数控加工工艺、编程与操作13项目十三 非圆曲线轮廓和曲面零件加工课件.ppt

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1、项目十三：非圆曲线轮廓和曲面零件加工13.1导入项目图13-1所示为一旋钮手柄凹模，属于型腔类零件。材料为45钢，硬度220HBS，采用数控铣床加工。本项目只进行旋钮型腔内轮廓的加工。13.2宏程序应用由图13-1可知，该型腔内轮廓线是由椭圆弧和圆弧共同组成。对于本项目由椭圆曲线这类有规则的非圆曲线轮廓，可以利用数控系统提供的宏程序进行编程。关于宏程序的基本知识，如变量、表达式、程序控制指令、宏程序的调用等基本概念及其使用方法，在项目七的7.2中已详细介绍。13.2.1非圆曲线轮廓宏程序编程1.椭圆轮廓加工编程

2、用Φ10mm的键槽铣刀加工如图13-2所示高度为2mm的椭圆凸轮廓。椭圆曲线用参数方程式表示：x=acos(t)y=bsin(t)参数为转角t。t的步长为1°，初值为0°，终值为360°。采用直线逼近方式进行加工。宏程序变量定义见表13-1。程序：Ｏ0001；N10G90G54G00X0Y0Z100.；（定位于G54上方安全高度）N20S1000M03；（主轴旋转）N30G65P2000A45.B25.C1.I0J360.K-2.；（调用宏程序，对应变量赋值）N40G00Z100.M05；（快速抬刀至安全高度）N

3、50M30；(程序结束)Ｏ2000；（宏程序）N10G90G00X[#1+20]Y0；(定位于（65,0,100）上方)N20G01Z#6F1000；（下刀至切深）N30#100=#1*COS[#4]；(计算X坐标值)N40#101=#2*SIN[#4]；(计算Y坐标值)N50G01G42X#100Y#101D02F500.；(运行一个步长)N60#4=#4+#3；(增加一个角度步长)N70IF[#4LE#5]GOTO30；(判断参数t是否小于等于360)N80G01G40X[#1+20]Y0；（取消刀补，回到（

4、65,0））N90M99；13.2宏程序应用图13-3心形线2.心形线轮廓加工编程用Φ10mm的键槽铣刀加工出图13-3所示的深度为3mm心形曲线型腔。心形曲线的极坐标函数式：。程序：Ｏ0001；G90G54G00X-20Y0；（建立坐标系，定位(-20,0)）G17G16；（指定工作平面，使用极坐标）M03S800；G00Z10.0；G01Z-3.0F30；#1=0；(变量#1赋初值)WHILE[#1LE360]DO1；(#1小于等于360时，执行循环体)#2=40*SIN[#1/2]；(变量#2为极径值ρ，变

5、量#1为极角θ)G41G01X#2Y#1F50；(直线插补工进)#1=#1+0.25；(变量#1累加0.25度)END1；(循环结束)G40G01X-20Y0；(取消刀补，回到(-20,0))G01Z10.0；G28Z0M05；M30；13.2宏程序应用13.2.2曲面加工宏程序编程1.抛物形凹面加工编程加工如图13-4所示的抛物反射面，坯料为100mm×100mm×30mm45钢。只要求加工抛物形凹面。在X-Z平面内，抛物线方程是：x2=100(16+z)（-16.0≤z≤0。）采取分层圆弧插补由上至下进行铣削

6、。用Φ10mm的立铣刀，在每一铣削层，根据抛物线方程计算出x的值作为X-Y平面内圆的半径β，即：β=10(16+z)1/2（-16.0≤z≤0）x2+y2=β2（圆方程）13.2宏程序应用程序：O0001；G17G90G54G00Z10.0；M03S800；G00X0Y0；（定位至起刀点）G43G00Z5.0H01M08；（建立1号刀具长度补偿，冷却液开）G01Z0F50；#1=0；（设Z方向进给为自变量#1，置初值0）WHILE[#1LT14.0]DO1；（循环）#1=#1+0.2；（#1增加一个层切步长0.2

7、）G01Z#1F30；（Z轴进刀）#2=10*SQRT[16.0-#1]；（计算X-Y平面内对应圆弧的半径）G41G01X#2Y0D01F80；（建立刀具半径补偿，并工进至加工圆弧的起始点）G03I-#2F30；（圆弧插补）G91G01Z3.0；（提刀）G90G40G00X0Y0；（取消半径补偿）END1；（循环结束）G00Z10.0M09；M05；M30；13.2宏程序应用2.椭球曲面加工编程加工图13-5所示的椭球面，坯料为80mm×80mm×50mm。立铣刀直径10mm。图示椭球曲面的方程为。采取沿Z轴分层

8、铣削进行加工。每一层刀头在X-Y平面内的轨迹都是一椭圆曲线其椭圆方程为：→编程时只需根据不同的Z轴坐标，确定相应的椭圆方程，再根据椭圆方程控制刀具的运动进行铣削。13.2宏程序应用设置变量：#1为Z轴坐标；#2为某一铣削平面椭圆的X半轴，其值等于X-Z平面（Y=0）内，该切削高度Z相应的X坐标：X=；#3为该平面椭圆的Y半轴，其值等于Y-Z平面（X=0）内，该切削高度Z相