例题5-1:分别用平底立铣刀和球头立铣刀编制如图5-2所示零件上的凸半球切削程序(FANUC 0i数控系统)。
图5-2 凸半球曲面加工零件
解:1)工艺分析:平面工件上手工编程加工凸半球球曲面时,一般用宏程序编辑该程序,采用层铣的方式。首先用平底立铣刀铣削ϕ60mm×40mm圆柱体,然后再螺旋线加工,完成R30mm凸半球粗加工;再用球头铣刀完成精加工。注意,为了保证粗加工余量的均衡,以螺旋线半径为循环条件的判断,使每循环一次的径向变化为均值,另外,为了保证精加工余量,粗加工时高度固定保持抬高一定值。精加工时为了保证扇形误差的均匀,以圆心角为循环条件的判断。
2)程序编制:(FANUC 0i数控系统)
①平底立铣刀铣削凸半球程序:
②球头刀铣削凸半球程序:
例题5-2:分别用平底立铣刀和球头立铣刀编制粗、精铣削如图5-3所示椭圆凸半球的数控加工程序。(FANUC 0i数控系统)。
解:1)工艺分析:平面工件上手工编制加工椭圆凸半球曲面时程序时,一般采用层铣的方式加工;假设已经加工好长轴为40mm,短轴为30mm,高为35mm的椭圆柱;首先用平底立铣刀分层铣削椭圆半球余量;再用球头刀完成精加工。
椭圆凸半球采用球头刀加工,就此需计算刀具的中心轨迹,并且以此轨迹作为程序编制的轨迹。
根据图形特征,椭圆凸半球曲面相当于用垂直于Z轴的平面与之分层相截而形成椭圆叠层,每层椭圆的长短轴呈一定的规则缩放,如图5-4所示。
在XOZ平面中,假设使用的是球头立铣刀的半径为5mm,根据椭圆参数方程,当β从0°变到90°时,各层平面上的椭圆长、短轴如下:
Xi(i=1,2,…)=(椭圆长半轴+球刀半径)×cosβ=(40+5)×cosβ,即X从45变到0;(www.daowen.com)
图5-3 椭圆凸半球曲面加工零件
图5-4 椭圆凸半球曲面加工尺寸示意
Zi(i=1,2,…)=(椭圆短半轴+球刀半径)×sin β=(30+5)×sin β,即Z也从0变到35。
而在XOY平面上每层的椭圆长轴:
ai(i=1,2,…)=Xi(i=1,2,…)=(椭圆长半轴+球刀半径)×cos β=(40+5)×cosβ,
则:bi(i=1,2,…)/ai(i=1,2,…)=b/a=35/45,
bi(i=1,2,…)=(35/45)×(40+5)×cosβ=35×cosβ。
假设β为分层高度自变量,在每一层均完成一个椭圆的加工,椭圆极角α设为每层自变量,0°≤α≤360°,当α=360°时,跳出分层椭圆加工循环,当β从0变到90°后,刀具中心从-35到5时,跳出高度变化循环。
2)程序编制:(FANUC 0i数控系统)
①ϕ12mm平底立铣刀粗铣椭圆凸半球余量程序:
②R5mm球头刀精铣椭圆凸半球程序:
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