项目1 数控车削加工技术 任务1.2 车削加工外圆柱圆锥类零件

任务1.2车削加工外圆柱/圆锥类零件项目1数控车削加工技术1.2.1任务短轴零件加工任务描述：短轴零件如图所示，按单件生产安排其数控加工工艺，编写出加工程序。毛坯为φ38mm棒料，材料为45#钢。

图1.71短轴零件任务1.2车削加工外圆柱/圆锥类零件1.2.2知识链接

1.基本编程指令

1）字与字的功能（1）字符与代码。（2）字。如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。（3）字的功能。①顺序号字N。②准备功能字G。③尺寸字。④进给功能字F。⑤主轴转速功能字S。⑥刀具功能字T。⑦辅助功能字M。1.2.2知识链接

1.基本编程指令

1）字与字的功能表1.2G功能字含义表G功能字FANUC系统SIEMENS系统G00快速移动点定位快速移动点定位G01直线插补直线插补G02顺时针圆弧插补顺时针圆弧插补G03逆时针圆弧插补逆时针圆弧插补1.2.2知识链接

1.基本编程指令

1）字与字的功能表1.2G功能字含义表G04暂停暂停G05---通过中间点圆弧插补G17XY平面选择XY平面选择G18ZX平面选择ZX平面选择G19YZ平面选择YZ平面选择G32螺纹切削---G33---恒螺距螺纹切削1.2.2知识链接

1.基本编程指令

1）字与字的功能表1.2G功能字含义表G40刀具补偿注销刀具补偿注销G41刀具补偿——左刀具补偿——左G42刀具补偿——右刀具补偿——右G43刀具长度补偿——正---G44刀具长度补偿——负---G49刀具长度补偿注销---G50主轴最高转速限制---1.2.2知识链接

1.基本编程指令

1）字与字的功能表1.2G功能字含义表G54～G59加工坐标系设定零点偏置G65用户宏指令---G70精加工循环英制G71外圆粗切循环米制G72端面粗切循环---G73封闭切削循环---G74深孔钻循环---G75外径切槽循环---1.2.2知识链接

1.基本编程指令

1）字与字的功能表1.2G功能字含义表G76复合螺纹切削循环---G80撤销固定循环撤销固定循环G81定点钻孔循环固定循环G90绝对值编程绝对尺寸G91增量值编程增量尺寸G92螺纹切削循环主轴转速极限1.2.2知识链接

1.基本编程指令

1）字与字的功能表1.2G功能字含义表G94每分钟进给量直线进给率G95每转进给量旋转进给率G96恒线速控制恒线速度G97恒线速取消注销G96G98返回起始平面---G99返回R平面---1.2.2知识链接

1.基本编程指令

表1.3M功能字含义表M功能字含义M00程序停止M01计划停止M02程序停止M03主轴顺时针旋转M04主轴逆时针旋转M05主轴旋转停止1.2.2知识链接

1.基本编程指令

表1.3M功能字含义表M06换刀M072号冷却液开M081号冷却液开M09冷却液关M30程序停止并返回开始处M98调用子程序M99返回子程序1.2.2知识链接

2）程序格式

%//开始符O1000//程序名N10G00G54X50Y30M03S3000；N20G01X88.1Y30.2F500T02M08；//程序主体N30X90；……；N290M05；N300M30；//程序结束%//结束符1.2.2知识链接

3）绝对/相对坐标系编程

如图1.72所示锥面的车削可有三种编程形式，具体如下。①绝对坐标程序——X40Z5；②相对坐标程序——U20W-40；③混合坐标程序——X40W-40。图1.72绝对/相对坐标编程1.2.2知识链接

4）常用编程指令（1）G54～G59——选择工件坐标系。指令格式:G54～G59；（2）G50——设定工件坐标系指令指令格式:G50X_Z_；。图1.73G50设定工件坐标系（3）T功能。T功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式：T——；

T后面通常有四位数字表示所选择的刀具号码。前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。但也有T后面用两位数。例：T0303表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。T0300表示取消刀具补偿。（4）G94、G95——设定进给速度单位。格式：G94F___；每分钟进给量，mm/min。

