宏程序在复杂车削零件中的应用
目录
引言 1
一． 宏程序介绍 2
二． 零件图分析 3
三．毛坯选用 4
四．选择加工设备 4
五．确定装夹方案 5
（一） 定位基准的选择 5
六．刀具的选择 5
七．工艺过程 5
八.零件的手工编程程序 7
九.加工注意事项8
总结 10
参考文献 11
谢辞 12
引言
随着工业产品性能要求的不断提高，机床车削加工中常有由复杂曲线所构成的非圆曲线（如椭圆曲线、抛物线双曲线和渐开线等）零件，而数控车床的数控系统一般使用直线插补和圆弧插补功能较多，非圆曲线形状的工件在数控车削中属于较复杂的零件类别，其加工质量往往成为生产制造的关键。
宏程序编程像高级语言一样，可以使用变量进行算术运算逻辑运算和函数混合运算进行编程。在宏程序形式中，一般都提供循环判断分支和子程序调用的方法。可编制各种复杂的零件加工程序。对于加工方法和加工方式，零件的加工步骤，走刀路线及对刀点起刀点的位置，以及切入、切出方式的设计还是遵循一般手工编程的规则。编制宏程序时，首先应从零件的结构特点出发分析零件上各加工表面之间的几何关系，据此推导出各参数之间的数量关系，建立准确的数学模型。
一、宏程序介绍
一般情况下，数控系统只有直线和圆弧差补功能，要对椭圆、双曲线、抛物线等非圆曲线进行加工，数控系统无法直接实现插补，需要通过一定的数学处理。数学处理的方法是，用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线的交点称为结点，各几何要素之间的连接点称为基点。结点的计算一般比较复杂，必须借助宏程序的转移和循环指令处理。求得各结点后，就可按相 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
邻两结点间的直线来编写加工程序。
编制宏程序时，首先应从零件的结构特点出发，分析零件上各加工表面之间的几何关系，据此推倒出各参数之间的数量关系，建立准确的数学模型。为此，必须注意正确选择变量参数并列出正确的参数方程，同时设定合理有效的循环变量。若采用主子程序调用的编程模式，还注意局部变量和全部变量的设定，了解变量传值关系。特别值得注意的是，为提高程序的通用性，尺寸参数尽可能地用宏变量表示，运行程序前先进行赋值。
宏程序所具有的灵活性，和智能性等特点，例如对于规则曲面的编程来说，
使用CAD/CAM软件编程一般都有工作量大，程序庞大，加工参数不易修改等缺点，只要任何一样加工参数发生任何变化，再智能的软件也要根据变化后的加工参数重新计算刀具轨迹，尽管软件计算刀具轨迹的计算速度非常快，但始终是个比较麻烦的过程。而宏程序则注重把机床功能参数与编程语言结合，而且灵活的参数设置也使机床具有最佳的工作性能，同时也给予操作工人极大的自由调整空间。
从模块化加工的角度看，宏程序最具有模块化的思想和资金质条件，编程人员只需要根据零件几何信息和不同的数学模型即可完成相应的模块专用化加工程序设计，应用时只需要把零件信息、加工参数等输入到相模块的调用语句中，
就能使编程人员从繁琐的、大量重复性的编程工作中解脱出来，有种一劳永逸的效果。
二、零件图分析
图2-1 零件图
零件图如图2-1所示，该零件属于轴类零件，加工内容包括非圆弧曲面、球面、圆柱、圆角、倒角、螺纹、沟槽。需要掉头加工。螺纹在左端，非圆曲面在右端，右端不容易装夹，故先加工左端后加工右端，左端加工完成后在45圆柱面处掉头装夹，且两端加工的分界位置取距右端原点55mm的横截面。
零件的加工要求如表2-1所示。
表2-1 零件加工要求
内容
要求
备注
Φ45外圆
外圆直径为Φ45；外圆长度为30
Φ48外圆
外圆直径为Φ48（0/-0.03）；外圆长度为12mm
Φ40外圆
外圆直径为Φ40，外圆长度为6
Φ26外圆
