本发明涉及用于活塞加工技术领域，特别是涉及一种中凸变椭圆曲线加工方法。
背景技术：
活塞是内燃发动机的关键部件之一，其工作于高温、高压的恶劣环境中，容易产生热变形和受力变形。为了抵消发动机工作时活塞的热变形，应当在冷状态下将活塞制成某种适当的形状，因此现有的活塞均设计为纵截面为中凸形、横截面为椭圆且在不同裙高处椭圆还是逐渐变化的复杂空间曲面，也就是中凸变椭圆曲线。
一般数控车床是无法加工中凸变椭圆曲线活塞的，只有专用设备才能完成，目前的加工方法主要有立体靠模仿形（仿形凸轮）加工和采用数控高频直线伺服刀架的软靠模加工两种形式。立体靠模仿形加工原理是，通过对零件椭圆形状（型线）数据进行分析、计算，得出椭圆型线截面每5°数值（椭圆圆周360°，共72个点），也就是机床仿形凸轮加工中所转动的角度数值，机床中仿形凸轮升程为凸轮每转动1°，刀具上升或降低0.01mm，机床主轴每转一转，刀具上下往复运行两次（机床凸轮完成椭圆截面72个数据点角度值）。
由于受机床厂家技术条件限制，必须利用计算机处理，手工编制椭圆曲线加工程序，这就存在以下技术问题：
（1）程序编制复杂化，没有专用编程软件，在电脑中计算椭圆型线数据，然后手工输入，程序编制周期长。
（2）程序校对困难，零件椭圆型线截面多且每个椭圆型线截面有72个数据点（椭圆截面按5°一个截面数据点）。
（3）程序调整时间长，零件椭圆型线如果检测不合格，重新在电脑中计算数据，然后手工逐一更改数据，再验证加工。
（4）加工程序中子程序多，每一个截面72个数据点为一个子程序。
（5）子程序中r参数多，每一个截面72个数据点赋值在72个r参数中。
技术实现要素：
本发明为了解决现有中凸变椭圆曲线加工过程程序编制复杂，编制时间长，纠错时调整麻烦的技术问题，提供一种程序编制简便，编制时间短，纠错时调整方便的中凸变椭圆曲线加工方法。
通过对变椭圆数控车床程序及机床加工活塞型线原理进行分析，建立椭圆型线数据模型，根据椭圆数据模型重新调整程序结构，改变程序编制方法，优化程序，消除了机床在程序编制方面存在的不足，完成固化该机床在活塞椭圆数据计算、处理标准化，使其成为统一模板。
本发明提供的中凸变椭圆曲线加工方法，包括以下步骤：
（1）获取加工对象，建立加工主程序；
（2）建立椭圆型线截面数据；
（3）利用机床凸轮数据模板导入椭圆型线截面加工数据；
（4）建立机床通道2加工椭圆型线程序；
（5）导入机床通道1加工主程序和机床通道2加工椭圆型线程序；
（6）进行首件试切加工；
（7）采用椭圆型线截面圆度仪检测加工件。
优选地，步骤（2）和（3）的具体过程是：
1）根据活塞高度处的椭圆度值计算得出椭圆型线与长半轴极角φ、缩减量e；
缩减量：e=｛sin（φ）*sin（φ）｝*c/2
活塞椭圆型线长轴、短轴直径尺寸差值成为椭圆度，椭圆度c=2(a-b)；
2）通过椭圆型线与长半轴极角φ、缩减量e计算机床仿形凸轮加工转动角度c值，c=e*100；
3）对上述椭圆型线与长半轴极角φ、缩减量e、机床凸轮转动角度值c进行计算，建立机床凸轮转动角度椭圆截面数据模板；
数据模板是以活塞椭圆型线中截面椭圆度为0.0025mm数据为依据，根据椭圆型线短轴方向缩减量来确立m值；
4）根据机床凸轮转动角度椭圆截面数据模板对活塞椭圆截面
数据进行重新计算，同时确立椭圆截面数据加工程序。
优选地，步骤（4）和（5）的具体过程是：
1）调整机床原有活塞椭圆型线加工程序结构，取消程序结构中通道2椭圆截面数据加工主程序中子程序的调用，取消子程序嵌套、r参数；
2）对程序结构中通道2椭圆截面数据加工主程采用宏程序，并根据活塞椭圆型线数据确立反复调用次数；
3）通道1椭圆型线加工主程序与通道2椭圆截面数据加工主程序通过机床操作面板usb接口上传至机床硬盘中。
优选地，如果活塞椭圆型线中出现椭圆截面数据不满足图纸要求，可以在通道2椭圆截面数据加工主程序中修改其程序中m值，采用查找、替换的方法，在机床上修改。
本发明的有益效果是：
（1）使程序编制简单化，消除了机床加工程序通道1、通道2中子程序嵌套问题，机床加工不再反复调用，也没有子程序，不再使用机床r参数。在电脑中固化椭圆型线数据，比现有技术缩短2/3程序编制时间。
