课题名称非圆二次曲线的车削加工

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数控机床非圆曲线的加工

ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ932012 10案例C ASES数控机床非圆曲线的加工耿艳梅　胡庆峰数控机床加工非圆曲线，因数控系统不同，其编程方法也有所不同，FANUC系统用的是宏程序编程，SINUMERIK 系统所用的是R参数编程，FAGOR系统所用的是计算机高级语言编程。

笔者主要探讨宏程序编程的方法。

一、宏程序编程特点将一组命令所构成的功能，像子程序一样事先存入存储器中，用一个命令作为代表，执行时只需写出这个代表命令，就可以执行其功能。

这一组命令称做用户宏主（本）体(或用户宏程序)，简称为用户宏(Custom Macro)指令，这个代表命令称为用户宏命令，也称作宏调用命令。

使用时，操作者只需会使用用户宏命令即可，而不必记忆用户宏主（本）体。

用户宏的特征有以下几点：一是可以在用户宏主（本）体中使用变量；二是可以进行变量之间的运算；三是用户宏命令可以对变量进行赋值。

使用用户宏的方便之处在于可以用变量代替具体数值，因而在加工同一类的零件时，只需将实际的值赋予变量即可，而不需要对每一个零件都编一个程序。

用户宏程序功能有A、B两种类型，笔者主要研究B类宏程序编写非圆曲线的加工方法。

二、抛物线的加工加工如图1所示的抛物线，方程为Z =-2X 201。

设工件坐标系统如图1所示，抛物线的原点为工件坐标系统的原点。

设刀尖在参考点上与工件系统原点的距离为X =400mm，Z=400mm。

采用线段逼近法编制程序。

图1　抛物线B类型的宏程序加工程序：主程序：%0080N0010 G50 X200.0 Z400.0；N0020 M03 S700；N0030 T1010；N0040 G42 G00 X0 Z3.0 D10；N0050 G99 G01 Z0 F0.05；N0060 G65 P9010 A0.01 B2.0 C20.0 D－80.0 E0 F0.03；（调用加工抛物线的子程序,步距为 0.01mm，直径编程。

）N0070 G01 Z-110.0 F0.05；N0080 G40 G00 X200.0 Z400.0 T1000 M05；N0090 M02；子程序：P9010 子程序号N0010 #6=#8；赋初始值N0020 #10=#6+#1；加工步距（直径编程）N0030 #11=#10/#2；求半径（方程中的X）N0040 #15=#11*#11；求半径的平方（方程中的X 2）N0050 #20=#15/#3；求 X 2/20N0060 #25=－#20；求 - X 2/20N0070 #12=#11*#2；求 2X（直径）N0080 G99 G01 X#12 Z#25 F#9；走直线进行加工N0090 #6=#10；变换动点N0100 IF [#25 GT #7] GOTO 0020；终点判别N0110 M99；子程序结束三、正弦曲线的加工加工图2所示的零件。

