【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(diǎn)是，切削速度隨刀具與工件接觸點(diǎn)的變化而變化，且球頭銑刀端點(diǎn)的切削速度為零。當(dāng)?shù)毒咧行能壽E為一平面折線時(shí)，只需數(shù)控銑床二坐標(biāo)聯(lián)動(dòng),當(dāng)一條平面折線加工完畢后，再在平面上移動(dòng)一個(gè)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(shí)刀具與被加工曲面的切點(diǎn)的連線為一空間折線。三坐標(biāo)數(shù)控加工時(shí)，球頭銑刀與被加工曲面切點(diǎn)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(dòng)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(duì)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(dòng)，就可以加工出來(lái)(編程時(shí)分別對(duì)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(jì)算方法編程比較簡(jiǎn)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(zhǎng)(插補(bǔ)段的長(zhǎng)度) 由于空間曲面一般都采用行切法加工，故無(wú)論采用三坐標(biāo)還是兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)銑削，都必須計(jì)算或確定行距與步長(zhǎng)。(1)行距S的計(jì)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(wú)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(zhǎng)，占機(jī)加工時(shí)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(zhǎng)　行距與步長(zhǎng)的計(jì)算一般來(lái)說(shuō)，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(jì)算時(shí)，可考慮用下列方法來(lái)進(jìn)行：取A點(diǎn)或B點(diǎn)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(shí)，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(shí)取正號(hào)，凹時(shí)取負(fù)號(hào)。實(shí)際編程時(shí)，如果零件曲面上各點(diǎn)的曲率變化不太大，可取曲率最大處作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。有時(shí)為了避免曲率計(jì)算的麻煩，也不妨用下列近似公式來(lái)計(jì)算行距S如果從工藝角度考慮，在粗加工時(shí)，行距S可選得大一些，精加工時(shí)選得小一些。有時(shí)為了減少刀峰高度h，也可以在原來(lái)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(shí)際效果更好些。(2)確定步長(zhǎng)L 　步長(zhǎng)L的確定方法與平面輪廓曲線加工時(shí)步長(zhǎng)的計(jì)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(shí)際應(yīng)用時(shí)，可按曲率最大處近似計(jì)算，然后用等步長(zhǎng)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(gè)區(qū)域，也可以分區(qū)域確定步長(zhǎng)，而各區(qū)域插補(bǔ)段長(zhǎng)度不相等，這對(duì)于在一個(gè)曲面上存在若干個(gè)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(jì)算工作是人工無(wú)法承擔(dān)的，通常需用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最好是采用自動(dòng)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(jì)基準(zhǔn)，其余表面包括4Φ13H7孔均已加工。故取Φ30孔和一個(gè)端面作為主要定位面，在聯(lián)接孔Φ13的一個(gè)孔內(nèi)增加削邊銷，在端面上用螺母墊圈壓緊。因?yàn)榭资窃O(shè)計(jì)和定位的基準(zhǔn)，所以對(duì)刀點(diǎn)選在孔中心線與端面的交點(diǎn)上，這樣很容易確定刀具中心與零件的相對(duì)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(tái)中間，在G53坐標(biāo)系中取X＝400，Y＝100。Z坐標(biāo)可以按刀具長(zhǎng)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(diǎn)，該點(diǎn)在G53坐標(biāo)系中的位置為Z＝80處，將上述三個(gè)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(hào) 零件名稱 文件編號(hào) 第 頁(yè) NC 01 凸輪 工序號(hào) 工序名稱 材料 50 銑周邊輪廓 45 加工車間 設(shè)備型號(hào) XK5032 主程序名 子程序名 加工原點(diǎn) O100 G54 刀具半徑補(bǔ)償 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 H01＝10 0 工步號(hào) 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(hào) 更改者/日期 工藝員 校對(duì) 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(jì)算出基點(diǎn)坐標(biāo)，就可編制程序。在加工坐標(biāo)系中，各點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如下：BC弧的中心O1點(diǎn)：X＝(175＋63．8)sin8176。59′＝37．28　　　　　　　　 Y＝(175＋63．8)cos8176。59′＝235．86EF弧的中心O2點(diǎn)： X2＋Y2＝692 (X64)2＋Y2＝212解之得 　　　　　 X＝65．75，Y＝20．93HI弧的中心O4點(diǎn)： X＝(175＋61)cos24176。15′＝　　　　　　　　 Y＝(175＋61)sin 24176。15′＝96．93DE弧的中心O5點(diǎn)： X2＋Y2＝63．72 　　　　　　　　 (X65．75)2＋(Y20．93)2＝21．302 解之得 　　　　　X＝63．70，Y＝0．27B點(diǎn)： 　　　　　 X＝63．8sin8176。59′＝9．96　　　　　　　　 Y＝63．8cos8176。59′＝63．02C點(diǎn)： 　　　　　 X2＋Y2＝642 　　　　　　　　 (X＋37．28)2＋(Y＋235．86)2＝1752解之得 　　　　　X＝5．57，Y＝63．76D點(diǎn)： 　　　　　 (X63．70)2＋(Y＋0．27)2＝0．32 　　　　　　　　 X2＋Y2＝642解之得 　　　　　X＝63．99，Y＝0．28E點(diǎn)： 　　　　　 (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(diǎn)： 　　　　　(X＋1．07)2＋(Y16)2＝462 　　　　　　　　 (X65．75)2＋(Y20．93)2＝212解之得 　　　　　X＝44．79，Y＝19．60G點(diǎn)： (X＋1．07)2＋(Y16)2＝462 　　　　　　　　 X2＋Y2＝612解之得　　　　　 X＝14．79，Y＝59．18H點(diǎn)： 　　　　　　X＝61cos24176。15′＝55．62　　　　　　　　 Y＝61sin 24176。15′＝25．05I點(diǎn)： 　　　　　　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(jì)算，可畫(huà)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(hào) NC01 工序號(hào) 工步號(hào) 程序號(hào) O100 機(jī)床型號(hào) XK5032 程序段號(hào) N10～N170 加工內(nèi)容 銑周邊輪廓 共1頁(yè) 第 頁(yè) 編程校對(duì)審批符號(hào) ⊙ → 含義 抬刀 下刀 編程原點(diǎn) 起刀點(diǎn) 走刀方向 走刀線相交 爬斜坡 鉸孔 行切 編寫(xiě)加工程序凸輪加工的程序及程序說(shuō)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(diǎn)到加工開(kāi)始點(diǎn)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(kāi)始刀具半徑補(bǔ)償N60 G01 X63．8 Y0　　　　　　　　　 //切入零件至A點(diǎn)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(diǎn)，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(lái)加工。以角度X為變量，取相鄰兩點(diǎn)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(jì)算出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Y值和Z值，進(jìn)行空間直線插補(bǔ)，以空間直線來(lái)逼近空間曲線。加工時(shí)采用球頭銑刀(r＝5mm)在一平面實(shí)體零件上銑削出這一空間曲線槽?！∏€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(shí)輸入“2000”；501Y＝35sinX的幅值為35mm，設(shè)置時(shí)輸入“35000”；502Z＝5sinX的幅值為5mm，設(shè)置時(shí)輸入“5000”；503X的步距為 0．5176。時(shí)的終點(diǎn)值360176。；設(shè)置時(shí)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(diǎn)判別N160 G91 Z15 //抬刀N170 G90 X0 Y0 　　　　　　　　　　//回加工原點(diǎn)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(dòng)N40 G65 H01 P130 Q0　　　　　　 //Z向初值＝0N50 G01 Z0 　　　　　　　　　　　//下刀至零件表面N60 M9