[凹椭球面数控铣削加工研究]凹形槽铣削
时间：2019-01-20 03:33:33 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要:本文分析了凹椭球面的数控加工工艺,提出了凹椭球面的数控加工方案,给出了凹椭球面的加工程序。 关键词:凹椭球面;参数编程;曲面加工 中图分类号:TG519.1文献标识码:B文章编号:1009-9166(2009)014(c)-0068-02
凹椭球面是一种模具的成型曲面,本文采用FANUC-Oi-MB型数控系统,主程序直接使用宏程序参数编程方式,在DXK45型数控镗铣床上,对加工凹椭球面的过程予以探讨:
一、凹椭球面的结构特点:
如图1所示为凹椭球面,该曲面在三维空间各基准面投影均为椭圆。分别以a、b、c代表基面内椭球面的长半轴,短半轴,和高半轴。
图1凹椭球面 图2平底刀加工凹椭球面
该椭球面在编程时各半轴长度均可用参数变量方式表示,只需改变设置的参数值即可改变椭球面形状。此种方法在加工路径相同、尺寸不同、形状类似的系列零件时方便实用。
二、椭圆曲面的加工过程分析:
要求:加工出长轴35mm、短轴20mm、高半轴为15mm的凹椭球面;
毛坯料:85×85×40mm铝块,平口虎钳固定装夹;
曲面手工编程加工时,首先根据曲面特点选择加工刀具,其次确定曲面的加工方法,工序安排,然后通过建立数学模型,表示出各相关参数变量之间关系,进行程序编制。
(一)选择加工刀具。加工深度小于或等于高半轴的凹椭球面时,平底刀具由于自身结构特点,无法直接加工凹椭球底部的曲面,需使用其他类型刀具切除曲面底部残料(如图2所示),而且换刀时易产生高度误差(阶刀痕),影响加工质量,故不宜直接作为凹椭球面精加工刀具使用。 球型刀具可适用于整个凹曲面的加工,但它不适合用来去除凹体中大部分余料,可用键槽刀等刀具,先进行开粗,再使用球头刀进行曲面精加工(如图3所示)。椭球曲面存在最小曲率半径处,将会限制使用的刀具半径,刀具直径过大会发生过切,加工前需要依据计算所得的曲面最小曲率半径进行选刀。
图3球刀加工凹椭球面
(二)确定曲面加工方法。手工编程曲面加工采用两轴半的等高结合参数线差分的方法,即刀具在一定高度层上用直线逼近本层内曲面的参数曲线,然后抬升或降低高度层,依层进行加工的方法来实现曲面的数控加工。同时可设计层内刀具的初始位置以及刀具的切入和切出轨迹,以消除刀痕,提高加工质量。但需计算出不同高度层内曲面轮廓轨迹的参数表达式。对于球刀加工凹椭球面可采用球刀球心走长、短、高半轴均减小一个刀具半径值所形成的椭球面包络线来实现。
(三)建立数学模型,确定各参数变量的关系。凹椭球面可采用椭球面参数方程方法建立模型:空间内椭球面参数方程为:
实际应用先将它转化为各基面的标准方程:平面内椭圆参数方程为:
在沿长半轴抬高过程,建立的椭圆参数方程为:
抬高后新平面内的椭圆参数方程变为:
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