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1、2019/7/22,一 基点和节点的含义 二 基点坐标的计算 三 节点坐标的计算 四 工艺处理,2.3 数值计算和工艺处理,2019/7/22,一 基点、节点的含义,编程时的数值计算主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算 零件轮廓基点和节点的坐标，或刀具中心轨迹基点和节点的坐 标。 数控机床一般只有直线和圆弧插补功能，因此，对于由直线 和圆弧组成的平面轮廓，编程时主要是求各基点的坐标。 基点：就是构成零件轮廓不同几何素线元素的交点或切点。 如直线与直线的交点，直线段和圆弧段的交点、切点及圆弧与 圆弧的交点、切点等。根据基点坐标就可以编写出直线和圆弧 的加工程序。基点的计算比较简单，选定坐标原点以
2、后，应用 三角、几何关系就可以算出各基点的坐标，因此采用手工编程 即可。,2019/7/22,由于数控机床无法直接加工除直线和圆弧以外的曲线， 加工此类曲线时数值计算较为复杂，包括曲线拟合和曲线 逼近两部分。 节点：对于平面轮廓是非圆方程Y=f（X）组成的曲线，如渐开线、阿基米德螟线等，必须用直线和圆弧逼近该 曲线，即将轮廓曲线按编程允许的误差分割成许多小 段，用直线和圆弧逼近这些小段(可采用等间距直线、等弦 长直线、等误差直线逼近法和圆弧逼近法等)。逼近直线和 圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点称为节点。,一 基点、节点的含义,2019/7/22,1.直线与圆弧相交,二 基点坐标的计算,2019
3、/7/22,2圆弧与圆弧相交,二 基点坐标的计算,2019/7/22,1节点坐标计算步骤： 1)选择插补方式，即采用直线段或圆弧段逼近非圆曲线。采 用直线段逼近一般数学处理较简单，但计算的坐标数据较多， 且各直线段问连接处存在尖角，由于在尖角处，刀具不能连续 地对零件进行切削，零件表面会川现硬点或切痕，使加工质量 变差。采用圆弧段逼近的方式，可以大大减少程序段的数目， 同时如果用彼此相切的圆弧段来逼近非圆曲线，可以提高零件 表面的加工质量：但采用圆弧段逼近、其数学处理过程比直线 要复杂一些。,三 节点坐标的计算,2019/7/22,2)确定编程允许误差、即使 允； 3)选择数学模型。确定计算方
4、法：日前生产中采用的算法比较多，在决定采用什么算法则，主要考虑的四条有两条：一是尽可能按等误差的条件，确定节点坐标位置，以便最大程度地减少群序段的数目；二是尽可能寻找一种简便的计算方法，以便于计算机程序的编制，及时得到节点坐标数据。 4)根据算法，画出计算机处理流程图。 5)用高级语言编写程序、上机调试。并获得节点坐标数据。,三 节点坐标的计算,2019/7/22,2. 用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算,三 节点坐标的计算,1）等间距法,MN方程：,方程：,联立求解方程组：,2019/7/22,2. 用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算,三 节点坐标的计算,2）等弦长法 a）确定弦长l b）确定R
5、min c）求下一点,由dR/dx=0得：,2019/7/22,2. 用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算,三 节点坐标的计算,3）等误差法 a）确定允许误差允的圆方程 b）求圆与曲线的公切线PT的斜率k c）求弦长AB的方程 d）联立方程求解下一点,2019/7/22,3. 用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算,三 节点坐标的计算,1）用相切圆法 通过已知的四节点分别作两个相切的圆，编出两段圆弧，逼近曲线。,2019/7/22,3. 用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算,2）用三点圆法 通过已知三个节点求圆并作为一个圆弧段，从而逼近轮廓曲线。,三 节点坐标的计算,2019/7/22,3. 用圆弧逼近零件
6、轮廓曲线的节点计算,3）曲率圆法 曲率圆法为等误差圆弧逼近法。 a）以曲线起点开始作曲率圆 b）作偏差圆 c）求逼近圆圆心 d）求逼近圆弧,三 节点坐标的计算,2019/7/22,四 工艺处理,(一)数控加工工艺的基本特点和基本内容 1.基本特点： 数控加工的工序内容比普遍机床的 工序加工内容复杂； 数控机床加工程序的编制比普通机床 工艺规程的编制复杂。,2019/7/22,2. 基本内容： 选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内 容； 分析被加工零件图样、明确加工内容及技术要求； 设计数控加工工序； 调整数控加工工序的程序； 分配数控加工的容差； 处理数控机床上部分工艺指令。,四 工艺处
7、理,2019/7/22,(二)机床的合理选用,四 工艺处理,2019/7/22,(三) 工序与工步的划分 1. 工序的划分： (1)按零件装卡定位方式划分工序； (2)粗、精加工划分工序； ( 3)按所用刀具划分工序。,四 工艺处理,2019/7/22,2. 工步的划分 工步的划分主要从加工精度和效率两方面考 虑。 (1)表面按粗加工、半精加工、精加工依次完 成，或全部表面按先粗后精分开进行； (2)对既有铣面又镗孔的零件，先铣面后镗孔 可减少由变形引起的对孔的精度的影响。 (3)按刀具划分工步，减少换刀次数，提高加 工生产效率。,四 工艺处理,2019/7/22,(四)零件的安装和夹具的选择
8、,四 工艺处理,2019/7/22,(五)刀具的选择与切削用量的确定 1刀具的选择 2切削用量的确定 (a)切削深度； (b)主轴转速； (c) 进给速度。,四 工艺处理,2019/7/22,(六)数控机床的坐标系和坐标原点,四 工艺处理,2019/7/22,(七)对刀点和换刀点的确定,四 工艺处理,2019/7/22,(八)工艺路线的确定,合理的起刀点,（a）,（b）,四 工艺处理,2019/7/22,合理安排空行程进给路线 对数控冲床、钻床等加工机床，其空行程执行时间对生产率的提高影响较大。,（a）,（b）,（c）,四 工艺处理,2019/7/22,铣削凹槽的走刀路线分析,（a）,（b）,
9、（c）,采用行切法加工凹槽。,采用环切法加工凹槽。,先采用行切法，最后再环切一刀光整轮廓表面，加工效果好。,四 工艺处理,2019/7/22,铣削曲面时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定。,（a）,（b）,四 工艺处理,2019/7/22,轮廓铣削走刀路线的确定,铣削时，为减少接刀的痕迹，保证轮廓表面的质量，对刀具的切入和切出要仔细设计。 铣削外轮廓时采用外延法。铣削封闭内轮廓时，可采用内延法，但如果轮廓曲线不允许延伸，刀具只能沿着轮廓曲线的法向切入和切出，此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。,四 工艺处理,2019/7/22,设计等误差法直线逼近零件轮廓曲线的节点计算流程图,数据处理思考题,a）确定允许误差允的圆方程 b）求圆与曲线的公切线PT的斜率k c）求弦长AB的方程 d）联立方程求解下一点,2019/7/22,END,THE,