宏程序在椭圆铣削加工中的应用研究

1、第3 l 卷第0 l 期 2 0 1 0 年0 1 月 v 0 1 3 l n o o l j a n 2 0 1 0 宏程序在椭圆铣削加工中的应用研究 李森 ( 廊坊职业技术学院河北廊坊0 6 5 0 0 0 ) 摘要：数控机床对于一些形状复杂但却有一定规律的零件。例如椭圆、抛物线、双曲线等进 行加工时。可通过利用数控原理中数学计算。应用宏程序进行编制程序代码，可实现准确的自动加 工。基于对宏程序的研究着重分析了宏程序在加工椭圆中的应用，指出了常见的错误编程方法。 关键词：宏程序；数控加工；椭圆；应用研究 中图分类号：t p 3 9 1 7 文献标志码：b 文章编号：1 0 0 3 0 7

2、9 4 ( 2 0 l o ) 0 1 一0 1 1 8 0 3 a p p l i c a t i o no fm a c r oi n s t r u c t i o ni ne l l i p s em i l l i n g l is e n ( l a n g f a n gc o h e g eo fp r o f e s s i o n a lt e c h n o l o g y ，l a n g f a n g0 6 5 0 0 0 ，c h i n a ) a b s t r a c t ：an u m b e ro fc o m p l eb u tr e g u l a

3、 rw o r k p i e c e s ，s u c ha 8t h ee l l i p s e ，p a r a b o l a ，h y p e r b o l a ，e t c ， c a nb em a d ea c c u r a t e l yo nn u m e r i c a lc o n t r o lm a c h i n et o o l s ，w h i c hp r o g r a m mw i t ht h ea p p l i c a t i o no f m a c r oi n s t r u c t i o n t h ea p p l i c a t

4、 i o no fm a c r oi n s t r u t i o ni nt h ep r o c e s s i n go fe n i p s ew a sa n a l y z e d ，t h e c o m m o nm i s t a k e sp r o g r a m m i n gm e t h o d sw e r ep o i n t e do u t k e yw o r d s ：m a c r oi n s t r u c t i o n ；n cm a c h i n i n g ；e l l i p s e ；a p p l i e dr e s e a

5、r c h 0 前言 序段表示出来，编写出的程序非常简洁，逻辑严密， 在c a d c a m 软件普遍应用的今天，使用各种通用性极强，具有极好的易读性和修改性，而且机 c a d c a m 软件来编制数控加工程序已经成为潮床在执行此类程序时。比执行c a c c a m 软件生成 流，但必须强调的是手工编程仍还是基础。宏程序的程序更加快捷，反应更迅速。 用变量编程。可将有规律的形状或尺寸用最短的程 1 刀具中心运动轨迹的分析 _ “舢_ l 舡舢“姒“舢取舢“舢l 止“址址“业皿“舢“舢舢“舢舢舡皿舢j l 通过不同切削参数的加工试验，综合分析刀具寿命、生产效率之间的矛盾。根据反复试验的结

6、果， 寿命、产品质量稳定性、生产效率、制造成本等因在各种工艺条件下的切削试验结果比较表明在选 素，统计分析得出优化的切削参数。择的机床、刀具、装夹方式、切削深度等确定的前提 表l 中试验序号1 。6 代表各种不同的切削条下，切削速度为44 5 8r m i n 、进给速度为0 0 3m n d r 、 件及其相应的试验结果每一种条件下进行了较多 切削深度为0 2 5h i m 时，为目前试验基本保证图l 零件数量的加工试验该表列出的试验结果是对应零件技术要求切削参数。 相同试验条件下统计的平均值。 3 结语 表1 硬车试验工艺数据分析表 根据煤矿液压支架用阀产品适应硬车工艺加 试 切削条件 荤

7、丽赢i 蕊函i 磊丽 号r m i n r a m 一m m 丁) 其寿命 尺寸精度l t i l 造度r - i 鬲而f 丽：再 问m i n 作数量 l 44 5 8 o 0 50 2 5满足要求0 4 0 8l l7 9 235 0 00 0 50 2 5 满足要求0 4 加81 3 7 4 325 4 80 0 50 2 5 满足要求0 4 1 6 52 1 工产品零件的比较分析，其他断续加工零件的技术 要求如表面粗糙度等比该零件要求低，断续冲击频 率相比更低事实上选择该零件作为断续切削的硬 车工艺试件就是考虑到它是目前液压支架用阀零 4 ；：4 5 8 o 。1 0 o 2 5 耋告

