宏程序34.docx
《宏程序34.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宏程序34.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
宏程序34
单元**********
知识目标：
1、掌握宏程序的基本知识。
2、掌握椭圆、双曲线等非圆曲线的宏程序的编程方法。
技能目标：
1、熟练掌握宏程序的输入域编辑方法
2、熟练掌握宏程序零件的加工方法
3、掌握零件尺寸误差的调整方法
任务1梯形螺纹的加工
一、任务描述
使用HNC-21/22M华中世纪星数控系统的数控车床编程并加工如图6-8。
图6-8
二、任务分析
梯形螺纹的车削工艺分析
加工梯形螺纹的加工有很多种：
直进法、斜进法、左右切削法、车直槽法、分层法等等。
由于梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面粗糙度值较小，致使梯形螺纹车削时，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。
学校的数控车床刚性较差，这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，在数控车工技能培训中难于掌握，容易产生“扎刀”和“爆刀”现象，进而对此产生紧张和畏惧的心理。
在多年的数车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、完善，对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知，笔者认为利用宏程序进行分层切削，可以很好地解决出现的问题。
“分层法”车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的综合应用。
在车削较大螺距的梯形螺纹时，“分层法”通常不是一次性就把梯形槽切削出来，而是把牙槽分成若干层，每层深度根据实际情况而定。
转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削，可以降低车削难度。
每一层的切削都采用左右交替车削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型线切削，梯形螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削，从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，因此能加工出较高质量的梯形螺纹，且容易掌握，程序简短，容易操作。
3、相关知识
梯形螺纹的尺寸计算
国家标准规定梯形螺纹的牙型角为30°。
下面就介绍30°牙型角的梯形螺纹。
30°梯形螺纹（以下简称梯形螺纹）的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示，单位均为mm。
左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”，右旋则不注出。
例如Tr36×6等。
图6-9梯形螺纹的牙型
梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式
名称
代号
计算公式
牙型角
α
α=30°
螺距
P
由螺纹标准确定
牙顶间隙
ac
P
1．5～5
6～12
14～44
ac
0．25
0．5
1
外螺纹
大径
d
公称直径
中径
d2
d2=d-0.5P
小径
d3
d3=d-2h3
牙高
h3
h3=0.5P+ac
内螺纹
大径
D4
D4=d+2ac
中径
D2
D2=d2
小径
D1
D1=d-P
牙高
H4
H4=h3
牙顶宽
f、f′
f=f′=0.366P
牙槽底宽
W、W′
W=W′=0.366P-0.536ac
四、任务准备
1、设备选择
HNC-21/22M华中世纪星数控系统数控车床
2、零件毛坯
毛坯为Φ55×50，工件分两次装夹，先加工出左侧Φ50的外圆再倒头加工右侧Φ28槽以及梯形螺纹。
五、任务实施
1、刀具的确定
零件名称：
梯形螺纹
序号
刀具号
刀具规格及名称
数量
加工表面
备注
1
01
刀柄20×20
1
左侧外圆粗精加工
主偏角93°，副偏角35°
2
02
刀柄20×20
1
右侧梯形螺纹粗精加工
刀具角度与加工梯形角度一致
3
03
刀柄20×20
1
槽刀
2、加工工艺的确定
分析如图6-8所示零件，零件由圆柱面、槽和梯形螺纹组成，结构比较简单。
尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
零件材料为45号钢，无热处理和硬度要求。
工艺路线安排如下：
（1）使用三爪卡盘夹持右侧，加工左侧Φ50的外圆。
（2）倒头加工右侧Φ28槽以及梯形螺纹。
制定加工工艺卡，如下：
数控加工工艺卡
零件名称
梯形螺纹
零件图号
6-8
工件材质
45钢
程序编号
夹具名称
数控系统
O0001
自定心卡盘
