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數(shù)控機(jī)床的加工原理
閱讀:3420 發(fā)布時(shí)間:2009-8-11金屬切削機(jī)床加工零件,是操作者依據(jù)工程圖樣的要求,不斷改變刀具與工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)(位置、速度等),使刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工,zui終得到所需要的合格零件。
數(shù)控機(jī)床的加工,是把刀具與工件的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)分割成一些zui小的單位量,即zui小位移
量,由數(shù)控系統(tǒng)按照零件程序的要求,使坐標(biāo)移動(dòng)若干個(gè)zui小位移量(即控制刀具運(yùn)動(dòng)軌
跡),從而實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng),完成對(duì)零件加工。
刀具沿各坐標(biāo)軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng),是以脈沖當(dāng)量!為單位的(!! " 脈沖)。
當(dāng)走刀軌跡為直線或圓弧時(shí),數(shù)控裝置則在線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)
點(diǎn)的密化”,求出一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值,然后按中間點(diǎn)的坐標(biāo)值,向各坐標(biāo)輸出脈沖數(shù),
保證加工出需要的直線或圓弧輪廓。
數(shù)控裝置進(jìn)行的這種“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”稱做插補(bǔ),一般數(shù)控裝置都具有對(duì)基本函數(shù)(如
直線函數(shù)和圓函數(shù))進(jìn)行插補(bǔ)的功能。
對(duì)任意曲面零件的加工,必須使刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡與該曲面*吻合,才能加工出所需
的零件。
例如,欲加工輪廓為任意曲線 ! 的零件,如圖 # $ # 所示,可將曲線 ! 分成!!%,!!#,
!!&,…,!!"等線段,設(shè)切削!!"的時(shí)間為!#",當(dāng)!!"!%,即把曲線劃分的段數(shù)越小,則刀
具運(yùn)動(dòng)的軌跡越逼近曲線 !,即
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在 "#"時(shí)間內(nèi),刀具在各坐標(biāo)的位移量為"+(和 ",(即
!!"* "!$&"-!%&"進(jìn)給速度:
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當(dāng)加工直線時(shí),"!"的斜率不變,各坐標(biāo)軸速度分量的比值!&%"不變,因此進(jìn)給速度
&"可保持常量。
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當(dāng)加工任意曲線時(shí),"!"的斜率不斷變化,!&%"的比值也不斷變化。只要能連續(xù)地自
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動(dòng)控制兩坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)速度的比值,便可實(shí)現(xiàn)任意曲線零件的加工。
實(shí)際上,在數(shù)控機(jī)床上加工任意曲線 / 的零件,是由該數(shù)控裝置所能處理的基本數(shù)學(xué)
函數(shù)來逼近的,例如用直線、圓等。自然,逼近誤差必須滿足零件圖樣的要求。
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圖 ! " # 示出用直線逼近一任意曲線 ! 的情況。只要求出節(jié)點(diǎn) "、#、$ ……的坐標(biāo)
值,按節(jié)點(diǎn)寫出直線插補(bǔ)程序,數(shù)控裝置則進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”,并向各坐標(biāo)軸分
配脈沖數(shù),控制刀具完成該直線段的加工。逼近誤差!應(yīng)滿足零件公差要求,即!$%& ’!。
目前,上趨向采用 ()* 編碼,!+,# 年 - 月 #, 日,我國*機(jī)械工業(yè)部發(fā)布了《數(shù)
字控制機(jī)床用七單位編碼字符》部頒標(biāo)準(zhǔn) ./0121 " ,#,它與 ()* 標(biāo)準(zhǔn)相同,見表 ! " !。
圖 ! " # 用直線逼近曲線