8、茎警o 。4 - 1 6 2 59 3 件断续加丁条件最恶劣的零件。因此，根据以上试5 0 00 1 00 2 50161 953满足要求4 5 6 叫， 刖w 川。u 。州仙p 644 5 8 0 0 30 2 5 满足要求0 4 0 694 1 验分析，应用硬车工艺于液压支架用阀零件的断续 以上试验数据表明，在推荐的切削条件下的断 续零件的硬车加工能够实现，其零件尺寸精度完全 能够保证，零件要求的表面粗糙度不够稳定。有的 切削条件下甚至波动很大。考虑到断续切削的刀具 冲击频率和冲击振动，选择了推荐切削条件以外的 切削参数( 增大切削进给速度) 。试验结果表明刀具 寿命有相当的提高，与加大进

9、给、减少冲击有定 的关系。但实际上存在零件表面粗糙度要求、刀具 加工是可行的。 参考文献： 1 张世昌先进制造技术 m 天津：天津大学出版社，2 0 0 4 2 刘登发，张学军硬车削加t 技术对产品质量成本的影响 j 模 具技术。2 0 0 6 ( 6 ) ：1 3 3 郑天翼硬态车削机理的探索试验 j 新技术新t 艺，2 0 0 6 ( 7 ) ：2 9 作者简介：史利娟( 1 9 7 5 一) ，女，河南焦作人，硕士毕业于巾国 矿业大学机电专业 责任编辑：于秀文收稿日期：2 0 0 9 0 9 1 0 一1 1 8 一 万方数据 第3 1 卷第0 1 期宏程序在椭圆铣削加工中的应用研究李森

10、 v 0 1 3 1 n o 0 1 关于椭圆铣削宏程序编写人们往往有一种错误 的认识，以为只要刀具中心轨迹是椭圆，加工出的 轮廓就是椭圆。许多常见的椭圆宏程序就是在这个 错误认知的基础上编写的，从图l 、图2 可以看出。 宏程序由于允许使用变量编程。而设置不同的 参数变量，不仅影响加工的精度，而且还影响着程 序的数据量和加工的效率。经研究，在椭圆数控加 工中优先采用角度为参变量，用角度为参数变量时 轮廓绝对不是一个真正的椭圆。 终点判别简单，实时性好。下面用铣削实例来说明1 2 一椭圆加工的步：二三；三王三三三 。基准椭圆枷i i ll 池4 7 2 麓戮篆翟2 巴1 74 正确的 ( 内椭

11、圆轮廓轨迹加工示意图0 i 1 其准椭圆佗s n = 2 s锯7 l 钋于i ；三1 小椭阿 = 4 =4i f 确的 刀心运动轨迹( 由基准椭圆向内偏移8 得到) 图2 外椭圆轮廓轨迹加工示意图 1 基准椭圆a = 5 0b = 2 52 铣刀外形3 大椭圆a = 5 8b = 3 34 正确 的刀心运动轨迹( 南基准椭圆向外偏移8 得到) 如果想加工出真正椭圆轮廓，那么刀具中心运 动轨迹只能是椭圆轮廓的等距偏移曲线，如图2 。这 样的错误之所以广泛存在，主要有以下重要原因： 首先，椭圆宏程序的编写一般很自然地联想到 椭圆的参数方程，对数学公式的依赖。往往会容易 陷入误区。 其次，正确的刀具

12、中心运动轨迹与错误的椭圆 轨迹误差非常小，仅靠人肉眼观察难以分辨而在测 量时，一般会检查椭圆的长轴和短轴尺寸，但是这两 尺寸却是正确的，所以不易被人察觉其中的误差。 2 椭圆加工宏程序的正确实现方法 为保证加工椭圆的正确外形，一般采用小段直 线或圆弧来逼近椭圆轮廓曲线的数学处理方法来 完成数控编程，即在满足允许编程误差的前提条件 下用若干直线段或圆弧段分割并逼近给定的曲 线。然后计算出每段直线段或圆弧段起点、终点及 半径，再编程进行加工。如图3 圈3 等步长或等距逼近示意围 圈4 实例加工图 主程序： s 1 0 0 0m 0 3 g 5 4g 9 0g 0 0x 0y 0z 3 0 g 6

13、5p 1 6 0 0x 4 0y 2 0a 5 0b 3 0c 3 01 0h 6 q 2d 9 0e lf 1 0 0 0 m 3 0 自变量赋值说明 撑l = # 2 = # 3 = 撑4 = a ) 椭圆长半轴 b ) 椭圆短半轴 c ) 椭圆长半轴的轴线与水平的夹角 i ) 以为自变量，赋初值为0 # 1 l = ( h ) 椭圆凹槽深度 # 1 7 = ( q ) 自变量# 4 每次递增量 钾= ( d ) ，角度设为自变量，赋初值为9 0 # 8 = ( e ) ，角度押每次递增量 # 9 = ( f ) 进给速度 拟= ( x ) 椭圆中心z 坐标值 # 2 5 = ( y )

