2022年全国技工教育和职业培训

1、2009年全国技工教育和职业培训优秀教研成果评选活动参评论文解决 gsk980ta 数控系统没有圆弧半径补偿的问题解决 gsk980ta 数控系统没有圆弧半径补偿的问题摘要： gsk980ta车床是广州数控早期的产品，虽然具有丰富的固定环指令（ g71 ，g72 ，g73等） ，但 gsk980ta 系统不具备刀尖圆弧半径补偿功能。在加工锥面和圆弧时常常会造成过切或少切的现精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - -

2、- - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - -象。如图(2), 这样就使加工零件达不到精度要求，而失去数控车床高精度的性能。 本文通过对轮鼓的加工例子，用 mastercam软件作为辅助，解决 gsk980ta 系统不具备刀尖圆弧半径补偿功能的问题。从而提高了轮廓的加工精度和生产效率。关键词： mastercam 软件加工程序工件加工夹具图（1）前言：2008年在校企合作工厂接了一批轮鼓零件定单（150件）如图（1） ，要求三天后交货，因为时间紧就叫我们老师帮忙加工。要达到图纸圆弧精度要求， 加工时必须用到圆弧半径补偿，而工厂和学校只精品学习资料 可选择p d f -

3、 - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - -有 gsk980ta 系统车床它不具备这个功能（g41 ，g42 ，g40 ） 。这样要加工零件手工编程难度较大。我们试过用g73封闭切削环指令编程，加工时不但会过切和少切达不到图纸精度，而且还浪费时间。 于是我在电脑上用 mastercam软件数车模块进行模拟加工， 找出编程所需的具体数值，应用的到手工编程上， 解决机床不具备刀尖圆弧

4、半径补偿功能的问题。既保证加工质量又提高生产效率，效果很好，得到了客户的认可和同事的好评。图(2)圆弧刀尖有半径补偿和无半径补偿时的轨迹一 零件分析本零件的尺寸轮廓与形位公差精度要求较高，用普通车床加工难度较大效率也较低。 因机床不具备刀尖圆弧半径补偿功能，用尖刀加工圆弧部分时会造成过切或少切，所以要采用机夹标准圆弧刀加工。技术要求：1零件总长要求为2502.002.0mm ；2零件最大直径要求为?29.68002.0mm ；3曲面圆弧精度要求为0.02mm ，与基准 a-b 的圆跳动公精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 12

5、 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - -差为 0.02mm ；4左右两孔尺寸精度要求为1201.00mm ，深度为 505.00mm ，两底面与基准 a-b 的垂直度公差为0.05mm ；5左右两端面与基准a-b 的垂直度公差为0.02mm ；6左孔与基准 a-b 的垂直度公差为0.02mm ；7零件有 3 处表面粗糙度要求为1.6 ，其余粗糙度为 3.6 。二 粗精加工零件的外轮廓和一边内孔本工件要调头加工， 先加工工件的一头， 采用调用子程序的

6、方法一次装夹加工 2 个。并保证总长2502.002.0mm ，内孔 1201. 00mm 和外轮廓的精度。外轮廓用外圆刀 ( 92 度)和切断刀 (刀宽为 3mm) 先粗加工留 0.5 mm 的余量。再用机夹标准圆弧刀(r2) 精加工外轮廓 . 在这里因为gsk980ta 系统不具备刀尖圆弧半径补偿功能。在加工锥面和圆弧时常常会造成过切或少切的现象。所以我选择了用机夹标准圆弧刀 (r2), 采用圆心编程的方法来解决这一问题. 路线如图 (5) 一定要用标准圆弧刀 . 这一方法也可以用在其它不具备刀尖圆弧半径补偿功能的经济型数控车床上, 加工锥面和圆弧曲面等 . 1. 加工步骤：1). 先用6

7、 的钻头打孔深 60mm. （普通车床上加水加工）2). 用外圆刀加工一刀端面 (g01) 3). 用内孔刀粗精加工内孔 (g71 , g70) 4). 用外圆刀粗加工右半边圆弧留0.5mm余量(g71), 加工后如图 (3) 5). 用切断刀粗加工左半边圆弧留0.5mm余量(g72), 加工后如图 (4) 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - -

8、- -6). 用机夹标准圆弧刀 (r2) 精加工外轮廓 . 加工后如图 (5) 图(3) 图(4) 外轮廓粗加工后图(5) 外轮廓精加工后图(6) 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - -外轮廓精加工路线图(7) 2. 刀具设置 ( 如图 8) 1 号刀为机夹外圆刀 ( 92 度) 2 号刀为机夹切断刀 ( 刀宽为 3mm) 3 号刀为机夹圆

9、弧刀 ( 半径为 2mm) 4 号刀为机夹内孔刀图（8）精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - -3. 切削用量(1) 粗加工 : 主轴转速 :s=800 r min , 进给量 f=0.15mm 转, 背吃刀量 ap=2mm (2) 精加工 : 主轴转速 :s=1000 r min , 进给量 :f=0.08mm 转, 背吃刀量 ap=0.5

