活塞中凸变椭圆数控加工技术

　　活塞是内燃机的心脏，它与缸套的配合直接决定了内燃机的运转性能，间隙的不合适可能造成抱缸或敲缸等现象。为了改善活塞与缸套的良好贴合，活塞的横向截面通常设计为椭圆形，而且沿着轴向不同高度的截面椭圆是变化的，轴向截面型线一般设计成中凸桶形高次曲线。

　　活塞的这种异型设计为加工带来了难度。传统的活塞车削方法主要是仿形加工，但是对于多品种、小批量的生产方式，这种加工方式需要频繁地更换靠模，调整非常复杂，造成更换周期长。另外由于靠模、仿形触点的磨损以及传动机构间的误差积累，极易造成仿形失真，影响加工精度。

　　于是世界上很多的机床制造商和活塞制造厂纷纷研制数控中凸变椭圆型面车床，主要采用的有直线电动机驱动式、液压伺服驱动式和传统丝杠驱动三种方式。目前国内也有很多的院校和科研院所及活赛制造厂研制数控中凸变椭圆型面车床，主要以直线电动机驱动为主。

下面对这三种主要的数控中凸变椭圆型面加工技术进行分析。

1 数控中凸椭圆型面车床的控制软件

　　当前的数控中凸椭圆型面车床控制软件有两种:一种是全面集成式，即数控车床X, Z轴的伺服控制、椭圆的伺服控制及其他的辅助功能集成在一个软件包中;另外一种是椭圆伺服控制独立式，数控车床X,Z轴的伺服控制、显示、液压及其他的辅助功能集成在一个软件包中，椭圆的伺服控制软件单独进行处理。两种方式的软件各有优缺点，第一种方式，适用于独立开发的单位，对操作用户来说可能会更简单;第二种方式，适用于机床改造的单位，买一台通用的数控车床，然后附加独立的椭圆数控加工系统，对操作用户来说可能会复杂一点。

　　不论集成的还是独立的控制软件，此类数控车床的控制软件的总框架基本是相同的。如图1所示，一般包括主控程序、输入输出处理、用户界面、用户程序的输入及编译、插补运算、坐标轴的伺服控制、加工监控、辅助指令的处理等模块。独立控制软件是将椭圆伺服控制从其他坐标轴的伺服控制中独立出来进行处理。

　　如果自行开发数控软件，可以采用f;语言进行编写。上述模块程序一般的数控系统都有成熟的软件可以参考。下面主要对椭圆加工控制相关的模块进行介绍。