数控车床典型零件加工（华中系统）

电子工业出版社2021.6华中数控系统数控车床编程与维护

7.1轴类零件的车削编程与加工

7.2套类零件的车削编程与加工

7.1轴类零件的车削编程与加工7.1.1零件图零件图如图7-1所示，材料选用45钢。图7-1轴类零件7.1.2加工前的准备工作1．机床准备车床选用配置HNC-21T数控系统的CJK6140型车床。2．数控加工工艺〔1〕以工件右端面为安装基准，取工件端面回转中心为工件坐标系零点。〔2〕根据加工要求，选90°外圆车刀、切槽车刀〔刀宽为5mm〕及60°螺纹车刀各一把，刀具材料采用硬质合金。刀具编号为1号刀：外圆车刀；2号刀：切槽车刀；3号刀：螺纹车刀。

〔3〕毛坯采用直径φ40mm的圆钢。〔4〕工序为：粗车外圆→精车外圆→切外沟槽→车螺纹→切断。3．刀具安装中需要注意的问题〔1〕刀具的中心高车削加工时要求刀具的切削部位与棒料的中轴线等高，其上下偏差的范围不能超过零件直径的1%。在通常情况下，如果切槽刀具的刃口较锋利，那么刀具的安装位置应该比该工件的轴线稍高一点。〔2〕刀具的安装位置刀具安装要确保刀具的工作角度，也就是常说的“刀具要找正〞。但是对于特殊的曲面或有特殊要求的加工部位，也可以适当地调整刀具的工作角度。其遵守的原那么是：在保证刀具寿命的前提下，取较大的前角和主偏角。切槽刀和螺纹刀一定要装正〔即与毛坯轴线垂直〕。4．工件的装夹根据零件图及工艺要求对工件进行装夹。该工件的毛坯长100mm，要求装夹的部位不小于20mm，留下10mm的空隙作为刀具与卡盘的平安距离，故伸出80mm，用钢板尺测量。装夹工件遵循的原那么是：在毛坯装夹的过程中，尽量减少工件的跳动，要保证工件被夹紧，并且被夹局部受力均匀。5．切削用量的选择根据工件材料，选择刀具材料为硬质合金。该工件的切削参数设置如下：主轴转速为800r/min，切削进给速度为80mm/min。6．零件车削加工程序编写根据零件图7-1，编写加工程序如下。

%0010N10T0101

N15G40G97M03S800

N20G00X42.0Z2.0N30G01Z0F80N40G01X-1.0F80

N50G00X42.0Z2.0N60G71U1.5R0.5

N70G71P80Q160X0.3Z0.2

N80G00G42X11.0N90G01Z0F80N100X15.8C1.5N110Z-20.0N120X23.0N130X26.0Z-50.0N140Z-57.0N150G02X32.0Z-60.0R3.0N160Z-72.0N170G28U0W0M05图7-1实例1N180M00 N190T0202N200G40G97S800M03N210G00X25.0Z-20.0N220G01X13.5F50N230X25.0N240G28U0W0M05N250M00N260T0303

