模块2数控车床编程与加工5

2.5成形面类零件编程与加工成形面加工一般分为粗加工和精加工。圆弧加工的粗加工与一般外圆、锥面的加工不同。曲线加工的切削用量不均匀，背吃刀量过大，容易损坏刀具，在粗加工中要考虑加工路线和切削方法。其总体原则是保证背吃刀量尽可能均匀的情况下，减少走刀次数及空行程。2.5.1凸圆弧面、凹圆弧面零件1.成形面加工方法（1）粗加工凸圆弧表面1）车锥法是用车圆锥的方法切除圆弧毛坯余量。加工路线不能超过A、B两点的连线，否则会伤到圆弧的表面。车锥法一般适用于圆心角小于90°的圆弧。2）车圆法是用不同的半径切除毛坯余量。此方法的车刀空行程时间较长。车圆法适用于圆心角大于90°的圆弧粗车。（2）粗加工凹圆弧表面当圆弧表面为凹表面时，其加工方法有等径圆弧形式（等径不同心）、同心圆弧形式（同心不等径）、梯形形式和三角形形式。等径圆弧形式的计算和编程最简单，但走刀路线较其他几种方式长；同心圆弧形式的走刀路线短，且精车余量最均匀；梯形形式的切削力分布合理，切削率最高；三角形形式的走刀路线较同心圆弧形式长，但比梯形、等径圆弧形式短。2.切削用量的选择由于成形面在粗加工中常常出现切削不均匀的情况，背吃刀量应小于外圆及圆锥面加工的背吃刀量。一般粗加工背吃刀量取ap=1～1.5mm，精加工背吃刀量取ap=0.2～0.5mm，其进给速度也较低。3.刀具的选择加工成形面时，所使用的刀具一般为尖形车刀或圆弧形车刀。尖形车刀一般用于加工精度要求不高的成形面。在选用尖形车刀切削圆弧时，一定要选择合理的副偏角，防止副切削刃与已加工圆弧面产生干涉。4.圆弧插补指令G02/G03该指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧插补运动，用于加工圆弧轮廓。圆弧插补命令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03两种。顺时针圆弧插补（G02）的指令格式：G02X（U）

