含圆弧面轴的加工

数控车床加工情境七

含圆弧面轴的加工教学流程自测与检查4工作任务实施3计划、决策2任务布置与资讯1按钮评价5一、任务布置与资讯工作任务按钮一、任务布置与资讯信息资源按钮应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。(一）车圆弧的加工路线分析一、任务布置与资讯信息资源按钮车圆弧常用加工路线:

1.阶梯切削路线车圆弧右图为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S，即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。(一）车圆弧的加工路线分析阶梯切削路线车圆弧图一、任务布置与资讯信息资源按钮车圆弧常用加工路线:

2.同心圆弧切削路线车圆弧右图a为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量ap后，对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图（b）加工时，空行程时间较长。

(一）车圆弧的加工路线分析同心圆弧切削路线车圆弧一、任务布置与资讯信息资源按钮

(一）车圆弧的加工路线分析车圆锥法切削路线车圆弧车圆弧常用加工路线:

3.车圆锥法切削路线车圆弧一、任务布置与资讯信息资源按钮车圆弧常用加工路线:

3.车圆锥法切削路线车圆弧上图为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。确定方法如下图所示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。由几何关系CD=OC-OD=-R=0.414R，此为车锥时的最大切削余量，即车锥时，加工路线不能超过AB线。由图示关系，可得AC=BC=0.586R，这样可确定出车锥时的起点和终点。当R不太大时，可取AC=BC=0.5R。此方法数值计算较繁，刀具切削路线短。(一）车圆弧的加工路线分析一、任务布置与资讯信息资源按钮1.圆弧插补的概念

圆弧插补指令命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。2.G02/G03指令格式：（二）圆弧插补指令G02/G03一、任务布置与资讯信息资源按钮（二）圆弧插补指令G02/G03圆弧插补指令参数图解一、任务布置与资讯信息资源按钮G02——顺时针圆弧插补；G03——逆时针圆弧插补；X_Z_为圆弧的终点坐标值，其值可以是绝对坐标，也可以是增量坐标。在增量坐标方式下，其值为圆弧终点坐标相对于圆弧起点的增量值；I_K_为圆弧的圆心相对于起点分别在X、Z坐标轴上的增量值（半径值）；R_为圆弧半径；

F

为被编程的两根轴的合成进给速度。（二）圆弧插补指令G02/G03一、任务布置与资讯信息资源按钮3.顺、逆圆弧的判别（二）圆弧插补指令G02/G03A）后置刀架B）前置刀架

顺逆圆弧的判别一、任务布置与资讯信息资源按钮4.I、K值的判断

在判断I、K值时，一定要注意该值为矢量值。如右图所示，圆弧在编程时的I、K值均为负值。I0和K0可以省略。（二）圆弧插补指令G02/G03I、K值的判断一、任务布置与资讯信息资源按钮5.圆弧半径的确定

圆弧半径R有正值与负值之分。当圆弧圆心角小于或等于180°时，程序中的R用正值表示。当圆弧圆心角大于180°并小于360°时，R用负值表示。如右图所示，刀具在A点，指令“G03X60Z40R50F100”使刀具沿圆弧段1从A到B。指令“G03X60Z40R－50F100”使刀具沿圆弧段2从A到B。（二）圆弧插补指令G02/G03圆弧半径R正负值的确定一、任务布置与资讯信息资源按钮6.整圆编程当X_Z_被忽略（终点与起点相同）且圆心用I和K指定时，即指定了一个360°的圆弧（整圆）。注意：如果地址I、K和R同时指定，由地址R指定的圆弧优先，其余被忽略。（二）圆弧插补指令G02/G03一、任务布置与资讯信息资源按钮1.指令介绍：加工端面时，如果主轴转速固定，由于加工表面直径的变化，切削速度也随着变化，有可能导致表面粗糙度不一致等现象，恒线速状态下可随着工件直径的减小而相应增加主轴转速，有助于提高加工表面质量、提高生产率。（三）恒线速控制指令G96/G97一、任务布置与资讯信息资源按钮2.指令格式：1）恒线速有效G96S～S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min（三）恒线速控制指令G96/G97一、任务布置与资讯信息资源按钮2）恒线速取消

