数控车床任务二-圆弧阶梯轴加工课件

学习情境二

任务二圆弧阶梯轴加工一、任务描述如图所示的圆弧阶梯轴零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ40×100。要求分析零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，并通过仿真调试优化程序，最后进行零件的加工检验。

（一）圆弧常用加工方法二、工艺知识（二）G02、G03圆弧插补指令编程二、工艺知识圆弧插补指令——命令刀具在指定平面内按给定的进给速度F作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。圆弧插补指令顺时针圆弧插补指令G02逆时针圆弧插补指令G03G02（G03）X（U）——Z（W）——R——F——圆弧顺、逆圆弧终点坐标确定圆心位置进给速度绝对值X、Z增量值U、W混合编程X、W刀架前置刀架后置α≤180°用＋R360°＞α＞180°用－RG02、G03指令编程格式：（二）G02、G03圆弧插补指令编程二、工艺知识1、圆弧顺逆的判别

沿圆弧所在平面的垂直坐标轴的负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。（二）G02、G03圆弧插补指令编程二、工艺知识根据刀架的位置判断圆弧插补的顺逆

1、圆弧顺逆的判别

（二）G02、G03圆弧插补指令编程二、工艺知识1、圆弧顺逆的判别

（二）G02、G03圆弧插补指令编程二、工艺知识2、当圆弧对应圆心角α≤180°时R取正值，当圆弧对应圆心角180＜α＜360°时R取负值，

G02（G03）X（U）——Z（W）——R——F——G02、G03指令编程：圆弧顺、逆圆弧终点坐标确定圆心位置进给速度绝对值X、Z增量值U、W混合编程X、W刀架前置刀架后置α≤180°用＋R360°＞α＞180°用－R车床刀架前后置，圆弧顺逆不相同刀架后置为标准，前置顺逆方向反规定：在数控车床上，迎着Y轴箭头

方向看，顺时针用G02，逆时针用G03（二）G02、G03圆弧插补指令编程二、工艺知识车圆弧举例：O1003N5

M03S1200;N10

T0101;N15

G00X80Z60;N20

X0Z2;N25

G01Z0F80;N30G03X18Z-9R9;N35

G02X22Z-13R5;N40

G00X80Z60;N45

M30;%一、任务描述如图所示的圆弧阶梯轴零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ40×100。要求分析零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，并通过仿真调试优化程序，最后进行零件的加工检验。

G02、G03圆弧插补指令编程基点的坐标为：A（12，0）、B（16，-2）、C（16，-15）、D（26，-20）、E（26，-31）、F（34，-35）、G(34，-45)。

（1）加工顺序：按先主后次，先粗后精，先外后内的加工原则确定加工路线。①装夹φ34mm外圆、找正，手动车削端面；②粗加工φ34mm、φ26mm、φ16mm外圆，留精加工余量1mm；③精加工R5、R10圆弧面和φ34mm、φ26mm、φ16mm外圆；零件号零件名称编程原点程序号O0001数控系统FANUC0i编制程序内容简要说明O0002;N10G21G40G97G99；N20M03S600T0101;N30G00X42.Z2.;N40G90X35.Z-45.F0.2;N50X30.Z-31.;N60X27.;N70X22.Z-15.;N80X17.;N90M03S1000;N100G00X12.;N110G01Z0.F0.1;N120G01X16.Z-2.F0.3;N130G01Z-15.;N140G03X26.Z-20.R5.;N150G01Z-31.;N160G02X34.Z-35R4.;N170G01Z-50.;N180G01X35.;N190G00X100.Z100.;程序号程序初始化设置定位粗车Φ34外圆，留1mm精加工余量粗车Φ26外圆，留1mm精加工余量粗车Φ16外圆，留1mm精加工余量提高主轴转速精加工C2倒角精车Φ16×15外圆精车R5圆弧精车Φ26×31外圆精车R4圆弧精车Φ34×45外圆，注意Z向多精车出5mmX向精车到Φ35快速退刀作业1、毛坯为φ38×50mm的棒料，材料为45钢，如图所示，按要求完成零件的数控编程与加工。作业2、毛坯为φ50×100mm的棒料，材料为45钢，如图所示，按要求完成零件的数控编程与加工。作业1、刀位点的概念

所谓刀位点是指编制程序和加工时，用于表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。

二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令2、假想刀尖

二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令实际加工中，为了降低被加工工件表面的粗糙度，减缓刀具磨损，提高刀具寿命，一般在车刀刀尖处磨成圆弧过渡刃，这样就产生了假想刀尖。3、没有刀具补偿时的过切和欠切二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令3、没有刀具补偿时的过切和欠切二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令用假想的刀尖编制出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时，是不会产生误差的。但是在进行倒角、锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象，造成加工误差，影响尺寸精度。4、刀尖圆弧半径补偿的类型及判断方法

