数控编程第十五讲.ppt

三、工序设计工序设计是保证加工质量与生产效率的关键，是编写加工程序的工艺依据。 第三章 数控加工程序编制 第一节 程序编制基础 第三章第三节程序编制中的数值计算 如图为曲率圆法，是一种等误差的圆弧逼近方法，步骤如下： 步骤为：①以曲线y=f(x)的起点（xn,yn）开始作曲率圆，圆心为（ζn,ηn），半径为Rn ②已知允许误差δ，求偏差圆与曲线的交点 ③求过（xn,yn）和（xn+1,yn+1），半径为Rn的圆心 ④重复以上步骤，依次求得其它逼近圆。 三、列表曲线的拟合方法 所谓列表曲线，是指只给出了零件曲线轮廓上某些以表格形式列出的坐标点数据而无方程。 当给出的列表点（型值点）已密到不影响曲线精度的程度，可直接在相邻列表点间用直线段或圆弧段进行编程。 处理列表曲线的一般方法是：根据已知型值点拟合出插值方程（称第一次拟合或逼近）； 再根据插值方程用直线段或圆弧段求得新的节点及其坐标数据（称第二次拟合或逼近），其逼近计算与处理非圆曲线节点计算的方法相同。 插值方程应具如下要求：通过各型值点，并与列表曲线的凹凸性一致； 插值方程应尽可能简化，最多是三次插值方程； 为使相邻曲线段光滑连接，在连接点有一阶导数和二阶导数连续。 应对给出的列表点进行“光顺”处理，找出误差比较大的“坏点”，予以修正。 列表曲线的拟合方法有：早期的牛顿插值法、拉格朗日插值法；目前常用的有三次样条、三次参数样条、圆弧样条、双圆弧样条、B样条等。 1、牛顿插值法 一般用相邻三个列表点建立二次方程拟合； 用于列表曲线比较平滑的拟合。 2、三次参数样条拟合 所谓“样条”，是用压铁对一根弹性细梁加力，使梁通过给定的型值点而模拟出具有力学特性的曲线。 三次样条具有一阶、二阶连续，但是处理大扰度时会产生较大的误差，甚至会出现多余的拐点； 所拟合的曲线随坐标的变化而变化，不具几何不变性的要求。 可以用三次参数样条拟合方法解决这些缺陷。 3、双圆弧法 是指在每两个型值点间用两段彼此相切的圆弧来拟合一个给定的列表曲线； 或对已知的三次样条曲线进行第二次逼近计算。 4、圆弧样条拟合列表曲线 过一型值点作一段圆弧，使相邻两段圆弧在相邻两型值点连线的中垂线上的一点相切。 所构成的圆即圆弧样条曲线，他在总体上为一阶光滑，分段为等曲率的圆弧。 四、列表曲面数学处理简介 列表曲面（自由曲面）是指一些复杂曲面无数学方程，在零件图样上只给出三维的列表点（xi,yi,zi）表示曲面的轮廓。 同列表曲线的数学处理一样，要用曲面方程来描述列表曲面，然后计算节点坐标和刀具中心轨迹数据。 列表曲面常用双参数的参数方程或矢量方程描述： 参数方程 x=x(u,v) y=y(u,v) z=z(u,v) 矢量方程 r=r(u,v) 1、列表曲面拟合方法 主要有网格法和曲面片法。 （1）网格法 是一种双变量算法，如图，在u、v两个方向上的单变量算子（u线，v线）组合起来构成一个网格点阵。 （2）曲面片法 康斯曲面片法采用双三次参数描述。 如同三次参数样条将分段的三次参数样条曲线光滑地连接起来描述一条列表曲线一样， 对于列表曲面，将曲面分割成若干小的曲面片，选择片与片之间适当的边界条件，使边界上一阶导数与二阶导数连续，再拼接起来即可描述整张曲面。 * 数 控 技 术 主讲教师：仇晓黎 东南大学远程教育 第十五讲 数控加工的工序设计是指一个零件在一次装夹中连续自动加工直至加工结束那部分的工艺内容； 包括零件的装夹方法与夹具选用、刀具选择与工步划分及其走刀路线、切削用量选择等内容。 1、零件的装夹与夹具 要求：每一个零件在夹具上的装夹必须精确定位，加工中不允许变形，力求减少零件的装卸时间。 ①零件在夹具上的定位基准应与零件的设计基准或工艺基准一致；夹具在机床工作台上的基准面与零件的定位基准面平行，并与机床坐标系一致。 ②夹具结构应有足够刚性，方便清除切屑。 ③确保刀具运动空间，避免刀具组件与夹具碰撞。 ④用组合夹具与可调夹具，小件用气动或液压夹紧。 ⑤批量较大的中小零件，可在夹具上装夹几个相同的零件或相似的零件加工； 可用一把刀加工万所有零件的相同表面后换刀。 1、工步与走刀路线 根据工序确定其工步、工步顺序及每把刀具的走刀路线。 首先根据该工序加工表面与毛坯的形状、尺寸以及粗、精加工要求，确定哪些表面用何种刀具加工，从而确定所需的工步； 再根据一般工艺原则确定工步顺序； 然后确定每把刀相对于工件的运动轨迹与方向（包括大余量切除的走刀次数与工作行程、空行程）及其切削参数。 如图为车刀选用及其走刀路线。 该零件毛坯为棒料，需7把刀； 刀号1-7表示工步顺序和每把刀的运动轨迹和方向。 刀号1、3为粗车，2、4为精车，5、6、7分别为切槽、车端面及车螺纹。 确定走刀路线应考虑确保加工质量、尽可能缩短走刀路