外圆直径为26
球面
半径为22的球面
非圆弧曲面
z=x2/-30
外沟槽
槽宽为6:；槽深为2
M38*1.5外螺纹
螺纹规格M38*1.5；螺纹长度为12
零件总长
零件总长为97.4（±0.1）
粗糙度
粗糙度为Ra3.2
倒角
C245度倒角
圆角
一个R6圆角，一个R3圆角
其中非圆弧曲面Z=x2/-30由非圆弧曲线构成，而数控机床大多只运用直线和圆弧插补功能，所以该零件右端的非圆弧曲面要利用宏程序来编写加工程序，零件右端的非圆弧曲面为加工程序编制中的难点，而宏程序可以方便快速的解决这一问题。
三、毛坯选用
在机械零件的制造过程中绝大多数零件是由原材料通过铸造、锻造、冲压或者焊接等成形方法支制成毛坯，再经过切削加工制成的。切削加工是为了提高毛坯件的精度和表面质量，毛坯选择的正确与否对零件的制造质量、使用性能和生产成本等都有很大的影响。因此，正确的选择毛坯的种类是机械设计与制造中的重要任务。
该零件的毛坯选择为50105mm的棒料，材料为铝。
四、选择加工设备
数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和现代制造技术等典型机电一体化产品，其控制系统复杂、价格昂贵，机械加工厂选择购买数控机床设备，首先要保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的零件。其次是要有利于提高生产效率，降低生产成本。
数控机床的选择原则:
数控机床坐标的行程范围。这个因素与所要求加工零件的最大尺寸有关
机床主轴电动机的功率大小。它与机床的切削能力有关。
六．刀具的选择
表6-1车削加工刀具调整卡
产品名称或
代号
刀具参数
序号
刀具号
刀具规格名称
表7-1 螺纹轴的数控加工工序卡
数控加工工序卡
产品名称
零件名称
零件图号
3
车沟槽
600
0.2
引言 1
一． 宏程序介绍 2
二． 零件图分析 3
三．毛坯选用 4
四．选择加工设备 4
五．确定装夹方案 5
（一） 定位基准的选择 5
六．刀具的选择 5
七．工艺过程 5
八.零件的手工编程程序 7
九.加工注意事项8
总结 10
参考文献 11
谢辞 12
引言
随着工业产品性能要求的不断提高，机床车削加工中常有由复杂曲线所构成的非圆曲线（如椭圆曲线、抛物线双曲线和渐开线等）零件，而数控车床的数控系统一般使用直线插补和圆弧插补功能较多，非圆曲线形状的工件在数控车削中属于较复杂的零件类别，其加工质量往往成为生产制造的关键。
宏程序编程像高级语言一样，可以使用变量进行算术运算逻辑运算和函数混合运算进行编程。在宏程序形式中，一般都提供循环判断分支和子程序调用的方法。可编制各种复杂的零件加工程序。对于加工方法和加工方式，零件的加工步骤，走刀路线及对刀点起刀点的位置，以及切入、切出方式的设计还是遵循一般手工编程的规则。编制宏程序时，首先应从零件的结构特点出发分析零件上各加工表面之间的几何关系，据此推导出各参数之间的数量关系，建立准确的数学模型。
一、宏程序介绍
一般情况下，数控系统只有直线和圆弧差补功能，要对椭圆、双曲线、抛物线等非圆曲线进行加工，数控系统无法直接实现插补，需要通过一定的数学处理。数学处理的方法是，用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线的交点称为结点，各几何要素之间的连接点称为基点。结点的计算一般比较复杂，必须借助宏程序的转移和循环指令处理。求得各结点后，就可按相 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
邻两结点间的直线来编写加工程序。