G95F___；每转进给量，主轴转一周时刀具的进给量，mm/r。（5）G27、G28、G29——与参考点有关的指令。①G27——返回参考点检查指令。

②G28——自动返回参考点指令③G29——从参考点返回指令。（6）G96、G97——线速度控制指令。指令格式:①G96S—；G50S1800；（指令主轴最高转速为1800r/min）G96S100；（指令恒线速度为100m/min）②G97S—；G97S1000；（恒线速取消后，主轴速度为1000r/min）。

（7）G00——快速点定位指令。指令格式:G00X（U）—Z（W）—；式中，X（U）、Z（W）——移动终点，即目标点的坐标，X、Z为绝对坐标，U、W为增量坐标。功能:G00快速点定位指令控制机床各轴以最大速率从现在位置移动到指令位置。G00是模态代码。图1.75G00刀具轨迹示意图从起点A快速运动到目标点B，其绝对坐标方式编程为：G00X60Z100；其增量坐标方式编程为：G00U80W80；如果程序为：G00X60Z60；刀具快速运动到点（60，60）X60Z100；再运动到点（60，100）（8）G01——直线插补指令。指令格式:G01X（U）_Z（W）_F_；式中，X（U）、Z（W）——加工目标点的坐标，X、Z为绝对坐标，U、W为增量坐标；F为加工时的进给速度或进给量。

（8）G01——直线插补指令。图1.76G01指令举例选右端面O为编程原点，绝对坐标编程为：G00X50．Z2.M03S800；G01Z-40.F80；X80.0Z-60.；G00X200.Z100.；增量坐标编程为：G00U-150.W-98.M03S800；G01W-42.F80；U30.W-20.；G00U120.W160.；……（9）G04——暂停指令指令格式:G04X_（P_）；式中，X（P）——暂停时间。X后面可用小数表示，单位为秒，地址P后面用整数表示，单位为毫秒。【应用实例1】加工工件如图1.77（a）（b）（c）所示，刀尖从A点移动到B点，完成车外圆、车槽、车倒角的编程。(a)车外圆(b)车槽(c)车倒角图1.77应用举例①车外圆G00X20.Z2.G01Z-26.F80；绝对方式②车槽G00X35.Ｚ-26.；G01X18.F50；绝对方式③车倒角G00X24.Z2.；G01X30.Z-1.F80；绝对方式或G01U0W-28.F80；增量方式或G01W-28.F80；混合坐标方式或G01U-17.F50；增量方式或G01U6.W-3.F80；增量坐标方式2.循环指令1）单循环指令（1）G90——内外直径自动车削循环指令指令格式:G90X（U）_Z（W）_R_F_；式中，X（U）、Z（W）——切削循环终点的坐标；R——圆锥面切削起始点与终点的半径之差；F——切削速度。①圆柱面切削循环编程格式：G90X（U）_Z（W）_F_；（1）G90——内外直径自动车削循环指令①圆柱面切削循环编程格式：G90X（U）_Z（W）_F_；

(a)图1.79圆柱面自动车削循环指令

(b)图1.79圆柱面自动车削循环指令图1.79(b)编程如下。G90X40Z30F30；刀具运动轨迹为：A→B→C→D→AX30；刀具运动轨迹为：A→E→F→D→AX20；刀具运动轨迹为：A→G→H→D→A（1）G90——内外直径自动车削循环指令②圆锥面切削循环

【特别提示】如图1.80（a）所示，R为锥体大小端的半径差。用增量值表示，其符号取决于刀具起于锥端面的位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值；起于锥端小头时，R为负值。即起点坐标大于终点坐标时，R为正值，反之为负，图1.80(b)编程如下。G90X40Z20R-5F30；X30；X20；

(b)图1.80圆锥面自动车削循环指令(a)(2）G94——端面自动车削循环指令指令格式:G94X（U）_Z（W）_R_F_；式中，X（U）、Z（W）——切削循环终点的坐标；R——端面切削起始点与终点的在Z轴方向的坐标增量；F——切削速度。

2）复合循环指令

这里介绍FANUC数控系统用于车床的复合循环。FANUC数控系统的复合循环有两种编程格式，一种是用两个程序段完成粗加工，另一种是用一个程序段完成粗加工，具体用哪一种格式，取决于所采用的数控系统。(2)G70——精车复合循环指令格式：G70

