【正文】 6。，因此可切削很陡的曲面。球頭銑刀的半徑R較小，刀具干涉的可能性小。但這種刀具的缺點是，切削速度隨刀具與工件接觸點的變化而變化，且球頭銑刀端點的切削速度為零。當(dāng)?shù)毒咧行能壽E為一平面折線時，只需數(shù)控銑床二坐標(biāo)聯(lián)動,當(dāng)一條平面折線加工完畢后，再在平面上移動一個行距S進(jìn)行第二條平面折線加工，即二軸半數(shù)控加工。顯然，這時刀具與被加工曲面的切點的連線為一空間折線。三坐標(biāo)數(shù)控加工時，球頭銑刀與被加工曲面切點的連線為一平面折線，而刀具中心軌跡為一空間折線，所以數(shù)控銑床應(yīng)是三坐標(biāo)聯(lián)動的。 a)二軸半數(shù)控加工b)三坐標(biāo)數(shù)控加工 按球頭銑刀刀心軌跡編程加工曲面對于曲率變化較平緩的曲面零件，為編程方便，通?？砂摧喞幊?，而不采用刀具中心軌跡編程。，用一組平行于ZOY坐標(biāo)平面并垂直于X軸的假想平面M1，M2...，將曲面分割為若干條窄條片(其寬度即為行距S)，因假想平面與曲面的交線均為平面曲線，只要用數(shù)控銑床三坐標(biāo)中的任意兩坐標(biāo)聯(lián)動，就可以加工出來(編程時分別對每條平面曲線進(jìn)行直線或圓弧逼近)，即行切加工法。這樣得到的曲面是由平面曲線群構(gòu)成的。由于這種計算方法編程比較簡單，所以經(jīng)常被采用。 按零件輪廓編程行切加工曲面確定行距與步長(插補(bǔ)段的長度) 由于空間曲面一般都采用行切法加工，故無論采用三坐標(biāo)還是兩坐標(biāo)聯(lián)動銑削，都必須計算或確定行距與步長。(1)行距S的計算方法　　，行距S的大小直接關(guān)系到加工后曲面上殘留溝紋高度h(圖上為CE)的大小，大了則表面粗糙度大，無疑將增大鉗修工作難度及零件加工最終精度。但S選得太小，雖然能提高加工精度，減少鉗修困難，但程序太長，占機(jī)加工時間成倍增加，效率降低。因此，行距S的選擇應(yīng)力求做到恰到好處。a)行距b)步長　行距與步長的計算一般來說，行距S的選擇取決于銑刀半徑 及所要求或允許的刀峰高度h和曲面的曲率變化情況。在計算時，可考慮用下列方法來進(jìn)行：取A點或B點的曲率半徑作圓，近似求行距S。S=2AD ， 而AD=當(dāng)球刀半徑 與曲面上曲率半徑相差較大，并且為達(dá)到一定的表面粗糙度要求及h較小時，可以取O1F的近似值，即：則行距上式中，當(dāng)零件曲面在AB段內(nèi)是凸時取正號，凹時取負(fù)號。實際編程時，如果零件曲面上各點的曲率變化不太大，可取曲率最大處作為標(biāo)準(zhǔn)計算。有時為了避免曲率計算的麻煩，也不妨用下列近似公式來計算行距S如果從工藝角度考慮，在粗加工時，行距S可選得大一些，精加工時選得小一些。有時為了減少刀峰高度h，也可以在原來的兩行距之間(刀峰處)加密行切一次，即進(jìn)行一次去刀峰處理，這樣相當(dāng)于將S減小一倍，實際效果更好些。(2)確定步長L 　步長L的確定方法與平面輪廓曲線加工時步長的計算方法相同，取決于曲面的曲率半徑與插補(bǔ)誤差 (其值應(yīng)小于零件加工精度)。如設(shè)曲率半徑為 ， 。 則實際應(yīng)用時，可按曲率最大處近似計算，然后用等步長法編程，這樣做要方便得多。此外，若能將曲面的曲率變化劃分幾個區(qū)域，也可以分區(qū)域確定步長，而各區(qū)域插補(bǔ)段長度不相等，這對于在一個曲面上存在若干個凸出或凹陷面(即曲面有突出區(qū))的情況是十分必要的。由于空間曲面一般比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理工作量大，涉及的許多計算工作是人工無法承擔(dān)的，通常需用計算機(jī)進(jìn)行處理，最好是采用自動編程的方法。一、凸輪的數(shù)控銑削工藝分析及程序編制　　。工藝分析　　從圖上要求看出，凸輪曲線分別由幾段圓弧組成，Φ30孔為設(shè)計基準(zhǔn)，其余表面包括4Φ13H7孔均已加工。故取Φ30孔和一個端面作為主要定位面，在聯(lián)接孔Φ13的一個孔內(nèi)增加削邊銷，在端面上用螺母墊圈壓緊。因為孔是設(shè)計和定位的基準(zhǔn)，所以對刀點選在孔中心線與端面的交點上，這樣很容易確定刀具中心與零件的相對位置。