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1、一一 基点和节点的含义基点和节点的含义二二 基点坐标的计算基点坐标的计算三三 节点坐标的计算节点坐标的计算四四 工艺处理工艺处理2.3 数值计算和工艺处理 9/4/2024一一 基点、节点的含义基点、节点的含义 编程时的数值计算主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算编程时的数值计算主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算零件轮廓基点和节点的坐标，或刀具中心轨迹基点和节点的坐零件轮廓基点和节点的坐标，或刀具中心轨迹基点和节点的坐标。标。 数控机床一般只有直线和圆弧插补功能，因此，对于由直线数控机床一般只有直线和圆弧插补功能，因此，对于由直线和圆弧组成的平面轮廓，编程时主要是求各基点的坐标。和圆弧组成的
2、平面轮廓，编程时主要是求各基点的坐标。 基点：就是构成零件轮廓不同几何素线元素的交点或切点。基点：就是构成零件轮廓不同几何素线元素的交点或切点。如直线与直线的交点，直线段和圆弧段的交点、切点及圆弧与如直线与直线的交点，直线段和圆弧段的交点、切点及圆弧与圆弧的交点、切点等。根据基点坐标就可以编写出直线和圆弧圆弧的交点、切点等。根据基点坐标就可以编写出直线和圆弧的加工程序。基点的计算比较简单，选定坐标原点以后，应用的加工程序。基点的计算比较简单，选定坐标原点以后，应用三角、几何关系就可以算出各基点的坐标，因此采用手工编程三角、几何关系就可以算出各基点的坐标，因此采用手工编程即可。即可。 9/4/2
3、024 由于数控机床无法直接加工除直线和圆弧以外的曲线，由于数控机床无法直接加工除直线和圆弧以外的曲线，加工此类曲线时数值计算较为复杂，包括加工此类曲线时数值计算较为复杂，包括曲线拟合曲线拟合和和曲线曲线逼近逼近两部分。两部分。 节点：对于平面轮廓是非圆方程节点：对于平面轮廓是非圆方程Y=f（X）组成的曲线，组成的曲线，如渐开线、阿基米德螟线等，必须用直线和圆弧逼近该如渐开线、阿基米德螟线等，必须用直线和圆弧逼近该曲线，即将轮廓曲线按编程允许的误差分割成许多小曲线，即将轮廓曲线按编程允许的误差分割成许多小段，用直线和圆弧逼近这些小段段，用直线和圆弧逼近这些小段(可采用等间距直线、等弦可采用等间
4、距直线、等弦长直线、等误差直线逼近法和圆弧逼近法等长直线、等误差直线逼近法和圆弧逼近法等)。逼近直线和。逼近直线和圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点称为节点。圆弧小段与轮廓曲线的交点或切点称为节点。一一 基点、节点的含义基点、节点的含义 9/4/20241.直线与圆弧相交直线与圆弧相交 二二 基点坐标的计算基点坐标的计算 9/4/20242圆弧与圆弧相交圆弧与圆弧相交 二二 基点坐标的计算基点坐标的计算 9/4/20241节点坐标计算节点坐标计算步骤步骤： 1)选择插补方式，即采用选择插补方式，即采用直线段或圆弧段逼近非圆曲线。采直线段或圆弧段逼近非圆曲线。采用直线段逼近用直线段逼近一般数学处理较
5、简一般数学处理较简单，但计算的坐标数据较多，单，但计算的坐标数据较多，且各直线段问连接处存在尖角，且各直线段问连接处存在尖角，由于在尖角处由于在尖角处，刀具不能连续，刀具不能连续地对零件进行切削地对零件进行切削，零件表面会川现硬点或切痕，零件表面会川现硬点或切痕，使加工质量使加工质量变差。采用圆弧段逼近的方式变差。采用圆弧段逼近的方式，可以大大减少程序段的数目，可以大大减少程序段的数目，同时如同时如果用彼此相切的果用彼此相切的圆弧段来逼近非圆曲线，可以提高零件圆弧段来逼近非圆曲线，可以提高零件表面的加工质量：但采用表面的加工质量：但采用圆弧段圆弧段逼近、其数学处理过程比直线逼近、其数学处理过程
6、比直线要复杂一些。要复杂一些。 三三 节点坐标的计算节点坐标的计算 9/4/2024 2)确定编程允许误差、确定编程允许误差、即使即使 允允； 3)选择数学模型。确定计算方法：日前生产中采用选择数学模型。确定计算方法：日前生产中采用的算法比较多，在决定采用什么算法则，主要考虑的算法比较多，在决定采用什么算法则，主要考虑的四条有两条：一是尽可能按等误差的条件，确定的四条有两条：一是尽可能按等误差的条件，确定节点坐标节点坐标位置，以便最大程度地减少群序段的数目；位置，以便最大程度地减少群序段的数目；二是尽可能寻找一种简便的计算方法，以便于计算二是尽可能寻找一种简便的计算方法，以便于计算机程序的编制
7、，及时得到节点坐标数据。机程序的编制，及时得到节点坐标数据。 4)根据算法，根据算法，画出计算机处理流程图。画出计算机处理流程图。 5)用高级语言编用高级语言编写程序、上机写程序、上机调试。并获得节点坐调试。并获得节点坐标数据标数据。 三三 节点坐标的计算节点坐标的计算 9/4/20242. 用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算三三 节点坐标的计算节点坐标的计算 1）等间距法MN方程：方程：联立求解方程组： 9/4/20242. 用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算三三 节点坐标的计算节点坐标的计算 2）等弦长法a）确定弦长lb）确定Rm
8、inc）求下一点由dR/dx=0得： 9/4/20242. 用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算用直线逼近零件轮廓曲线的节点计算三三 节点坐标的计算节点坐标的计算 3）等误差法a）确定允许误差允允的圆方程b）求圆与曲线的公切线PT的斜率kc）求弦长AB的方程d）联立方程求解下一点 9/4/20243. 用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算三三 节点坐标的计算节点坐标的计算 1）用相切圆法 通过已知的四节点分别作两个相切的圆，编出两段圆弧，逼近曲线。 9/4/20243. 用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算2）用三点圆法 通过已知三个节点求圆
