项目1 数控车削加工技术 任务1.3 车削加工外圆弧面类零件

任务1.3车削加工外圆弧面类零件

项目1数控车削加工技术1.3.1任务手柄加工任务描述：完成如图所示球头手柄的车削加工，毛坯尺寸为25棒料，材料为45#钢。图1.89手柄加工任务1.3外圆弧面零件的加工

1.3.2知识链接1.外圆弧加工的工艺知识

在加工球面时要选择副偏角在的刀具，以免刀具的后刀面与工件产生干涉，如图1.90所示。a)副偏角大，不干涉b)副偏角小，产生干涉图1.90车刀副偏角的干涉影响2.编程指令（1）G02/G03——圆弧插补指令指令格式：G02/G03X（U）_Z（W）_I_K_F_；或G02/G03X（U）_Z（W）_R_F_；式中，X（U）、Z（W）——圆弧终点的坐标值，增量值编程时，坐标为圆弧终点相对圆弧起点的坐标增量；I、K——圆心相对于圆弧起点的坐标增量，I为X轴方向的增量，K为Z轴方向的增量；R——圆弧半径；F——进给速度或进给量。2.编程指令（1）G02/G03——圆弧插补指令【特别提示】①G02为顺时针方向的圆弧插补，G03为逆时针方向的圆弧插补。图1.91圆弧方向的判别2.编程指令（1）G02/G03——圆弧插补指令【特别提示】②圆弧编程的两种方式

a.半径编程用半径编程时，用R来表示圆弧半径，在编程过程中不需要计算太多，所以经常用这种方法。R后面的数值有正负之分，以区别圆心位置。如图1.92所示，当圆弧所对的圆心角α≤180°时，圆弧半径取正值，反之R取负值。图中从A点到B点的圆弧有两段，半径相同，若需要表示的圆心位置在O1时，半径值取正值，若需要表示的圆心位置在O2时，半径值取负值。

2.编程指令（1）G02/G03——圆弧插补指令【特别提示】②圆弧编程的两种方式b.圆心坐标编程用圆心坐标编程时，用I和K表示圆心位置，是指圆心相对于圆弧起点的坐标增量，这两个值始终这样计算，与绝对编程和增量编程无关，其中，I值与X值方向一样，K值与Z值方向一样。整圆加工编程只能用圆心坐标编程方法。③F指的是沿圆弧加工的切线方向的速度或进给量。

2.编程指令(2)G73——封闭粗车复合循环指令

封闭切削循环是一种复合固定循环，如图1.95所示。封闭切削循环适于对铸、锻毛坯切削，对零件轮廓的单调性则没有要求。图1.95封闭粗车循环程序格式：G73U（Δi）W（Δk）R（d）；G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）；式中，Δi——X轴方向总切除量（半径值）；Δk——Z轴方向总切除量；

d——粗车循环次数；ns——精加工轮廓程序段中开始程序段的段号；nf——精加工轮廓程序段中结束程序段的段号；△u——X轴向精加工余量（直径值）；△w——Z轴向精加工余量；【应用实例2】任务描述：车削如图1.96所示铸造件，已知X轴方向的余量为6mm（半径值），Z轴方向的余量为4mm，刀尖半径为0.4mm，试编程加工。【应用实例2】任务描述：车削如图1.96所示铸造件，已知X轴方向的余量为6mm（半径值），Z轴方向的余量为4mm，刀尖半径为0.4mm，试编程加工。铸造件适合用G73指令加工，余量为6mm，分三次加工，在车削时要使用半径补偿，留精车余量X=0.2mm，Z=0.05mm。用两把刀，1号刀粗车，2号刀精车。O0102N10G50X150Z250T0100；设定坐标系，选用1号刀N20M03S300；启动主轴N30G00X112Z6；进刀至循环起始点N40G73U6W6R3；粗车N50G73P60Q120U0.2W0.05F100；余量X=0.2mm，Z=0.05mmN60G00X30Z2；进刀至精车形状程序起点N70G01G42Z-20F30；车削30，建立刀尖半径补偿N80X60Z-30；

车削锥度N90Z-55；车削60N100G02X80Z-65R10；车圆弧R10N110G01X100Z-75；车锥度N120G40X105；退出，取消刀尖半径补偿N130G00X150Z250M05；返回，停主轴N140T0202；换2号刀N150G50S2000；主轴最高转速限制N160G96M03S800；恒线速度切削，主轴启动N170G00X112Z6；定位到精车起点N180G70P60Q120；精车N190G00G97X150Z250；退刀，取消恒线速度切削方式N200T0100；换回1号刀，取消刀尖半径补偿N210M05主轴停N220M30；程序结束并返回程序头2.编程指令(3)G75——沟槽切削循环指令程序格式：G75R（e）；G75X（U）Z（W）P（Δu）Q（Δw）R（Δd）F（f）S（s）；式中，e——X轴方向切削每次的退刀间隙；X（U）——需要切削的最终凹槽直径；Z（W）——最后一个凹槽的Z轴方向位置；Δu——X轴方向每次切削的深度（无符号）；Δw——各槽之间的距离（无符号，单个槽则省略）；Δd——每个槽切削完成后Z轴方向的退刀量（若槽宽同刀宽一样时，此值省略）。2.编程指令(3)G75——沟槽切削循环指令【特别提示】①G75沿着X轴方向切削，G75循环过程如图1.98所示，刀具定位在A点，沿Z轴方向进行加工，每次加工Δu后，退e的距离，然后再加工Δu，依次循环至Z轴方向坐标给定的值，返回A点，再向X轴方向进Δu，重复以上动作至Z轴方向坐标给定的值……最后加工至给定坐标位置（图中C点），再分别沿Z轴方向和X轴方向返回A点。②使用G75指令既可加工单个槽，也可加工多个槽，只需要在编程时注意其格式即可。

