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平面凸轮数控加工节点计算及铣削程序编制

图示的凸轮是一个平面凸轮,它都是由圆弧与圆弧相切组成的。用手工编制加工该凸轮的程序的主要问题是计算各切点的坐标值。在计算时,我们应首先计算各圆弧圆心的坐标值,然后求出各基点的坐标,以便于划分程序段。从图中我们可以看到,该凸轮的轮廓由四个主要圆弧及四个过渡圆弧组成,过渡圆弧的作用是使两个主要圆弧之间的连接,变成相切。这样在加工凸轮轮廓时,就不会产生过切的现象,而成为平滑曲线。
由于四处过圆弧与其它两个主要圆弧的连接是一样的,都是已知两圆和过渡圆的半径,求过渡圆与已知圆的切点。因此我们可以推导出通用的切点坐标计算公式。
设图中两已知圆的圆心分别为o1及o ,半径分别为r1及r2,过渡圆的半径为r。
由图可知,过渡圆圆心0(x0,y0)是在圆心分别为o1及o2,半径分别为r—r1及r- r2两圆的一个交点上,即过渡圆圆心坐标满足方程组
由于a是圆0及圆o1的公切点,故必在两圆的连心线上,即切点a的坐标满足方程组
同理可得切点b的坐标满足方程
根据以上公式,我们就可以求出该凸轮各个切点的坐标值。以切点a为例,由图可知两已知圆的圆心坐标,半径和过渡圆的半径分别为x1=0 y 1=0 r 1=35 x 2=-11.37 y 2=5.743 r 2=43.65 r=5
将上述各已知数分别代入有关方程组,得过渡圆的圆心方程组
解方程组,可得过渡圆圆心0。的坐标值为 x=26.283 y=14.463
再将计算结果代入计算切点坐标的方程组
 解方程组,得切点a的坐标值 x=30.668 y=16.867
 同理可以求出其它点的坐标。坐标值如下
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)
 依据以上数据进行编程,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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