3）。 程序： O0100；
N05 G10 P0 Z-72； G40 G90 G95； G92 S4000；
T0000 G0 X150 Z150； N10 T1212 ；
N15 G96 S350 M4 F0.18；
