数控铣削工艺与编程课件模块六曲面加工工艺与编程.ppt

数控铣削工艺与编程模块六曲面加工工艺与编程胡翔云龚善林主编人民邮电出版社出版 2013 年 10 月1日直纹面、规则曲面、空间轮廓表面的加工方法。宏变量及其运算。转移和循环语句。用户宏调用指令及其用法。宏程序在数控铣削编程中的应用。本章要点任务一学****曲面加工基本工艺一、直纹面加工直纹面可以展开成平面,严格来说,可以划归平面加工一类。对于直母线的翼面类零件,采用图 6-1 (b)所示的方案较为有利。每次沿直线进给,刀位点计算简单,程序段数目少,而且加工过程符合直纹面的形成规律,可以保证母线的直线度。图 6-1 (a)所示方案的优点是便于加工后检验翼型的准确度。因此,实际生产中最好将以上两种方案结合起来。图 6-1 (c)所示的环切方案一般应用在型腔加工中,在型面加工中由于编程麻烦而应用较少。但在加工螺旋桨叶轮一类零件时,工件刚度小,加工变形问题突出。采用从里到外的环切,***切削部位的四周受到毛坯刚性边框的支持,有利于减少工件在加工中的变形。(a)(b)(c) 对于直纹面的加工,可以采用手工直接编程二、规则曲面的加工图 6-2 二轴半层切法加工的***轨迹规则曲面有球面、锥面、柱面、抛物面、双曲面、椭球面等。这些规则曲面的加工可采用数控变量编程(宏程序)来完成。数控机床加工这类零件时,可用球头刀或立铣刀,采用二轴半层(行)切法加工( X、Y、Z三轴中任意二轴作联动插补,第三轴做单独的周期进刀,称为二轴半坐标联动),即***沿 XY 平面运动一周,按照切削零件轮廓的方式加工出一平面曲线,然后在 Z方向上移动一个层距△Z,再加工出一个新的平面曲线,直到整个曲面形状加工完成。图 6-2 所示为圆锥体采用二轴半加工***切削轨迹。由于球刀与锥面均为规则曲面,容易求得***运动轨迹方程, 因而可采用宏程序编程。由于球刀与锥面均为规则曲面,容易求得***运动轨迹方程,因而可采用宏程序编程。三、空间轮廓表面的加工 1 .二轴半加工如图 6-3 所示,将 X向分成若干段,球头铣刀沿 YZ 面所截的曲线进行铣削,每—段加工完成进给ΔX,再加工另一相邻曲线,如此依次切削即可加工整个曲面。在行切法中,要根据轮廓表面粗糙度的要求及刀头不干涉相邻表面的原则选取ΔX。行切法加工中通常采用球头铣刀或指状铣刀。球头铣刀的刀头半径应选得大些,有利于散热。用球头铣刀加工曲面时,总是用刀心轨迹的数据进行编程。图 6-4 所示为二轴半坐标加工的刀心轨迹与切削点轨迹示意图。图 6-3 曲面行切法图 6-4 二轴半坐标加工由于二轴半坐标加工的刀心轨迹为平面曲线,故计算不太复杂。常用在曲率半径变化不大及精度要求不高的粗加工中。 6-5 所示为内循环滚珠螺母的回珠器示意图。其滚道母线 SS 为空间曲线,可用空间直线去逼近。因此,可在具有空间直线插补功能的三轴联动的数控机床上进行加工,但由于编程计算复杂,宜采用自动编程。 S S X Y S S ZX Y X Z图 6-5 回珠器示意图 6-6 所示的飞机大梁,其加工面为直纹扭曲面,若采用三坐标联动加工,则只能用球头刀,不仅效率低,而且加工表面粗糙度差。为此,可使用圆柱铣刀,采用周边切削方式在四轴联动机床上进行加工。即除 3个直线坐标轴运动外,为保证***与工件型面在全长始终贴合,***还应绕 O1O2做摆角运动。由于摆角运动导致直线坐标轴(图中 Y轴)需做附加运动,计算较复杂, 故一般采用自动编程。 X Z OAO 2O 1Y 图 6-6 飞机大梁后倾角) ( j?1m 4m2m 3m Z螺旋角) ( i? Oj? jR AX BY 图 6-7 船用螺旋桨加工 6-7 所示的船用螺旋桨是五坐标联动加工的典型零件之一。由于其曲率半径较大,一般采用端铣刀进行加工,为了保证端铣刀的端面与加工处的曲面的切平面重合,铣刀除了需要 3个直线轴运动( X、Y、Z)外,还应做螺旋角? i (与 R有关)与后倾角? j的摆动运动,并且还要做相应的附加补偿。所以,叶面的加工需要五轴( X、Y、Z、A、B)联动, 这种编程只能利用自动编程系统。任务二学****宏程序基本知识通常将程序中含有变量及其表达式的程序称为宏程序。宏程序可以编制成子程序登录在内存中,再把这些功能用一个命令作为代表,执行时只需写出这个代表命令,同时给有关变量赋值,就可执行其功能。所登录的一群命令称为用户宏主体(或用户宏程序),简称用户宏指令( Custom Macro )。这个代表命令称为宏调用命令。使用时,用户只需会使用用户宏命令即可,而不必理会用户宏主体。宏程序也可编制成一般的加工程序,其中的变量需直接在程序中适当位置赋值。 FANUC 0i 系统宏程序分为 A类宏程序和 B类宏程序,