数控车(铣)床编程与操作课题3-内圆弧面零件加工课件

课题3内圆弧面零件加工

1.知识目标①了解回机床参考点、回固定点指令。②了解内圆弧车刀特点及选用。③掌握内圆弧面加工工艺路线的制定方法。2.技能目标①掌握内圆弧面加工方法。②掌握内圆弧面尺寸测量方法。课题3内圆弧面零件加工1.知识目标1数控车(铣)床编程与操作课题3-内圆弧面零件加工课件2

[知识学习]一、编程指令1.回参考点指令（1）指令功能参考点是机床上的一个固定点，用该指令可以使刀具非常方便地移动到该位置。（2）指令格式见表4-15。

表4-15法那克系统与西门子系统回参考点指令格式法那克系统西门子系统G28X_Z

；X、Z指定中间点的坐标例：N1G28X40Z10；中间点（X40，Z10）N2G28Z60；中间点（X40，Z60）G74X0Z0；占独立程序段例：N20G74X0Z0；回机床参考点[知识学习]一、编程指令表4-15法那克系统与西门子系统3（3）指令使用说明1）用G28（G74）指令回参考点的各轴移动速度贮存在机床数据中（快速）。2）使用回参考点指令前，为安全起见应取消刀具半径补偿和长度补偿。3）法那克系统与西门子系统回参考点指令不同，法那克系统须指定中间点坐标，刀具经中间点回到参考点；西门子系统直接回机床参考点。4）回参考点指令为程序段有效指令。5）西门子系统回参考点程序写成：G74X30Z10；程序段后X、Z下编程数值不识别。（3）指令使用说明1）用G28（G74）指令回参考点的各轴移42.返回固定点指令

（1）功能指刀具自动返回到机床上某一指定的固定点，如换刀点。（2）指令格式见表4-16。

表4-16法那克系统与西门子系统回固定点指令格式法那克系统西门子系统G29X_Z

；X、Z指参考点返回目标点的坐标例：N2G29X40Z60；目标点（X40，Z60）G75X0Z0；占独立程序段，固定点的位置固定的存贮在机床数据中例：N40G75X0Z0；回固定点2.返回固定点指令（1）功能表4-16法那克系统与西门子5（3）指令使用说明

1）法那克系统与西门子系统指令、含义各不相同。2）返回固定点指令为程序段有效指令。3）返回固定点指令之后的程序段中原先的G0、G1、G2、G3…将再次生效。4）西门子系统回固定点程序写成：G75X30Z10；程序段后X、Z下编程数值不识别。5）有些法那克系统车床不用G29返回固定点指令。（3）指令使用说明1）法那克系统与西门子系统指令、含义各不6二、加工工艺分析

1.工、量、刃具选择（1）工具选择：工件装夹在三爪卡盘中，用划线盘校正，其它工具见表4-17。（2）量具选择：长度用游标卡尺测量，外圆用外径千分尺测量，内孔用内径百分表测量，圆弧表面用圆弧样板测量，表面粗糙度用粗糙度样板比对，其规格、参数见表4-17。（3）刀具选择：外圆、端面加工选用外圆车刀，内圆弧面加工前先用麻花钻钻孔（含用中心钻钻中心孔），内圆弧粗、精加工选用内孔车刀车削，内孔车刀主、副偏角应足够大，防止干涉；当内圆弧无预制孔时，内孔车刀主偏角必须大于90°，如图4-22所示。具体参数见表4-17。二、加工工艺分析1.工、量、刃具选择7图4-22内圆弧加工主偏角情况图4-22内圆弧加工主偏角情况8数控车(铣)床编程与操作课题3-内圆弧面零件加工课件92.制定加工工艺路线

坯料较短时夹住毛坯外圆，车右端面、钻中心孔、钻孔、粗精车内轮廓，然后调头以φ20内孔定位车另一端面及φ50外圆；坯料较长时，夹住毛坯外圆车右端面、φ50外圆、钻中心孔、钻孔、车φ20内孔及内圆弧表面，最后切断控制总长。本课题采用后一种加工方法。粗车内圆弧时余量不均匀需用分层方法车削，本课题径向尺寸单向增减，采用固定循环粗加工，具体步骤见表4-18。2.制定加工工艺路线坯料较短时夹住毛坯外圆，车右端面、钻中103.选择合理切削用量