二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令根据刀具运动方向以及刀具与工件的相对位置，半径补偿指令可分为：刀具半径左补偿指令G41；刀具半径右补偿指令G42；取消刀具补偿指令G40。格式：

G41/G42/G40G01/G00X(U)__Z(W)__，其中X(U)、Z(W)为建立或撤消刀具半径补偿程序段中刀具移动的终点坐标。4、刀尖圆弧半径补偿的类型及判断方法

判断方法是在后置刀架坐标系里沿着刀具前进的方向看，刀具位于工件的左侧，补偿指令为刀具半径左补偿指令G41，刀具位于工件的右侧，补偿指令为刀具半径右补偿指令G42。二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令5、假想刀尖方位号二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令刀尖的方位有八种，分别用数字代码1～8表示，同时规定，刀尖取圆弧中心位置时，代码为0或9，可以理解为没有圆弧补偿。

假想车刀刀尖相对圆弧中心的方位与刀具移动方向有关，它直接影响圆弧车刀补偿计算结果。6、数控车床刀尖圆弧半径补偿功能的设置二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令当系统执行到含T代码的程序指令时，仅仅是从中取得了刀具补偿的寄存器地址号（其中包括刀具几何位置补偿和刀具半径大小），此时并不会开始实施刀具半径补偿。只有在程序中遇到G41、G42指令时，才开始从刀库中提取数据并实施相应的刀径补偿。刀具补偿设定画面:X轴、Z轴的长度补偿值圆弧半径补偿值,假想刀尖位置序号（0～9），7、刀尖圆弧半径补偿注意事项（1）G40、G41、G42都是模态指令，可相互注销（2）G40、G41、G42只能用G00、G01结合编程，刀具半径补偿的建立和取消不应在G02、G03圆弧轨迹程序段上进行。（3）在编入G40、G41、G42的G00与G01前后的两个程序段中，X、Z值至少有一个值变化，否则产生报警。（4）工件上有锥度、圆弧时，必须在精车锥度或圆弧的前一程序段建立半径补偿，一般在切入工件时的程序段建立半径补偿。（5）在调用新刀前，必须取消刀具补偿，否则产生报警。二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令7、刀尖圆弧半径补偿注意事项（6）必须在刀具补偿参数设定页面的刀尖圆弧半径处填入该把刀具的刀尖圆弧半径值R，这时机床的数控装置会自动计算出应该移动的补偿量，作为刀尖圆弧半径补偿的依据。（7）必须在刀具补偿参数设定页面的假想刀尖方向处填入该把刀具的假想刀尖号码T，作为刀尖圆弧半径补正之依据。（8）刀尖圆弧半径补偿G41或G42指令后，刀具路径必须是单向递增或单向递减。即指令G42后刀具路径如向Z轴负方向切削，不允许往Z轴正方向移动。即Z轴正方向移动前，必须用G40指令取消刀尖圆弧半径补偿。（9）在MDI方式下，不能进行刀尖R补偿。二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令8、数控车床刀尖圆弧半径补偿功能的设置二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令刀尖圆弧半径补偿的过程分为三步：即刀补的建立（如图第（1）步）、刀补的进行（如图第（2）步）和刀补的取消（如图第（3）步），如下图所示。零件号图2.3.6零件名称编程原点程序号O0001数控系统FANUC0i编制程序内容简要说明O0001；

……

N10G00X300.Z330.T0101；N12G42G00X60.0Z290.0；N14G01X120.0W-150.0F0.3；N16X200.0W-30.0；N18Z50.0；N20G40G00X300.0Z330；

……程序号调用01号刀和1号刀补，刀具快速定位刀补引入程序段圆锥外圆面车削锥形台阶车削Φ200㎜外圆车削取消刀补8、数控车床刀尖圆弧半径补偿功能的设置二、工艺知识（三）G41/G42/G40刀尖圆弧半径补偿指令一、任务描述如图所示的圆弧阶梯轴零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ40×100。要求分析零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，并通过仿真调试优化程序，最后进行零件的加工检验。

基点的坐标为：A（12，0）、B（16，-2）、C（16，-15）、D（26，-20）、E（26，-31）、F（34，-35）、G(34，-45)。

零件号零件名称编程原点程序号O0001数控系统FANUC0i编制程序内容简要说明O0002;N10G21G40G97G99；N20M03S600T0101;N30G00X42.Z2.;N40G90X35.Z-45.F0.2;N50X30.Z-31.;N60X27.;N70X22.Z-15.;N80X17.;N90M03S1000;N100G42G00X12.;N110G01Z0.F0.1;N120G01X16.Z-2.F0.3;N130G01Z-15.;N140G03X26.Z-20.R5.;N150