9、并作为一个圆弧段，从而逼近轮廓曲线。三三 节点坐标的计算节点坐标的计算 9/4/20243. 用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算用圆弧逼近零件轮廓曲线的节点计算3）曲率圆法 曲率圆法为等误差圆弧逼近法。a）以曲线起点开始作曲率圆b）作偏差圆c）求逼近圆圆心d）求逼近圆弧三三 节点坐标的计算节点坐标的计算 9/4/2024四四 工艺处理工艺处理(一一)数控加工工艺的基本特点和基本内容数控加工工艺的基本特点和基本内容1.基本特点：基本特点： 数控加工的工序内容比普遍机床的数控加工的工序内容比普遍机床的工序加工内容复杂；工序加工内容复杂； 数控机床加工程序的编制比普通机床数控机床加工程序的编制比普通机
10、床工艺规程的编制复杂。工艺规程的编制复杂。 9/4/20242. 基本内容：基本内容： 选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容；容； 分析被加工零件图样、明确加工内容及技术要求；分析被加工零件图样、明确加工内容及技术要求； 设计数控加工工序；设计数控加工工序； 调整数控加工工序的程序；调整数控加工工序的程序； 分配数控加工的容差；分配数控加工的容差； 处理数控机床上部分工艺指令。处理数控机床上部分工艺指令。 四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024(二二)机床的合理选用机床的合理选用四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024 (三三) 工序与工步的
11、划分工序与工步的划分1. 工序的划分：工序的划分： (1)按零件装卡定位方式划分工序；按零件装卡定位方式划分工序； (2)粗、精加工划分工序；粗、精加工划分工序； ( 3)按所用刀具划分工序。按所用刀具划分工序。四四 工艺处工艺处理理 9/4/20242. 工步的划分工步的划分 工步的划分主要从加工精度和效率两方面考工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。虑。 (1)表面按粗加工、半精加工、精加工依次表面按粗加工、半精加工、精加工依次完完成，或全部表面按先粗后精分开进行；成，或全部表面按先粗后精分开进行； (2)对既有铣面又镗孔的零件，先铣面后镗对既有铣面又镗孔的零件，先铣面后镗孔孔可减少由
12、变形引起的对孔的精度的影响。可减少由变形引起的对孔的精度的影响。 (3)按刀具划分工步，减少换刀次数，提高按刀具划分工步，减少换刀次数，提高加加工生产效率。工生产效率。四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024(四四)零件的安装和夹具的选择零件的安装和夹具的选择四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024(五五)刀具的选择与切削用量的确定刀具的选择与切削用量的确定1刀具的选择刀具的选择2切削用量的确定切削用量的确定 (a)切削深度；切削深度； (b)主轴转速；主轴转速； (c) 进给速度。进给速度。四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024(六六)数控机床数控机床的坐标系和的坐标系和坐标原点坐标原点四
13、四 工艺处工艺处理理 9/4/2024(七七)对刀点和换刀点的确定对刀点和换刀点的确定四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024(八八)工艺路线的确定工艺路线的确定合理的起刀点合理的起刀点（a）（b）四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024合理合理安排空行程进给路线安排空行程进给路线 对数控冲床、钻床等加工机床，其空行对数控冲床、钻床等加工机床，其空行程执行时间对生产率的提高影响较大。程执行时间对生产率的提高影响较大。（a）（b）（c）四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024铣削凹槽的走刀路线分析（a）（b）（c）采用行切法加工凹槽。 采用环切法加工凹槽。 先采用行切法，最后再环切一刀光整轮廓表
14、面，加工效果好。 四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024 铣削曲面时，常用球头刀采用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具与零件轮廓的切点轨迹是一行一行的，而行间的距离是按零件加工精度的要求确定。（a）（b）四四 工艺处工艺处理理 9/4/2024轮廓铣削走刀路线的确定 铣削时，为减少接刀的痕迹，保证轮廓表面的质量，对刀具的切入和切出要仔细设计。 铣削外轮廓时采用外延法。铣削封闭内轮廓时，可采用内延法，但如果轮廓曲线不允许延伸，刀具只能沿着轮廓曲线的法向切入和切出，此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。四四 工艺处理工艺处理 9/4/2024设计等误差法直线逼近零件轮廓曲线的节点计算流程图设计等误差法直线逼近零件轮廓曲线的节点计算流程图数据处理思考题数据处理思考题 a）确定允许误差允允的圆方程b）求圆与曲线的公切线PT的斜率kc）求弦长AB的方程d）联立方程求解下一点 9/4/2024ENDTHE9/4/2024