N270G40G97S800M03N280G00X18.0Z5.0N290G82X15.0Z18.0F1.5N320X14.7N330X14.5N340X14.3

N350X14.2N360X14.1N370X14.05N380G28U0W0N390T0202

N400G00X50.0Z-75.0N410G01X-1F45N420G28U0W0N430M307.1.3数控车削加工操作过程1．开机开机时检查机床状态是否正常、电源电压是否符合要求、接线是否正确，按下控制面板上的“急停〞按键〔此步不是必须的，但建议依此操作〕。翻开外部电源开关，启动机床电源，接通数控系统电源，检查风扇、电机运转是否正常，检查面板上的指示灯是否正常。假设开机成功，那么HNC-21T自动运行系统软件，工作方式为“急停〞〔“急停〞按键按下〕。2．回参考点通过手动方式，使机床各运动部件回到参考点位置。3．试切〔1〕端面试切毛坯装夹后，由于毛坯外表不平，不能对刀，故要对其进行简单的切削使其平整。但是切削量要小，约0.5～1.0mm。在试切后不能影响工件加工尺寸。首先，启动机床主轴正转，在“手动〞方式下将刀具靠近工件，然后调小倍率，调整好要切削的量。按住“－X〞键对工件的端面进行切削，直到将工件端面切平为止。然后按住“＋X〞键退刀，记下此时的机床Z坐标值Z1。〔2〕外圆试切外圆切削时要注意其切削量的选择不要过大，以免对刀具造成损伤及对该工件的加工尺寸造成影响。用“手动〞方式车削外圆时，直径方向一般试切0.5～1.0mm；在不影响工件的前提下，长度方向一般车20mm，然后按住“＋Z〞键退刀。测量工件直径d1，并记下此时机床的X坐标值X1。提示：外圆试切是为了确定X值，而端面试切是为了确定Z值。4．坐标系确实定〔1〕G92确定坐标系如果需要将工件右端面确定为G92坐标原点，那么只需要将对刀点经手动移到该点即可。假设移动对刀点到机床坐标〔X2，Z2〕点，那么只要将a＝X2－X1＋、b＝Z2－Z1的值写到程序G92Xa、Zb即可，这样就把工件右端面中心确定为G92坐标原点了。〔2〕设定G54工件坐标系如果需要将工件右端面确定为G54坐标原点，那么根据试切时X1的坐标值，将X1－d1的数值确定为X0；根据Z1的坐标值，令Z1＝Z0。将Z0和X0的值输入零点偏置表G54的X、Z中即可。G54的值一旦设定，就自动保存在数控系统中，直到人为的修改或删除。而G92只是暂时的存放，一旦机床断电，其值就自动被删除。同时，G92是通过起刀的位置来确定工件坐标原点的。5．对刀确定好工件坐标原点〔即程序原点〕后，就为加工编程做好了准备。对于需要多刀加工的工件，必须将每把刀具相对该工件的对刀值〔即工件坐标原点的位置〕找到，从而在程序中确保该工件的正确加工。在HNC-21T数控系统中，只要在刀偏表中把端面试切深度定为“0〞、把试切直径定为“d1〞、X的值定为X1、Z的值定为Z1，就可将工件右端面的中心定为工件坐标原点。本例采用相对刀偏法对刀，其具体操作步骤如下。〔1〕1号刀的对刀①在HNC-21T主菜单操作界面下依次按下“F4〞〔刀具补偿〕→“F1〞〔刀偏表〕，出现如图7-2所示的对话框。②将光标移到#0001栏，按下“标刀选择〞，该处变为红色，90°外圆刀被指定为标刀。③在1号刀试切后，把此时的X1值记录在X偏置中，把试切的外圆直径d1填入刀偏表的“试切直径〞中。端面试切后，在刀偏表中记下试切长度为0，把此时的Z值记录在Z偏值中，这时就将工件坐标系的原点定在工件的右端面中心。图7-2刀偏值设定

提示：不同的刀具所得的刀偏值要与刀具号相对应。

〔2〕其他刀具对刀其他刀具对刀时，只需将其“试切直径〞、“试切长度〞填入即可。①2号刀的对刀。将2号刀用“增量〞方式靠近工件圆柱面，直到刀具接触工件为止。测量试切直径d1，在刀偏表的#0002栏中记下试切直径d1。按同样的方法将刀具靠近工件端面，直到刀具接触工件端面为止。然后在刀偏表中记下试切长度为“0〞。此时2号切槽刀具的对刀点是切槽刀的左端点。②3号刀〔60°螺纹车刀〕的对刀。首先试切外圆，然后填刀偏表中的“试切直径〞；Z方向用刀尖对准试切端面，然后填刀偏表中的“试切长度〞，该值为0。提示：螺纹车刀一定要装正，即刀尖的60°角平分线与主轴轴线垂直。6．程序的建立与选择〔1〕新建程序在HNC-21T数控系统的主操作界面下，依次按下F1〔程序〕→F2〔编辑程序〕→F3〔新建程序〕，出现“新建程序〞界面，系统提示“输入新建文件名〞，光标在“输入新建文件名〞栏闪烁。输入文件名〔如“O0001〞〕，如图7-3所示，然后按【Enter】键确认，系统将自动产生一个0字节的空文件，这时就可以编辑新建文件了。编辑程序后，按F4键保存程序。图7-3“新建程序〞菜单注意：数控零件程序文件名一般是以字母“O〞开头的，后跟四个〔或多个〕数字。HNC-21T继承了这一传统默认，认为零件程序名是由“O〞开头的。〔2〕程序选择选择程序的步骤如下。①在编辑功能子菜单下按F1键，将弹出如图7-4所示的“选择程序〞菜单。②用◄、►键选择程序源〔待编辑程序的来源〕，用▲、▼键选中一个程序文件。图7-4选择程序