HNC-21/22M华中世纪星数控系统数控车床
工序号
工步内容
刀具号
主轴转速
r/min
进给量
Mm/r
背吃刀量
mm
备注
1
粗、精加工左侧Φ50×10的外圆
T01
500
0.15
2
T01
1200
0.5
0.5
2
粗、精加工右侧Φ28×10的槽
T03
500
0.15
2
加工30度角
T03
1200
0.5
0.5
3
加工Tr36×6
T02
300
6
0.1
编制
审核
批准
3、程序的编制
因外圆和槽的加工前部章节已做介绍，在此只做梯形螺纹加工宏程序
参考程序
加工程序
程序说明
O0001
T0202
换梯形螺纹刀
M03S300
主轴转速300r/min
#1=36
加工螺纹直径
#2=1.876
借刀量初始值（tg15*3.5*2或0.938*2=1.876）
WHILE#1GE29
加工循环至最小径尺寸结束
G00X38Z5
螺纹加工循环起点
G92X[#1]Z-32F6
加工螺纹牙型中间一刀
G00X38Z[5+#2]
螺纹加工循环起点
G92X[#1]Z-32F6
加工螺纹牙型右侧一刀（借刀）
G00X38Z[5-#2]
螺纹加工循环起点
G92X[#1]Z-32F6
加工螺纹牙型左侧一刀（借刀）
#1=#1-0.2
改变螺纹加工直径（每层切深0.1mm）
#3=[#1-29]/2
中间量
#2=#3*0.268
借刀量逐层根据梯形角度递减（tg15=0.268）
ENDW
结束循环
G00X38Z5
在底径处精加工一刀
G92X29Z-30F6
G00X100
刀架快速退回
Z100
M05
主轴停
M30
程序结束
4、工件和刀具的安装
梯形螺纹工件加工往往加工余量较大，切削力大，在装夹梯形螺纹工件时，通常采用两顶或一夹一顶的方法保证装夹牢固，同时使用工件的一个台阶靠住卡爪面或用轴向定位块限制，固定工件的轴向位置，以防止因切削力过大，使工件轴向位移而车坏螺纹。
车刀主切削刃必须与工件轴线等高或略高。
刀尖的角平分线应垂直于工件轴线，应用角度样板找正装夹，以免产生螺纹半角误差。
螺纹刀杆伸出不能太长，以免产生震动。
5、机床仿真为保障程序的正确性，在加工前使用机床的仿真功能对程序、走刀路线进行仿真。
仿真前应把机床锁死。
6、对刀及刀补
7、加工过程中的精度控制
（1）首件加工应单段运行，调整机床上的倍率按钮对加工参数进行修正，然后再自动运行。
（2）精度控制在加工过程中，为保证尺寸精度，粗加工后暂停加工测量工件尺寸，并对出现的误差用刀补修正法进行修正。
8、零件检测
（1）修正工件，去毛刺等。
（2）尺寸检测
（3）表面质量检测：
用粗糙度样板对比检测零件加工表面质量。
六、检查评议
姓名
零件名称
梯形螺纹
时间
90分钟
总得分
项目
序号
技术要求
配分
评分标准
检测记录
得分
零件加工
程序与工艺
机床操作
文明生产
记录员
7、问题及防治
在此梯形螺纹零件加工编程过程中，要理解刀是分层切削的，每层分中、左、右三刀，每层切深0.1mm,这样刀具每次切削下的材料不会太多，故切削力小，使工件较易加工完成。
如遇其他类似的梯形螺纹加工零件，每层分刀可分两道或四刀，视情况而定。
因为此零件为螺纹，故刀具要确保装夹正确且紧固，刀具刃磨要平整，不可出现零件加工过程中刀具损坏影响加工的情况。
注意事项
1、梯形螺纹车刀两侧副切削刃应平直，否则工件牙型角不正；精车时刀刃应保持锋利，要求螺纹两侧表面粗糙度要低。
2、工件在精车前，最好重新修正顶尖孔，以保证同轴度。
3、在外圆上去毛刺时，最好把砂布垫在锉刀下进行。
4、不准在开车时用棉纱擦工件，以防出危险。
5、车梯形螺纹时以防“扎刀”，建议用弹性刀杆。
6、车梯形螺纹时进给倍率和主轴倍率无效（固定100%）。
7、不要使用恒线速切削，用G97指令。
8、加工中的进给次数和被吃刀量应合理分配。
9、加工中要保证三针测量尺寸，利用Z向修改摩耗法切削。
10、必须设置导入量和导出量。
11、因车刀挤压会使螺纹大径尺寸膨长，因此车螺纹前的外圆直径应比大径小0.1mm～0.2.mm。
8、考证要点
图6-10
任务2抛物线曲面的加工
一、任务描述
使用HNC-21/22M华中世纪星数控系统的数控车床编程并加工如图6-11。
图6-11
2、任务分析
加工如图6-11所示零件，表面由右端抛物线曲面和左侧短轴组成。
此工件整体较为简单，表面都为外轮廓，故刀具选择主偏角为93°的机夹外圆刀进行加工。
编程方面的基本思路是用G71编程，外轮廓粗车循环，主要问题集中在抛物线曲面的编程表达方法，若用G01等G指令几乎无法编程，故可根据该抛物线曲面的公式，利用公式中x和z的关系，用宏程序编程加工。
三、相关知识
抛物线1、掌握的定义:
平面内与一定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹叫做抛物线（定点F不在定直线l上）。
定点F叫做抛物线的焦点，定直线l叫做抛物线的准线
2、方程、图形、性质
标准方程
图形
统一方程
焦点坐标
准线方程
范围
对称性
轴
轴
轴
轴
顶点
离心率
焦半径
宏程序1.表达式与括号
包含运算符或函数的算式就是表达式。
表达式里用方括号来表示运算顺序。
宏程序中不用圆括号，因圆括号是注释符。