非圆二次曲线的车削加工方法实例研究

本模块学习非圆二次曲线的车削加工方法，通过实例熟练掌握尺寸精度、形状位置公差和表面粗糙度的控制方法和确保方法，理解数控加工宏程序的编制方法。

1、零件图纸图1 实训图纸一2、工艺分析该零件主要的加工内容包括外圆粗、精加工、切槽及螺纹的加工。

加工工艺如下：<1）零件左端加工左端加工时从M20X1.5一直加工到外圆。

装夹时也应考虑工件长度，应以一夹一顶的装夹方式加工。

<2）零件右端加工右端加工较简单，只需夹住外圆，粗精加工椭圆即可。

3、刀具选择<1）选用的中心钻钻削中心孔。

<2）粗、精车外轮廓及平端面时选用93°硬质合金偏刀<刀尖角35°、刀尖圆弧半径0.4mm）。

<3）螺纹退刀槽采用4mm切槽刀加工。

<4）车削螺纹选用60°硬质合金外螺纹车刀。

具体刀具参数见下表刀具卡4、切削用量选择<1）背吃刀量的选择。

粗车轮廓时选用ap=2mm,精车轮廓时选用ap=0.5mm；螺纹车削选用ap=0.5。

<2）主轴转速的选择。

主轴转速的选择主要根据工件材料、工件直径的大小及加工的精度要求等都有联系，根据图2-1要求，选择外轮廓粗加工转速800r/min,精车为1500r/min。

车螺纹时，主轴转速n=400r/min。

切槽时，主轴转速n=400r/min。

<3）进给速度的选择。

根据背吃刀量和主轴转速选择进给速度，分别选择外轮廓粗精车的进给速度为130mm/min和120mm/min；切槽的进给速度为30mm/min。

具体工步顺序、工作内容、各工步所用的刀具及切削用量等详见下表。

切削用量表5、加工程序图2 实训图纸二图3 实训图纸三搜集整理，转载保留地址，谢谢！。

情境三任务二非圆曲线零件的加工

任务二非圆曲线零件的加工【知识目标】1.掌握非圆曲线零件的结构特点、加工工艺特点和工艺性能，正确分析非圆曲线零件的加工工艺2.掌握宏程序的编程格式及应用3.掌握带圆弧的阶梯轴零件的工艺编制方法4.掌握带圆弧的阶梯轴零件的手工编制方法【能力目标】1.能分析掌握非圆曲线零件的结构特点、特殊加工要求，理解加工技术要求2.会分析掌握非圆曲线零件的工艺性能，能正确选择设备、刀具、夹具与切削用量，能编制数控加工工艺卡3.能正确运用数控仿真系统软件，调试校验编写的零件程序，并虚拟加工4.能在车间实践加工非圆曲线零件并实施检测一、学习情境描述本课题要求编程并加工如图7.1所示零件。

工艺条件：工件材质为45钢，毛坯为直径Φ30mm，长100mm的棒料。

图7.1 椭圆手柄二、任务相关知识（一）宏程序基础知识1.宏程序的概念用户宏程序是FANUC数控系统及类似产品中的特殊编程功能。

用户宏程序的实质与子程序相似，它也是把一组实现某种功能的指令，以子程序的形式预先存储在系统存储器中，通过宏程序调用指令执行这一功能。

在主程序中，只要编入相应的调用指令就能实现这些功能。

一组以子程序的形式存储并带有变量的程序称为用户宏程序，简称宏程序；调用宏程序的指令称为“用户宏程序指令”或宏程序调用指令（简称宏指令）。

例如，在下述程序流程中，可以这样使用用户宏程序：主程序用户宏程序……O9011G65 P9011 A10 I5 ；…………X#1 Y#4；在这个程序的主程序中，用G65 P9011调用用户宏程序O9011，并且对用户宏程序中的变量赋值：#1=10、#4=5（A代表#1、I代表#4）。

而在用户宏程序中未知量用变量#1及#4来代表。

用户宏程序的最大特征有以下几个方面：可以在用户宏程序中使用变量；可以进行变量之间的运算；可以用用户宏程序指令对变量进行赋值。

使用用户宏程序时的主要方便之处，在于可以用变量代替具体数值，因而在加工同一类的工件时，只需将实际的值赋与变量既可，而不需要对每一个零件都编一个程序。

基于宏程序的非圆二次曲线轮廓的数控车加工

普通程序
只能使用常量常量之间不可以运算
为椭圆的离心角，此为自变量，范围为０ ≤ 。西≤９。、０，Ｚ为因变量，
加工程序如下：
０１０２
宏程序
可以使用变量，并可给变量赋值
变量之间可以运算
如图２所示工件，
（）标准方程（数方程）行转化，数学坐标转１对参进将化为工件坐标，准方程中的坐标是数学坐标，应用到标要数控车床上，须要转化到工件坐标系中。必
（）２求值公式推导，用转化后的公式推导出坐标计利
３非圆曲线宏程序编制的基本步骤
Ｎ１００８０Ｗ一．３０加工Ｒ６Ｇ２Ｘ３．３０Ｒ．；３圆弧
Ｎ１００１．；７Ｇ１Ｗ一００
Ｎ１０００．０．８Ｇ０Ｘ１０ＯＺ１００；
力工ｑ３ Ⅱ ５８夕圆
退刀
Ｎ１０９Ｍ３０；
程序结束
此例中若要加工不同尺寸的椭圆零件，只要将程序中＃、２的自变量重新赋值即可，它变量不用改动，１＃其对于此类零件的加工方便快捷。
４２抛物线工件的宏程序编程．
制造业信总化
仿奠，建壤ＩＡＤＣＣＩＡＭＩＡＥＣＰＣＩＡＰ
பைடு நூலகம்
２宏程序与普通程序的区别．用户宏程序和普通程序存在一定的区别，两者的不

