1-1任务3 使用单一固定循环指令的编程与加工FANUC系统

数控加工编程与操作任务三使用单一固定循环编程的零件加工与操作一、任务导入（一）任务描述

试用FANUC系统的单一固定循环指令编制如图1-31所示零件内孔及内螺纹加工程序，要求确定零件的加工顺序、正确选择刀具与切削用量，选择工件定位与夹紧方案，并加工出合格产品。材料为φ40mm×φ20mm×80mm管料。

图1-27

螺纹套图1-31螺纹套（二）知识目标1.掌握内外面均需加工的工件加工顺序合理安排知识；2.掌握数控车削单一固定循环指令的格式与使用；3.掌握内螺纹大、小径编程尺寸的计算方法以及加工余量分配；4.了解数控车削内孔及内槽刀具的种类及各自的运用场合；5.掌握车削内孔和内螺纹刀具选择。

一、任务导入一、任务导入（三）能力目标1.会根据零件图样要求选择工件的加工顺序，制定获得符合图样要求的加工方法；2.会根据工件轮廓形状正确选择刀具；3.会查阅数控加工工艺资料，正确确定每把刀具的切削三要素。（四）素质目标1.通过套类零件加工精度控制方案优化，培养学生质量、成本、效率意识。二、知识准备（一）数控车削工艺知识1.套类零件结构特点与技术要求

套类零件主要起支承或导向作用套类零件结构一般具有以下特点：外圆直径d一般小于其长度L；内孔与外圆直径之差较小，故壁薄易变形；内外圆回转面的同轴度要求较高；结构比较简单。套类零件内孔一般为配合面，尺寸精度一般为IT6~IT8级，表面粗糙度Ra=3.2~0.16μm，有的有圆度、圆柱度等形状精度要求，有些内外表面有同轴度要求，用作定位的端面与内孔还有垂直度要求。卧式数控车床

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二、知识准备（一）数控车削工艺知识2.套类零件的加工方案对于套类零件，通常加工内容有孔、内配合面、内螺纹、内槽等。通常加工顺序安排为：先用钻头钻孔（使用管料不需钻孔），后用车刀车内孔（先粗后精），再切内槽，最后车内螺纹。对于内外都有加工内容且加工精度要求较高的零件，要特别注意加工工序（或工步）顺序的安排，数控车削一般按“先粗后精、先近后远、内外交叉、基面先行、保证工件加工刚度,同一把刀连续加工”原则来确定加工顺序。

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二、知识准备（一）数控车削工艺知识

3.螺纹切削参数的确定1)螺纹牙型高度(螺纹总切深)

螺纹牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离，它是车削时车刀总切入深度。对于三角形普通螺纹，牙型高度按下式计算：h=0.6495P式中P--螺距（mm）。卧式数控车床

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二、知识准备（一）数控车削工艺知识

3.螺纹切削参数的确定2)螺纹起点与终点轴向尺寸

δ1、δ2一般按公式选取：

δ1≥2×导程δ2≥(1～1.5)×导程

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图1-32螺纹升/降速段二、知识准备（一）数控车削工艺知识

3.螺纹切削参数的确定3)分层背吃刀量每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量可参考表选取。注意表中值为直径值

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二、知识准备（一）数控车削工艺知识

3.螺纹切削参数的确定

4）螺纹加工需与主轴转速相适应

主轴转速满足下式要求：

式中n为主轴转速(r／min)；P为螺纹导程(mm)，英制螺纹应将其换算成相应毫米数。卧式数控车床

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二、知识准备（二）数控车孔加工刀具介绍

图1-33、1-34、1-35为孔加工刀具卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

G90---内外圆柱/锥面车削单一固定循环格式：G90X(U)__Z(W)__R__F__;说明：1.X(U)__Z(W)__表示固定循环切削终点处的坐标。绝对编程用X、Z表示，增量编程用U、W表示。U、W后数值为切削终点相对于固定循环起点的增量坐标值。2.F表示循环切削过程中的进给速度。卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