加工調(diào)整　　加工坐標(biāo)系在X和Y方向上的位置設(shè)在工作臺中間，在G53坐標(biāo)系中取X＝400，Y＝100。Z坐標(biāo)可以按刀具長度和夾具、零件高度決定，如選用Φ20的立銑刀，零件上端面為Z向坐標(biāo)零點，該點在G53坐標(biāo)系中的位置為Z＝80處，將上述三個數(shù)值設(shè)置到G54加工坐標(biāo)系中。 數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡 零件圖號 零件名稱 文件編號 第 頁 NC 01 凸輪 工序號 工序名稱 材料 50 銑周邊輪廓 45 加工車間 設(shè)備型號 XK5032 主程序名 子程序名 加工原點 O100 G54 刀具半徑補(bǔ)償 刀具長度補(bǔ)償 H01＝10 0 工步號 工步內(nèi)容 工 裝 1 數(shù)控銑周邊輪廓 夾具 刀具 定心夾具 立銑刀φ20 更改標(biāo)記 更改單號 更改者/日期 工藝員 校對 審定 批準(zhǔn) 3．?dāng)?shù)學(xué)處理　　該凸輪加工的輪廓均為圓弧組成，因而只要計算出基點坐標(biāo)，就可編制程序。在加工坐標(biāo)系中，各點的坐標(biāo)計算如下：BC弧的中心O1點：X＝(175＋63．8)sin8176。59′＝37．28　　　　　　　　 Y＝(175＋63．8)cos8176。59′＝235．86EF弧的中心O2點： X2＋Y2＝692 (X64)2＋Y2＝212解之得 　　　　　 X＝65．75，Y＝20．93HI弧的中心O4點： X＝(175＋61)cos24176。15′＝　　　　　　　　 Y＝(175＋61)sin 24176。15′＝96．93DE弧的中心O5點： X2＋Y2＝63．72 　　　　　　　　 (X65．75)2＋(Y20．93)2＝21．302 解之得 　　　　　X＝63．70，Y＝0．27B點： 　　　　　 X＝63．8sin8176。59′＝9．96　　　　　　　　 Y＝63．8cos8176。59′＝63．02C點： 　　　　　 X2＋Y2＝642 　　　　　　　　 (X＋37．28)2＋(Y＋235．86)2＝1752解之得 　　　　　X＝5．57，Y＝63．76D點： 　　　　　 (X63．70)2＋(Y＋0．27)2＝0．32 　　　　　　　　 X2＋Y2＝642解之得 　　　　　X＝63．99，Y＝0．28E點： 　　　　　 (X63．7)2＋(Y＋0．27)2＝0．32 　　　　　　　　 (X65．75)2＋(Y20．93)2＝212解之得 　　　　　X＝63．72，Y＝0．03F點： 　　　　　(X＋1．07)2＋(Y16)2＝462 　　　　　　　　 (X65．75)2＋(Y20．93)2＝212解之得 　　　　　X＝44．79，Y＝19．60G點： (X＋1．07)2＋(Y16)2＝462 　　　　　　　　 X2＋Y2＝612解之得　　　　　 X＝14．79，Y＝59．18H點： 　　　　　　X＝61cos24176。15′＝55．62　　　　　　　　 Y＝61sin 24176。15′＝25．05I點： 　　　　　　X2＋Y2＝63．802 　　　　　　　　 (X＋215．18)2＋(Y96．93)2＝1752解之得 　　　　　 X＝63．02，Y＝9．97 根據(jù)上面的數(shù)值計算，可畫出凸輪加工走刀路線圖。 數(shù)控加工走刀路線圖 數(shù)控加工走刀路線圖 零件圖號 NC01 工序號 工步號 程序號 O100 機(jī)床型號 XK5032 程序段號 N10～N170 加工內(nèi)容 銑周邊輪廓 共1頁 第 頁 編程校對審批符號 ⊙ → 含義 抬刀 下刀 編程原點 起刀點 走刀方向 走刀線相交 爬斜坡 鉸孔 行切 編寫加工程序凸輪加工的程序及程序說明如下：N10 G54 X0 Y0 Z40　　　　　　　　　 //進(jìn)入加工坐標(biāo)系N20 G90 G00 G17 X73．8 Y20　　　 　//由起刀點到加工開始點N30 G00 Z0 　　　　　　　　　　　　 //下刀至零件上表面N40 G01 Z16 F200 　　　　　　　　　 //下刀至零件下表面以下1mmN50 G42 G01 X63．