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轮廓控制数控机床的种类

发布者:锐峰五金机械   发布时间:2019-8-27 21:16:38

      控制特点:连续、按一定联系、协调控制(联动)两个以上坐标轴任何时刻的运动位置、速度和方向,使刀具相对工件按要求的轮廓轨迹运动。也称连续控制或 多坐标联动数控机床。 轮廓控制数控机床的种类主要有平面轮廓加工的数控机床,空间轮廓加工的数控机床。
      (1). 平面轮廓加工的数控机床.
      控制两个坐标轴联动,使刀具相对工件在某一坐标平面做平面曲线运动,从而加工由平面曲线组成的轮廓的零件。常用于车削回转曲面、铣削平面曲线轮廓零件 (平面凸轮)。亦称两坐标联动数控机床。
      加工平面轮廓时,无论轮廓是什么曲线组成,常用小段直线来逼近曲线:以铣削平面轮廓为例,设当前铣刀回转中心在I/点,轮廓上的切削点为I,在单位时间内 ,数控系统控制刀具相对工件在X、Y两个坐标轴方向同时进给ΔxI和Δyi产生合成直线位移ΔLi,移到J点,从而在工件上加工出一小段直线IJ,逼近弧段IJ,如此连续控制X、Y轴的进给运动,便可加工 出多段小直线组成的折线来逼曲线轮廓。
      这里,控制的关键是确定每个单位时间内的进给位移分量ΔxI和ΔyI,这是由插补运算和刀 具半径补偿运算来完成的。运算条件:合成进给速度、单位时间长短 、轮廓曲线方程、由刀具半径和加工裕量所决定的刀具中心偏移量。
      (2). 空间轮廓加工的数控机床.
      加工空间轮廓,根据空间曲面形状、所用刀具、加工精度和粗糙度要求等的不同,使用不同的加工方法:两轴半联动、三轴联动、四轴联动、五轴联动。
      ①两轴半联动加工 对任何曲面,以平行于某坐标平面的平面连续剖分,得到一系列平面曲线。加工曲面时,采用球头铣刀,刀具中心在剖分坐标平面(X、Y、Z 中的任意两轴)内作平面曲线的插补运动,第三轴作周期进给。就可加工出该曲面。称行切法。
      ②三坐标联动加工 三坐标联动,刀具作空间曲线插补运动。可加工空间曲线轮廓(回珠器滚道)。还可加工曲面轮廓。加工曲面时,也采用行切法。与两轴半 不同的是,刀具作空间曲线插补运动,从而,使刀具在工件上切出的轨迹是平面曲线,切痕规则,容易得到低的表面粗糙度。
      ③四坐标联动加工 从理论上,有三轴联动,使用球头铣刀,可加工任意空间轮廓。但从加工效率和加工表面粗糙度考虑,对很多曲面,采用三坐标联动加工是 不合适的,需要采用更多的坐标联动来加工。
      飞机大梁是一个直纹扭曲面。若采用圆柱铣刀周边切削方式,因是直纹,在加工中,使刀具与加工型面始终保持贴合,不仅加工表面光洁,而且效率高。为了实 现这种加工方式,不仅要X、Y、Z三坐标联动控制刀具刀位点在空间的位置,而且要同时控制刀具绕刀位点的摆角,使刀具始终贴合工件,且还要补偿因摆角所引起的刀位点的改变。这就是四坐标联动加 工。
      ④五坐标联动加工 对大型曲面轮廓,零件尺寸和曲率半径比较大,可用端面铣刀进行加工,以提高生产率和减少加工残留量。
      加工时,使铣刀端面与切削点的切平面重合(凸面)或与切平面成某一夹角(凹面,避免产生刀刃干涉)。这时,切削点的坐标和法线方向时不断变化的,那么 ,刀具的刀位点和轴线也要相应变化。故需要X、Y、Z和绕两个坐标的角度联动控制,即五坐标联动控制。

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