数控车床外轮廓加工 PPT课件

第四章外轮廓加工 2020 4 6 1 轴类零件 2 第一节外圆与端面加工 第二节锥面加工 第三节圆弧面加工 第四节复合形状固定循环加工 第五节外轮廓加工综合实例 2020 4 6 3 第一节外圆与端面加工 4 一 基本指令代码1 快速点定位指令G00G00指令是模态代码 它命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置 它只用于快速定位 而无运动轨迹要求 且无切削加工过程 1 指令书写格式 5 设零件右端面与轴线的交点为工件原点 则有 G00X40 0Z0 绝对 G00U 60 0W 36 0 相对 G00X40 0W 36 0 混合 G00U 60 0Z0 混合 快速点定位 6 2 走刀规律指令的运动轨迹按快速进给速度运行 先是两轴同量 同步进给做斜线运动 先走完距离较短的轴 再走完距离较长的另一轴 7 2 直线插补指令G01G01指令是模态代码 它是直线运动命令 规定刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的F进给速度做任意的直线运动 1 指令书写格式 8 使用绝对值编程 设右端面与轴线交点为工件原点 从A B D 编程格式如下 G01X40 0Z5 0F0 3 G01X40 0Z 15 0 使用增量值编程 从A B D 编程格式如下 G01U 10 0W0F0 3 G01U0W 20 0 直线插补指令的应用 9 2 走刀规律指令的运动轨迹按F给定的进给速度两轴同时运行到达指定终点 10 3 外圆切削循环 G90 1 指令书写格式 外圆切削循环指令 11 2 编程实例如图所示 用G90指令粗车零件上 40mm的圆柱面 一共分3刀车削 G90外圆切削循环a 零件图b 分析图 12 加工 40mm的外圆要车掉10mm的余量 用G90指令加工将分3层车削 第1层车掉2mm 第2层和第3层车掉4mm 用3个G90指令进行粗车 其加工程序如下 13 4 端面切削循环 G94 1 指令书写格式 14 端面切削循环 15 2 编程实例如图所示 用G94指令粗车零件上 30mm的圆柱面 一共分3刀车削 G94端面切削循环a 零件图b 分析图 16 加工 30mm的外圆时长度方向要车掉6mm的余量 用G94指令加工将分3层车削 第1层车掉1mm 第2层和第3层车掉2 5mm 用3个G94指令进行粗车 其加工程序如下 设右端面中心点为工件原点 17 5 刀具偏置 1 刀具偏置的应用 刀具位置补偿a 刀具安装位置b 两把刀的位置偏差量 18 2 刀具偏置的步骤1 在工作方式处按键进入手动方式 确保没有被按下 单击MDI键盘的键 此时CRT显示屏上显示坐标值 按动坐标轴移动键 将刀具移到工件附近 移动刀具 19 2 按键 使主轴转动 按键 用所选刀具切削工件外圆 沿 Z 方向退刀 按键 主轴停转 车削工件外圆 20 3 在主菜单栏中单击 测量 选项 弹出 圆弧半径保留 对话框 提示 是否保留半径小于1的圆弧 单击 否 打开 测量 对话框 点击外圆加工部位 选中部位变色并显示出实际尺寸 同时 对话框下侧相应尺寸参数变为蓝色亮条显示 圆弧半径保留 对话框 21 尺寸参数显示 22 4 单击编辑面板MDI键盘上的键 进入刀具补正界面 单击显示屏内下端 形状 按钮 进入刀补界面 刀具补正界面 23 5 单击坐标轴移动键 使光标移到01位置 在控制面板上输入X轴尺寸X41 62 按下 测量 软键 系统自动换算出X轴相应坐标值 输入Z轴尺寸Z 5 956 按下 测量 软键 系统自动换算出Z轴相应坐标值 T01刀具补偿输入界面 24 二 外圆加工 台阶轴a 零件图b 实物图 25 1 工艺分析 1 加工工艺分析1 编程原点的确定 2 制定加工路线 2 工件的装夹 工件的装夹1 三爪自定心卡盘2 工件 26 2 填写工艺卡片 1 确定加工工艺 填写数控加工工艺卡 27 2 切削用量及刀具选择 28 3 编写加工程序 29 30 三 台阶轴加工 复杂台阶轴a 零件图b 实物图 31 1 工艺分析 1 加工工艺分析1 编程原点的确定 2 制定加工路线 2 工件的装夹 工件的装夹1 三爪自定心卡盘2 工件 32 2 填写工艺卡片 1 确定加工工艺 填写数控加工工艺卡 33 2 切削用量及刀具选择 34 3 编写加工程序 35 36 37 38 四 外圆加工质量分析 39 40 41 五 端面加工质量分析 42 43 44 第二节锥面加工 