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數(shù)控畢業(yè)論文

橢圓形螺紋的數(shù)控編程與加工

時(shí)間:2022-10-05 17:54:30 數(shù)控畢業(yè)論文 我要投稿
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橢圓形螺紋的數(shù)控編程與加工

  橢圓形螺紋的數(shù)控編程與加工【1】

  【摘 要】本文主要圍繞橢圓形螺紋在數(shù)控車床上的加工,從圖形分析、編程思路、刀具選擇、程序編制、精度控制等方面進(jìn)行論述。

  采用宏程序編程能較好地解決橢圓形螺紋在數(shù)控大賽的加工難題。

  【關(guān)鍵詞】橢圓 異形螺紋 宏程序 編程

  隨著數(shù)控技能大賽的推廣與發(fā)展,比賽工件的難度逐漸提高,而螺紋的變化是其中之一。

  由原來(lái)的車削三角形螺紋,轉(zhuǎn)變?yōu)檐囅魈菪温菁y、車削圓弧形螺紋、車削橢圓形螺紋等各類異形螺紋。

  而橢圓形螺紋的編程較為復(fù)雜,本人結(jié)合多年帶學(xué)生參加數(shù)控比賽的經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出橢圓形螺紋的編程與加工方法,又快又好地解決了橢圓形螺紋的加工問(wèn)題。

  一 零件圖形分析

  圖1所示,橢圓形螺紋橢圓長(zhǎng)半軸為4.5mm,短半軸為3.5mm,方程式為z2/4.52+x2/3.52=1。

  橢圓圓心位于φ64mm的外圓上,螺距為10mm,螺紋切削深度1.5mm。

  二 加工刀具選擇

  由圖1可知,可以選擇橢圓弧形成形刀具加工,但圓弧必須與橢圓相吻合,制造較為困難,不建議使用。

  經(jīng)多次試驗(yàn)一般選擇主偏角為72.5°,刀尖角為35°,主后角為6°~8°,刀尖圓弧半徑0.2mm的尖刀進(jìn)行加工(見(jiàn)圖2)。

  三 編程思路

  橢圓形螺紋就是螺紋形狀是橢圓形的,采用刀尖角35°的尖刀加工時(shí),尖刀既要按照橢圓形狀運(yùn)動(dòng),又要按照螺紋的規(guī)律車螺紋。

  編程時(shí)主要解決橢圓形狀的變化關(guān)系,列出邏輯關(guān)系式,最后采用宏程序編程。

  此題的變量應(yīng)以橢圓長(zhǎng)軸為變量#3,然后根據(jù)橢圓方程式求出X坐標(biāo)值。

  單個(gè)橢圓形螺紋形狀從1點(diǎn)變化至2點(diǎn)(見(jiàn)圖3)。

  1點(diǎn)至橢圓中心的長(zhǎng)度要根據(jù)圖中給定的數(shù)值代入橢圓方程式求出,為3.69。

  即#3的變化從3.69變至-3.69。

  四 橢圓形螺紋參考程序(以FANUC系統(tǒng)為例)

  O0001;(橢圓形螺紋加工)

  T0101;(刀尖角35°刀)

  M3 S300;

  G0 X62 Z10;

  #1=4.5;( 橢圓長(zhǎng)半軸)s

  #2=3.5;( 橢圓短半軸)

  #3=3.69;( 橢圓形螺紋起點(diǎn)長(zhǎng)度)

  N10 #4=SQRT[#2*#2-#3*#3];

  #5=#2/#1*#4;

  #6=2*[32-#5];(編程坐標(biāo)系中橢圓中心X值)

  G0 Z[#3+10];(螺紋Z軸起刀點(diǎn))

  X[#6];(螺紋X軸起刀點(diǎn))

  G33 Z-45 F10;(車螺紋)

  G0 X62;(X向退刀)

  Z10;(Z向退刀)

  #3=#3-0.2;(Z向逐漸變化0.2)

  IF[#3GE-3.69] GOTO10;(判斷是否結(jié)束)

  G0 X62;

  Z10;

  G0 X100Z100;

  M30;

  五 精度控制

  為了保證零件加工精度,對(duì)刀時(shí)X向留0.3mm左右的余量,螺紋車完后測(cè)量。

  通過(guò)修改磨耗來(lái)修調(diào)尺寸,最終達(dá)到精度要求。

  六 結(jié)束語(yǔ)

