加工中心技师
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论文题目:在FANUC系统的加工中心上等壁厚椭圆型腔的编
程与加工
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在FANUC系统的加工中心上等壁
厚椭圆型腔的编程与加工
摘要:多年来等壁厚椭圆型腔加工存在着一个壁厚不等的现象,本分了造成这种现象的原因,找出了解决的方法,并编制了在FANUC系统的加工中心上加工该型腔所有用的通用子程序,为等壁厚椭圆型腔加工提供工具。
椭圆轮廓 等距线 子程序 宏程序 通用性 主题词:椭圆型腔
随着科学技术的不断进步,椭圆型腔的应用也越来越广泛了。在航天,航空,机械,模具,玻璃制品行业尤为如此。然而,椭圆型腔的加工中存在这个数学误区,就是认为椭圆的等距线也是椭圆。比如加工图C-1所示的等壁厚型腔时,
22xy,,1已知外轮廓的方程为,在加工内轮廓时,往往控方程22ab
22xy进行加工,结果加工出来的零件壁厚是不等的,并且r越大,,,122(a,r)(b,r)
22xy误差也就越大。其实内轮廓的方程不是,而是一条特殊曲,,122(a,r)(b,r)
线。
一、椭圆等距线的方程
椭圆的方程:
22xy,,1 22ab
参数方程:
x,acos,{y,bsin(其中0??2) ,,,
22xy ,,122ab
2b
J
h
2a
图C-1 椭圆型腔的加工
X,YX,Y设A(X,Y)是椭圆上任一点,B()、C()为其等距曲线上的对1122应点,如图C-2所示。
Y
B
AC1
C
OX
C2C
图C-2 椭圆的等距线 因为OB=OA+AB
OC=OA+AC
OA=(cos,bsin) ,,,
ABAC==R
所以关键在于求向量AB、AC方向
因为过A点的单位切向量为
,,,,,1fx,,,,, 22,,,,,,,,,,,,,,1,fx1,fx,,
,bcos,,,fx,, asin,
,,,,asinbcos,,,,,所以 2222,,2222,,asin,bcosasin,bcos,,,,所以与AB同方向的单位法向量为:
,,,bcosasin,,, ,,,,1,,22222222asin,bcos,asin,bcos,,,,,与AC同向的单位法向量为:
,,,bcosasin,,,,, 2,,22222222asin,,bcos,asin,,bcos,,,
,,,,bcosasin,,AB=R,R,R= ,,1,,22222222asin,bcos,asin,bcos,,,,,
,,,,bcosasin,,,R,RAC= R= 2,,22222222asin,bcos,asin,bcos,,,,,OB=OA+AB
,,,,bcosasin,,,,acosR,bsinR= ,,,,22222222asin,bcos,asin,bcos,,,,,OC=OA+AC
,,,,bcosasin,,,,acosR,bsinR= ,,,,22222222asin,bcos,asin,bcos,,,,,
22xy,,1因此椭圆的等距曲线CC的方程分别为: 、1222ab
,bcos,,,,x(),acos,R12222,,asin,,bcos,
,,asin,y(),bsin,R,,C: (0??2,) ,11,,2222asin,bcos,,,,
,bcos,,,,x(),acos,R22222,,asin,,bcos,
,,asin,y(),bsin,R,,C:(0??2,) ,22,,2222asin,bcos,,,,实际上椭圆内型腔的曲线方程为C,并不是椭圆,这是造成加工误差的关键所2
在。
二、通用程序的编写
1(参数说明
应用宏指令,编写在FANUC系统加工中心上加工椭圆的通用子程序。其参数说明见表C-1。
表C-1 参数说明
参数 说明 变量 A 椭圆长半轴 #1 a
B 椭圆短半轴 #2 b
C 起始角(一般为0) #3 ,
I 终止角(一般为360) #4 E 步距角 #8 F 进给量 #9 R 壁厚 #18 2(子程序的编写
O9011 子程序名 G00X#1 Y#2 D01; 建立刀具补偿 G00 Y0; 运动到Y0位置 G01 Z-#26 F#9; Z向进给 WHILE[#3,#4] DO 3; 条件转移开始 #101=#1*COS#3; 变量变换 #102=#2*SIN#3; 变量变换 #103=#2*COS#3; 变量变换 #104=#1*SIN#3; 变量变换 #105=SQRT[#104*#104+#103*#103]; 变量变换 #106=#101-#18*[#103/#105]; 计算X #107=#102-#18*[#104/#105]; 计算Y G01 X#106 Y#107 F#9; 进给 #3=#3+#8; 变量转换 END 3; 条件转移结束 G91 G00 Z50.0 ; Z向退刀 G40 G90 G00 X0 Y0; 取消刀具半径补偿 M99;子程序结束