说明：3.R表示圆锥面切削起点处的X坐标值减切削终点处的X坐标值之差值的一半。4.固定循环轨迹为一封闭的矩形（柱面加工）或梯形(锥面加工)，固定循环起点X值选取在加工部位轴之外/孔之内1～2mm，Z值选取在加工部位起点之右3～4mm。卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

应用举例加工图示外圆锥面式中R值通过公式R/36=（13-12）/34计算O9881;N10G21G99G97T0101M03S600;N20G00X36.Z2.;N30G90X32.Z-34.R-1.06F0.35;N40X29.;N50X26.;N60G00X100.Z100.;N70M05;N80M30;卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

应用举例加工图示外圆柱面O9882;N10G21G99G97T0101M03S600;N20G00X36.Z2.;N30G90X31.Z-34.F0.35;N40X27.;N50X24.;N60G00X100.Z100.;N70M05;N80M30;卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

G94---（锥）端面车削单一固定循环格式：G94X(U)__Z(W)__R__F__;说明：1.X(U)__Z(W)__为固定循环切削终点的绝对（相对）坐标，U、W值计算同G90。2.F表示固定循环切削过程中的进给速度。卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

说明：3.R表示圆锥面切削起点处的Z坐标值减切削终点处的Z坐标值之差值。4.固定循环轨迹为一封闭的矩形（端面加工）或梯形(锥端面加工)，固定循环起点X值选在加工部位轴之外/孔之内1～2mm，Z值选在加工部位起点之右3～4mm。卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

应用举例加工图示端锥面式中R=39.5×5/37.5=5.27O9883;N10G21G99G97T0101M03S600;N20G00X104.Z2.;N30G94X25.Z0R-5.27F0.35;N40Z-2.5;N50Z-5.;N60G00X100.Z100.;N70M05;N80

M30;卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

应用举例加工图示端面O9884;N10G21G99G97T0101M03S600;N20G00X104.Z2.;N30G94X25.Z-3.5F0.35;N40Z-7.;N50Z-10.;N60G00X100.Z100.;N70M05;N80

M30;卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与使用说明G92---螺纹加工单一固定循环

格式G92X(U)__Z(W)__R__F__;说明：1.X(U)__Z(W)__为螺纹切削终点绝对（相对）坐标值，实际切削终点选取在螺纹终点再往左一个降速退刀段δ2=（1～1.5）×导程。2.R为圆锥螺纹切削起点处的X坐标值减切削终点处的X坐标值之差值的一半。卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

3.F为螺纹导程的大小，如果是单线螺纹，则为螺纹的螺距。4.固定循环轨迹为一封闭的的矩形（圆柱螺纹）或梯形(圆锥螺纹)，循环起点X取值为螺纹顶径轴之外/孔之内1～2mm，Z取值选在螺纹起点之右一个升速进刀段δ1

≥2×导程mm。卧式数控车床

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二、知识准备（三）单一固定循环指令含义与应用举例

应用举例加工图示圆柱螺纹4次走刀的背吃刀分别为0.8、0.6、0.4、0.16（直径值）O9885N10G21G97G99;N20T0101M03S400;N30G00X32.Z3.;N40G92X23.2Z-32.F1.5;N50X22.6;N60X22.2;N70X22.04;N80G00X100.Z200.;N90M30;卧式数控车床

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三、方案设计(一)零件图样分析该零件加工要求较高的部位是表面粗糙度为Ra1.6μm，而且φ36mm、φ24mm、M27×2mm有公差要求。因此在安排粗加工之后还要安排精加工。三、方案设计2.制定加工方案（1）毛坯选φ40mm×φ20mm×80mm管料（2）使用三爪自定心卡盘装夹，用工件的外圆定位（3）加工顺序安排如下：工序号2程序编号O3001设备CK6136数控车夹具：三爪卡盘安装号工步号工步内容定位基准加工方式安装11以毛坯外圆定位，粗车一头工件外圆至φ38mm，长30mm粗基准：毛坯外圆手动加工安装21调头，以φ38mm外圆定位装夹，粗车另一头工件端面精基准：φ38mm外圆用程序控制自动加工2粗车工件外圆至φ36.5mm，长50mm3粗车内孔至φ23.5mm和24.5mm4倒角、精车螺纹底孔到φ24.7mm，内孔φ24mm到尺寸5切内槽6车内螺纹7精车工件φ36.5mm外圆到图样尺寸8控制长度到尺寸，切断三、方案设计3.确定刀具及切削用量