  以上詳細(xì)分析了橢圓形螺紋的編程、加工及精度控制。

  這種編程思路可以延伸出其他類型異形螺紋的編程,如正弦線螺紋等三角函數(shù)異形螺紋,圓弧螺紋、拋物線螺紋等二次函數(shù)曲線螺紋。

  編程時(shí),將上述橢圓函數(shù)表達(dá)式變換為圖紙相應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式,給出變量的起點(diǎn)終點(diǎn)坐標(biāo)值,就可以完成相應(yīng)程序的編制。

  同樣為防止加工過(guò)程中刀具與工件產(chǎn)生干涉,要利用尖形車刀完成加工。

  此類異形螺紋編程主要采用宏程序思路通過(guò)變量設(shè)置,大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜形狀零件的數(shù)控編程計(jì)算,減少刀具投入且通用性強(qiáng)。

  在實(shí)際加工中具有實(shí)用意義。

  參考文獻(xiàn)

  [1]顧雪艷.數(shù)控加工編程操作技巧與禁忌[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007

  [2]張麗華、馬立克.數(shù)控編程與加工技術(shù) [M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2006

  數(shù)控車橢圓編程與加工方法【2】

  【摘要】本文以數(shù)控車床加工橢圓零件為例,詳細(xì)闡述橢圓手工編程的各種方法,并通過(guò)實(shí)際加工生產(chǎn),指出橢圓零件手工編程的優(yōu)越性和各種編程方法的優(yōu)缺點(diǎn),給出了合理建議。

  【關(guān)鍵詞】數(shù)控車;橢圓;編程與加工

  1.引言

  數(shù)控車床對(duì)橢圓零件的編程方法主要分為自動(dòng)編程和手工編程兩種。

  使用自動(dòng)編程軟件生成的程序,由于其程序冗長(zhǎng),使得加工時(shí)間拉長(zhǎng),加工效率并不高[3]。

  如果采用手工編程,根據(jù)數(shù)控機(jī)床的性能,合理選擇編程方法,既能避免零件程序冗長(zhǎng)的缺點(diǎn),提高加工效率,也能保證零件的加工質(zhì)量。

  對(duì)橢圓零件手工編程的方法有輪廓直線擬合編程、四心法橢圓編程和宏程序編程三種。

  本文針對(duì)FANUC 0i Mate TC數(shù)控車床,詳細(xì)介紹各種橢圓編程方法,并對(duì)橢圓類零件的編程加工給出了合理建議。

  2.輪廓離散逼近擬合編程

  不同的數(shù)控車床對(duì)橢圓零件加工的插補(bǔ)原理基本相同,實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算的方法有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)兩種。

  輪廓離散逼近擬合就是采用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的原理編程的[1]。

  如圖1所示零件圖(零件毛坯為Φ52棒料),將橢圓輪廓以3.0mm為間距橫向等分10部分,得到A、B、C、……G、H、I九個(gè)點(diǎn),以O(shè)點(diǎn)為編程原點(diǎn),得出該九個(gè)點(diǎn)的編程坐標(biāo)如圖所示。

  其中曲線OAB段以三點(diǎn)確定一個(gè)圓的方法擬合得到圓弧段OB半徑為R16.86(AutoCAD繪圖得到)。

  則該橢圓曲線通過(guò)輪廓離散擬合的原理轉(zhuǎn)換成圓弧和若干直線段,這樣就可以用一般指令完成零件的編程加工,其NC程序如下:

  3.四心法橢圓編程

  四心法繪制橢圓是橢圓的一種近似畫法,四心法橢圓編程就是采用這種思想,利用AutoCAD繪圖軟件將橢圓零件圖(如圖2所示)轉(zhuǎn)換成用四心法繪制橢圓的零件圖(如圖3所示),將橢圓軌跡轉(zhuǎn)換成圓弧,這樣就避免了數(shù)控車床上沒(méi)有橢圓插補(bǔ)功能的不足,利用G02/G03圓弧插補(bǔ)擬合橢圓軌跡,其NC程序?yàn)镺0002。

  4.宏程序編程

  宏程序就是采用變量的程序。

  與一般的程序編制相比,宏程序中的地址字符后為一變量,我們可以根據(jù)實(shí)際情況給變量賦值,并能進(jìn)行變量間的計(jì)算和跳轉(zhuǎn)[2]。

  采用宏程序?qū)E圓零件編程可以分為直角坐標(biāo)編程和極坐標(biāo)編程兩種方法。

  4.1 宏程序直角坐標(biāo)編程

  橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:

  如圖4所示,OA為橢圓短半軸(OA=b),OB為橢圓長(zhǎng)半軸(OB=a),α角為橢圓平面角,β角為橢圓極角。

  結(jié)合圖4可看出平面角不能完全反映橢圓動(dòng)點(diǎn)C的長(zhǎng)半軸和短半軸。

  要使橢圓正確加工達(dá)到終點(diǎn),在編程中應(yīng)將圖4中的極角β代替α才是正確的[2]。

  β角的確定方法有兩種:一種可以通過(guò)Auto CAD繪圖軟件直接得出極角,如圖5所示平面角度為120°,繪圖后得極角為111°;另一種方法也可以通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)公式。