（2）程序校对方便，每个椭圆形状数据点只校对一个数值m值。
（3）程序调整方便，可以在机床中更改程序，每个椭圆截面数据点只更改一个数值。
（4）每个零件加工程序名称减少至5个。
本发明进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。
附图说明
图1是中凸变椭圆活塞纵向椭圆型线示意图；
图2是中凸变椭圆活塞横向椭圆型线示意图；
图3是整体加工过程的流程图；
图4是椭圆数据模板建立的程序。
附图符号说明：
图2中x轴为椭圆长轴方向，y轴为椭圆短轴方向，a表示椭圆长半轴长度，b表示椭圆短半轴长度；p表示极半径，φ表示极角，φ是极半径p与椭圆长轴x的夹角；e表示缩减量，e是椭圆长半轴a与极半径p差值。
具体实施方式
本实施例应用的车床是英国bsatools公司的omega80型号。参考图2和3，介绍加工过程。
第一步：中凸变椭圆活塞的特点是活塞横截面成类似于椭圆形状，且在不同活塞高度处的椭圆度值不同，在纵向上呈鼓形或中凸形，活塞中变椭圆型线由设计图纸给出。如说明书附图中图1和2所示，根据活塞高度处的椭圆度值计算得出椭圆型线与长半轴极角φ、缩减量e，缩减量e值是活塞加工过程中相对椭圆长半轴所要切削部分，由于椭圆形状是横截面左右、上下对称，只需计算出0～90°（第一象限）缩减量。
缩减量：e=｛sin（φ）*sin（φ）｝*c/2
活塞椭圆型线长轴、短轴直径尺寸差值成为椭圆度，椭圆度c=2(a-b)。
第二步：通过椭圆型线与长半轴极角φ、缩减量e计算机床仿形凸轮加工转动角度c值，c=e*100。
譬如，椭圆型线中截面椭圆度要求分别为0.025mm、0.12mm、0.20mm，
短轴方向缩减量（φ=90°）e分别为0.0125mm、0.06mm、0.10mm，机床凸轮转动角度值c分别为1.25°、6°、10°。
由于机床仿形凸轮加工执行是每5°转动一次，从上述计算得出凸轮转动角度中每间隔5°角度值，也就是一个椭圆截面72个数据点。
第三步：对上述椭圆型线与长半轴极角φ、缩减量e、机床凸轮转动角度值c进行线性分析、计算，通过如图3所述的程序确立机床凸轮转动角度椭圆截面数据模板。
为了便于计算确立数据模板：1.25=0.125*10、6=0.125*48、10=0.125*80，c=0.125*m。数据模板是以活塞椭圆型线中截面椭圆度为0.0025mm数据为依据，根据椭圆型线短轴方向缩减量来确立m值。
图3中的程序结构为椭圆形状数据，也就是机床仿形凸轮加工转动每5°的数值，式中m值是根据所要加工零件椭圆计算得出，ifr10<ngotobn0中n值为循环调用次数，n值的大小是椭圆形状数据加工主程序中l后面的p值，例如，椭圆度c=0.3mm，m=0.15*100/0.125=120。
第四步：根据机床凸轮转动角度椭圆截面数据模板对活塞椭圆截面
数据进行重新计算，同时确立椭圆截面数据加工程序，也就是机床数控系统控制仿形凸轮所加工需要的转动角度值。
活塞椭圆截面椭圆度不同，对图纸中椭圆各截面需要进行数据计算，计算完成后，再用椭圆截面数据模板确立数据。
第五步：调整机床原有活塞椭圆型线加工程序结构，取消程序结构中通道2椭圆截面数据加工主程序中子程序的调用，取消子程序嵌套、r参数。
第六步：对程序结构中通道2椭圆截面数据加工主程采用宏程序，并根据活塞椭圆型线数据确立反复调用次数。
第七步：通道1椭圆型线加工主程序与通道2椭圆截面数据加工主程序通过机床操作面板usb接口上传至机床硬盘中。
第八步：装入活塞进行试切加工，验证活塞椭圆型线加工。
第九步：试切加工完成后在圆度仪上检查活塞椭圆型线截面是否满足图纸设计要求。
第十步：如果活塞椭圆型线中出现椭圆截面数据不满足图纸要求，可以在通道2椭圆截面数据加工主程序中修改其程序中m值，采用查找、替换的方法，在机床上修改。
以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。