编制宏程序时，首先应从零件的结构特点出发，分析零件上各加工表面之间的几何关系，据此推倒出各参数之间的数量关系，建立准确的数学模型。为此，必须注意正确选择变量参数并列出正确的参数方程，同时设定合理有效的循环变量。若采用主子程序调用的编程模式，还注意局部变量和全部变量的设定，了解变量传值关系。特别值得注意的是，为提高程序的通用性，尺寸参数尽可能地用宏变量表示，运行程序前先进行赋值。
宏程序所具有的灵活性，和智能性等特点，例如对于规则曲面的编程来说，
使用CAD/CAM软件编程一般都有工作量大，程序庞大，加工参数不易修改等缺点，只要任何一样加工参数发生任何变化，再智能的软件也要根据变化后的加工参数重新计算刀具轨迹，尽管软件计算刀具轨迹的计算速度非常快，但始终是个比较麻烦的过程。而宏程序则注重把机床功能参数与编程语言结合，而且灵活的参数设置也使机床具有最佳的工作性能，同时也给予操作工人极大的自由调整空间。
从模块化加工的角度看，宏程序最具有模块化的思想和资金质条件，编程人员只需要根据零件几何信息和不同的数学模型即可完成相应的模块专用化加工程序设计，应用时只需要把零件信息、加工参数等输入到相模块的调用语句中，
就能使编程人员从繁琐的、大量重复性的编程工作中解脱出来，有种一劳永逸的效果。
二、零件图分析
图2-1 零件图
零件图如图2-1所示，该零件属于轴类零件，加工内容包括非圆弧曲面、球面、圆柱、圆角、倒角、螺纹、沟槽。需要掉头加工。螺纹在左端，非圆曲面在右端，右端不容易装夹，故先加工左端后加工右端，左端加工完成后在45圆柱面处掉头装夹，且两端加工的分界位置取距右端原点55mm的横截面。
零件的加工要求如表2-1所示。
表2-1 零件加工要求
内容
要求
备注
Φ45外圆
外圆直径为Φ45；外圆长度为30
Φ48外圆
外圆直径为Φ48（0/-0.03）；外圆长度为12mm
Φ40外圆
外圆直径为Φ40，外圆长度为6
Φ26外圆
外圆直径为26
球面
半径为22的球面
非圆弧曲面
z=x2/-30
外沟槽
槽宽为6:；槽深为2
M38*1.5外螺纹
螺纹规格M38*1.5；螺纹长度为12
零件总长
零件总长为97.4（±0.1）
粗糙度
粗糙度为Ra3.2
倒角
C245度倒角
圆角
一个R6圆角，一个R3圆角
其中非圆弧曲面Z=x2/-30由非圆弧曲线构成，而数控机床大多只运用直线和圆弧插补功能，所以该零件右端的非圆弧曲面要利用宏程序来编写加工程序，零件右端的非圆弧曲面为加工程序编制中的难点，而宏程序可以方便快速的解决这一问题。
三、毛坯选用
在机械零件的制造过程中绝大多数零件是由原材料通过铸造、锻造、冲压或者焊接等成形方法支制成毛坯，再经过切削加工制成的。切削加工是为了提高毛坯件的精度和表面质量，毛坯选择的正确与否对零件的制造质量、使用性能和生产成本等都有很大的影响。因此，正确的选择毛坯的种类是机械设计与制造中的重要任务。
该零件的毛坯选择为50105mm的棒料，材料为铝。
四、选择加工设备
数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和现代制造技术等典型机电一体化产品，其控制系统复杂、价格昂贵，机械加工厂选择购买数控机床设备，首先要保证加工零件的技术要求，能够加工出合格的零件。其次是要有利于提高生产效率，降低生产成本。
数控机床的选择原则:
数控机床坐标的行程范围。这个因素与所要求加工零件的最大尺寸有关
机床主轴电动机的功率大小。它与机床的切削能力有关。
六．刀具的选择
表6-1车削加工刀具调整卡
产品名称或
代号
刀具参数
序号
刀具号
刀具规格名称
表7-1 螺纹轴的数控加工工序卡
数控加工工序卡
产品名称
零件名称
零件图号
3
车沟槽
600
0.2
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