4.2手柄零件加工（课件）-《数控车床编程与操作》同步教学（苏教版）

项目4 圆弧面加工 任务二 手柄零件加工 1.掌握基点和节点的概念。 2.掌握手工编程中的数值计算方法。 知识目标 技能目标 1.学会编制手柄加工程序及加工。 2.学会用数学方法计算圆弧起点、终点坐标。 本任务加工如下图 所示手柄零件图，毛坯尺寸为φ20mm ×80mm ，材料为45钢。该零件左端由 φ8mm 和 φ10mm 两个外圆组成，右端由半径为R3 mm、R29 mm、R45 mm 三个圆弧光滑连接而成。左端编程与加工都比较容易，右端需要计算出 R3mm、R29 mm、R45 mm 三个圆弧交点处的坐标，这是本任务的学习重点和难点。 一、数值计算 根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控系统所需输入的数据，称为数控加工的数值计算。 1.直接计算 直接通过图样上的标注尺寸，即可获得编程尺寸。进行直接计算时，可取图样上给定的基本尺寸或极限尺寸的中值，经过简单的加、减运算后即可完成。 例如，在图 4-14（b）中，除尺寸 42.1 mm 外，其余均属直接按图 4-14（a） 标注尺寸经计算后而得到的编程尺寸。其中，φ 59.94 mm 、φ 20 mm 及 140.08 mm 三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到的编程尺寸。 在取极限尺寸中值时，应根据数控系统的最小编程单位进行圆整。当数控系统最小编程单位规定为 0.01mm 时，如果遇到有第三位小数值（或更多位小数），基准孔按照“四舍五入”方法，基准轴则将第三位进上。 2.间接计算 间接计算是指需要通过平面几何、三角函数等计算方法进行必要的计算后，才能得到其编程尺寸的一种方法。用间接计算方法所计算出来的尺寸，可以是直接编程时所需的基点坐标尺寸，也可以是计算某些基点坐标值所需要的中间尺寸。例如，图 4-14（b）中所示的尺寸 42.1 mm 就是通过间接计算后得到的编程尺寸。 二、基点与节点 编制加工程序时，需要进行的坐标值计算有基点的直接计算、节点的拟合计算及刀具中心轨迹的计算等。 1.基点 （1）基点的含义 构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点，它可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。 如图所示 A 、B 、C 、E 和 F 等点都是该零件轮廓上的基点。 （2） 基点直接计算的内容 根据直接填写加工程序段时的要求，该内容主要有每条运动轨迹（线段）的起点或终点在选定坐标系中的各坐标值和圆弧运动轨迹的圆心坐标值。基点直接计算的方法比较简单，一般根据零件图样所给已知条件人工完成。 2.节点 （1）节点的含义 当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时，在加工程序的编制工作中，常常需要用直线或圆弧去近似代替非圆曲线，称为拟合处理。拟合线段的交点或切点称为节点。 图中的 B1、B2 等点为直线拟合非圆曲线时的节点。 （2）节点拟合计算的内容 节点拟合计算的难度及工作量都较大，故宜通过计算机完成，有时也可由人工计算完成，但对编程者的数学处理能力要求较高。拟合结束后，还必须通过相应的计算，对每条拟合段的拟合误差进行分析。 1.零件图工艺分析 该零件需要加工左端 φ 8 mm 和 φ 10 mm 两个外圆。右端需要加工半径为 R3 mm 、R29 mm、R45 mm 三个圆弧，三个圆弧光滑连接，其加工余量较大而且又不均匀，因此比较合理的方案是先用直线和斜线加工路线车去图 4-17 中虚线所示的加工余量，再用圆弧路线进行精加工。 通过上述分析，可采用以下两点工艺措施： （1）对图样上给定尺寸，编程时全部取其基本尺寸。 （2）按照工序集中的原则确定加工工序，其工序如下：车端面控制总长（可以在普通车床上加工）→ 粗精车左端 φ 8 mm、φ 10 mm 外圆和左端锥体→反头装夹，先粗车右端锥体和外圆，再用 G73 指令精车R3mm、R29mm、R45mm三段圆弧。 2.相关计算 手柄右端由半径为 R3 mm 、R29 mm 、R45 mm 三个圆弧光滑连接而成。对圆弧工件编程时，必须求出圆弧起点、圆弧终点、圆弧中心三个点的坐标值。计算方法如下：取编程零点为 W1 ，并作如图 4-18 所示辅助线。 （1）先求出 A 点坐标值及 O1 的 I 、K 值，其中 I 代表圆心 O1 的 X 坐标（直径编程），K 代表圆心 O1 的 Z 坐标。因 △ADO1 ∽ △O2EO1 ，则有： 3.确定刀具 根据加工需要，确定刀具，具体见下表。 1.左端加工程序 O4004； N10 G