单一固定循环指令编程及加工(马伟)

1、单一固定循环指令单一固定循环指令编程及加工编程及加工 教师：马伟 学校：重庆市江南职业学校 时间：2015年8月单一固定循环指令编程及加工单一固定循环指令编程及加工 知识、技能目标 单一切削循环指令G90 端面切削循环指令G94 操作实训 小 结知识、技能目标知识、技能目标知识目标知识目标 掌握内/外圆柱面、内/外圆锥粗加工中固定循环功能的应用。 了解G90、G94指令的编程格式及特点。 掌握简单形面的加工方法。技能目标技能目标 掌握指令G90、G94 的适用范围及编程技能技巧。 掌握圆锥小轴的编程与加工。简单锥套的编程与加工的程序设计思想。能合理选用数控车削加工中的切削用量。单一切削循环指令

2、单一切削循环指令G90G90是单一形状固定循环指令，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。外圆切削循环指令外圆切削循环指令G90G90 指令格式：G90 X（U）_Z(W)_F_ 式中：X、Z取值为圆柱面切削终点坐标值； U、W取值为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量。 如图6-1 所示的循环，刀具从循环起点开始按矩形1R2F3F4R循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。锥面切削循环指令锥面切削循环指令G90指令格式：G90 X（U）_Z(W)_ R_F_ 式中：X、Z取值为圆锥面切削终点坐标值； U、W取值为圆锥面切削终点相对循环起点的

3、坐标分量； R取值为圆锥面切削始点与圆锥面切削终点的半径差，有正、负号。 如图6-2 所示的循环，刀具从循环起点开始按梯形1R2F3F4R循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。 图6-1 外圆切削循环 图6-2 锥面切削循环 端面切削循环指令端面切削循环指令G94 G94指令用于一些短、面大的零件的垂直端面或锥形端面的加工，直接从毛坯余量较大或棒料车削零件时进行的粗加工，以去除大部分毛坯余量。其程序格式也有加工圆柱面、圆锥面之分。其循环方式如图6-5、图6-6所示车大端面循环切削指令车大端面循环切削指令G94 指令格式：G94 X（U）_ Z(

4、W) _ F _ 式中：X、Z取值为端面切削终点坐标值； U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量。车大锥型端面循环切削指令车大锥型端面循环切削指令G94 指令格式：G94 X（U_Z(W)_ R_ F _ 式中：X、Z取值为端面切削终点坐标值； U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量； R为端面切削始点至终点位移在Z轴方向的坐标增量。 图6-5 端面切削循环 图6-6 带锥度的端面切削循环 内、外圆锥套的编程与加工内、外圆锥套的编程与加工图6-11 内、外锥套 解答过程解答过程【案例6.3】 毛坯尺寸 65mm的棒料，已加工毛坯孔 18，材料45#钢，试车削成如图6-11所示零

5、件，T01：93粗、精车外圆刀，T02：镗孔刀，T04：切断刀（刀宽3 mm）。解答过程解答过程 零件图工艺分析 数值计算 工件参考程序与加工操作过程 安全操作和注意事项零件图工艺分析零件图工艺分析 （1）技术要求分析。如图6-11所示，零件包括内外圆锥面、内外圆柱面、端面、切断等加工。零件材料为45#钢，无热处理和硬度要求。 （2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。由于工件较小，为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可以设为同一点，放在Z向距工件前端面200mm，X向距轴心线100mm的位置。 （3）制定加工方案，确定各刀具及切削用量。加工刀具的

6、确定如表6-7所示，加工方案的制定如表6-8所示 表6-7 案例6.3刀具卡 实 训 课 题 单一固定循环指令编程与加工 零件名称内外锥套 零件图号图6-11序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径数量加工表面备注1T010193外圆车刀0.2 mm1端面、外圆2T0202镗孔刀0.2mm1内孔3T0404B=3 mm切断刀（刀位点为左刀尖）0.3mm1切断表 6-8 案例 6.3 工序和操作清单 材料 45# 零件图号 6-11 系统 FANUC 工序号 063 切削用量 操作序号 工步内容 （走刀路线） G 功能 T 刀具 转速 S （rmin） 进给速度 F （mmr） 切削深度（mm） 主程序

7、 1 夹住棒料一头，留出长度大约 65 mm（手动操作） ，调用主程序 1 加工 （1） 车端面 G94 T0101 475 0.1 （2） 粗车外表面 G90 T0101 475 0.3 2 （3） 粗镗内表面 G90 T0202 640 0.3 1 （4） 精车外表面 G01 T0101 900 0.1 0.2 （5） 精镗内表面 G 01 T0202 900 0.1 0.2 （6） 切断 G01 T0404 236 0.1 （7） 检测、校核 数值计算数值计算（1）设定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。 （2）计算各基点位置坐标值，略。（3）当循环起点Z坐标为Z

8、3时，计算精加工外圆锥面时，切削起始点的直径D值。根据公式 ，即 得d = 45.4，则R = 。当X留有0.2mm余量时，加工外锥面的切削终点为：（X50.4, Z20）；当还有2.2mm余量时，加工外锥面的切削终点为：（X54.4, Z20）；当还有4.2mm余量时，加工外锥面的切削终点为：（X58.4, Z20）。（4）内锥小端直径：根据公式 ，即 ，得d=20。（5）当加工内锥孔循环起点Z坐标为Z3时，计算精加工内圆锥面时，切削起始点的直径D值。根据公式 ，即 ，得D=31。则R= 。当留有0.2mm余量时，加工内锥面的切削终点为：（X19.6, Z30）；当留有1.2mm余量时，加工