例如175/SQRT[2]*COS[55*PI/180]
#3*6GT14
2．运算符的优先级
方括号→函数→乘除→加减→条件→逻辑
技巧：
常用方括号来控制运算顺序，更容易阅读和理解。
3．赋值号=
把常数或表达式的值送给一个宏变量称为赋值，格式如下：
宏变量=常数或表达式
例如#2=175/SQRT[2]*COS[55*PI/180]
#3=124.0
#50=#3+12
特别注意，赋值号后面的表达式里可以包含变量自身，如：
#1=#1+4;此式表示把#1的值与4相加，结果赋给#1。
这不是数学中的方程或等式，如果#1的值是2，执行#1=#1+4后，#1的值变为6。
4.程序流程控制
程序流程控制形式有许多种，都是通过判断某个“条件”是否成立来决定程序走向的。
所谓“条件”，通常是对变量或变量表达式的值进行大小判断的式子，称为“条件表达式”。
华中数控系统有两种流程控制命令：
IF——ENDIF，WHILE——ENDW。
（1）．条件分支IF
需要选择性地执行程序，就要用IF命令。
格式1：
（条件成立则执行）
IF条件表达式
条件成立执行的语句组
ENDIF
功能：
条件成立执行IF与ENDIF之间的程序，不成立就跳过。
其中IF、ENDIF称为关键词，不区分大小写。
IF为开始标识，ENDIF为结束标识。
格式2：
（二选一，选择执行）
形式：
IF条件表达式
条件成立执行的语句组
ELSE
条件不成立执行的语句组
ENDIF
（2）．条件循环WHILE
格式：
WHILE条件表达式
条件成立循环执行的语句
ENDW
功能：
条件成立执行WHILE与ENDW之间的程序，然后返回到WHILE再次判断条件，直到条件不成立才跳到ENDW后面。
WHILE中必须有“修改条件变量”的语句，使得其循环若干次后，条件变为“不成立”而退出循环，不然就成为死循环。
图6-12流程控制图
四、任务准备
1、设备选择
HNC-21/22M华中世纪星数控系统数控车床
2、零件毛坯
毛坯为Φ75×90，工件分两次装夹，先加工出左侧Φ70的外圆再倒头加工右侧圆弧以及抛物线曲面。
五、任务实施
1、刀具的确定
零件名称：
抛物线曲面
序号
刀具号
刀具规格及名称
数量
加工表面
备注
1
01
刀柄20×20
1
外轮廓粗精加工
主偏角93°，副偏角35°
2、加工工艺的确定
分析如图6-9所示零件，零件由圆柱面和抛物线曲面组成，结构比较简单。
尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
零件材料为45号钢，无热处理和硬度要求。
工艺路线安排如下：
（1）使用三爪卡盘夹持右侧，加工左侧Φ75×90的外圆。
（2）倒头加工右侧圆弧以及抛物线曲面。
制定加工工艺卡，如下：
数控加工工艺卡
零件名称
椭圆轴
零件图号
6-1
工件材质
45钢
程序编号
夹具名称
数控系统
O0001
自定心卡盘
HNC-21/22M华中世纪星数控系统数控车床
工序号
工步内容
刀具号
主轴转速
r/min
进给量
mm/min
背吃刀量
mm
备注
1
粗、精加工左侧Φ75×90的外圆
T01
800
100
1
T01
800
100
0.5
2
粗、精加工右侧抛物线曲面
T01
800
100
2
T01
800
变量
0.5
编制
审核
批准
3、程序的编制
参考程序
加工程序
程序说明
O0002;
M03S800;
T0101
G00X90Z10;
循环起点
G71U1R1P1Q2X0.1Z0F100
N1G00X0
#1=0;
抛物线顶点处Ｘ半径值
#2=0;
抛物线顶点处Ｚ值
#3=-10
常量
#4=42;
抛物线开口处直径
#5=1;
每次步进量
#6=100
进给率
WHILE#1LE#4/2
G00X#1Z[#2+5];
加工起点
G01Z#2F[2*#6]
#1=#1+#5
Ｘ向递增
#2=[#1*#1]/[#3];
构造
/2
G01X2*#1Z#2F#6
ENDW
循环结束，抛物线加工完成
G01X50
G01W-22
GO2X56W-3R3
加工圆弧
G01X70
N2G01Z-90
G00X100Z10
退刀
M05
M30
4、工件和刀具的安装
工件在加工过程中不能用顶尖，且需加工到X0Z0点，故装夹在三爪自定心卡盘上，装夹要牢固。
车刀安装时不宜伸出过长，刀尖高度应与机床中心等高。
5、机床仿真为保障程序的正确性，在加工前使用机床的仿真功能对程序、走刀路线进行仿真。
仿真前应把机床锁死。
6、对刀及刀补
7、加工过程中的精度控制
（1）首件加工应单段运行，调整机床上的倍率按钮对加工参数进行修正，然后再自动运行。
（2）精度控制在加工过程中，为保证尺寸精度，粗加工后暂停加工测量工件尺寸，并对出现的误差用刀补修正法进行修正。
8、零件检测
（1）修正工件，去毛刺等。
（2）尺寸检测
（3）表面质量检测：
用粗糙度样板对比检测零件加工表面质量。
六、检查评议
姓名
零件名称
椭圆轴
时间
90分钟
总得分
项目
序号
技术要求
配分
评分标准
检测记录
得分
零件加工
程序与工艺
机床操作
文明生产
记录员
七、考证要点
抛物线曲线公式y=
/15
图6-13
升级会员 