如图1所示椭圆手柄，零件材料为45钢，毛坯为φ30mm×115mm的棒料。试制定零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序。
图1椭圆手柄
1.零件图分析
零件由圆柱面、椭圆面构成。零件的尺寸精度和表面粗糙度要求都不高，没有几何公差要求。但由于外表面是椭圆曲线(非圆弧曲线)回转体，不能用G02、GO3按圆弧来车削，必须采用宏指令编程才能加工，加工难度较大。
2.装夹方案的确定
毛坯为棒料，用自定心卡盘夹紧定位。先夹住毛坯右端车左端，完成φ14mm、φ28mm 外圆加工；然后，以φ14mm 精车外圆为定位基准，垫上铜皮后用自定心卡盘装夹，完成右端外形加工。
3.加工顺序和进给路线的确定
此零件加工以一次装夹所进行的加工为道工序，共划分为两道工序。
1)工序一
(1)自定心卡盘夹毛坯外圆伸出约40mm, 平端面，以端面中心为工件坐标原点对刀。
(2)粗、精车φ14mm、φ28mm 外圆，倒角。
2)工序二
(1)工件调头，用软爪卡盘(或外圆包上铜皮用普通卡盘)夹持左端φ14mm外圆。平右端面，保证总长110mm。以右端面中心为工件坐标原点重新对刀。
(2)粗车椭圆φ28mm外圆，留精车余量0.4mm。
(3)由于棒料余量较大，不能直接沿轮廓切削，所以先调用宏程序纵向进给粗车椭圆右半部分，用切槽刀调用宏程序横向进给粗车椭圆左半部分，如图2所示。
图2椭圆曲面粗车走刀路线
(4)换外圆车刀，粗车φ16mm外圆、台阶面、倒角。
(5)调用宏程序精车全部椭圆轮廓。
(6)用G71/G70粗、精车φ16mm外圆、台阶面、倒角。
4.刀具及切削用量的选择
(1)确定刀具。根据零件加工要求，需要主偏角为93°、刀尖角为35°、刀尖半径为0.5mm的外圆车刀和3mm切槽刀各把， 材料均为YT类硬质合金。
(2)确定切削用量。根据工件材料(45钢)、工件几何形状、轮廓直径和工件表面粗糙度，查切削手册取v为60~120m/min，并通过计算得到切削用量。
5.数控加工工序卡的编制
椭圆手柄加工工序卡见表1、表2。
表1椭圆手柄加工工序卡 1 (加工左端)
表2椭圆手柄加工工序卡2(加工右端)
6.编制加工程序
计算节点A坐标：X16.0，Z=－40/14×142×(X/2)2)0.5－40= －72.826。
椭圆手柄左端数控加工程序O5006见表3，椭圆手柄右端数控加工程序O5007见表4。
表3椭圆手柄数控加工程序单 1 (加工左端)
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零件号 |
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零件名称 |
椭圆手柄 |
编程原点 |
工件左端面中心处 |
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程序好 |
O5006 |
数控系统 |
FANUC 0i Mate-TC |
编制 |
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程 序 |
说 明 |
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05006 N20T0101; N30 M03 S1000; N40 G00X35.0 Z2.0; N50 G71 U2.0 R1.0; N60 G71 P70 Q120 U0.2 W0 F0.2 ; N70G00 X8.0; N80 G01 X14.0 Z-1.0 F0.1; N90 Z-20: N100 X28.0; N110 Z-31.0; N120 X32.0; N130 M00; N140 S2000; N130 G70 P70 Q120; N140 G00 X150.0 Z150.0; N150 M05; N160 M30; |
程序名 选用1号外圆刀 主轴转速为1000r/min 快速定位到切削循环起始点 粗加工左端，背吃刀量为2mm，退刀1mm 精加工余量为0.2mm 精加工开始段，精加工起点 倒角 车φ14mm外圆 加工阶梯面 车φ28mm外圆 切削退刀，精加工结束
精加工，主轴转速为2000r/min G70精加工左端 刀具退回 主轴停转 程序结束 |
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表4椭圆手柄数控加工程序单2 (加工右端)
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零件号 |
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零件名称 |
椭圆手柄 |
编程原点 |
工件右端面中心处 |
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程序好 |
O5007 |
数控系统 |
FANUC 0i Mate-TC |
编制 |
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程 序 |
说 明 |
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O5007 N10 T0101; N20 M03S1000; N30 G00 X35.0 Z2.0; N40 #1=28; N50 #2=0; N60 WHILE [#1 GE 0] DO 1; N70 G00 X[#1+0.2]; N80 G01 Z[#2-40] F0.2; N90 G01 U1; N100 G00 Z2.0; N110 #1=#1-2; N120 #2=40/28*SQRT[28*28-#1*#1]; N130 END 1; N135 G00 X150.0 Z150.0 M05; N140 T0202; N150 M03S1000; N160 G00 X32.0 Z-75.826: N170 #1=16; N180 #2=-32.826; N190 WHILE[#2LE 0]D0 1; N200 G00 Z[#2-40-3]; N210 G01 X[#1+0.2]; N220 G01 X32; N230 #2=#2+1; N240 #1=28/40*SQRT[40* 40-#2*#2]; N250 END 1; N260 G00 X150.0 Z150.0 MO5; N280 T0101; N290 M03S1000; N300 G00 X32.0 Z-72.826; N310 G71 U2.0 R1.0; N320 G71 P330 Q385 U0.2 W0 F0.2: N330 G01 X16.0 F0.1; N340 Z-77.0; N360 G02 X22.0 Z-80.0 R3.0; N370 G01 X26.0; N380 X28.0 Z-81.0; N385 X29.0; N390 S1350; N400 G00 Z2.0; N410 G42 G00 X0; N420 G01 X0 Z0 F0.1; N430 #1=0; N440 #2=40.0; N450 WHILE[#2 GE-32.826] D0 1; N460 G01 X[#1] Z[#2-40]; N470 #2=#2-0.01; N480 #1=28/40*SQRT[40*40-#2*#2]; N490 END 1; N500 G01 W-2.0; N510 G00 X32.0 Z-72.826; N520 G70 P330 Q385; N530 G00 X150.0 Z150.0; N540 M05; N550 M30; |
程序名 选用1号外圆刀 主轴转速为1000r/min
定义变量#1为椭圆方程的2X值(直径值) 定义变量#2为椭圆方程的Z值 宏程序粗加工椭圆右端 X方向快速进刀，留0.2mm精加工余量 Z方向切削 X方向退刀 快速退回 计算椭圆上新X点坐标值(步进2mm) 计算椭圆上新Z点坐标值 粗加工椭圆右端结束 返回换刀点 换3mm切槽刀(左刀尖为刀位点) 主轴转速为1000r/min 定位到椭圆左端 定义变量#1为椭圆方程的2X值(直径值) 定义变量#2为椭圆方程的Z值 宏程序粗加工椭圆左端 刀具Z方向定位，让出刀宽3mm X向切削，留0.2mm精加工余量 X向退刀 计算椭四上新Z点坐标值(步进1mm) 计算椭四上新X点坐标值 粗加工椭西左端结束
换1号刀
粗车右端四柱面，背吃刀量为2mm 留精车余量0.2mm
到达切削椭四起点，建立刀具右补偿
定义变量#1为椭四方程的2X值(直径值) 定义变量#2为椭四方程的Z值 宏程序精加工椭圆 沿直线切削 计算椭圆上新Z点坐标值(步进0.0mm) 计算椭圆上新X点坐标值 宏程序精加工椭圆结束
精车右端圆柱面起点
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知识点词条：车削椭圆手柄
