巧用数控车床对非圆曲线类零件加工

巧用数控车床对非圆曲线类零件加工

前言

以抛物线、椭圆、双曲线为例,介绍了数控车削加工中,采用宏程序编制非圆曲线零件的加工程序的几种方法,并进行比较。有效地解决了数控车削加工中非圆曲线零件的粗精加工,简化了此种零件加工程序的编制。

关键词：宏程序非圆曲线椭圆抛物线

摘要

文章分析了宏程序功能的突出特点、编程思路及常用编程格式,并以FANUC或SIEMENS系统数控车床为例,对含抛物线椭圆、双曲线轮廓的非圆曲线类数控车削零件,如何用宏程序来加工的设计思路、工艺参数、结构流程图及程序编制等进行了具体分析。在数控车削加工中,宏程序使用变量、算术、逻辑运算及循环语句等方法,能够编制传统数控编程无法实现的非圆曲线类零件的加工,其变量编程方式增加了应用对象的灵活性,使宏程序具有通用性,大大增强了数控机床的使用功能。

正文部分：

1.宏程序

1.1.宏程序简介

宏程序的适用范围：①. 形状类似但大小不同②大小相同但位置不同. ③特殊的形状（如椭圆、抛物线等等）.

1.1.1 宏程序的特点

宏程序是一种具有计算能力和决策能力的数控加工程序。

特点：

1.1.1.1计算能力使用了变量或者表达式。如：

⑴ G01 X[3+5] 其中包含了表达式

⑵ G00 X4 F[#1] 其中包含了变量

⑶ G01 Y[50*SIN[3]] 其中包含了函数

1.1.1.2决策能力使用了程序流程控制。如：

⑴ IF #3 GE 9 其中包含了选择执行命令

……

END

⑵ WHILE #1 LT #4*5 DO 其中包含了条件循环命令

……

END

1.1.2 宏程序的格式

1.1.

2.1变量的表示

#1=m #2=n

1.1.

2.2 计算原则

遵守四则混合运算法则，先乘除，后加减，有括号的自里向外计算。

1.1.

2.3 比较运算符

大于--GT

小于--LT

大于等于--GE

小于等于--LE

1.1.

2.4 转移指令

1.1.

2.4.1 无条件跳转移

GOTO XX XX表示跳转目标

1.1.

2.4.2 有条件跳转移

IF MM GOTO XX MM表示条件，XX表示跳转目标

WHILE MM DO XX MM表示条件，XX表示跳转目标

1.2抛物线零件

抛物线零件图

1.2.1 分析加工工艺：

1.刀具选择: 90°外圆车刀

2.加工路线选择：从加工难度考虑，零件轮廓直径30mm外圆柱面轮廓较为简单，其中包括长20mm抛物线轮廓，分析图样得知，该零件应该可以在一次装夹中完成，装夹方案如下：使用三爪卡

盘夹持部分在毛坯直径40mm处，伸出长度超过45mm即可。

3.切削用量选择：粗加工时可以选用0.5-2mm的切削深度，精加工时可以选用0.1-0.4mm的切削深度。

4.节点坐标计算：工件坐标系零点选择在右端面回转中心，计算相关节点坐标。

5.编写程序单

粗精加工程序：

O0001 90°外圆车刀

T0101 刀具号

M43 机床档位

M03 S600 主轴转速

G00 X40 Z2 快速点定位

#1=0

N10 #2=SQRT[#1/0.15]

#3=2*#2

#4=#1

G01 X[2*#2] Z[#1] F0.15

#1=#1-0.1

IF[#1 GE -20] GOTO10

G01 X26

X30 Z-22

Z-45

X40

GOO X80快速退刀至X80

Z100 快速退刀至Z100

M30 程序结束

1.2.2 零件加工：

1. 装刀：使用90°外圆车刀装夹在1号刀位，刀头稍微倾斜。（注意事项：等高，工作几何角度合理，主偏角大于90°，副偏角大于0°，以保证刀具能加工工件）

2. 操作：开始对刀，切换至1号刀位，手动模式-启动主轴-切工件端面-Z方向不动，沿X方向推出-按入对刀界面输入Z 轴，同理可得X轴。编程，对刀、程序编写输入完毕，在机床上模拟一下走刀路线，确认正确以后，可以启动机床，加工工件。随时观测CRT显示屏对应工件坐标和机床实际进给相符，以确保零件加工无误。

3. 检测：使用游标卡尺测量、千分尺测量尺寸。

4. 操作注意事项：注意使用刀具半径补偿。

1.3 椭圆零件

椭圆零件图

1.3.1 分析加工工艺：

1. 刀具选择: 90°外圆车刀

2. 加工路线选择：从加工难度考虑，此图具有直径为16mm,长为10.27mm的外圆柱面、螺纹与5*2mm的切槽，其中含有长半轴为30mm,短半轴为15mm的椭圆，此图较为简单，应该选用一次装夹完成。装夹方案如下：使用三爪卡盘装夹，夹持部分在毛坯直径58处，伸出长度超过65即可。

3. 切削用量选择：粗加工时可以选用0.5-2mm的切削深度，精加工时可以选用0.1-0.4mm的切削深度。

4. 节点坐标计算：工件坐标系零点选择在右端面回转中心，计算相关节点坐标。

5. 编写程序单

粗精加工程序：

M43

M03 S600

T0101

G00 X60 Z2

G73 U30 R20

G73 P10 Q20 U0.5 W0 F0.2

N10 G0 X20

G1 Z-25.27 F0.15

#1=-25.27

#2=#1+55

N15 #3=30*SQRT[1-#2*#2/225]+10 #1=#1-0.1

G01 X[2*#2] Z[#1]

IF [#1 GE -55] GOTO 15

N20 G01 X60

M43

M03 S800

T0101

G70 P10 Q20

G0 X80

Z150