圆环链轮链窝通用加工程序的开发与应用

圆环链轮链窝通用加工程序的开发与应用 王玲， 刘丽， 任燕， 曹学亮 (山东能源机械集团公司，山东新 泰 27122)2 摘 要:现代圆环链轮链窝加工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 大多为C AD/CAM 自动编程加工。文中首先针对圆环链轮链窝特点进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，介绍了手工编制矿用圆环链轮链窝通用程序及编程原理，使数 C控AD/CAM 自动编程可以应用于相似类型的零件加工， 最后基于 FANUC 数控系统介绍了圆环链链窝加工实例。 关键词:圆环链轮;数控编程;用户宏程序 中图分类号:TG659文献标识码:A文章编号:1002,2333(2012)06,0071,04 1 引 言 FANUC数控系统用户宏程序编程加 工。 率，采用 刮板(转载)输送机是我公司生产的煤矿综合机械化 由于 FANUC数控系统用户宏程序允 许使用变量、算 采煤设备之一，刮板(转载)机主要靠链轮带动圆环链及刮 术和逻辑运算及条件转移，使得编制同样的加工程序更 板运动，从而带动物料运输，链轮体质量的好坏直接影响简便灵活，程序短小，具有相当大的优势，可加工同类型 的零件，通用性极强，具有极好的易修改性和易读性宏 。刮板输送机的工作效率，链轮作为主要的核心部件，齿部 链窝的加工精度直接影响链轮的质量和使用寿命。提高输 程序的加工效率、速度、加工精度都要比 CAD/CAM自 动 编程加工要高宏程序的编制主要利用各种数学方程式 。送机的使用寿命就必须提高链轮体链窝的加工质量。 和函数进行运算加工，因此，编制程序必须掌握一定的数 2 链轮结构分析 学理论基础。 根据 GB/T2 4503-2009 矿用圆环驱动链轮(如图《》4 编程前的主要参数分析与计算 1)，分析可知链窝假想剖面齿形，θ=360?/2N(N 为链轮齿 数)，齿根圆弧半径 R=0.5(dd 为圆环链直径)，齿根圆弧 2将编程坐标系原点(零点)设定在链窝底部中心，通 半径 R与齿形圆弧 R相切，且齿形圆弧 R圆弧半径的 2 1 1 过圆的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 方程式:找出坐标系中 X 值和 Y 值之间的关 圆心在离链轮中心 H+0.5d的直线 上。 系，通过程序循环运算改变纵向切削深度 Y 数值，使用程 序中条件循环和无条件转向等诸多功能，利用数学方程 式在每层深度赋值计算横向变量赋值 X。 222 根据圆的标准方程式:(x-a)+(y-b)=R(式中 a、b 为圆心横、纵坐标，R 为圆弧半径)，如图 2 所示，计算出 坐标系中 R圆心横、纵坐标值 a、b 和 R圆弧与 R圆弧 1 2 1 的切点 q 的纵向坐标值为关键的编程数据。 A R 2 A/2 A/2 qR2 α 编程原点b a 图 1 假想剖面齿形及主要参数 H 3 数控加工方法及应用范围 图 2 主要参数分析图 圆环链轮链窝目前主要加工方法有:直接铸造或锻 造加工、使用成形铣刀和专用工装用展成法加工、CAD/ R圆心横纵坐标坐标值计算方法:、 1 CAM自动数控 编程加工。目前机械制造业中，CAD/CAM两圆相切，相切圆的圆心连线必经过切点R与 R。 1 2广泛应用于数控编程及加工，如使用 CAD/CAM软件 自 圆心连线长度 b=R+R(如图 3 所示)，在离链轮中心 H+ 12 动编程，首先对链轮体进行三维建模，然后利用自动编程 0.5d直线延长后相交的图形为 正多边形，先利用正切计 软件实现链窝部分编程，可直接生成所需要的数控加工算出图 3 中 a 的尺寸，再通过多边形内角计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 (n2) -程序虽然可以加工复杂曲面，但自动编程程序比较庞 。