10、mm 4. 加工程序o0001 主程序号m98 p20002 调用子程序 o0002两次g0 x100 z130 g0快速定位m30 程序停止并返回程序开头o0002 子程序号g99 g97 g99每转进给， g97取消恒线速度m03 s800 主轴正转，转速为800 r min g50 x100 z100 g50建立坐标系t0101 刀具号带刀补g0 x32 z0 快速定位g01 x5 f0.15 g01直线插补运动g0 x100 z100 快速定位t0404 刀具号带刀补m03 s600 主轴正转，转速为600 r min 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - -

11、 - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - -g0 x5 z3 g0快速定位g71 u1.5 r0.2 g71固定循环粗加工指令（径向）切削深度 u为单边 1.5mm g71 p1 q2 u-0.3 f0.1 n1 g0 x13 n1开头循环程序段号g01 z0 f0.08 g01直线插补运动x12 w-0.5 z-5 x7 n2 x6 w-0.5 n2结束循环程序段号g70 p1 q2 s800 g70精加工循

12、环指令g0 x100 z100 t0101 刀具号带刀补m03 s800 主轴正转，转速为800 r min g0 x30 z2 g0快速定位g71 u2 r0.5 g71固定循环粗加工指令（轴向）退刀量 r为 0.5mm g71 p3 q4 u0.5 f0.15 n3 g0 x14.281 n3开头循环程序段号z0.51 g03 x29.68 z-12.5 r14.84 n4 g01 z-29 n4结束循环程序段号g0 x100 z100 t0202 刀具号带刀补精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - -

13、- - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - -m03 s600 主轴正转，转速为600 r min g0 x32 z-26 g0快速定位g94 x14 r0 f0.1 g94端面循环切削指令g0 w-1 g0快速定位g94 x14 r0 f0.1 g94端面循环切削指令g72 w2.5 r0.5 g72固定循环粗加工指令（轴向）留精加工余量 u为 0.5 mm g72 p5 q6 u0.5 f0.1 n5 g0 z-12.5 n5开头循环程序段号g01 x29.68 g03

14、x14.28 z-25.51 r14.84 g03圆弧逆时针插补n6 g01 z-25.8 n6结束循环程序段号g0 x100 z100 t0303 刀具号带刀补g0 x30 z3 x16.205 z2.264 g03 x16.205 z-27.264 r14.84 g03圆弧逆时针插补g0 x100 z100 t0100 刀具号取消刀补g0 z70 m99 m99子程序结束并返回主程序精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - -

15、 - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - -三. 零件的掉头加工因为该零件的数量较多，而且考虑到加工完这批后以后还有单。在这里，我采用莫氏4 号锥轴（如下图）来加工。将加工好的锥轴套在数控车床出厂时配的主轴锥套上，再把车床卡盘拆下来， 将主轴锥度和主轴锥套抹干净， 最后把主轴锥套套在车床主轴锥度上就可以加工了。这种方法即简单又方便， 在保证工件的公差尺寸的同时夹具又可以重复使用。莫氏 4 号锥轴图（9）螺母尺寸图（10）精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - -

16、 - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - -1. 刀具设置用内孔刀粗精加工左边内孔(g71 , g70) 2. 切削用量（1）粗加工主轴转速 :s=800 r min , 进给量 f=0.1mm 转, 背吃刀量 ap=1.5mm (2) 精加工主轴转速 :s=1000 rmin , 进给量 :f=0.08mm 转, 背吃刀量 :ap=0. 3mm 3. 加工程序o0003 程序号g99 g97 g99每转进给， g97取消恒线速度t0404 刀具号带刀补m03 s800 主

17、轴正转，转速为800 r min g0 x5 z5 g71 u1.5 r0.2 g71固定循环粗加工指令（轴向）精加工余量 u为直径-0.3mm g71 p1 q2 u-0.3 f0.1 n1 g0 x13 n1开头循环程序段号z-2 g01 z-3 f0.08 x12 w-0.5 z-5 x7 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - -n2 x6 w-0.5 n2结束循环程序段号g70 p1 q2 g70精加工循环指令g0 x100 z100 m30 程序停止并返回程序开头四技术总结本文通过把实际加工和计算机自动编程（master cam 软件）相结合，解决了经济型数控系统不具备刀尖圆弧半径补偿功能的问题，从而提高了加工速度和经济效益。在粗加工外轮廓时，没直接用g73功能，采用 g71和 g72相结合，用调用子程序的方法一次装夹加工两个，大大提高了加工速度。五结束语本文是根据自己所学专业知识，通过实践操作总结的经验， 虽然里面所包含的技术要求不是很高， 但对初学者及从事数控加工操作的人员在生产实际中提高加工效率和保证加工