G97S～S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。例：G97S3000表示恒线速控制取消后主轴转速3000r/min。注意：恒线速情况下车端面时，刀具接近工件中心时，转速会变得相当大，这是很危险的，必须通过参数设置或G50指令来限制最高转速！（三）恒线速控制指令G96/G97一、任务布置与资讯信息资源按钮三、编程实例该零件R15圆弧是凸弧，R5圆弧是凹弧。所以既用到G03，又用到G02，程序如下页：（三）恒线速控制指令G96/G97例题图一、任务布置与资讯信息资源按钮O3314N1G92X40Z5（设立坐标系，定义对刀点的位置）N2M03S400（主轴以400r/min旋转）N3G96S80（恒线速度有效，线速度为80m/min）N4G00X0（刀到中心，转速升高，直到主轴到最大限速）N5G01Z0F60（工进接触工件）N6G03U24W-24R15（加工R15圆弧段）N7G02X26Z-31R5（加工R5圆弧段）N8G01Z-40（加工Φ26外圆）N9X40Z5（回对刀点）N10G97S300（取消恒线速度功能，设定主轴按300r/min旋转）N11M30（主轴停、主程序结束并复位）（三）恒线速控制指令G96/G97一、任务布置与资讯信息资源按钮1.半径规概述

半径规也叫半径样板、R规或R样板。半径规是利用光隙法测量圆弧半径的专用工具。测量时必须使半径规的测量面与工件的圆弧面完全的紧密的接触，当半径规测量面与工件的圆弧面中间没有间隙时，工件的圆弧半径数即为此时对应的半径规上所示的数字。由于这种测量方法是目测，是比对测量，故精确度不是很高，只能用在精度要求不是很高的地方。而且半径规的数量有限，所以半径规的使用有一定的局限性。但其携带操作非常方便，所以仍有使用的价值，是常用量具。（四）圆弧的测量之一---用半径规测量圆弧一、任务布置与资讯信息资源按钮1.半径规概述半径规可分为检查凸形圆弧的凹形半径规和检查凹形圆弧的凸形半径规两种。半径规成套地组成一组，根据半径范围，一般每组由凹形和凸形规各16片组成，每片样板都是用0.5mm厚的不锈钢板制造的，精度比较高。半径规还可以作极限量规使用。形状格式见下图：（四）圆弧的测量之一---用半径规测量圆弧一、任务布置与资讯信息资源按钮（四）圆弧的测量之一---用半径规测量圆弧常见半径规形状一、任务布置与资讯信息资源按钮2.半径规的规格半径规的规格比较多，常见的有：（一）（0.3-1.5）mm半径规包括以下13个规格:（0.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.5）。

（二）（1-6.5）mm半径规包括以下16个规格:（1.01.251.51.752.02.252.52.753.03.54.04.55.05.56.06.5）。（三）（7-14.5)mm半径规包括以下16个规格:（7.07.588.599.51010.51111.51212.51313.514

14.5）。（四）（15-25）mm半径规包括以下16个规格:（15.015.516.016.517.017.518.018.519.019.520.02122232425）。（五）（25-50）mm半径规包括以下16个规格:（2526272829303234353638

4042

4548

50）。（六）（52-100）mm半径规包括以下16个规格:（525558606265687072757880

859095100）。（七）（26-80）mm半径规包括以下16个规格（26272829303235404550556065707580）。（四）圆弧的测量之一---用半径规测量圆弧一、任务布置与资讯信息资源按钮3.半径规的用法用半径规检测圆弧半径时，先选择与被检圆弧半径名义尺寸相同的半径规（每一片半径规上都标有其半径大小的数字），将其靠紧被测圆弧，要求半径规平面与被测圆弧垂直(即半径规平面的延长面将通过被测圆弧的圆心)，用透光法查看半径规与被测圆弧的接触情况，完全不透光为合格;如果有透光现象，则说明被检测圆弧的尺寸不符合要求，几种检测情况分别如下图所示。（四）圆弧的测量之一---用半径规测量圆弧一、任务布置与资讯信息资源按钮（四）圆弧的测量之一---用半径规测量圆弧检测凸弧检测凹弧一、任务布置与资讯信息资源按钮上图中，r为工件上圆弧的半径；R为半径规的圆弧半径。测量时，r＞Rr＜R时均不合格；只有r＝R时才合格。（四）圆弧的测量之一---用半径规测量圆弧检测凹圆弧半径检测凸圆弧半径一、任务布置与资讯信息资源按钮4.测量注意点：

如右图所示，测量时，要注意P平面必须过被测圆弧的圆心（P平面是半径规的中心平面）。（四）圆弧的测量之一---用半径规测量圆弧测量时半径规和被测量圆弧的相对位置一、任务布置与资讯信息资源按钮4、量具游标卡尺是车工最常用的中等精度的通用量具，其结构简单，使用方便。一、任务布置与资讯信息资源按钮千分尺它是比游标卡尺更精密的长度测量仪器。也是车工最常用的通用量具。25～50千分尺0～25千分尺一、任务布置与资讯信息资源按钮半径规半径规用来测量零件上精度要求不高的圆弧半径。它结构简单，使用方便。（7-14.5)mm半径规