PnsQnf指令功能：用G71、G72、G73指令粗加工完毕后，可用精加工循环指令，使刀具进行精加工。【特别提示】①ns表示指定精加工路线第一个程序段的顺序号；②nf表示指定精加工路线最后一个程序段的顺序号；③G70～G73循环指令调用N(ns)至N(nf)之间程序段，其中程序段中不能调用子程序。

（2）G71——内外圆粗车循环指令G71U（Δd）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）；N（ns）…………N（nf）……式中，Δd——粗车时每次X向切深（半径值）一定为正值；e——粗车时每一刀切削完成后在X轴方向的退刀量；ns——精加工形状程序的第一个程序段段号；nf——精加工形状程序的最后一个程序段段号；Δu——粗车时，X轴方向的切除余量（直径值）；Δw——粗车时，Z轴方向的切除余量；f——粗车时的进给速度或进给量；s——粗车时的主轴转速；T——粗车时的刀具。

G71循环过程如图1.83所示，刀具起始点位于A，循环开始时由A→B为留精车余量，然后，从B点开始，进刀Δd的深度至C，然后切削，碰到给定零件轮廓后，沿45°方向退出，当X轴方向的退刀量等于给定量e时，沿水平方向退出至Z轴方向坐标与B相等的位置，然后再进刀切削第二刀……如此循环，加工到最后一刀时刀具沿着留精车余量后的轮廓切削至终点，最后返回到起始点A。

图1.83G71内外圆粗车循环

【应用实例3】加工的工件如图1.84所示，材料为42×70mm的铁棒，要求用两把刀具分别进行粗、精车加工，试编程。设定如图1.2－14所示的坐标系，粗车刀作为基准刀，位置为（50，100），粗车时吃刀深度2mm，留精加工余量X轴方向为0.5mm，Z轴方向为0.02mm。程序如下:O0101N10G50X60Z100T0100；设定坐标，选用1号刀N20M03S1000；启动主轴，转速1000r/minN30T0101；建立刀具补偿N40G00X44Z52；进刀至粗车起始点N50G71U2R1；粗车，每刀2mm，退距离1mmN60G71P70Q160U0.5W0.02F200；余量X=0.5mm，Z=0.02mmN70G00X0；进刀至精加工形状起始点N80G01Z50F50；车削至圆弧顶点N90G03X10Z45R5；车削圆弧R5N100G01Z35；加工外圆柱10N110X29.58Z25；加工圆锥N120W-7；加工圆柱29.58N130G03X35W-2.71R2.71；加工圆角R2.71N140G01Z8.5；加工圆柱段35N150G02X40Z6R2.5；加工圆弧R2.5N160G01Z0；加工圆柱40N170G00X50Z100M00；退刀返回，主轴暂停N180T0202M08；换2号刀，开冷却液N190M03S2500；启动主轴N200G00X44Z52；进刀，准备精车N210G70P70Q160；精车外形，该指令见后面介绍N220G00X100Z100；返回N230T0100；换回1号刀，取消刀具补偿N240M05；主轴停N250M30；程序结束并返回程序头（3）G72———端面粗车复合循环指令G72W（Δd）R（e）；G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）；N（ns）……N（nf）式中，Δd——粗车时每次Z向进刀切深；e——粗车时，每一刀切削完成后在Z轴方向的退刀量。其他参数与G71相同。图1.85G72端面粗车复合循环1.2.3任务实施

1.工艺过程①粗车外轮廓；②精车外轮廓；③切断；

2.刀具与工艺参数见表2-2、表2-3。实训课题外圆柱/圆锥面车削技能训练零件名称零件图号序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径数量加工表面备注1T010193°粗精右偏外圆刀0.4mm1外表面、端面2T0402切断刀（刀位点为左刀尖）B=4mm1切槽、切断表1.4数控加工刀具卡表1.5数控加工工序卡材料45#零件图号系统FANUC工序号操作序号工步内容（走刀路线）G功能T刀具切削用量转速Sr/min进给速度Fmm/r切削深度mm程序夹住棒料一头，留出长度大约100mm（手动操作），调用程序（1）自右向左粗车端面、外圆表面G71T01016000.32（2）自右向左精车端面、外圆表面G70T0