14、椭圆中心y 坐标值 宏程序 0 1 6 0 0 g 5 2x # 2 4y # 2 5 ，在椭圆中心( x ，y ) 建立局部 坐标系 g 0 0x 01 旧 ，定位至椭圆中心处 g 6 8x o y or # 3 ，局部坐标系原点为中心坐标 系旋转角度静3 w h i l e # 4 l e # 1 1 1d o1 ，如果加工深度# 4 撑l l ，循环1 继续 g 0 0x oy 0 c o o 快速定位到下刀点上方 z 喇+ 1 】，z 方向快速降至当前加工平面样4 上 lm m 处 g 0 1z 喇f 【# 9 木0 2 】以c 0 1 进给降到当前加工 一1 1 9 万方数据 第3

15、1 卷第o l 期 煤矿机械v 0 1 3 i n o 0 1 2 0 1 0 年0 1 月 c o a lm i n em a c h i n e r vj a n 2 0 1 0 逆向传动加工沉头螺孑l 孙传俊。李淮斌 ( 皖北煤电集团公司任楼煤矿，安徽淮北2 3 5 1 2 3 ) 摘要：针对加工沉孔过程中出现的加_ t - 精度不高，破坏工件强度，工时浪费严重，通过改造 刀具，达到提高加工精度的目的。 关键词：刀具：逆向；设计 中图分类号：t g 7 5 文献标志码：b 文章编号：1 0 0 3 0 7 9 4 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 1 2 0 0 2 r e v e r

16、 s i o nt r a n s m i s s i o np r o c e s s i n gs i n k ss p i r a lh o l e s u n c h u a n - j u l l l ih u a i - b i n ( r e n l o uc o a lm i n e ，w a n b e ic o a la n de l e c t r o n i c a lg r o u pc o m p a n y ，h u a i b e i2 3 5 1 2 3 ，c h i n a ) a b s t r a c t ：s i n k st h ew o r k i

17、 n ga c c u r a c yw h i c hi nv i e wo ft h ep r o c e s s i n gi nt h eh o l ep r o c e s sa p p e a r sn o tt o b eh i g h ，am a n - h o u ro fw a s t ei ss e r i o u s ，t h r o u g ht r a n s f o r m st h ec u t t i n gt o o l 。a c h i e v e st h ee n h a n c e m e n t w o r k i n ga c c u r a c

18、 yt h eg o a l k e yw o r d s ：c u t t i n gt o o l ；r e v e r s i o n ；d e s i g n 0 前言 绞车小滚筒与机体联接的螺栓孔采用的都是沉 头螺栓孑l ( 滚筒上要缠钢丝绳，螺栓漏在外面的话影 响绞车的正常运行) ，由于使用时间长，维修次数多等 原因导致此孔损坏，需要重新加工，对于一些稍大一 点的机械厂来说，厂里的设备齐全，这个问题很好解 决，但皖北煤电集团公司任楼煤矿机修厂是一个小 型修配厂，车间里只有摇臂钻床，牛头刨床，车床等简 易设备，按正常加工方法无法加t 此沉孔。 1解决方法 为了解决此问题，经过仔细分析

19、研究，根据摇臂 钻床也能反向进给切削的工作原理设计了一套夹具 及专用刀具，采用逆向进给的方向解决了此问题。 ( 1 ) 夹具的设计 深度 # 7 = 9 0 重置角度# 7 为初始值9 0 w h i l e # 7 l e # 4 6 0 】d o2 如# 7 一 4 6 0 ，循环2 继续 衡= # 1 * c o s # 7 1 椭圆上一点x 坐标 # 6 = # 2 木s i n 【# 7 】椭圆上一点y 坐标 g 0 1x # 5y # 6f # 9 以直线g 0 l 逼近走出椭圆 舸群7 + # 8 角度# 7 每次以# 8 递增 e n d2 循环2 结束 g o oz 3 0

20、g 0 0 快速提刀到安全位置 # 4 - - # 4 + # 1 7 z 坐标依次递增# 1 7 e n dl ，循环l 结束 g 6 9 取消坐标系旋转 g 5 2x 0y 0 取消局部坐标系，恢复原坐标 m 9 9 宏程序结束返回 3 结语 设计的夹具如图1 所示。上端的尺寸和一般普 通钻头的尺寸相同，但在其一侧中心加1 二一个通孔 并攻成内螺纹，安装时上端直接插入摇臂钻床的主 轴孔中，然后用螺栓穿过夹具上端的孑l 后将其固定 牢靠，下端轴的尺寸稍小于需加工孔的直径轴的 下端加工一通孔( 用于安装刀具) ，通孔下面加工一 外螺纹，钻孔时用来同定刀具。 图1夹具 1 扁尾2 内螺纹3 柄部