二、计划、决策制定工艺1、零件图分析按钮图样内容获取的信息零件材料45钢零件毛坯Φ45mm棒料零件加工部位φ35±0.02、φ25±0.02、φ15±0.02外圆柱面及R8和R7.5圆弧面、端面及倒角加工。

零件尺寸公差φ35、φ25、φ15外圆直径尺寸公差为±0.02。零件表面粗糙度全部表面Ra3.2。

零件技术要求清理毛刺，锐角倒钝。二、计划、决策工作计划2、确定装夹方案根据零件图要求、毛坯等情况，确定工艺方案及加工路线。由于是批量生产，毛坯为φ45棒料，工件长度为67.5mm，因此该零件采用一次装夹完成。按钮二、计划、决策工作计划3、确定加工顺序①夹持毛坯外圆φ45mm，外伸78mm左右，找正；②对刀，设零件右端面中心为编程原点；③车外圆φ48mmφ40mm至φ49mmφ41mm，工件总长45mm；④粗车零件外轮廓，留精车余量；⑤精车零件外轮廓至尺寸要求；⑥切断，保总长。按钮二、计划、决策工作计划4、刀具选用卡

按钮刀号刀具类型刀片规格ap（mm）f（mm/r）n（r/min）T0101930外圆粗车刀550菱形刀片20.2500T0101930外圆精车刀550菱形刀片10.1800T0202切断刀3mm宽0.01400二、计划、决策工作计划5、数控加工工艺卡

按钮零件名称圆弧面轴零件图号CK-07系统FANUCOI-TC材料45钢工序简图工序1示意图工序2示意图二、计划、决策工作计划5、数控加工工艺卡

按钮工序号工步工步内容刀具切削用量ap（mm）F（mm/r）n（r/min）11平端面，粗车φ41mm、φ25mm、φ15mm外圆及R7.5、R8圆弧面，留1mm精车余量。T010120.25002精车φ41mm、φ25mm、φ15mm外圆及R7.5、R8圆弧面至要求。T010110.180021切断T02020.01400三、任务实施编写程序零件程序N10O7001;（程序号）；N20G99;（设置进给量F单位（mm/r））；N30T0101;（调用1号车刀，同时建立工件坐标系）；N40M03S500M08;（主轴正转，转速500r/min,开冷却液）；N50G00X46.Z2.;（刀具快速移动到N点，接近工件）；N60G71U2.R0.5;G71P65.Q150.U1.W0.F0.2；（粗车循环，指定进刀量2mm，退刀量0.5mm；指定循环所属的首、末程序段号，精车余量1mm与粗车进给量0.2mm/r）；N65G00X0.;（刀具快速移动到A点，准备切削）；N70G42G01X0.Z0.;（取刀尖圆弧半径右补偿，刀具以切削速度进给到O点）；N80G03X15.Z-7.5R7.5;（车削R7.5半球面）；N90G01X15.Z-17.5;（车削φ15外圆，长度10mm）；N100X22.;（车削端面）；按钮三、任务实施编写程序零件程序N110X25.0Z-19.0;（车削倒角）；N120Z-42.0；（车削φ25外圆）；N130G02X41.0Z-50.0R8;（车削R8圆弧面）；N140G01X41.0Z-72.0;（车削φ41外圆)；N150X46.0；(车削φ41左侧端面并退出)；N160G70P65Q150F0.1S800;(精车循环，精车进给量0.1mm/r，主轴转速800r/min);N180G40G00X100.Z100.；(快速退到X100.Z100.处)；N185M05M09;（主轴停止,关冷却液)；N190T0202；（换2号刀）；N195M03S400M08;（主轴正转，转速400r/min，开冷却液）；N200G00X43.Z70.5F0.01；（快速定位至切断起点,切断进给量0.01mm/r）；N210G01X0.；（切断）；N220G00X100.Z100.；（快速退到X100.Z100.处）；N230M05M30M09;（程序停止,关冷却液）；按钮三、任务实施零件加工

操作步骤：1.程序的输入、编辑、调用；2.正确安装工件、刀具；3.对刀；4.零件自动加工。

外圆、圆弧公差控制：按钮四、自测与检查零件检测按钮加工内容配分检测结果得分自检互检师检工艺准备编写加工工艺10编写程序及输入10选择刀具及切削用