FANUC数控铣床编程实例38 立铣刀/球刀/圆鼻铣刀 三种刀具半球铣削宏程序的编制

对于凸半球和凹半球的加工宏程序，其实和倒圆角的加工编程很相似。这个实例中我们分别使用立铣刀、球头刀、圆鼻铣刀三种不同的刀具来对比编制一个凸半球的加工宏程序。案例中，我们只编制了精加工程序，先看下图纸：

图中我们可以看出，本例中需要在方形圆角方台上方的圆柱上，铣削球面半径为40的半球面。无论使用何种刀具进行加工，首先要明白加工的原理，对于这个例子就是刀具在不同深度，以不同半径环切整圆加工出球面，自变量是圆的参数方程的角度，分度越小，则表面质量越小，看下图：

当刀具切在变量#1对应的位置时，要算出与#1对应的刀具中心的Z坐标和X坐标。这个例子中，上表面中心为坐标原点，则A点处坐标是X0Y0Z-#9，则B点X坐标是#9*COS[#1]，那么刀具中心D点

X坐标为：#2=#9*COS[#1]+#8

Z坐标为：#3=-#9+#9*SIN[#1]

立铣刀加工的宏程序：

G90G54G40G1Z100F1000M03S1500

G1X50Y0

Z5

#1=0

#8=5

#9=40

WHILE[#1LE90]DO1

#2=#9*COS[#1]+#8

#3=-#9+#9*SIN[#1]

G1Z#3F500

G1X#2

G3I-#2

#1=#1+2

END1

G1Z5

END1

N20 G1Z5F200

Z100F1000

M5

M30

加工前毛坯状态：

仿真结果为：

可以看到加工出来曲面有棱角，因为立铣刀的刀尖所致。下面看下R4球刀的加工示意图：

可以看到，此时在计算刀具位置关系时，用到的三角函数的斜边是求半径和刀半径的和，算出来的X方向值直接就是刀轴的X，不用再加刀半径，但是算出来的刀心处的Z还要再减去刀具半径，才是刀尖的Z坐标，参考程序如下：

G90G54G40G1Z100F1000M03S1500

G1X50Y0

Z5

#1=0

#8=4

#9=40

#10=4

WHILE[#1LE90]DO1

#2=[#10+#9]*COS[#1]

#3=-#9+40*SIN[#1]-#10

G1Z#3F500

G1X#2

G3I-#2

#1=#1+2

END1

G1Z5

END1

N20 G1Z5F200

Z100F1000

M5

M30

仿真结果：

可以看出，此时球面的表面质量好于立铣刀加工的结果，如果要想得到更好的加工质量，可以使#1的递进步距更小些。接下来我们看一下圆鼻铣刀加工时如何编程，先看圆鼻铣刀倒圆角的示意图：

我们来分析一下，此时的刀具中心的坐标值和球刀时有何不同。如果单看D点，则X、Z坐标都相同，那么对于刀心处，我们可以看出Z向坐标值与球刀加工时相同，X方向多个刀具半径-刀具圆角的差值，编程如下：

G90G54G40G1Z100F1000M03S1500

G1X50Y0

Z5

#1=0

#8=6

#9=40

#10=2

WHILE[#1LE90]DO1

#2=[#9+#10]*COS[#1]+[#8-#10]

#3=-#9+[#9+#10]*SIN[#1]-#10

G1Z#3F500

G1X#2

G3I-#2

#1=#1+2

END1

G1Z5

END1

N20 G1Z5F200

Z100F1000

M5

M30

仿真结果：

如果仔细看的话，可以看出，使用D12R2的圆鼻铣刀加工出来的球面表面质量比R4球刀加工的球面表面质量略差些，因为相同步距的情况下，圆角越大，残余高度越小。

如果是下面这个图把加工球面改成加工圆角：

此时，计算出来的水平长度要再加上圆柱半径-圆角半径，即#11-#9

通过这三个例子，希望对大家对不同刀具加工倒圆角及球面的程序有所帮助，后面我会再编写一个关于不同刀具倒斜角的综合说明文章。