45 一 刀尖圆弧半径补偿1 刀尖圆弧半径补偿的目的 刀尖圆弧和刀尖 车圆锥产生的误差 46 车圆弧时产生的误差 47 刀尖半径补偿时的刀具轨迹 48 2 刀尖半径补偿指令 1 刀尖半径左补偿 G41 2 刀尖半径右补偿 G42 3 取消刀尖左右补偿 G40 刀尖圆弧半径补偿的选择a 后置刀架b 前置刀架 49 3 刀尖半径补偿指令 G40 G41 G42 的格式 1 指令书写格式 50 2 指令说明 刀尖方位号a 后置刀架b 前置刀架 51 4 编程实例试采用刀尖半径补偿指令车削如图所示的零件 刀尖半径补偿实例a 无刀具补偿b 刀具左补偿 52 53 5 刀具补偿存储 刀具补偿寄存器界面a 输入并存储X坐标值b 输入刀尖半径值 54 磨耗输入界面a 输入修改数值前b 输入修改数值后 55 二 锥面零件工艺分析1 圆锥加工路线 圆锥加工路线 56 2 常用圆锥加工指令 1 直线插补指令 G01 车削圆锥面的加工路线 57 58 2 外圆循环加工锥面 G90 1 指令书写格式 59 锥面切削循环 60 2 指令说明 圆锥面的方向 61 圆锥面切削循环加工实例 62 63 3 完成加工后的锥面零件实物图如图所示 锥面零件实物图 64 3 端面循环加工锥面 G94 1 指令书写格式 65 带锥度的端面切削循环 66 2 指令说明 圆锥面的方向 67 端面切削循环实例 68 69 3 完成加工后的锥度端面零件实物图如图所示 锥度端面零件实物图 70 三 锥面零件加工 带外圆锥面的零件图 71 1 加工工艺分析 1 编程原点的确定以工件右端面与轴线的交点为编程原点 2 制定加工路线先车端面 粗车 mm的外圆 粗车零件右端外圆锥面 精车零件右端外圆锥面 控制长度30mm 精车 mm的外圆并控制长度60mm 72 2 工件的装夹 工件的装夹 73 3 填写工艺卡片 1 确定加工工艺 填写数控加工工艺卡 74 2 切削用量及刀具选择 75 4 编写加工程序 76 77 四 圆锥面加工质量分析 78 80 第三节圆弧面加工 81 一 圆弧插补指令 G02和G03 圆弧插补指令是模态代码 其中顺时针圆弧插补用G02指定 逆时针圆弧插补用G03指定 1 指令书写格式 82 2 指令说明 G02和G03插补方向a 后置刀架b 前置刀架 83 1 指定圆心的圆弧插补 指定圆心的圆弧插补a G02b G03 84 其指令书写格式如下 85 2 指定半径的圆弧插补指令书写格式如下 86 3 编程实例 圆弧插补指令的应用a 顺时针圆弧插补b 逆时针圆弧插补 87 88 3 圆心坐标的确定圆心坐标I值和K值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在X轴和Z轴方向上的投影 若已知圆心坐标和圆弧起点坐标 则I X圆心 X起点 半径差 K Z圆心 Z起点 圆心坐标I值和K值的确定 89 4 圆弧半径的确定 圆弧半径R正负的确定 90 5 编程实例车削如图所示的球头手柄 试写出刀尖从工件原点O出发 车削凸 凹球面的程序段 球头手柄 91 1 任务分析如图所示 计算圆弧起点 终点坐标 两圆弧相切于A点 在直角三角形AEF中 因为AF 28 EF 22 所以AE 17 32 则A点的Z坐标ZA 28 17 32 45 32 圆弧起点 终点坐标分别为 O 0 0 A 44 45 32 B 44 75 92 2 程序编制 3 完成加工后的零件实物图 零件实物图 93 二 圆弧面工艺路线1 车削圆弧的加工路线 车削圆弧的加工路线a 车锥法b 移圆法c 车圆法d 台阶车削法 94 2 编程实例 1 用车锥法加工圆弧 用车锥法加工圆弧 95 1 相关计算 确定A和B两点坐标 经平面几何的推算 得出一简单公式 所以A点坐标为 22 0 B点坐标为 44 11 2 编制程序 用车锥法车掉以AB为母线的圆锥面外的余量 96 97 98 2 用车圆法加工圆弧用车圆法加工圆弧时 圆心不变 圆弧插补半径依次减小 车凹形圆弧时圆弧插补半径依次增大 一个背吃刀量 直到达到尺寸要求为止 用车圆法加工圆弧 99 1 相关计算 圆弧BC的起点坐标为 X20 0 Z0 终点坐标为 X44 0 Z 12 0 半径为12 以此类推 可知同心圆的起点 终点及半径分别为 X20 0 Z2 X48 0 Z 12 0 R14 X20 0 Z4 X52 0 Z 12 0 R16 X20 0 Z6 X56 0 Z 12 0 R18 X20 0 Z8 X60 0 Z 12 0 