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手工編程中的數(shù)值計算

日期：2010年04月09　來源：沈陽機(jī)床（集團(tuán)）　關(guān)鍵字：車床
根據(jù)車床零件圖樣，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計算數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)控加工的數(shù)值計算。手工編程時，在完成車床工藝分析和確定加工路線以后，數(shù)值計算就成為程序編制中一個關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)。除了點(diǎn)位加工這種簡單的情況外，一般需經(jīng)煩瑣、復(fù)雜的數(shù)值計算。為了提高工效，降低出錯率，有效的途徑是計算機(jī)輔助完成坐標(biāo)數(shù)據(jù)的計算，或直接采用自動編程。
    車床一個零件的輪廓往往是由許多不同的幾何元素所組成，如直線、圓弧、二次曲線以及阿基米德螺線等。各幾何元素間的點(diǎn)稱為基點(diǎn)；如兩直線問的交點(diǎn)，直線與圓弧或圓弧與圓弧間的交點(diǎn)或切點(diǎn)，圓弧與二次曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)等。顯然，相鄰基點(diǎn)間只能是一個幾何元素。對于由直線與直線或直線與圓弧構(gòu)成的平面輪廓零件，由于目前一般車床數(shù)控系統(tǒng)都具有直線、圓弧插補(bǔ)功能，故數(shù)值計算比較簡單。此時，主要應(yīng)計算出基點(diǎn)坐標(biāo)與圓弧的圓心點(diǎn)坐標(biāo)。當(dāng)零件的形狀是由直線段或圓弧段之外的其他曲線構(gòu)成，而數(shù)控裝置叉不具備該曲線的插補(bǔ)功能時，其數(shù)值計算就比較復(fù)雜。將組成零件輪廓的曲線，按數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的+求，在滿足允許的編程誤差的條件下進(jìn)行分割，即用若干直線段或圓弧段來逼近給定的曲線，逼近線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。
   對刀時是通過一定的測量手段使刀位點(diǎn)與對刀點(diǎn)重合．?dāng)?shù)控系統(tǒng)從對刀點(diǎn)開始控制刀位點(diǎn)運(yùn)動，并由刀具的切削刃部分加工出要求的零件輪廓。對于平面輪廓的加工，車削加工時，可以用車刀的假想刀尖點(diǎn)作為刀位點(diǎn)，也可以用刀尖圓弧半徑的圓心作為刀位點(diǎn)。銑削加工時，是用平底立銑刀的刀底中心作為刀位點(diǎn)。但無論如何，零件的輪廓形狀總是由刀具切削刃部分直接參與切削完成的。因此，在大多數(shù)情況下，編程軌跡并不與零件輪廓完全重合。對于具有刀具半徑補(bǔ)償功能的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，只要在編寫程序時，在程序的適當(dāng)位置寫人建立刀補(bǔ)的有關(guān)指令，就可以保證在加工過程中，使刀位點(diǎn)按一定的規(guī)則自動偏離編程軌跡，達(dá)到正確加工的目的。這時可直接按零件輪廓形狀，計算各基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，并作為編程時的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
    某些簡易數(shù)控系統(tǒng)，例如簡易數(shù)控車床，只有長度補(bǔ)償功能而無半徑補(bǔ)償功能，編程時為保證精確地加工出零件輪廓，就需要作某些補(bǔ)償計算。用球頭刀加工三坐標(biāo)立體型面零件   時，程序編制要算出球頭刀球心的運(yùn)動軌跡，而由球頭刀的外緣切削刃加工出零件輪廓。帶擺角的數(shù)控機(jī)床加工立體型面零件或平面斜角零件時，程序編制要算出刀具擺動中心的軌跡和相應(yīng)擺角值。數(shù)控系統(tǒng)控制刀具擺動中心運(yùn)動時，由刀具端面和側(cè)刃加工出零件輪廓。
  車床輔助計算包括增量計算、輔助程序段的數(shù)值計算、標(biāo)注尺寸轉(zhuǎn)換成編程尺寸等。增量計算是僅就增量坐標(biāo)的數(shù)控系統(tǒng)或絕對坐標(biāo)系統(tǒng)中某些數(shù)據(jù)仍要求以增量方式輸人時，所進(jìn)行的由絕對坐標(biāo)數(shù)據(jù)到增量坐標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。如在數(shù)值計算過程中，已按絕對坐標(biāo)值計算出某運(yùn)動段的起點(diǎn)坐標(biāo)及終點(diǎn)坐標(biāo)，以增量方式表示時
    增量坐標(biāo)值一終點(diǎn)坐標(biāo)值起點(diǎn)坐標(biāo)值
    計算應(yīng)在各坐標(biāo)軸方向上分別進(jìn)行。例如，要求以直線插補(bǔ)方式，使刀具從n點(diǎn)(起點(diǎn))運(yùn)動到6點(diǎn)(終點(diǎn))，已計算出n點(diǎn)坐標(biāo)為(墨，E)，6點(diǎn)坐標(biāo)為(x。，h)，若以增量方式表示時，其x，y軸方向上的增量分別為△x—xb墨，△r—yb—E。
    輔助程序段是指開始加工時，刀具從對刀點(diǎn)到切人點(diǎn)，或加工完了時，刀具從切出點(diǎn)返回到對刀點(diǎn)而特意安排的程序段。切人點(diǎn)位置的選擇應(yīng)依據(jù)零件加工余量的情況，適當(dāng)離開零件一段距離。切出點(diǎn)位置的選擇，應(yīng)避免刀具在快速返回時發(fā)生撞刀，也應(yīng)留出適當(dāng)?shù)木嚯x。

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