任务三外圆锥零件加工

1、本课件的文字及图片版权本课件的文字及图片版权 均为南京凤凰康轩所有均为南京凤凰康轩所有知知识识目目标标技技能能目目标标1. 熟练进行圆锥体零件的加工与操作2. 熟练进行圆锥体零件的加工与操作 本任务加工如下图 所示零件，毛坯尺寸为5565 mm ，材料为 45 钢。该零件需要加工50mm 外圆、锥体、端面和 C2 倒角以及控制长度 30mm、（600.05）mm 。由于该零件的外形相对简单，去除的余量也不大，因此可采用直线插补指令 G01 编写加工程序，但要注意加工锥体时的走刀轨迹以及所用刀具的几何形状，避免过切或欠切现象的发生。 一、圆锥车削加工路线的确定 如图（a） 所示为平行法车正锥的加

2、工路线。平行法车正锥时，刀具每次切削的背吃刀量相等，切削运动的距离较短。采用这种加工路线时，加工效率高，但需要计算终刀距 S 。 如图（b）所示为终点法车正锥加工路线。终点法车正锥时，不需要计算终刀距 S ，计算方便，但在每次切削中，背吃刀量是变化的，而且切削运动的路线较长，容易引起工件表面粗糙度不一致。 车倒锥的原理与正锥相同。二、刀尖圆弧半径补偿 刀具的补偿功能是数控车床的一种主要功能，它分为刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿，项目二中所讲的对刀就是为了建立刀具位置补偿，在此只讲述刀尖圆弧半径补偿。 1.刀尖圆弧半径补偿的目的 在在理想状态下，我们总是将尖形车刀的刀位点假想成一个点，即为假想刀

3、尖，如图（a）所示尖头刀。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一个理想的点，而是一段圆弧，如图（b）所示。该圆弧所构成的假想圆半径就是刀尖圆弧半径。 一般的不重磨刀片刀尖处均呈圆弧过渡，且有一定的半径值。即使是专门刃磨的“尖刀”其实际状态还是有一定的圆弧倒角，不可能绝对是尖角。因此，实际上真正的刀尖是不存在的，这里所说的刀尖只是一“假想刀尖”。但是，编程计算点是根据理论刀尖（假想刀尖）A 来计算的，相当于图（a）中尖头刀的刀尖点。 实际加工中，所有车刀均有大小不等或近似的刀尖圆弧，假想刀尖是不存在的。 当加工与坐标轴平行的圆柱面和端面轮廓时，刀尖圆弧并不影响其尺寸或形状，只是可

4、能在起点与终点处造成欠切，这可采用分别加导入、导出切削段的方法来解决。但当加工锥面、圆弧等非坐标方向轮廓时，刀尖圆弧将引起尺寸或形状误差，出现欠切或过切，如下图所示。 因此，当使用带有刀尖圆弧半径的刀具加工锥面和圆弧面时，必须将假设的刀尖点的路径作适当的修正，使切削加工出来的工件能获得正确的尺寸，这种修正方法称为刀尖圆弧半径补偿。 现代数控车床控制系统一般都具有刀具半径补偿功能。这类系统只需要按零件轮廓编程，并在加工前输入刀具半径数据，通过在程序中使用刀具半径补偿指令，数控装置可自动计算出刀具中心轨迹，并使刀具中心按此轨迹运动。也就是说，执行刀具半径补偿后，刀具中心将自动在偏离工件轮廓一个半径

5、值的轨迹上运动，从而加工出所要求的工件轮廓。2.刀尖圆弧半径补偿指令 （1） 指令格式 刀具半径左补偿指令 G41 G01（G00） X（U）_ Z（W） _ F _ ； 刀具半径右补偿指令 G42 G01（G00） X（U）_ Z（W） _ F _ ； 取消刀具半径补偿指令 G40 G01（G00） X（U）_ Z（W）_ ； （2）指令说明n刀具半径补偿通过准备功能指令 G41/G42 建立。刀具半径补偿建立后，刀具中心在偏离编程工件轮廓一个半径的等距线轨迹上运动。n沿刀具运动方向看，刀具在工件左侧时，称为刀具半径左补偿，如图 3-6（a）所示；刀具在工件右侧时，称为刀具半径右补偿，如图

6、3-6（b）所示。在判别时，一定要沿 Y 轴正方向向负方向观察刀具所在位置。4.刀尖方位的确定 执行刀尖半径补偿功能时，除了与刀具刀尖半径大小有关外，还和刀尖的方位有关。不同的刀具，刀尖圆弧的位置不同，刀具自动偏离零件轮廓的方向就不同。如图 3-8 所示，车刀方位有 9 个，分别用参数 09 表示。如车削外圆表面时，从右向左车削，刀的方位为 3 ；从左向右车削，刀的方位为 4 。1.零件图工艺分析 该零件需要加工 50 mm 外圆、锥体、端面和 C2 倒角，同时控制长度 30 mm、（600.05）mm 。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为 45 钢，无热处理和硬度要求。通过上述分析，可采

7、用以下两点工艺措施： （1）对图样上给定尺寸，编程时全部取其中值。 （2）由于毛坯去除余量不大，可按照工序集中的原则确定加工工序。 其加工工序如下： 车端面控制总长（600.05）mm （可以在普通车床上加工）粗精车左端外圆和 C2 倒角反头装夹，粗精车右端锥体。2. 确定刀具选择 由于毛坯去除余量不是太大，采用一把 90外圆偏刀就能满足加工要求，具体见下表 。 1.左端加工程序（以左端面为编程原点）%0701； 程序起始符名N10 M03 T0101 S800； 主轴正转，转速为 800 r/min ，N20 G00 X56.0 Z1.0； 快速接近工件N30 G01 X51.0 F240；

8、 X 向进刀N40 Z-32.0； 粗车外圆N50 X56.0； X 向退刀N60 G00 Z1.0； Z 向退刀N70 G01 X43.99 F80； X 向进刀N80 X49.99 Z-2.0； 倒 C2 角N90 Z-32.0； 精车 50 mm 外圆N100 X56.0； X 向退刀N110 G00 X100.0 Z50.0； 快速退刀至安全点N120 M05； 主轴停N130 M30； 程序结束2 右端加工程序（以右端面为编程原点）%0702； 程序起始符N10 M03 S800 T0101； 主轴正转，转速为 800 r/minN20 G00 X56.0 Z2.0； 快速接近工件N

9、30 G01 X51.0 F240； X 向进刀N40 Z-30.0； 粗车外圆N50 G00 X52.0 Z0； 快速退刀N60 G01 X47.0 F240； X 向进刀N70 X50.0 Z-30.0； 粗车锥体第一刀N80 G00 Z0； Z 向退刀N90 G01 X43.0 F240； X 向进刀N100 X50.0 Z-30.0； 粗车锥体第二刀N110 G00 Z0； Z 向退刀N120 G01 X39.0 F240； X 向进刀N130 X50.0 Z-30.0； 粗车锥体第三刀N140 G00 Z0； Z 向退刀N150 G01 X37.0 F240； X 向进刀N160 X50.0 Z-30.0； 粗车锥体第四刀N170 G00 Z0； Z 向退刀N180 G01 G42 X36.0 F240； X 向进刀，并建立刀尖圆弧半径右补偿N190 X50.0 Z-30.0； 精车锥体N200 G00 G40 X100.0 Z50.0； 回安全点，并取消刀尖圆弧半径补偿N210 M05； 主轴停N220 M30； 程序结束 由于编制加工锥体程序时采用了刀尖圆弧半径补偿，所以对刀时需要把刀尖圆弧半径和刀尖方位输入到刀具偏置参数