7．程序校验〔F1→F5〕〔1〕调入要校验的加工程序。〔2〕按机床控制面板上的“自动〞按键，进入程序自动运行方式。〔3〕在程序功能子菜单下，按F5键〔程序校验〕，此时软件操作界面的工作方式显示为“校验运行〞。〔4〕按机床控制面板上的“循环启动〞按键，程序校验开始。8．启动自动运行如果程序校验没有错误，就可以运行程序加工零件了。〔1〕按机床控制面板上的“自动〞按键，进入程序自动运行方式。〔2〕按机床控制面板上的“循环启动〞按键，机床开始自动运行调入的零件加工程序。9．检验工件加工完毕后，需要检验零件是否合格。在测量时，不要卸下工件，否那么一旦尺寸不正确就难以修正了。在检验合格后，可卸下工件。7.1.4本卷须知与手动调整1．本卷须知在工件加工过程中，必须做好各项防护措施；在加工时，工件装置假设有松脱或工件有震动，都必须立即终止运行，并对其重新调整；如果遇到刀具磨损或者崩裂，那么必须立即停止运行并换刀。2．手动调整加工中可以调整主轴转速和进给速度。通过调整可以提高工件外表质量和加工效率。在卸下工件之前必须对照工件图纸，对各项尺寸的要求及公差要求进行检测，一定要在符合要求的前提下卸下工件。否那么一旦工件卸下后再进行二次装夹时，就很难保证其形位公差的要求了。7.2套类零件的车削编程与加工7.2.1零件图零件图如图7-5所示，材料选用45钢。图7-5套类零件

7.2.2加工前的准备1．机床准备采用配置HNC-21T数控系统的CJK6140型数控车床对工件进行加工。2．加工工艺分析〔1〕该工件加工必须进行二次装夹。〔2〕根据加工要求，选90°外圆刀、钻头、外圆切槽刀、内孔车刀及60°螺纹车刀各一把，刀具材料采用硬质合金。其中1号刀：外圆刀；2号刀：切槽刀；3号刀：螺纹刀；4号刀：内圆车刀。〔3〕毛坯采用直径f52mm的圆钢。〔4〕加工工序为：下料→钻f24孔→加工f48外圆及斜锥孔→切断→掉头→加工f45外圆→换切槽刀切外沟槽→用螺纹刀车螺纹M45×1.5→切f26内孔及R20圆弧。〔5〕切削参数切削参数设置如下：主轴转速为800r/min，切削进给速度为80mm/min。