数控车削加工配合件及非圆曲线轴

非圆曲线图的加工精度。 6. 能合理选择刀具并确定切削参数。 7. 能正确选用、使用通用工艺装备。
8. 培养综合应用的能力。 9. 培养查阅资料及相关应用手册的能力。 10. 能建立质量、安全、环保及现场管理的理念。 11. 培养与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能
力。
12. 树立正确的工作态度，培养合作、协调的能力。 13. 培养善于观察、思考、自主学习的能力。
3）选用机床为FANUC 0i系统CK6140型数控车床。
4）时间定额：编程时间90min；实操时间240min。
3. 工作要求
1）工件经加工后，各尺寸符合图样要求。 2）工件经加工后，配合件要求符合图样要求。 3）工件经加工后，表面粗糙度符合图样要求。 4）正确执行安全技术操作规程。 5）按企业有关文明生产规定，做到工作地整洁，
（4）依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。
1.宏程序 2.切削淬火钢的知识
完成下列任务： (1)请记录机床操作流程。
(2) 使用尺寸为30X86的棒料进行如图所示手柄零件的加工。
完成下列任务： (1)请记录机床操作流程。
(2)使用尺寸为110X70的坯料进行如图所示灯罩零件的加工。
加工中的注意事项：
1）不拆除圆锥芯轴零件，用圆锥芯轴套配合检查圆锥芯轴的锥度尺寸，并进行修整；
2）拆除工件，去毛刺倒棱并进行自检自查。
检测各尺寸是否满足精度要求。检测各形位精度是否满足要求。检测表面粗糙度是否满足要求。
（1）清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。
（2）注意检查或更换磨损坏的机床导轨上的油擦板。
1. 掌握加工零件的工艺规程制定内容。 2. 掌握锥面配合的应用知识。 3. 掌握非圆曲线的参数方程。 4. 掌握数控车非圆曲线的基本方法。

数控车加工非圆曲线编程探讨

数控车加工非圆曲线编程探讨摘要：随着科学技术的进步，现代化制造业较之传统制造业取得了相当大的进步，数控技术和数控设备是现代化制造业的基础，它们的发展水平关系到国家的经济发展、综合国力和战略地位，因此，我国在数控技术及产业发展方面采取了重大措施，使我国数控领域得到可持续发展。

本文简要介绍了数控机床的概念，详细论述了数控加工和数控加工的编程方法，并且重点研究了非圆曲线的编程方法。

关键词：数控机床；数控加工；非圆曲线加工；编程方法前言：数控技术也叫做数字化控制技术，是一种按照控制程序，控制程序是工作人员用计算机事先编好的，来执行对机械设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能，进行机械零件加工的技术，计算机软件的应用代替了原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，实现了存储数据、处理数据、运算数据、逻辑判断等各种控制机能，是制造业信息化的重要组成部分。

随着智能化、网络化技术的发展，数控技术向着高效率、高质量、高精度的方向发展。

数控技术在信息产业、生物产业、航空航天国防工业等各领域得到广泛应用，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应力和竞争力，数控技术的应用是制造业成为信息化的象征，对我国社会经济的发展起着越来越重要的作用，因此，为实现经济迅速发展、提高综合国力和国家地位，必须大力发展以数控技术为核心的现代化制造技术及其产业。

1.数控机床数控机床也叫做数字控制机床，是一种装有能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序控制系统，并通过译码，用代码化的数字表示出来，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出的各种控制指令，来控制机床的动作，按照图纸要求的尺寸和形状，自动的将零件加工出来的自动化机床，具有高度柔性、高精度、加工质量稳定可靠、加工效率高、自动化程度高等优点，数控机床能够很好地解决复杂、精密、小批量、多品种零件的加工。

数控机床的基本组成包括加工程序载体（主机）、伺服与测量反馈系统、数控装置、数控机床辅助装置、机床主体。

基于MATLAB的非圆曲线螺纹数控车削加工研究

基于MATLAB的非圆曲线螺纹数控车削加工研究在数控车削编程中，非圆二次曲线回转体零件的螺纹加工是一个难点。

首先利用MATLAB 软件计算非圆曲线螺纹宏程序的牙底直径，分析实验数据的准确性，验证螺纹程序的可加工性。

从而方便地实现了二次曲面螺纹的数控加工。

实验表明，该方法具有更好的加工柔性和更快的加工效率。

标签：MATLAB；宏程序；非圆二次曲线螺纹；数控加工0 引言在數控车车削编程加工过程中，当零件轮廓带有非圆曲线螺纹（如二次曲线、渐开线、抛物线等）型面时，由于该种零部件型面上午几何要素的特殊性，与常规的带有圆柱、圆锥等型面的零部件相比，二次曲面螺纹的编程、加工、检测相对复杂。

如用软件编程，则生成的程序结构容量较大，检查、修改困难。

实际加工中，用宏程序编程，能够给我们带来诸多的方便，但是程序检验比较困难。

本文借助MATLAB软件，以数控车床上加工椭圆螺纹为例，分析宏程序编制二次曲线螺纹加工程序的基本思路、技巧及验证方法。

1 零件编程分析以椭圆为例，为了和数控车编程坐标系参数一致，椭圆标准方程的参数y、分别相对应的是数控车、坐标轴，椭圆标准方程改为：，加工螺距为2的普通三角螺纹，尺寸如图1所示。

