平面凸輪數控加工節點計算及銑削程序編制
圖示的凸輪是一個平面凸輪,它都是由圓弧與圓弧相切組成的。用手工編制加工該凸輪的程序的主要問題是計算各切點的坐標值。在計算時,我們應首先計算各圓弧圓心的坐標值,然后求出各基點的坐標,以便于劃分程序段。從圖中我們可以看到,該凸輪的輪廓由四個主要圓弧及四個過渡圓弧組成,過渡圓弧的作用是使兩個主要圓弧之間的連接,變成相切。這樣在加工凸輪輪廓時,就不會產生過切的現象,而成為平滑曲線。
由于四處過圓弧與其它兩個主要圓弧的連接是一樣的,都是已知兩圓和過渡圓的半徑,求過渡圓與已知圓的切點。因此我們可以推導出通用的切點坐標計算公式。
設圖中兩已知圓的圓心分別為O1及O ,半徑分別為r1及r2,過渡圓的半徑為R。
由圖可知,過渡圓圓心0(x0,y0)是在圓心分別為O1及O2,半徑分別為R—r1及R- r2兩圓的一個交點上,即過渡圓圓心坐標滿足方程組
由于A是圓0及圓O1的公切點,故必在兩圓的連心線上,即切點A的坐標滿足方程組
同理可得切點B的坐標滿足方程
根據以上公式,我們就可以求出該凸輪各個切點的坐標值。以切點A為例,由圖可知兩已知圓的圓心坐標,半徑和過渡圓的半徑分別為x1=0 y 1=0 r 1=35 x 2=-11.37 y 2=5.743 r 2=43.65 R=5
將上述各已知數分別代入有關方程組,得過渡圓的圓心方程組
解方程組,可得過渡圓圓心0。的坐標值為 x=26.283 y=14.463
再將計算結果代入計算切點坐標的方程組
解方程組,得切點A的坐標值 x=30.668 y=16.867
同理可以求出其它點的坐標。坐標值如下
0 (21.292,-14.922) 0 (-21.292,-14.922) 0 (-26.283,14.463)
B(31.15,15.603) C(25.502,-17.628) D(25.396,-17.777)
E(-25.396,-17.777) F(-25.502,-17.628) G(-31.15,15.603)
H(-30.668,16.867)
依據以上數據進行編程,程序如下
%0003
N01 G92 X0 Y0 Z100.0
N02 G90 G00 X-35.0 Y35.0 S800 M03
N03 Z-15.0 M08
N04 G41 G01 X-10.0 Y35.0 D01 F100
N05 X0
N06 G02 X30.668 Y16.867 R35.0
N07 G02 X31.15 Y15.603 R5.0
N08 G02 X25.502 Y-17.628 R43.65
N09 G02 X25.396 Y-17.777 R5.0
N10 G02 X-25.396 Y-17.777 R31.0
N11 G02 X-25.502 Y-17.628 R5.0
N12 G02 X-31.15 Y15.603 R43.65
N13 G02 X-30.668 Y16.867 R5.0
N14 G02 X0 Y35.0 R35.0
N15 G01 X10.0
N16 G40 G00 X35.0 Y35.0 M09
N17 Z100.0
N18 X0 Y0
M05
M19 M30
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