3．编写零件加工程序〔1〕车外圆%0010N10T0101N20M03S800N30G00X24Z2N40G01Z0F80N50X44N60X49Z-2.5N70Z-30N80G00X50Z2N90X48N100G01Z-30F80N105G28U0W0N110T0404N120G00X40Z2N130G71U1.5R0.5N140G71P150Q160X0.3Z0.02N150G01X40Z0F80N160X26Z-30N170G00X24N180G28U0W0N190M05N200M02〔2〕掉头，加工45mm直径外圆柱面、切3×f43槽%0020T0101M03S800G00X49Z2N130G71U1.5R0.5N140G71P150Q160X0.3Z0.02N150G01X43Z0F80X45Z-2Z-50X47N160X48Z-50.5G00X60Z50T0202G00X47Z-38G01X43F30G00X50Z50M05M30〔3〕加工M45×1.5螺纹及f26内孔%0040T0303 M03S800G00X48Z2G82X43Z-36F1.5X42X41X40.2G00X60Z50T0404G00X38Z1G01X25Z-10.2F80G00Z1X38.73G01Z0F80G02X26Z-10.2R20G01Z-46G00X24Z100M05M307.2.3数控车削加工操作过程1．开机开机时检查机床各局部是否正常；按下控制面板上的“急停〞按键，翻开外部电源开关，启动机床电源，接通数控系统电源，检查风扇电机运转是否正常，检查面板上的指示灯是否正常。假设开机成功，HNC-21T自动运行系统软件，工作方式为“急停〞〔“急停〞按键按下〕。2．回参考点通过手动方式，使机床各运动部件回到参考点位置。3．对毛坯进行装夹、试切和对刀〔1〕装夹在装夹毛坯时，应尽量减少工件的跳动。装夹时要留出刀具的退刀空间，保证毛坯被夹紧，并且被夹局部受力均匀。

〔2〕试切装夹后要对工件进行试切，但要注意，外圆上的试切不宜过长、过多，只需将外圆外表均匀切削去除即可，以免影响到后续的加工尺寸。①端面试切。首先，启动机床主轴正转，在“手动〞方式下将刀具靠近工件，然后调小倍率，调整好要切削的深度。按住“－X〞键对工件的端面进行切削，直到将工件端面切平为止。然后按住“＋X〞退刀，记下此时的机床坐标值Z1。②外圆的试切。用“手动〞方式车削外圆时，直径方向一般试切0.5～1.0mm；在不影响工件的前提下，长度方向一般车削20mm。然后按住“＋Z〞键退刀。测量工件直径d1，并记下此时的机床X坐标值为X1。〔3〕对刀本例采用绝对刀偏法对刀，其具体操作步骤如下。①1号刀〔外圆切刀〕的对刀。在操作界面下依次按下“F4〞〔刀具补偿〕→“F1〞〔刀偏表〕，出现如图7-6所示的对话框。将d1填入刀偏表中的“试切直径〞中；填刀偏表中的“试切长度〞，该值为0。将该刀对刀所得的值X1、Z1〔实际坐标值〕填入“X偏置〞、“Z偏置〞中。提示：不同的刀具所得的刀偏值要与其刀具号对应。图7-6刀偏表②2号刀〔切槽刀〕的对刀安装刀具时要保证中心高，然后试切端面边缘一槽，记下此时机床坐标值〔X1，Z1〕，填入X、Z偏置后，量直径填入刀偏表的“试切直径〞中，量Z向深度填入刀偏表的“试切长度〞中。此时2号切槽刀的对刀点就是切槽刀的左端面。③3号刀〔60°螺纹车刀〕的对刀首先试切外圆，把此时的X值记录在X偏置中；量出直径，然后填入刀偏表中的“试切直径〞；Z方向用刀尖对准试切端面，然后填入刀偏表中的“试切长度〞，该值为0。把此时的Z值记录在“Z偏置〞中。提示：螺纹车刀一定要装正，即刀尖的60°角平分线与主轴轴线垂直。④4号刀〔内孔车刀〕的对刀内孔车刀对刀要保证中心高〔可根据具体情况略高于中心〕，可以用尾架顶尖为参照基准。首先对内孔进行试切，把此时的X值记录在“X偏置〞中，把试切的内孔直径d填入刀偏表的“试切直径〞中；试切端面，然后填刀偏表中的“试切长度〞，该值为0。把此时的Z值记录在“Z偏置〞中。4．程序的建立与选择〔1〕程序建立在编辑程序界面下，按F3〔新建程序〕键，系统提示“输入新建文件名〞，光标在“输入新建文件名〞栏闪烁，输入文件名后，按【Enter】键确认，系统将自动产生一个0字节的空文件，就可以编辑新建文件了。编辑程