8Y10 F80 H01 　　　//開始刀具半徑補(bǔ)償N60 G01 X63．8 Y0　　　　　　　　　 //切入零件至A點N70 G03 X9．96 Y63．02 R63．8 　　 //切削ABN80 G02 X5．57 Y63．76 R175　　　　 //切削BCN90 G03 X63．99 Y0．28 R64 　　　　　//切削CDN100 G03 X63．72 Y0．03 R0．3 　　　　//切削DEN110 G02 X44．79 Y19．6 R21 　　　　　//切削EFN120 G03 X14．79 Y59．18 R46 　　　　//切削FGN130 G03 X55．26 Y25．05 R61 　　　　//切削GHN140 G02 X63．02 Y9．97 R175 　　　　//切削HIN150 G03 X63．80 Y0 R63．8 　　　　　//切削IAN160 G01 X63．80 Y10 　　　　　　　//切削零件N170 G01 G40 X73．8 Y20 　　　　　 //取消刀具補(bǔ)償N180 G00 Z40 　　 　　　　　　　　　//Z向抬刀N190 G00 X0 Y0 M02 　　　　　　　　　//返回加工坐標(biāo)系原點，結(jié)束參數(shù)設(shè)置：H01＝10；G54：X＝400，Y＝100，Z＝80。二、應(yīng)用宏功能指令加工空間曲線有一空間曲線槽，由兩條正弦曲線Y＝35sinX和Z＝5sinX迭加而成。槽底為r＝5mm的圓弧。為了方便編制程序，采用粗微分方法忽略插補(bǔ)誤差來加工。以角度X為變量，取相鄰兩點間的X向距離相等，間距為0．5176。，然后用正弦曲線方程Y＝35sinX和Z＝5sinX分別計算出各點對應(yīng)的Y值和Z值，進(jìn)行空間直線插補(bǔ)，以空間直線來逼近空間曲線。加工時采用球頭銑刀(r＝5mm)在一平面實體零件上銑削出這一空間曲線槽。　曲線槽的加工坐標(biāo)系及走刀路線圖設(shè)置保持型變量：500Z向每次切入量為2mm；設(shè)置時輸入“2000”；501Y＝35sinX的幅值為35mm，設(shè)置時輸入“35000”；502Z＝5sinX的幅值為5mm，設(shè)置時輸入“5000”；503X的步距為 0．5176。時的終點值360176。；設(shè)置時輸入“360．”。設(shè)置操作型變量：100X當(dāng)前值，為度；110Y坐標(biāo)當(dāng)前值，為mm；120Z＝5sinX的值，為mm；130Z向每次進(jìn)刀后的初始值，為mm；140Z坐標(biāo)當(dāng)前值，為mm。子程序O 0004：N10 G65 H01 P100 Q0 　　　　　　　//X初始值100＝0N20 G91 G01 Z500 F100 　　　　　 //Z向切入零件N30 G65 H02 P130 Q130 R500　　 //130＝130＋(500)N100 G65 H02 P100 Q100 R0．5　　 //X當(dāng)前值100＝100＋0．5N110 G65 H31 P110 Q501 R100 　　//Y當(dāng)前值110＝35sinXN120 G65 H31 P120 Q502 R100 　　//Z＝5sinX數(shù)值N130 G65 H02 P140 Q130 R120 　　//Z當(dāng)前值140=130+120N140 G90 G01 X100 Y110 Z140 //切削空間直線N150 G65 G84 P100 Q100 R503 　　//終點判別N160 G91 Z15 //抬刀N170 G90 X0 Y0 　　　　　　　　　　//回加工原點N180 G91 G01 Z15 F200 　　　　　　//下刀N190 M99 　　　　　　　　　　　　　//子程序結(jié)束主程序O 0005：N10 G54 G90 X0 Y0 Z15 　　　　　　//進(jìn)入加工坐標(biāo)系N20 G00 X10 Y10 　　　　　　　　//到起始位置N30 G01 X0 Y0 M03 S600 F200　　 //主軸起動N40 G65 H01 P130 Q0　　　　　　 //Z向初值＝0N50 G01 Z0 　　　　　　　　　　　//下刀至零件表面N60 M9