  (推導(dǎo)過(guò)程省略。

  )將橢圓參數(shù)方程轉(zhuǎn)換成數(shù)控車用參數(shù)方程如下:

  5.結(jié)論

  通過(guò)實(shí)際加工生產(chǎn)驗(yàn)證,以上編程方法均能完成橢圓零件的加工,其特點(diǎn)如下:

  (1)采用輪廓離散編程逼近橢圓時(shí),其橢圓輪廓度與編程所用的步距大小有關(guān),步距越小,加工精度越高,但刻意減小步距來(lái)保證加工精度又會(huì)使計(jì)算量加大,數(shù)控系統(tǒng)處理速度降低,進(jìn)而影響加工效率[1]。

  (2)四心法橢圓編程,是將橢圓曲線轉(zhuǎn)換成圓弧,用G02\G03指令編程,簡(jiǎn)單易懂,其關(guān)鍵是采用四心法將帶有橢圓圖紙的橢圓部分轉(zhuǎn)換成圓弧。

  但其橢圓度差些。

  (3)宏程序編程中,其工件加工表面質(zhì)量主要取決于每次增加Z向歩距或角度大小,增加量越小,其精度越高。

  當(dāng)以角度作為變量編程時(shí),其加工精度比前者高,且程序簡(jiǎn)短,但需要特別注意編程角度為極角,而非平面角度。

  用宏程序加工橢圓時(shí),由于橢圓分層切削,加工路徑長(zhǎng),在數(shù)控競(jìng)賽或批量生產(chǎn)時(shí),為節(jié)約時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,可采用前兩種方法作為粗加工,切除工件大部分余量,然后調(diào)用橢圓宏程序精加工。

  以上方法各具特色,對(duì)于橢圓零件的編程加工,應(yīng)根據(jù)具體情況而定。

  參考文獻(xiàn)

  [1]吳凱.數(shù)控車床加工橢圓曲線輪廓編程方法的探討[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2010(06):51-54.

  [2]俞濤.基于數(shù)控車床FANUC系統(tǒng)對(duì)橢圓參數(shù)化編程的研究[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2011(1):97-98.

  [3]郭建平.巧用宏程序加工橢圓[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011 (07):100.

  橢圓形滾道回轉(zhuǎn)支承在隨車起重機(jī)上的應(yīng)用【3】

  摘 要 明確了隨車起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承選型設(shè)計(jì)計(jì)算工況、受力模型和選型方法,分析了橢圓形滾道回轉(zhuǎn)支承的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用前景。

  關(guān)鍵詞 隨車起重機(jī);橢圓形滾道;回轉(zhuǎn)支承

  隨車起重機(jī)通常安裝在載貨汽車駕駛室和貨廂之間,載荷集中在底盤前軸附近,而汽車底盤前橋的軸承載負(fù)荷允許值有嚴(yán)格的規(guī)定,禁止超載,一直是采用提高鋼材強(qiáng)度等級(jí)來(lái)減輕隨車起重機(jī)的自重,材料強(qiáng)度等級(jí)提高的同時(shí)也帶來(lái)了成本的提高; 橢圓形滾道回轉(zhuǎn)支承的采用,為隨車起重機(jī)減輕自重提供了一種新的方法。

  1隨車起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承受力模型

  隨車起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承通常受軸向力Fa、徑向力Fr和彎矩M綜合作用,其受力和計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

  設(shè)計(jì)選型以該起重機(jī)最小工作幅度,起升最大額定起重量時(shí)的工況進(jìn)行分析計(jì)算。

  1)滾道直徑減小20%左右,僅回轉(zhuǎn)支承、立柱接盤和橫梁接盤3項(xiàng)即可較少自重100kg以上,即總重量的5%以上,減重效果明顯;

  2)安裝空間較少100mm以上,效果明顯;

  3)平均節(jié)約原材料136kg,以年產(chǎn)隨車起重機(jī)1000臺(tái)計(jì)算,每年節(jié)約原材料136000kg,以5元/kg計(jì)算,每年可節(jié)約資金68萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效果明顯。

  由此可見(jiàn),橢圓形滾道回轉(zhuǎn)支承在減輕起重機(jī)重量、減小安裝空間和降低成本、節(jié)約原材料方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì),將在隨車起重機(jī)產(chǎn)品升級(jí)換代中得到普遍推廣和采用。

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