抛物线阀瓣的加工分析和宏程序编制

    1 概述
    阀瓣是单座调节阀的重要零件之一，因为其形状控制着调节阀的流量特性，故对其形状要求非常严格。常用的理想流量特性有直线、等百分比和快开特性，而抛物线特性常应用于一些特殊场合。数控加工中，抛物线是较典型的非圆曲线。目前，数控系统中还未提供完善的非圆曲线插补功能，一般采用直线拟合，应用宏程序编制加工。
    2 工艺分析
    2.1 零件图分析
    抛物线阀瓣（图1）曲面的方程式Z=16-0.0724X2。设X轴步距为0.05mm，原始毛坯尺寸为Ф55mm×98mm，材料为316L。阀瓣加工时，采用三爪自定心卡盘装卡（图2），工件坐标原点设在工件旋转中心右端面。数控车床是采用国产华中系统的CK616i车床。
    2.2 宏程序WHILE语句
    华中系统宏程序主要用WHILE［表达式］所引导的循环语句，当指定条件满足时，执行WHILE……ENDW之间的程序。当条件不满足时，执行ENDW后续的程序段。  

  
图1 阀瓣 

    
    2.3 加工程序    
    T01刀不重磨机夹式车刀
    N10M42 主轴档速选择
    N20M03S500  主轴正转，转速500r/min
    N30T0101M08  执行1号刀1号刀补，冷却液开
    N40G00X56Z2  快速移动至循环起点（B点）    
    N50G71U0.5R0.5P60Q190X0.6Z0.01F100   每次切削0.5mm每次退出0.5mm循环从N60行开始到N190结束，直径方向精加工余量0.6mm长度方向精加工余量0.01mm粗加工进给量100mm/min
    N60G00X0  快速至中心（C点）
    N70G01Z0F80  至工件编程原点（O点）
    N80G03X20.85Z-3.32R18F80  车削圆弧至Ф20.85mm长度3.32mm半径18mm（D点）
    N90G01X34.74Z-8.26 车至Ф34.74mm长度8.26mm（E点）
    N100G03X38.36Z-10.65R5 车削圆弧至Ф38.36mm长度10.65mm半径5mm（F点）
    N110﹟10=19.18 设置X向半径起始变量
    N120WHILE﹟10LE25 判断X向半径是否到终点
    N130G01X［2*﹟10］Z［16-0.0724*﹟10*﹟10］抛物线插补
    N140﹟10=﹟10+0.05 X变量步距每次0.05mm
    N150 ENDW
    N160 G01X50Z-29.25车至Ф50mm长度29.25mm（G点）
    N170X52Z-30.98车至Ф52mm长度30.98mm（H点）
    N180Z-35.25 车至长度35.25mm（I点）
    N190X56退出至Ф56mm    
    N200G00X100Z100 快速移动到换刀点
    N210T0100M09  取消刀补，冷却液关
    N220M30  程序结束

图2 阀瓣加工

    3 结语
    对于抛物线等规则阀瓣曲面的编程，使用CAD/CAM软件，一般存在工作量大，程序庞大，加工参数不易修改等缺点。但宏程序把机床功能参数与编程语言结合，灵活的参数设置也使机床具有最佳的工作性能。同时给予操作过程较大的自由调整空间。