9、内锥面的切削终点为：（X17.6, Z30）；当留有2.2mm余量时，加工内锥面的切削终点为：（X15.6, Z30）。LdDC235051dC3 . 22504 .45LdDC303031dCLdDC33031DC5 . 522031工件参考程序与加工操作过程工件参考程序与加工操作过程 （1）工件的参考程序如表6-9所示。 （2）输入程序。 （3）数控编程模拟软件对加工刀具轨迹仿真，或数控系统图形仿真 加工，进行程序校核及修整。 （4）安装刀具，对刀操作，建立工件坐标系。 （5）启动程序，自动加工。 （6）停车后，按图纸要求检测工件，对工件进行误差与质量分析。安全操作和注意事项安全操作和注意

10、事项 （1）毛坯已有 18毛坯孔；当用棒料时 18孔可在普通车床上加工出。 （2）对刀时，切槽刀左刀尖作为编程刀位点。 （3）加工内孔时应先使刀具向直径缩小的方向退刀，再Z向退出工件， 然后才能退回换刀点。 （4）镗孔刀的换刀点应较远些，否则会在换刀或快速定位时碰到工件。 （5）车锥面时刀尖一定要与工件轴线等高，否则车出工件圆锥母线不 直，呈双曲线形。表 6-9 案例 6.3 程序卡（供参考） 编程原点 工件右端面与轴线交点 编写日期 零件名称 内外锥套 零件图号 图 6-11 材料 45# 数控车床 程序卡 机床型号 CAK6150DJ 夹具名称 三爪卡盘 实训车间 数控中心 程序号 O60

11、03 编程系统 FANUC 序 号 程序 简 要 说 明 N010 G50 X200 Z200 建立工件坐标系 N020 M03 S475 T0101 主轴正转，选择 1 号外圆刀 N030 G99 设定进给速度单位为 mm/r N040 G00 X70 Z3 快速定位至70 直径，距端面正向 3 mm N050 G94 X0 Z0.5 F0.1 N060 Z0 加工端面 N070 G90 X62 Z43 F0.3 N080 X60.4 粗加工60 外圆，留精加工余量 0.2mm N090 G90 X58.4 Z20 R2.3 N100 X54.4 N110 X50.4 粗加工外锥面，每次切深

12、 2mm，留精加工余量 0.2mm N120 G00 X200 Z200 T0100 M05 返回刀具起始点，取消刀补，停主轴 N130 M01 选择停止，以便检测工件 N140 M03 S640 T0202 主轴正转，换镗孔刀 N150 G00 X13 Z3 定位至 13 直径外，距端面正向 3 mm 续 表续表 1 表 6-9 案例 6.3 程序卡（供参考） 编程原点 工件右端面与轴线交点 编写日期 零件名称 内外锥套 零件图号 图 6-11 材料 45# 数控车床 程序卡 机床型号 CAK6150DJ 夹具名称 三爪卡盘 实训车间 数控中心 程序号 O6003 编程系统 FANUC 序号

13、 程序 简要说明 N160 G90 X19.6 Z43 F0.3 粗加工 20 孔，留 0.2mm 的余量 N170 X15.6 Z30 R5.5 N180 X17.6 N190 X19.6 粗加工锥孔，每次切深 1mm，留 0.2mm 的精加工余量 N200 G00 X200 Z200 T0200 M05 返回刀具起始点，取消刀补，停主轴 N210 M01 选择停止，以便检测工件 N220 M03 S900 T0101 换速，主轴正转，选 1 号外圆刀 N230 G00 X45.4 Z3 快速定位至（X45.4，Z3） ，即精加工锥面的始点 N240 G01 X50 Z20 F0.1 精加工

14、外锥面 N250 X60 N260 Z43 N270 X70 精加工 60 外圆右台阶面 精加工 60 外圆 径向退刀 N280 G00 X200 Z200 T0100 M05 返回刀具起始点，取消刀补，停主轴 N290 M01 选择停止，以便检测工件 N300 M03 S900 T0202 主轴正转，换速，选 2 号镗刀 续 表续表 2 表 6-9 案例 6.3 程序卡（供参考） 编程原点 工件右端面与轴线交点 编写日期 零件名称 内外锥套 零件图号 图 6-11 材料 45# 数控车床 程序卡 机床型号 CAK6150DJ 夹具名称 三爪卡盘 实训车间 数控中心 程序号 O6003 编程系

15、统 FANUC 序号 程序 简要说明 N310 G00 X31 Z3 快速定位（X31，Z3）的位置，即精加工锥孔的起始点 N320 G01 X20 Z30 F 0.1 精加工锥孔 N330 Z43 精加工20 内圆 N340 X18 径向退刀 N350 G00 Z3 轴向退刀，快速退出工件孔 N360 G00 X200 Z200 T0200 M05 返回刀具起始点，取消刀补，停主轴 N370 M01 选择停止，以便检测工件 N380 M03 S236 T0404 换切断刀，主轴正转 N390 G00 X70 Z43 快速定位至（X70，Z43） N400 G01 X15 F0.1 切断 N410 G00 X70 径向退刀 N420 G00 X200 Z200 T0400 M05 返回刀具起始点，取消刀补，停主轴 N430 T0100 1 号基准刀返