序号加工面刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给速度（mm/r）类型材料1端面T0193°外圆刀硬质合金5000.12外圆粗、精车T0193°外圆刀600/10000.2/0.13内孔粗、精车T0293°内孔车刀800/12000.1/0.14内切槽T03刃宽4mm4000.055内螺纹T0460°内螺纹刀20026切断刀T05刃宽4mm2000.05三、方案设计4.确定编程原点

设定编程原点在零件右端面中心处。5.确定毛坯粗加工方法选用G90单一固定循环编程，实现毛坯的分层切削。主要任务有确定固定循环起点坐标及使用单一固定循环的切削终点坐标值；粗加工时每次进给背吃刀量一般取相等值，半精加工与精加工余量不等，半精加工余量一般取0.5mm～1.0mm，精加工余量一般取0.2mm～0.5mm。三、方案设计6.数学处理（1）编程基本尺寸的确定φ36mm、φ24mm公差带为非对称，要求转化为对称公差带并确定其基本尺寸值。（2）螺纹M27×2-6G编程尺寸确定查表得出内螺纹6G的基本偏差+0.038mm和公差0.375mm，通过公式D1=D-1.0825P(D为公称直径，P为螺距）计算出螺纹小径值。由此可得内螺纹小径范围为24.873∽25.248mm，平均值25.06。再通过查表1-15得出螺纹分几次切削时的X直径值。四、任务实施（一）编写零件加工程序卧式数控车床

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程序说明O3001;

N10G97G99G21

N20T0101S500M03F0.1;换刀带刀补、起动主轴，设定进给量N30G00X45.Z0.;快速接近工件N40G01X18.;车端面N60G00X42.Z2.;快速接近工件到固定循环起点N70S600F0.2;改变主轴转速和进给量N80G90X38.Z-50.;粗车外圆第一刀N90X36.5;第二刀外圆N100G00X100.Z100.;快退到换刀点四、任务实施（一）编写零件加工程序卧式数控车床

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N110T0202S800M03F0.2;换内孔车刀带刀补、起动主轴，设定进给量N120G00X18.Z2.;快速接近工件到固定循环起点N130G90X22.Z-50.;粗车内孔第一刀N140X23.5;粗车内孔第二刀N150X24.5Z-35.;粗车内孔第三刀N160G00Z100.;快退N170S1200F0.1;改变主轴转速和进给量N180G00X18.Z2.;快速接近工件到加工起点N190G00X33.;X方向快进N200X25.Z-2;倒角N210G01Z-35.;车螺纹底孔四、任务实施（一）编写零件加工程序卧式数控车床

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N220X24.01;车内台阶面N230Z-50.;车φ24.01内孔N240X20.;X方向退刀N250G00Z100.;Z方向快退N255G00X100.X方向快退至换刀点N265T0303S400M03F0.05;换切槽刀带刀补、起动主轴，设定进给量N270G00X23.Z2.;

N280Z-35.;快进N290G01X29.;切内孔槽N300G04X3.0;

暂停3秒N310G00X23.;X方向快退刀N320Z100.;z方向快退刀四、任务实施（一）编写零件加工程序卧式数控车床

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N330T0404S200M03;换螺纹刀带刀补、起动主轴N340G00X24.Z4.;快速接近工件到加工起点N350G92X25.9Z-33.F2;车削螺纹第一刀N360X26.5;第二刀N370X27.1;第三刀N380X27.2;第四刀N400G00X100.Z100.;快退到换刀点N410T0101S1000M03F0.1;改变主轴转速和进给量N420G00X40.Z2.;快速接近工件到加工起点N430G00X35.985;进刀四、任务实施（一）编写零件加