R20 100 2 编制程序 101 102 3 用移圆法加工圆弧 用移圆法加工圆弧 103 1 相关计算 A点坐标为 X38 0 Z 13 0 B点坐标为 X38 0 Z 47 0 C点坐标为 X42 0 Z 13 0 D点坐标为 X42 0 Z 47 0 E点坐标为 X46 0 Z 13 0 F点坐标为 X46 0 Z 47 0 104 2 编制程序 105 三 圆弧面零件加工编制如图所示带圆弧的零件的加工程序并进行加工 材料可沿用上节课练习用料 或采用 45mm 150mm的棒料 材料为45钢 带圆弧的零件 106 1 加工工艺分析 1 编程原点的确定将编程原点设在工件右端面与轴线的交点处 2 制定加工路线先车端面 粗车mm和 mm的外圆 粗车零件右端R5mm的圆弧 精车零件右端R5mm的圆弧 精车 mm的外圆至尺寸 精车R3mm的过渡圆弧 精车 mm的外圆至尺寸 107 2 工件的装夹 工件的装夹1 三爪自定心卡盘2 工件 108 3 填写工艺卡片 1 确定加工工艺 填写数控加工工艺卡 109 2 切削用量及刀具选择 110 4 编写加工程序 111 112 113 四 圆弧加工质量分析 114 115 第四节复合形状固定循环加工 116 一 精车循环加工指令 G70 当用G71 G72和G73指令粗车工件后 用G70指令指定精车循环 切除精加工余量 1 指令书写格式G70P ns Q nf ns 精加工循环中的第一个程序号 nf 精加工循环中的最后一个程序号 117 2 指令说明 1 在精车循环G70状态下 ns 至 nf 程序段中指定的F S T有效 如果 ns 至 nf 程序段中不指定F S T时 粗车循环中指定的F S T有效 2 执行G70循环时 刀具沿工件的实际轨迹进行切削 循环结束后刀具返回循环起点 3 G70指令用在G71 G72和G73指令的程序内容之后 不能单独使用 118 二 内孔 外圆粗车复合固定循环 G71 内孔 外圆粗车循环指令G71适用于切除棒料毛坯的大部分加工余量 1 指令书写格式 119 2 指令说明 G71粗车循环的运动轨迹 120 G71复合循环下X u 和Z w 的符号选择a 后置刀架b 前置刀架 121 当加工如图所示的凹槽A B C段时 阴影部分为加工余量 在粗车循环时 因其X轴方向的递增与递减形式并存 故无法进行分层切削 而在半精车时一次性进行切削 粗车凹槽 122 3 编程实例编制如图所示零件的加工程序 用外圆粗车复合循环指令编程 其中细双点画线部分为工件毛坯 G71外圆复合循环编程实例 123 4 零件加工程序 124 125 三 端面粗车复合固定循环 G72 1 指令书写格式 126 2 指令说明 端面粗车复合固定循环 127 G72复合循环下X u 和Z w 的符号选择a 后置刀架b 前置刀架 128 3 编程实例编制如图所示零件的加工程序 用端面粗车复合循环指令编程 其中细双点画线部分为工件毛坯 G72端面粗车复合循环编程实例 129 4 零件加工程序 130 131 四 仿形切削粗车固定循环 G73 1 指令书写格式 例如 G73U9 0W1 5R5 G73P100Q200U0 3W0 05F150 132 2 指令说明 G73粗车循环的运动轨迹 133 3 编程实例编制如图所示零件的加工程序 用仿形切削粗车固定循环指令编程 其中细双点画线部分为工件毛坯 G73仿形切削粗车固定循环编程实例 134 4 零件加工程序 135 136 第五节外轮廓加工综合实例 137 试采用复合循环加工指令编写如图所示工件的数控加工程序 并进行加工 复合循环加工实例 138 1 工艺分析 1 此零件为回转类零件 外形结构简单 无几何公差要求 但精度要求较高 2 该零件主要包括零件左端 mm和 mm的外圆以及 mm的大外圆 零件右端mm和 mm的外圆 139 2 工艺处理 1 选取工件端面中心为工件坐标系 编程 原点 2 由于工件较小 为了使加工路径清晰 加工起刀点与换刀点可以设为同一点 3 加工路线 零件装夹示意图 一 1 三爪自定心卡盘2 工件 零件装夹示意图 二 1 三爪自定心卡盘2 工件 140 二 填写工艺卡片1 确定加工工艺 141 2 切削用量及刀具选择 142 三 编制加工程序 143 144 145 146 147 148 四 零件评价 149 150 1 试述刀具位置补偿的作用 2 常见外圆加工的问题有哪些 3 常见端面加工的问题有哪些 4 试述工件外圆尺寸超差的原因及解决方法 151 5 试用G