加工材料为45钢，硬度较高，切削力较大，切削速度应选低些；粗加工凹圆弧表面时余量不均匀，背吃量、进给速度选择较小。具体见表4-18。表4-18凹圆弧面零件加工工艺工步号工步内容刀具号切削用量背吃量ap/(mm)进给速度f/(mm/r)主轴转速n/(r/min)1车右端面T011～20.25002粗车外圆，留0.6mm精车余量T011～20.25003精加工φ500-0.052外圆至尺寸T010.30.17004钻φ3中心孔（手动）1.50.158005钻φ18内孔（手动），长40mm90.153006粗车内圆弧面及内孔，留0.6mm精车余量T021.50.155007精车内圆弧面及内孔至尺寸T030.30.17008切断，控制工件总长T0440.083003.选择合理切削用量加工材料为45钢，硬度较高，切削力较大11三、编写参考程序

1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则，工件坐标系设置在工件右端面轴心线上，如图4-20所示。2.计算基点坐标基点P2坐标计算方法为：X=20.052Z=-√202-102=-17.32故P2点坐标为（-17.32,20.052）；P1点坐标为（0，40）；其余点坐标略。三、编写参考程序1.建立工件坐标系12

3.参考程序

表4-19法那克系统与西门子系统参考程序程序段号程序内容（法那克系统）程序内容（西门子系统）动作说明N10G40G99G80G21G40G95G71设置初始状态N20M3S500T0101M8M3S500T01D1M8设置加工参数N30G00X0Z5G00X0Z5刀具快速移动到进刀点N40G01Z0F0.2G01Z0F0.2刀具加工至工件原点N50X52.8X52.8车右端面N60Z-40Z-40粗车φ50外圆N70X56X56刀具沿X方向退出N80G00Z5G00Z5刀具沿Z方向退回至Z5N90X50.6X50.6进刀至X50.6外圆处N100G01Z-40G01Z-40继续粗车φ50外圆轮廓N110X56X56刀具沿X方向退出3.参考程序表4-19法那克系统与西门子系统参考程序程序13N120G00Z5G00Z5刀具沿Z方向退回N130X49.974S700X49.974S700刀具进刀至X49.974N140G01Z-40F0.1G01Z-40F0.1精加工外圆N150X56X56刀具沿X方向退出N160G28X65Z-30G74X0Z0刀具回参考点N170M0M0程序停，换成手动方式钻中心孔、钻φ18孔N180M3S500M3S500主转转速为500r/minN190T0202T02D1换内圆弧粗车刀N200G00X0Z3G00X0Z3刀具进刀至循环起点N210G71U1.5R1_CNAME=“FSM”设置循环参数，调用粗加工循环N220G71P230Q260U-0.6W0.3F0.15R105=3R106=0.6R108=1.5R109=0R110=1R111=0.15R112=0.1N225LCYC95N230G01X40Z0法那克系统含义：内孔轮廓精加工程序段。西门子系统轮廓定义子程序见“FSM．SPF”N240G03X20.026Z-17.32R20N250G01Z-40N260X17N270G28X20Z20G74X0Z0刀具回参考点N120G00Z5G00Z5刀具沿Z方向退回N130X414N280M0M5M0M5程序停、主轴停、测量N290T0303T03D1换内圆弧精加工车刀N300M3S700M3S700设置精加工转速N310G00X40Z2G00X40Z2建立刀尖半径补偿N320G01Z0F0.1G01Z0F0.1精车内轮廓至P1点N330G03X20.026Z-17.32R20G03X20.026Z-17.32CR=20精车内轮廓至P2点N340G01Z-40G01Z-40精车内孔N350X19X19X方向退出至X19N360G00G40Z10G00G40Z10退出刀具,取消刀尖半径补偿N370G28X50Z50G74X0Z0刀具退回参考点N380M0M5M0M5程序停、主轴停、测量N390T0404T04D1换切断刀N400M3S300M3S300转速为300r/minN410G00X59Z-40G00X59Z-40刀具移动至（-40，59）N420G01X15F0.08G01X15F0.08切断N430X56F0.5X56F0.5刀具沿X方向退出N440G28X60Z-40G74X0Z0刀具回参考点N450M2M2程序结束N280M0M5M0M5程序停、主轴停、测量N290T015表4-20西门子轮廓定义子程序“FSM．SFP”程序段号程序内容（西门子系统）动作说明N10G01X40Z0精加工至P1N20G03X20.026Z-17.32CR=20圆弧加工至P2N30G01Z-40直线加工至孔左端N40X17直线加工至毛坯N50M17子程序结束表4-20西门子轮廓定义子程序“FSM．SFP”程序内容动作16[技能训练]一、加工准备1）检查毛坯尺寸。2）开机、回参考点。3）输入程序。把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。4）装夹工件。把坯料装入三爪卡盘，伸出约45mm左右，用划线盘校正并夹紧。5）装夹刀具。外圆车刀、内孔粗车刀、内孔精车刀及切断刀按要求依次装入T01、T02、T03、T04号刀位，其中切断刀应注意使刀头垂直于工件轴线。[技能训练]一、加工准备17二、对刀四把刀依次采用试切法对刀，通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各自长度补偿中,加工时调用。三、空运行及仿真对输入的程序进行空运行或轨迹仿真，以检测程序是否正确。四、零件自动加工方法及尺寸控制打开程序，选择AUTO（自动加工）模式，按数控启动按钮进行自动加工。加工过程中进行外圆、内孔尺寸控制，方法同前面课题。二、对刀18[操作注意事项]1）内孔车刀安装应避免车刀后刀面干涉，加工前应先调试内孔车刀是否干涉。2）零件材料为45钢，加工时应充分浇注切削液。3）车端面、钻中心孔、钻孔均采用手动方式加工，不需编写程序；若采用全功能数控车床，则可采用编程加工并需切换成G17平面。4）为加工方便，也可在钻孔后，按排切断工序，然后加工内轮廓。[操作注意事项]1）内孔车刀安装应避免车刀后刀面干涉，加工前19练习题练习题20课题3内圆弧面零件加工