Z（W）

I

K

F

；或G02X（U）

Z（W）

R

F

；逆时针圆弧插补（G03）的指令格式：G03X（U）

Z（W）

I

K

F

；或G03X（U）

Z（W）

R

F

；1）当数控车床采用前置刀架时，G02与G03的选择如图a所示；当数控车床采用后置刀架时，G02与G03的选择如图b所示。2）使用圆弧插补指令，可以用绝对坐标编程，也可以用相对坐标编程。3）圆心位置的指定可以用R，也可以用I、K，R为圆弧半径值。4）F为沿圆弧切线方向的进给量或进给速度。5）当用半径R来指定圆心位置时，特规定圆心角α≤180°时，用“+R”表示；α＞180°时，用“-R”。注意：R编程只适于非整圆的圆弧插补的情况，不适于整圆加工。例2-18使用CK6150数控车床加工如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ50mm×1000mm，要求所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6μm，试用车锥法编制该零件的加工程序。（1）工艺分析该零件由外圆、凸圆弧面组成，零件较简单。零件材料为45钢，切削加工性能较好，尺寸精度要求不高，各加工面的表面粗糙度要求较高，无热处理和硬度要求。加工顺序按由粗到精、由右到左的原则。（2）确定加工路线1）用三爪自定心卡盘夹住毛坯，外伸80mm，找正。2）对刀，设置编程原点O为零件右端面中心。3）由右向左依次粗车凸圆弧面、外圆。4）由右向左依次精车凸圆弧面、外圆。5）切断。（3）计算各点坐标（4）选择刀具1）选用硬质合金93°偏刀，用于粗、精加工零件各面，刀尖半径R=0.4mm，刀尖方位T=3，置于T01刀位。2）选硬质合金切刀（刀宽为4mm），以左刀尖为刀位点，用于切断，置于T03刀位。（5）确定切削用量（6）参考程序例2-19使用CK6150数控车床加工如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ50mm×1000mm，要求所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6μm，试编制该零件的加工程序。（1）工艺分析该零件由外圆、凹圆弧面、左倒角、右倒角等组成。零件材料为45钢，切削加工性能较好，尺寸精度要求不高，各加工面的表面粗糙度要求较高，无热处理和硬度要求。加工顺序分粗、精加工各表面，最后切断。（2）确定加工路线1）用三爪自定心卡盘装夹毛坯，外伸80mm，找正。2）对刀，设置编程原点O为零件右端面中心。3）粗车φ45mm外圆、车右倒角、精车φ45mm外圆。4）粗车、精车凹圆弧面。5）车左倒角、切断。（3）计算各点坐标（4）选择刀具1）选用硬质合金93°偏刀，用于粗、精加工零件外圆、端面和右倒角，刀尖半径R=0.4mm，刀尖方位T=3，置于T01刀位。2）选用硬质合金60°尖刀，用于加工圆弧，刀尖半径R=0.4mm，刀尖方位T=8，置于T02刀位。3）选用硬质合金切刀（刀宽为4mm），以左刀尖为刀位点，用于左倒角和切断，置于T03刀位。（5）确定切削用量（6）参考程序例2-20使用CK6140数控车床加工如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ45mm×1000mm，所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6μm。试编写零件的加工程序，并加工出来。1.加工工艺分析（1）工艺分析该零件由多个外圆柱面、圆锥面、凹圆弧面、凸圆弧面组成，有较高的表面粗糙度要求。零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。加工顺序按由粗到精、由右到左的原则。即先从右向左进行粗车，然后从右向左进行精车，最后切断。（2）确定加工路线1）用三爪自定心卡盘夹住毛坯，外伸110mm，找正。2）对刀，设置编程原点O为零件右端面中心。3）由右向左依次粗车、精车外圆面。4）切断。（3）计算各点坐标（4）选择刀具1）选硬质合金60°尖刀，用于粗加工外圆面，刀尖半径R=0.8mm，刀尖方位T=8，置于T01刀位。2）选硬质合金60°尖刀，用于精加工外圆面，刀尖半径R=0.2mm，刀尖方位T=8，置于T02刀位。3）选硬质合金切刀（刀宽为4mm），以左刀尖为刀位点，用于切断，置于T03刀位。（5）确定切削用量（6）参考程序例2-21使用CK6150数控车床加工如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ60mm×1000mm，要求所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6μm，试编制该零件的加工程序。2.5.2内圆弧面零件（1）工艺分析该零件由外圆、孔和内圆弧组成。零件材料为45钢，切削加工性能较好，尺寸精度要求不高，各加工面的表面粗糙度要求较高，无热处理和硬度要求。加工顺序为对内外表面分别进行粗、精加工，最后切断。由于棒料较长，可采用一次装夹零件完成各表面的加工。（2）确定加工路线1）用三爪自定心卡盘夹住毛坯，外伸60mm，找正。2）对刀，设置编程原点O为零件右端面中心。3）钻中心孔。4）用φ18mm钻头手动钻内孔。5）粗、精车外圆。6）换镗刀，粗、精镗孔及内圆弧。7）换切刀，切断。（3）计算各点坐标（4）选择刀具1）中心钻，选φ18mm钻头置于尾座。2）选用硬质合金93°偏刀，用于粗、精加工零件外圆，刀尖半径R=0.4mm，刀尖方位T=3，置于T01刀位。3）选用硬质合金不通孔镗刀加孔及内圆弧，刀尖半径R=0.4mm，刀尖方位T=2，置于T02刀位。4）选硬质合金切刀（刀宽为4mm），以左刀尖为刀位点，用于切断，置于T03刀位。（5）确定切削用量（6）参考程序例2-22使用CK6140A数控车床加工如图所示零件，材料为45钢，毛坯尺寸为φ55mm×1000mm，要求所有加工面的表面粗糙度值为Ra3.2μm，试分析零件加工工艺并编写加工程序。（1）工艺分析该零件有外圆柱面、端面、内圆弧面、内圆柱面等加工表面，表面的粗糙度要求较高，应分粗、精加工，无热处理和硬度要求。因孔的最小尺寸为φ20mm，可用钻孔、粗镗孔、精镗孔的加工方式加工，加工顺序按由粗到精、由右到左的原则，即从右向左先钻底孔，然后粗镗孔，最后精镗孔。其中φ20mm、φ28mm、35mm有尺寸精度要求，取极限尺寸的平均值进行加工。由于棒料较长，可采用一次装夹零件完成各表面的加工。（2）确定加工路线1）用三爪自定心卡盘夹住毛坯，外伸55mm，找正。2）对刀，设置编程原点O为零件右端面中心。3）钻中心孔。4）用φ18mm钻头手动钻内孔。5）粗、精车外圆。6）换镗刀，粗、精镗内圆弧面、内圆柱面。7）换切刀，切断。（3）数值计算φ20mm内圆柱面的编程尺寸=20.026mm。φ50mm外圆柱面的编程尺寸=49.974mm。35mm长度的编程尺寸=35mm。（4）选择刀具1）中心钻，选φ18mm钻头置于尾座。2）选用硬质合金93°偏刀，用于粗、精加工零件外圆，刀尖半径R=0.4mm，刀尖方位T=3，置于T01刀位。3）选用硬质合金不通孔镗刀加工内圆弧面、内圆柱面，刀尖半径R=0.4mm，刀尖方位T=2，置于T02刀位。4）选硬质合金切刀（刀宽为4mm），以左刀尖为刀位点，用于切断，置于T03刀位。（5）确定切削用量（6）参考程序2.5.3典型零件编程与加工实例例2-23使用CK6140数控车床加工如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ50mm×1000mm，所有加工面的表面粗糙度值为Ra1.6μm。试编写零件的加工程序，并加工出来。1.加工工艺分析（1）工艺分析该零件由多个外圆柱面、圆锥面、凹圆弧面、凸圆弧面组成，有较高的表面粗糙度要求。零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。加工顺序按由粗到精、由右到左的原则。（2）加工过程1）用三爪自定心卡盘夹住毛坯，外伸120mm，找正。2）对刀，设置编程原点O为零件右端面中心。3）由右向左依次粗车、