图1.98G75沟槽切削循环2.编程指令(3)G75——沟槽切削循环指令【应用实例3】任务描述：如图1.3-99所示，分别编程加工图1.3－99（a）、图（b）的槽。图1.3-99G75沟槽切削循环应用设切槽刀宽3mm，程序如下:图1.3－99（a）O0000N10G54G00X100Z50；建立坐标系，选用1号刀N20M03S1000；启动主轴N30T0101；建立刀具补偿N40G00X55Z-23；进刀至槽加工的起始点N50G75R2；槽循环参数设置N60G75X30Z-23P20000R0F50；槽循环参数设置(X向切深单位为μm)N70G00X100Z50；返回N80T0000；取消刀具补偿N90M05；主轴停N80M30；程序结束并返回程序头图1.3－99（b）O0001N10G54G00X100Z50T0100；建立坐标系，选用1号刀N20M03S500；启动主轴N30T0101；建立刀具补偿N40G00X52Z-23；进刀至槽加工的起始点N50G75R2；槽循环参数设置

N60G75X30Z-50P20000Q90000R0F50；槽循环参数设置N70G00X100Z50；返回N80T0000；取消刀具补偿N90M05；主轴停N100M30；程序结束并返回程序头3.子程序（1）子程序的结构结构如下：O0010子程序名……子程序内容M99；子程序结束（2）子程序常用调用格式①

M98P××××L×；

P后边的数字为子程序编号，L为调用次数（L1可省略，最多为9999次）。如M98P1002L7表示调用O1002子程序7次。②M98P××××××××；其中：P后边的数字有8位，前四位为调用次数，后四位为子程序号。如调用O1002子程序7次可用M98P71002表示。3.子程序（3）子程序嵌套当主程序调用子程序时，它被认为是一级子程序。子程序调用下一级子程序称为嵌套，上一级子程序与下一级子程序的关系，与主程序与第一层子程序的关系相同。子程序调用可以镶嵌四级，调用指令可以重复地调用子程序，最多999次。3.子程序【应用实例4】任务描述：加工如图1.100所示的沟槽，用子程序完成编写。图1.100子程序的应用主程序O0018N10G54G00X100Z50T0100；设定坐标系，选用1号刀N20M03S500；启动主轴N30T0101；刀具补偿N40G00X55Z-23；定位到第1槽加工的起始点N50M98P0008；调用子程序加工N60G00X55Z-36；定位到第2槽加工的起始点N70M98P0008；调用子程序加工N80G00X55Z-47；定位到第3槽加工的起始点N90M98P0008；调用子程序加工N100G00X55Z-56；定位到第4槽加工的起始点N110M98P0008；调用子程序加工1次N120G00X100Z50T0000；返回，取消刀具补偿N130M05；主轴停N140M30；程序结束并返回程序头子程序O0008N10G75R2；槽循环参数设置N20G75X30P20000R0F50；槽循环参数设置N30G00X55；退出N40M99；子程序结束4.刀尖半径补偿（1）刀尖半径补偿原因图1.101假想的刀尖（2）G41、G42、G40——刀尖半径补偿指令

G41、G42、G40为刀尖半径补偿指令，G41为刀尖半径左补偿，G42为刀尖半径右补偿，G40为取消刀尖半径补偿。图1.103刀尖半径补偿图1.104补偿的建立与取消（3）刀尖半径补偿的建立与取消

（4）车刀的形状和位置的确定图1.105车刀的形状和位置

（5）刀尖半径的输入数控车床刀尖半径与刀具位置补偿放在同一个补偿号中，由数控车床的操作人员输入到数控系统中，这些补偿统称为刀具参数偏置量。同一把刀具的位置补偿和半径补偿应该存放在同一补偿号中。1.3.3任务实施

1.工艺过程①车端面；②自右向左粗车外表面；③自右向左粗车外表面；④切断。

2.刀具与工艺参数

见表1.7、表1.8。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、端面刀尖角35°2T0202切断刀（刀位点为左刀尖）B=4mm1切槽、切断表1.7数控加工刀具卡材料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60mm（手动操作），调用程序（1）自右向左粗车端面、外圆表面T01016000.32（2）自右向左精车端面、外圆表面T01018000.10.2（3）切断G01T02023000.1（4）检测、校核表1.8数控加工工序卡3.装夹方案用三爪自定心卡盘夹紧定位。4.程序编制O0001N10T0101G40G95;调用1号刀，建立刀补N20M03S300;主轴正转300r/minN30G00X30Z10;N40X26Z0