1.知识目标①了解回机床参考点、回固定点指令。②了解内圆弧车刀特点及选用。③掌握内圆弧面加工工艺路线的制定方法。2.技能目标①掌握内圆弧面加工方法。②掌握内圆弧面尺寸测量方法。课题3内圆弧面零件加工1.知识目标21数控车(铣)床编程与操作课题3-内圆弧面零件加工课件22

[知识学习]一、编程指令1.回参考点指令（1）指令功能参考点是机床上的一个固定点，用该指令可以使刀具非常方便地移动到该位置。（2）指令格式见表4-15。

表4-15法那克系统与西门子系统回参考点指令格式法那克系统西门子系统G28X_Z

；X、Z指定中间点的坐标例：N1G28X40Z10；中间点（X40，Z10）N2G28Z60；中间点（X40，Z60）G74X0Z0；占独立程序段例：N20G74X0Z0；回机床参考点[知识学习]一、编程指令表4-15法那克系统与西门子系统23（3）指令使用说明1）用G28（G74）指令回参考点的各轴移动速度贮存在机床数据中（快速）。2）使用回参考点指令前，为安全起见应取消刀具半径补偿和长度补偿。3）法那克系统与西门子系统回参考点指令不同，法那克系统须指定中间点坐标，刀具经中间点回到参考点；西门子系统直接回机床参考点。4）回参考点指令为程序段有效指令。5）西门子系统回参考点程序写成：G74X30Z10；程序段后X、Z下编程数值不识别。（3）指令使用说明1）用G28（G74）指令回参考点的各轴移242.返回固定点指令

（1）功能指刀具自动返回到机床上某一指定的固定点，如换刀点。（2）指令格式见表4-16。

表4-16法那克系统与西门子系统回固定点指令格式法那克系统西门子系统G29X_Z

；X、Z指参考点返回目标点的坐标例：N2G29X40Z60；目标点（X40，Z60）G75X0Z0；占独立程序段，固定点的位置固定的存贮在机床数据中例：N40G75X0Z0；回固定点2.返回固定点指令（1）功能表4-16法那克系统与西门子25（3）指令使用说明

1）法那克系统与西门子系统指令、含义各不相同。2）返回固定点指令为程序段有效指令。3）返回固定点指令之后的程序段中原先的G0、G1、G2、G3…将再次生效。4）西门子系统回固定点程序写成：G75X30Z10；程序段后X、Z下编程数值不识别。5）有些法那克系统车床不用G29返回固定点指令。（3）指令使用说明1）法那克系统与西门子系统指令、含义各不26二、加工工艺分析

1.工、量、刃具选择（1）工具选择：工件装夹在三爪卡盘中，用划线盘校正，其它工具见表4-17。（2）量具选择：长度用游标卡尺测量，外圆用外径千分尺测量，内孔用内径百分表测量，圆弧表面用圆弧样板测量，表面粗糙度用粗糙度样板比对，其规格、参数见表4-17。（3）刀具选择：外圆、端面加工选用外圆车刀，内圆弧面加工前先用麻花钻钻孔（含用中心钻钻中心孔），内圆弧粗、精加工选用内孔车刀车削，内孔车刀主、副偏角应足够大，防止干涉；当内圆弧无预制孔时，内孔车刀主偏角必须大于90°，如图4-22所示。具体参数见表4-17。二、加工工艺分析1.工、量、刃具选择27图4-22内圆弧加工主偏角情况图4-22内圆弧加工主偏角情况28数控车(铣)床编程与操作课题3-内圆弧面零件加工课件292.制定加工工艺路线

