Траектория инструмента. Эквидистанта

Программа обработки описывает поступательное перемещение инструмента относительно детали. Описание проводится для определенной точки инструмента: для концевой сферической фрезы — это центр полусферы, для сверла — точка пересечения оси с поперечной режущей кромкой, для резцов — его вершина или центр дуги окружности при вершине. В общем случае точка, движение которой программируется, называется центром инструмента.

В процессе обработки по программе центр инструмента проходит путь, называемый траекторией инструмента. Если принять, что радиус инструмента во время обработки контура детали остается постоянным, то при этом траектория центра инструмента. Эквидистантна к контуру детали. (Эквидистанта — это геометрическое место точек, равноудаленных от какой-либо линии и лежащих по одну сторону от нее. Характер эквидистанты отражает форму обрабатываемой детали и режущей части инструмента.

Эквидистанта формируется из геометрических элементов, к которым относятся отрезки прямых, дуги окружностей, другие кривые второго и высших порядков. Отдельные геометрические элементы соединяются пересечением или касанием. Точки сопряжения участков, т. е. переходы от одного геометрического элемента к другому, называются опорными точками. Если участок одного геометрического элемента размещается в разных квадрантах системы координат, точка перехода из одного квадранта в другой должна выделяться как опорная.

Кроме опорных точек рассмотренного вида, на линии обрабатываемого контура определяются технологические опорные точки, в которых изменяются те или другие технологические параметры: скорость главного движения, скорость контурной подачи.

Выбор способа соединения геометрических элементов эквидистанты зависит от угла а, образованного соседними элементами контура (при обходе контура смотреть на него необходимо со стороны инструмента). Для пары отрезков угол измеряют непосредственно между ними. Если элементом контура является дуга окружности, то угол α измеряют относительно касательной к этой дуге в точке сопряжения рассматриваемой пары геометрических элементов контура.

При а > 180° элементы эквидистанты соединяются сопрягающими дугами радиуса, равного радиусу инструмента Яи. Центры сопрягающих дуг находятся в общих точках элементов контура. Эквидистантой является линия А/В/1В/2С/

Перемещение центра инструмента вдоль сопрягающей дуги эквидистанты при обходе угла контура сопровождается изменением силы резания, что в свою очередь приводит к «зарезай» вершины угла. Для предотвращения «зазоров» дуги сопрягающих окружностей часто заменяют отрезками прямых, продолжающих участки эквидистанты к элементам контура (линия А/В/1В/3В/2С/). При а < 180° общей точкой элементов эквидистанты является точка их пересечения, а эквидистантой— линияЛВ3С. Если а>300°, то во избежание значительных отклонений траектории инструмента от эквидистанты необходимо произвести дополнительные построения. Примером такого построения может быть перпендикуляр, проведенный из точки D. В данном случае эквидистантой является линия А/В/1В/2С/. Обход угла возможен также по линии А/В/3С/. Наиболее технологичная — линия А/DЕС/.

Опорные точки траектории инструмента определяют, либо используя размеры, обозначенные непосредственно на чертеже, либо как приращение координат опорных точек контура детали. Последний вариант удобен при программировании многопроходной контурной обработки или обработки сложного профиля.

Вычисление опорных точек эквидистанты сводится к трем типовым случаям сопряжения дугой окружности радиуса, равного радиусу инструмента Rи, участков эквидистанты к парам несопряженных геометрических элементов контура детали «прямая — прямая», «прямая — окружность» и «окружность — окружность».