×180??n，计算出 B 的角度，式中 n 为正多边形边数(n 等 大，编出的程序不易修改，只要加工过程中任何一个参数 于链轮的齿数)，再通过正玄定理 a/sinA=b/sinB 结合反正 发生变化，都要重新进行建模，重新编程计算刀具轨迹， 弦函数计算出 R与 R圆心连线与坐标原点 X 轴的夹角 1 2 无法应用于相似类型的零件加工，所以为了提高加工效 α，最后用三角函数余弦、正弦分别计算出 R圆心横、纵 1 +2151 A 0 125 aA/2 62.5 62.5 R13 R2 α编程原点 22.5? 45.0? H+0.5d B 图 3 R圆心计算法图解 1 图 6 链轮体假想剖面齿形及主要参数 坐标值。 R与 R切点纵向坐标值计算方法: 利用两圆相切，1 2 且链窝底部平面与机床主轴垂直，参考图 2 和图 7 设置 相切圆的圆心连线必经过切点原理 。 。使用设备为卧式加工中心。零点偏置并校正工件固定 通过上述方法计算出 R与 R圆心连线与坐标原点 X 轴 1 2 的夹角 α 后，再通过三角函数正弦计算出 R与 R切点 1 2 纵向坐标值 。 222 由圆的标准方程式(x-a)+(y-b)=R，可推断出图 2 中，R圆心 X 值与 Y 值和 R圆心 X 值与 Y 值之间的关2 1 22 系为:x,a? R,(y-b)，通过上述方法计算出的 R圆心 姨1 坐标值 ab，代入式中进行编程 、。 5 加工工艺确定及刀具的选择 为提高链窝加工效率， 降低制造费用，经综合性因素 考虑，使用涂层硬质合金可转位刀具高速铣削加工，粗加 工留 1mm余量后再进行精加工 。 粗加工:采用可转位直角台肩面铣刀(图 4)，刀具半 径应小于或等于所加工链窝平面圆弧半径，刀具选择要 图 7 链轮体链窝平面圆弧主要参数 适当，直径不宜过小粗加工应根据机床工艺系统刚性及。 刀具直径选择最大的层切削深度，以减少走刀次数，提高 建立工件坐标系加工效率。 粗加工刀具选择精加工刀具选择 215.5 精加工参数赋值粗加工参数赋值 程序相关参数运算 加工第一排链窝齿形圆弧 加工第一排链窝齿根圆弧 图 4 可转位直角台肩面铣刀 图 5 可转位圆鼻面铣刀 判断加工单/双链窝类型 精加工:主要保证工件的质量，采用可转位圆鼻面铣 加工第二排链窝齿形圆弧 刀(图 5)，所使用的刀具半径应小于或等于所加工链窝平 加工第二排链窝齿根圆弧面圆弧半径，刀具前端圆鼻圆弧半径应小于或等于链窝 底部 R圆弧半径，精加工刀具圆弧主要起修光作用，层 2 加工结束判断是否加工完成 切削深度设定不宜过大，应根据所加工表面的粗糙度和 精度而定，以最大程度地降低切削残留面积，降低表面粗 链轮齿数分度，工作台旋转 糙度，可有效提高加工效率。 图 8 数控链窝通用加工程序加工流程图 6 程序的编制与加工实例 以一种中双链刮板/转载机链 轮体为例进行编程。 数控链窝通用加工程序加工流 精加工:由于精加工采用可转位圆鼻面铣刀，刀具程图如图 8 所示。 粗加工:圆环链窝整体留 1mm 前端圆鼻圆弧半径(以后简称刀具圆弧半径)应参与程序 余量，将圆环链轮平 运算，因此，精加工编程轨迹与粗加工编程轨迹不同，如 图 9 所示使用圆鼻面铣刀精加工编程时，齿形圆弧 R。放置在旋转工作台的中心，链窝平面圆弧朝向机床主轴1 半径应加上刀具圆弧半径，齿根部 R圆弧半径应减去刀 2 IF,#18 LT 0,THEN GOTO4 具 圆 弧 半 径 ，精加工编程轨迹 A 齿面圆弧半径 #16 = 0 应减去刀具圆 #2 = 360/#8 A/2 #3 = #1/2,,#11+#1,8 TAN,#2/2, * 弧半径。R圆 1 #5 =,#8,2,180/#8 *弧 与 R圆 弧 2 R2b #7 = #18+#4 交点坐标值用 α 编程原点 #33 = SIN,#5, R减去刀具圆 2 a #10 = #2,ASIN,#33/#7*#3, 弧半径以后的 #12 = #7*COS,#10,+#1/2 图 9 精加工编程轨迹图 #13 = #7SIN,#10,,#18 * #14 = #18,SIN,#10,#18 * 。