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回转类零件车削数控自动编程塑料蝶阀铜川夏威夷果三角阀高低床

时间:2022年08月03日

回转类零件车削数控自动编程

编写数控加工程序主要有手工编程和计算机辅助编程(又称自动编程)两种方式,手工编程时,编程人员不仅必须具备零件的设计和制造知识,还必须具备熟练的编程技巧。对于结构复杂的零件,手工编程计算量大且易出错,很难满足生产的需要。自动编程具有手工编程所无法比拟的优势,它是CAD/CAPP/CAM集成系统的主要组成部分,是连接产品设计和制造的关键环节,广泛地应用于生产加工中。本文主要讨论回转类零件车削加工最重要的是的自动编程。

1 走刀路线的选择

在自动编程系统中,确定刀具轨迹是关键的一步,而走刀路线不仅直接决定刀具加工轨迹,还影响加工质量和切削效率。确定走刀路线的一般原则是:建筑涂料

1) 保证加工精度和表面粗糙度;

2) 方便数值计算,减少编程工作量;

3) 缩短走刀路线,减少走刀空行程;回转类零件车削加工时,常用走刀路线如图1-图5所示。

在图1中,刀具沿平行于轴线的方向运动,遇到工件轮廓后即按轮廓加工。其刀具轨迹计算方法简单,精加工余量均匀。

在图2中,刀具在整个切削过程中按轮廓形状走刀,其刀具轨迹计算较复杂。

在图3中,刀具沿平行于轴线的方向运动,遇到工件轮廓后即返回,然后进行下别出心裁3D打印一次走刀循环。其刀具轨迹计算方法简单,但精加工余量不均匀。

图4和图5用于加工凹滗水器形体和槽、端面的加工。图4中刀具沿轴向作切削运动,适用于槽较长的情况。图5中刀具先径向切削再轴向走刀,适用于槽较短的情况。

2刀具轨迹的生成

可以认为,零件表面轮廓是由直线和圆弧组成,对于由其它曲线组成的表面轮廓段,根据加工精度的要求,可以采用插值算法将其离算为直线或圆弧。描述直线、圆弧的方法很多,本文中,直线用起点坐标和终点坐标描述,而圆弧则采用起点坐标、终点坐标、圆心坐标加以描述。为了区分直线和圆弧还必须增设一个标志位,标志位取值为零表示直线,否则表示圆弧。零件轮廓有内轮廓和外轮廓之分,而内轮廓和外轮廓的加工显然不同,所以内轮廓和外轮廓必须分别处理(内轮廓的加工本文不加讨论)。另外,圆角、倒角等零件的辅助结构往往安排在最后加工,因此辅助结构必须单独加以描述。这样对于零件的每一外轮廓段,除了描述其主要几何特征外,还应描述辅助结构、辅助结构和主要几何特征之间的从属关系、外轮廓段和外轮廓段之间的邻接关系。零件外轮廓段的数据结构如下右所示。

需要指出,零件辅助结构的描述与零件外轮廓段有所不同,例如在描述倒角时,我们并不使用起点和终点坐标,而是使用轴向尺寸和倒角角度。另外在描述时还必须指出辅助结构的位置(外轮廓段的左端、右端)。

在确定了零件每一外轮廓段的数据结构后,就不难建立整个零件液压胶管外轮廓段的描述链,如图6所示。

图6

在建立了上图整个零件外轮廓的描述链后,下面就讨论对应于具体的走刀方式刀具的轨迹计算。

图1的走刀路线

由每一次走刀的开始切削点作平行于轴线的直线,通过头指针访问外轮廓描述链的结点,先判断该结点对应的外轮廓段与直线是否相交。如果相交,求出交点,由直线的起点至相交点、相交点到终点对应的外轮廓段所确定的轨迹即为刀具轨迹。如果不相交,读入下一结点,重复上述步骤直至链表尾。在得到最终的刀具轨迹前必须加上退刀轨迹、进刀轨迹。

图2的走刀路线

在求图2所示走刀方式的刀具轨迹时,有的数控系统只是简单地将待加工轮廓沿加工方向整体偏移,但这种方法有时会产生表面干涉,只适用于某些简单情况。胡德计和吴会林的《数控车削中等轮廓切削加工轨迹的生成与优化[J].计算机辅助设计与制造》提出了一种算法,其实现步骤如下:

·建立待加工零件的外轮廓描述链。

·逐段偏移求交,进行拓扑检查以消除偏移轮廓的自交。

·采用平行合并和等距线裁剪优化方法得最终的加工轨迹。

其详细实现过程见原著。

图3的走刀路线由每一次走刀的开始切削点作平行于轴线的直线,访问外轮廓描述链的结点,判断该结点对应的外轮廓段与直线是否相交。如果相交,求出交点,由直线的起点至相交电子钟表点所确定的轨迹即为刀具轨迹。如果不相交,读入下一结点,重复上述步骤直至链表尾。在得到最终的刀具轨迹前必须加上退刀轨迹、进刀轨迹。

图4和图5的走刀路线图4和图5所示走刀路线刀具轨迹的求取方法同前述类似,参照前述方法是不难求得的,在此不再赘述。

3 数控加工程序的生成

数控系统不同,数控加工程序的格式也不同,因此在生成数控加工程序前必须了解数控系统编程指令格式。

在数控编程中,工艺处理和刀具轨迹的计算部分被称为前置下面是济南试金金属疲劳实验机在使用进程中出现的部份符号及其意义处理,而数控加工程序的生成部分则被称作后置处理。前置处理的数据可以作为数控加工的依据,但不能直接用于数据加工,只有在经过后置处理变成机床能识别的指令后,才能控制数控机床加工。

>在完成了工艺规划后,可通过前述方法求出刀具轨迹,并以文件的形式存储刀具轨迹的切削参数信息,文件由一系列具有如下结构的字段组成:刀具起点坐标、刀具终点坐标、主轴转速、刀具进给速度、刀具号、冷却液号。如果走刀轨迹为圆弧,还必须存储圆心坐标。该文件通过后置处理便可生成数控加工程序。生成数控加工程序的过程如下:首先,输出快速定位指令将刀具定位到起刀点,然后读入文件,对刀具的每段轨迹分别进行不同的加工指令处理,在切削加工结束时,还要完成刀具返回原点、关闭冷却液、机床停机等辅助工作,至此程序结束。

生成的数控加工程序是否正确,可通过加工仿真检验。通过仿真,用户不但可以获得加工过程的直观和形象的感觉,而且还能进行干涉检查,用户一旦发现有误可立即修改,从而达到经济地指导生产的效果。

华中理工大学机械学院自动化所 刘建平 龚时华 喻道远 段正澄(end)

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