坯料较短时夹住毛坯外圆，车右端面、钻中心孔、钻孔、粗精车内轮廓，然后调头以φ20内孔定位车另一端面及φ50外圆；坯料较长时，夹住毛坯外圆车右端面、φ50外圆、钻中心孔、钻孔、车φ20内孔及内圆弧表面，最后切断控制总长。本课题采用后一种加工方法。粗车内圆弧时余量不均匀需用分层方法车削，本课题径向尺寸单向增减，采用固定循环粗加工，具体步骤见表4-18。2.制定加工工艺路线坯料较短时夹住毛坯外圆，车右端面、钻中303.选择合理切削用量

加工材料为45钢，硬度较高，切削力较大，切削速度应选低些；粗加工凹圆弧表面时余量不均匀，背吃量、进给速度选择较小。具体见表4-18。表4-18凹圆弧面零件加工工艺工步号工步内容刀具号切削用量背吃量ap/(mm)进给速度f/(mm/r)主轴转速n/(r/min)1车右端面T011～20.25002粗车外圆，留0.6mm精车余量T011～20.25003精加工φ500-0.052外圆至尺寸T010.30.17004钻φ3中心孔（手动）1.50.158005钻φ18内孔（手动），长40mm90.153006粗车内圆弧面及内孔，留0.6mm精车余量T021.50.155007精车内圆弧面及内孔至尺寸T030.30.17008切断，控制工件总长T0440.083003.选择合理切削用量加工材料为45钢，硬度较高，切削力较大31三、编写参考程序

1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则，工件坐标系设置在工件右端面轴心线上，如图4-20所示。2.计算基点坐标基点P2坐标计算方法为：X=20.052Z=-√202-102=-17.32故P2点坐标为（-17.32,20.052）；P1点坐标为（0，40）；其余点坐标略。三、编写参考程序1.建立工件坐标系32

3.参考程序

表4-19法那克系统与西门子系统参考程序程序段号程序内容（法那克系统）程序内容（西门子系统）动作说明N10G40G99G80G21G40G95G71设置初始状态N20M3S500T0101M8M3S500T01D1M8设置加工参数N30G00X0Z5G00X0Z5刀具快速移动到进刀点N40G01Z0F0.2G01Z0F0.2刀具加工至工件原点N50X52.8X52.8车右端面N60Z-40Z-40粗车φ50外圆N70X56X56刀具沿X方向退出N80G00Z5G00Z5刀具沿Z方向退回至Z5N90X50.6X50.6进刀至X50.6外圆处N100G01Z-40G01Z-40继续粗车φ50外圆轮廓N110X56X56刀具沿X方向退出3.参考程序表4-19法那克系统与西门子系统参考程序程序33N120G00Z5G00Z5刀具沿Z方向退回N130X49.974S700X49.974S700刀具进刀至X49.974N140G01Z-40F0.1G01Z-40F0.1精加工外圆N150X56X56刀具沿X方向退出N160G28X65Z-30G74X0Z0刀具回参考点N170M0M0程序停，换成手动方式钻中心孔、钻φ18孔N180M3S500M3S500主转转速为500r/minN190T0202T02D1换内圆弧粗车刀N200G00X0Z3G00X0Z3刀具进刀至循环起点N210G71U1.5R1_CNAME=“FSM”设置循环参数，调用粗加工循环N220G71P230Q260U-0.6W0.3F0.15R105=3R106=0.6R108=1.5R109=0R110=1R111=0.15R112=0.1N225LCYC95N230G01X40Z0法那克系统含义：内孔轮廓精加工程序段。西门子系统轮廓定义子程序见“FSM．SPF”N240G03X20.026Z-17.32R20N250G01Z-40N260X17N270G28X20Z20G74X0Z0刀具回参考点N120G00Z5G00Z5刀具沿Z方向退回N130X434N280M0M5M0M5程序停、主轴停、测量N290T0303T03D1换内圆弧精加工车刀N300M3S700M3S700设置精加工转速N310G00X40Z2G00X40Z2建立刀尖半径补偿N320G01Z0F0.1G01Z0F0.1精车内轮廓至P1点N330G03X20.026Z-17.32R20G03X20.026Z-17.32CR=20精车内轮廓至P2点N340G01Z-40G01Z-40精车内孔N350X19X19X方向退出至X19N360G00G40Z10G00G40Z10退出刀具,取消刀尖半径补偿N370G28X50Z50G74X0Z0刀具退回参考点N380M0M5M0M5程序停、主轴停、测量N390T0404T04D1换切断刀N400M3S300M3S300转速为300r