根据工件图示尺寸可以看出，运用数控车的宏程序编程可以实现外缘轮廓加工，再利用螺纹加工宏程序语句实现螺纹加工，程序如下：O0001；M03 S800；T0202；G00 X30 Z5；G73 U4 R4；（外轮廓粗加工）G73 P10 Q20 U0.5 F0.12；N10 G00 X20；G01 Z0；#1=0；（椭圆宏程序）N1 #2=20*COS[#1]-20；#3=4*SIN[#1]+20；G01 X[#3] Z[#2]；#1=#1+1；IF[#1 LT 181] GOTO1；N20 G01 X30；M03 S1000；T0202；（外轮廓精加工）G00 X30 Z5；G70 P10 Q20 F0.05；G00 X100 Z200；M03 S400；T0606；（椭圆面螺纹加工宏程序）G00 X30 Z5；#7=0.2；N2 #4=0；G00 X30；Z0；X[20-#7]；N3 #5=1-[#4+20]*[#4+20]/400；#6=20+4*SQRT[#5]；G32 X[#6-#7] Z[#4] F2；（螺距是2）#4=#4-2；IF[#4 GT -42] GOTO 3；#7=#7+0.2；（精加工螺纹牙型）IF[#7 LT 0.8] GOTO 2；G00 X30；X100 Z200；T0404；G00 X30 Z-43；G01 X0；X100；Z330；M05；M30；2 MATLAB软件分析螺纹加工宏程序考虑抛物椭圆加工特性和螺纹加工方便对刀，工件坐标系设置在椭圆右端面，编程时只考虑该抛物线z轴取值都在负半轴、x轴取值都在正半轴的数值，输出程序如下：a=20；b=2；z=-40：2：0；x=（b/a）*sqrt（a -（z+20）*（z+20））；plot（z，x，’.r’）；axis（[-40 0 0 3.5]）；xlabel（’’）；ylabel（’’）；title（’’）set（gca，’ydir’，’reverse’）；上述程序输出图2所示：椭圆底径尺寸坐标值输出如表1。

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浙江工业职业技术学院
日期年月日
熟练掌握各种常见非圆二次曲线地车削加工方法，学会各种常见非圆二次曲线地车削加工编程、控制尺寸精度及形位公差地方法，并能合理安排加工工艺.
课时安排＜30学时）
1、工艺分析
2、学生编程
3、下料及准备工作
4、数控加工
5、检测评分
检测手段
1、游标卡尺
2、千分尺
4、深度千分尺
5、螺纹塞规、环规
6、半径规
7、曲线样板
安全及注意事项
1、遵守实训场地安全文明生产制度
2、遵守数控车床地安全操作规程
课后分析
其氽玖
图4-1实训图纸一
2、工艺分析
该零件主要地加工内容包括外圆粗、精加工、切槽及螺纹地加工 .加工工艺如
下：
<1 ）零件左端加工
左端加工时从 M20X1.5 —直加工到° 40纭mi 外圆.装夹时也应考虑工件长度
应以一夹一顶地装夹方式加工
教案过程:
课题四非圆二次曲线地车削加工
一、新课导入：
本模块 < 共3个课题）学习非圆二次曲线地车削加工方法尺寸精度、形状位置公差和表面粗糙度地控制方法和确保方法地编制方法.
二、新课讲授：
1、零件图纸
.需要同学们熟练掌握，理解数控加工宏程序
7t±0.03
<2 ）零件右端加工
右端加工较简单，只需夹住■- 24 ±^9外圆，粗精加工椭圆即可•
3、刀具选择
<1 ）选用3地中心钻钻削中心孔•
<2 ）粗、精车外轮廓及平端面时选用93 °硬质合金偏刀< 刀尖角35 °、刀尖
圆弧半径0.4mm ）.
<3 ）螺纹退刀槽采用4mm切槽刀加工.
<4 ）车削螺纹选用60。

硬质合金外螺纹车刀.
具体刀具参数见下表
4、切削用量选择
（1）背吃刀量地选择.粗车轮廓时选用ap=2mm,精车轮廓时选用ap=0.5mm ；
螺纹车削选用ap=0.5.
（2）主轴转速地选择.主轴转速地选择主要根据工件材料、工件直径地大小及加
工地精度要求等都有联系,根据图2-1要求，选择外轮廓粗加工转速800r/min,精车为
1500r/min.车螺纹时，主轴转速n=400r/min. 切槽时主轴转速n=400r/min.
（3）进给速度地选择.根据背吃刀量和主轴转速选择进给速度，分别选择外轮廓粗精车地进给速度为130mm/mi n 和120mm/mi n ;切槽地进给速度为
30mm/mi n.
具体工步顺序、工作内容、各工步所用地刀具及切削用量等详见下表切削用量表
5、加工程序
图4-2实训图纸二
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图4-3 实训图纸三。