使用设备为卧式加工中心数值来计算，计算方法同上 N5 G0 G90X 0 Y0 M3 (FANUC18i 系统)。 GOTO3 以 FANUC18 i 系统进行编程:N1 G0 G90X 0 Y0 M3 主程序 O0001 G0 G91Y ,#25 M15 T1 N3 G0 G90B#1 6 交换粗加工刀具M6 T2 #15 = #26 …… G1 G91Y, #6,#20,M8 G0 G90 G5X40 Y0 设定 G54零点偏置 G1 G90Z#1 5 G0 G90 G4H31 Z100 粗加工刀补WHILE,#15 NE #14,DO1 M3 S1200F 1000 #15 = #15,#9 G65 P0002 A12E5 8 F1.5 H215.5I5 3 K45 R13 T25W 0 Y120Z3 7 IF,#15 LT #14,THEN #15=#1 4 根据施工图纸赋值粗加工自变量(如图6、 图 7 所示)#32 = #4#4,,#15+ #13,,#15+ #13, ** 交换精加工刀具M6 T0 #24= #1,2SQRT,#32, …… G1 G90Z#1 5 精加工快速定位X,#24,#6, G0 G90X 0 Y0 G2 G91Y, #20*2,#6*2,R,#6,#20, G0 G90 G4H32 Z100 精加工刀具补偿 G1 G90X, #6,#24, G65 P0002 A12E5 8 F0.65 H215.5I5 3 K45 R13 T25W 8 Y120Z3 7 G2 G91Y, #6*2,#20*2,R,#6,#20, 精加工自变量定义赋值G1 G90X 0 …… END1 精加工刀具放回原位M16 WHILE,#15 NE 0,DO2 …… #15 = #15,#9/2 M30 IF, #15 LT 0,THEN#15=0 主程序粗加工自变量定义说明:#32 = #18*#18,+#15,#18,*,#15,#18, #24= #1/2+QSRT,#32, 宏程序(子程序)程序名O0002 链窝中心距离 圆环链轮的齿数 G1 G90Z#1 5 #1=125 层切削深度(根据实际情况确定) X,#24,#6, #8=8 链轮中心至链窝底部的距离 齿形G2 G91Y, #20*2,#6*2,R,#6,#20, #9=0.68 G1 G90X, #6,#24, 圆弧半径尺寸 链窝平面圆弧半径#11=215.5 G2 G91Y, #62,#202,R,#6,#20, **尺寸 齿根圆弧半径尺寸 #4=53 刀具半径尺寸(+1 为留 1mm加工 量) G1 G90X 0 #6=45 粗加工刀具前端圆鼻直角 并排双链END2 窝的中心距，单链设为 0 起始值(可通#18=13 M5 GO G90Z10 0 过简单计算确定) IF,#25 LE 0,THENGO TO2 #20=25+1 #23=0 #31= #31+1 GOTO#31 #25=120 N2 #31=0 #26=37 #16 = #16+#2 主程序精加工自变量定义说明:IF,#16 GE 36,0THEN GOTO4 (同粗加工) ……GOTO5 精加工刀具半径尺寸#20=25 N4 M5 GO G90Z20 0 精加工刀具前端圆鼻圆弧半径为 R8 #23=8 (同粗加工) M98 …… 7 结 语 宏程序(子程序): 采用 FANUC数控系统通过编制通 用加工程序，将施O0002 #4 = #4+#23 #6 = #6,#23 #18 = #18,#23 #20 = #20,#23 UG软 件三元流叶片压型模数控加工 探讨 王晓红， 雷颖毅， 朱延岚 (西安陕鼓动力股份有限公司 工艺部，西安71007 )5 摘 要:文中主要介绍利用U G 软件进行三元流叶片建模及压型模数控编程的一种方法和技巧，该方法的运用完全满足 了此类零件的造型及 NC 程序编制要求，提高了零件加工质量 。 