21、4 切削刀头5 内螺纹 - - - - l - 宏程序利用了变量作为数据进行编程。并且能 对系统变量进行读取，因此利用宏程序可以进行参 数化加工来提高效率，而且还可以完善和扩展数控 机床的功能，可解决一些用常规编程方法无法解决 的问题。但在用宏程序加工非圆曲线的过程中( 尤 其是常见的一些曲线) ，编程者往往想当然用现有 图形轨迹作为刀具中心运动轨迹往往忽视了外形 和刀具运动轨迹之间差别。因此，要想加工正确的 图形轨迹，需要仔细、认真和突破原有的思维定式。 参考文献： 1 李健跃，黄髓红宏程序在数控加工中的应用 j 机械工程师， 2 0 0 4 ( 4 ) ：5 0 - 5 i 2 张棉好椭嘲

22、数控编程参数的合理选宏程序实现 j 机械制造， 2 0 0 7 ( 6 ) ：3 4 - 3 6 3 陈海舟数控铣削加t 宏程序及应用程序 m 北京：机械工业出 版社2 0 0 8 作者简介：李森( 1 9 7 1 一) ，河北石家庄人，廊坊职业技术学院讲 师，天津犬学机械学院硕士研究生，研究方向是机械电子。电话： 0 3 1 6 - 6 8 7 5 0 3 1 电子邮箱：l s e “9 8 8 8 s o h u c o r n 一1 2 0 一 责任编辑：于秀文收稿日期：2 0 0 9 - - 0 9 1 0 万方数据 宏程序在椭圆铣削加工中的应用研究宏程序在椭圆铣削加工中的应用研究 作

23、者：李森 作者单位：廊坊职业技术学院,河北,廊坊,065000 刊名： 煤矿机械 英文刊名：coal mine machinery 年，卷(期)：2010，31(1) 引用次数：0次 参考文献(3条)参考文献(3条) 1.李健跃,黄登红.宏程序在数控加工中的应用j.机械工程师,2004(4):50-51. 2.张棉好.椭嘲数控编程参数的合理选宏程序实现j.机械制造,2007(6):34-36. 3.陈海舟.数控铣削加工宏程序及应用程序m.北京:机械工业出版社,2008. 相似文献(10条)相似文献(10条) 1.期刊论文 杨志勤.杨安林.皮智谋.董建国.yang zhiqin.yang anl

24、in.pi zhimou.dong jianguo 宏程序在液力偶 合器泵轮数控加工中的应用 -新技术新工艺2008(10) 针对在液力偶合器泵轮数控加工中的相似结构编程和原点找正问题,提出了利用宏程序编程的解决方案.数控加工中相似结构编程问题的解决方案:找 出泵轮零件的相似结构,绘制相似结构简图,设置自变量,用宏程序编程并将该程序嵌入主程序;原点找正问题的解决方案:用宏程序编程,将该程序输入数 控系统.数控系统按照用宏程序编制的程序自动记录和计算原点找正时测得的坐标值,设定工件坐标原点. 2.期刊论文 周曲珠.zhou qu-zhu 宏程序在数控加工椭圆工件中的应用研究 -机械设计与制造20

25、08(8) 应用数控机床进行加工时,需要对零件进行工艺分析,一些简单的零件采用一般手工编程进行加工,并且对于一些形状复杂但却有一定规律的零件,例 如:椭圆、抛物线、双曲线等,应用宏程序即可通过利用一些简单的数学计算,进行编制程序代码可实现自动化的加工.宏程序具有逻辑性强、程序简单、 修改方便等特点,在实际生产中也得到了广泛的应用.基于对宏程序的研究着重分析了宏程序在加工椭圆中的应用. 3.期刊论文 杨世平.杨湘军.胡自化.涂浩 绞龙类零件数控加工宏程序的开发 -组合机床与自动化加工技术2003(4) 文章介绍了绞龙类零件数控加工宏程序的开发方法和技巧.基于fanuc-omd系统编写了实际加工的数控宏程序,该程序不仅简捷、通用性强,而且对绞 龙系列化产品的数控加工具有实际指导意义. 4.期刊论文 霍苏萍.张月楼.huo su-ping.zhang yue-lou 宏程序在数控加工中的应用分析 -煤矿机械2007,28(9) 使用宏程序可以提高编程效率,并能扩展数控机床的使用范围,分析2个典型零件的宏程序实例,归纳出在数控加工中,用户根据加工零件结构特点,开 发设计自己的宏程序,是充分发挥数控机床性能的有效途径. 5.期刊论文 陈祖连 用户宏程序在参数化编程中的应用 -