关键词:UG;CAM;数控加工;压型模;三元流叶片 中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1002,2333(2012)06,0074,02 1 引 言 Ungraphcs(UG)软件以强大的功能先进的技术闻 ii、 名于 CAID/CAD/CAE/CAM领域 ，UG CAD/CAM模块功 能 强大，易于使用通用性极强，属于当今世界最好的建模和、 数控编程工具之一 。 三元流技术由于其功效高单级压比高流量大等优 、、 点，目前在我公司高速离心风机中得到广泛应用，该技术 的应用大大提高了风机的综合性能我公司已有一整套完 。 备的三元流叶轮加工技术，下面就如何运用 UG 软件进行 三元流叶片压型模数控编程作以探讨 。图 1 数据点 2 三元流叶片建模 三元流叶片型面分为直纹面与自由 Through Curve得到的叶片型面很不理想s 。因此我们 线用 曲面，直纹面是在 应该考虑如何运用这些原始点，还要以 Through Crvues两条曲线上对应点之间以直线连接而构造的，其造型比较 Mesh功能来生成 。方便，本文仅以造型较为复杂的自由曲面三元流叶片的建 UG软 件的曲面功能是相当强大的，在复杂零件的造 模方法进行简要介绍 。 型过程中，我们应灵活运用其各种功能来满足造型要求。 2.1 建模坐标系 WCS的确 定 建模坐标系是一切图形的 针对等 Z 点不是沿叶片型面的 U/V 方向分布这种情况，先 原始基准,选择合适的坐标 运用 FromP ont Coud 功能通过原始点生成非参数化的 il系可减少建模的复杂程度。叶片型面是由若干等 Z 剖面上 叶片型面，再对其进行参数化处理在型面上生成沿 U/V 。的离散点所组成，叶片三维造型时，坐标系的建立应根据 方向分布的截面线，用 Smooth功能对这 些 UV 线在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、设计提供的叶型数据点坐标确定。但由于种种原因，我公 允许的公差内进行光顺处理，必要时去除坏点，从而保证 司产品图纸给出的坐标系与我们习惯的右手坐标系有时 叶片型面曲率变化均匀，光滑连续，确保叶轮使用时气流 会有所不同为利于后续的造型编程等操作，应将图纸坐 。、 通畅，避免喘振。 通过这些光顺过的曲线用 Through 标系转换成右手坐标系。 Curves Mes功能生成参数化的叶片型面h 。2.2 叶片造型与分析 考虑到自由曲面三元叶片的曲面 叶片型面的检查主要有两方面，首先运用 UG偏差 分 特征以及便于后期 析功能检查原始数据点与型面偏离情况，如高出设计要 编辑，其造型应运用 Free Form Featu中re的 Through Cruves 求，应进行适当修整;其次，用反射分析功能检查型面的光 Mesh 功能，通过曲线生成参数化的曲面。但是设计图纸所 顺程度，对于光顺性差的型面在公差范围内适度调整以获 提供数据都是等 Z 的若干组点(图 1)，而用这些点生成曲 得较光顺的型面综合运用上述方法完全满足了叶片的造。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ,参考文献, 工图纸尺寸设为变量，很好地解决了使用不同直径的刀,1, GB/T24503-2009，矿用圆环驱动链轮,S,. 具加工不同种类不同型号圆环链链窝的要求，无需重复 、 编程，链窝平面齿根 R 圆弧半径和齿面圆弧半径能过渡 沈建峰，虞俊.数控铣工/加工中心操作工(高级),M,.北京:机 》,2, 械工业出版社，2008. 圆滑，且链窝形状统一齿形分度均匀，实现了数字化自 、、 (编辑 黄 荻)动化，改进了传统 CAD/CAM自动编程加工工艺 。通过以 上数控程序实际加工生产，在提高链轮加工质量的情况 !!!!!!!!!! 下，降低了加工成本。 作者简介:王玲(1967-)，女，机电工程师，从事机制工艺工作。收稿日期:2012- 02- 13