任务1 外圆的数控车削加工

数控加工工艺与编程技术基础模块二数控车削工艺及编程技术训练黄冬英江苏省江阴中等专业学校项目一：压紧轴套的加工【项目目标】1.学会分析零件图，能根据零件图合理选择刀具、设置工艺参数、编制加工工艺路线；2.掌握G代码、M代码的功能；3.掌握工件坐标系的设定方法及对刀操作方法；4.正确使用测量工具控制工件尺寸；

通过对企业产品的分析、编程、加工及检测，培养学生规范细致的做事态度和安全意识，提高分析和解决问题的能力，树立严谨认真的工作作风及创新精神。【素养目标】任务1：外圆的数控车削加工【任务目标】1.掌握外圆的数控车削加工方法，合理选择刀具与工艺参数编制加工工艺；2.会用G00、G01正确编写外圆的加工程序，完成模拟验证；3.掌握外圆车刀的装夹与对刀操作；4.正确使用游标卡尺、外径千分尺进行测量；5.掌握数控车床的操作方法，能按图样要求加工出合格产品。【任务描述】【知识链接】一、编程指令1.F、S、T功能（1）F功能----指定进给速度。

每转进给（G99）：在含有G99的程序段后遇到F指令时，则认为F所指定的进给速度单位为mm/r。系统开机状态为G99状态，只有输入G98指令后，G99才被取消。

每分进给（G98）：在含有G98的程序段后遇到F指令时，则认为F所指定的进给速度单位为mm/min。G98被执行一次后，系统将保持G98状态，直到被G99取消为止。（2）S功能----指定主轴转速或速度。

恒线速度控制（G96）：G96是恒速切削控制有效指令。系统执行G96指令后，S后面的数值表示切削速度。例如：G96S100表示切削速度是100m/min。

主轴转速控制（G97）：G97是恒速切削控制取消指令。系统执行G97后，S后面的数值表示主轴每分钟的转数。例如：G97S800表示主轴转速为800r/min。系统开机状态为G97状态。

主轴最高速度限定（G50）：G50除具有坐标系设定功能外，还有主轴最高转速设定功能，即用S指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。例如：G50S2000表示主轴转速最高为2000r/min。

（3）T功能T功能也叫刀具功能，在数控系统进行换刀的。在FANUC0i系统中，采用T2＋2的形式，如T0101、T0202、T0303等。例如T0101表示采用1号刀具和1号刀补。F功能、S功能、T功能均为模态指令。2.准备功能指令（1）快速定位G00格式：G00X（U）__Z（W）__；说明：X、Z：目标点的绝对坐标值（U、W表示增量值）。1）移动速度不能用程序指令设定，而是由系统参数预先设置的。2）一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。3）执行过程：刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速定位。4）G00为模态指令，可由G01、G02、G03或G33功能注销。例：如图中快速移动轨迹OB和BC（图中所示虚线）的程序段如下所示：

OB：G00X20.0Z20.0；

BC：G00X40.0Z0；（2）直线插补G01格式：G01X（U）__Z（W）__F__；说明：X、Z：直线插补的目标位置绝对坐标值（U、W表示增量值）；F：进给率；1）该指令的运动轨迹是直线；2）G01指令后的坐标值可用绝对值，也可用增量值；3）进给速度由F指令确定，G01指令也是模态指令。例：如图中直线移动轨迹OA和BD的程序段如下所示：

OA：G01X20.0Z30.0F0.2；BD：G01X60.0Z0F0.2；二、工艺知识1.加工路线（1）加工路线的确定原则：1）先粗后精。为了提高生产率，应先粗车轴类零件各外圆表面，然后用较小的切削用量进行精车；2）使数值计算简单，以减少编程的工作量；3）先近后远。即使加工路线最短，这样既可减少程序，又可减少空刀时间；4）要考虑工件的加工余量和机床、刀具等的情况；（2）分层切削加工工艺2.工艺要求（2）外圆车削工艺要求

外圆车削，分为粗车、半精车、精车三个过程。（1）端面车削工艺要求

用90°外圆车刀车削端面时，切削深度不能过大。3.刀具的选用数控机床常用机用夹刀。按外圆车刀刀尖角分有80°、75°、60°、45°、35°等多种类型。我们选用选择如图所示硬质合金端面、外圆车刀。4.对刀点与换刀点的确定在编程时，应正确地选择“对刀点”和“换刀点”的位置。“对刀点”就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。对刀点的选择原则是：1）便于用数字处理和简化程序编制。2）在机床上找正容易，加工中便于检查。3）引起的加工误差小。

加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转位换刀时的位置。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其它部件为准。5.切削用量确定切削用量包括主轴转速、切削深度、进给量。应结合数控车削加工中的毛坯材料、技术要求、刀具、工艺安排等合理选择切削用量。1）切削深度，主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来确定。

根据我们的条件，以铝棒为加工对象。

一般认为粗车时的切削深度不大于4mm；

精车时的切削深度为0.5~1mm。2）主轴转速：它的确定主要根据切削速度n=1000Vc/Лd。

粗车转速为600~800n/min，精车时的转速为1000~1200n/min。3）进给量：粗车采用F≈100mm/min；精车F=30~50mm/min。【任务实施】一、工艺分析1.工件装夹方案的确定三爪卡盘装夹工件，找正夹持

50的毛坯，伸出长度60mm。2.

工、量、刀具的确定根据零件图样的加工内容和技术要求，确定量具清单见表。类别序号名称规格或型号精度数量/台备注量具1游标卡尺0～1500.021

2外径千分尺0～250.011

3外径千分尺25～500.011

刀具480°外圆车刀（粗车T0101）25

250.41刀杆和机床匹配555°外圆车刀（精车T0202）25

250.41刀杆和机床匹配辅具6常用工具、辅具铜棒等

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7函数计算器

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3.

加工工艺方案的制定工步加工内容刀具主轴转速（r/min）进给量（mm/r）切削深度（mm）名称规格1车端面80°外圆车刀20×206000.212外圆台阶、圆锥粗加工80°外圆车刀(T0101)20×206000.213外圆台阶、圆锥精加工55°外圆车刀(T0202)20×2012000.10.5二、程序编制1.确定工件坐标系选取工件右端面与主轴轴线的交点为工件坐标系原点。2.基点计算

外圆加工路线从起点A→B→C→D→E→F→G，后退刀结束。基点坐标（X，Z）基点坐标（X，Z）A(33，0)B(36，-10)C(36，-18)D(37，-18)E(39.8，-19.5)F(39.8，-38)G(48，-38)H(48，-55)

外圆加工的基点坐标3.参考程序O1001N10M03S600T0101N20G99N30G00X52Z0N40G01X-1F0.2N50G00X48.5Z1N60G01X48.5Z-55F0.2N70G00X49Z-55N80G00X49Z1N90G00X44Z1N100G01X44Z-37.8N110G00X44.5Z-37.8N120G00X44.5Z1N130G00X40.3Z1N140G01X40.3Z-37.8N150G00X41Z-37.8N160G00X41Z1N170G00X36.5Z1N180G01X36.5Z-17.8N190G00X37Z-17.8N200G00X37Z1N210G00X33.5Z1N220G01X33.5Z0N230G01X36.5Z-10N240G00X36.5Z1N245G00X100Z100M00N250M03S1200N260T0202N270G00X33Z1N280G01X33Z0F0.08N290G01X36Z-10N300G01X36Z-18N310G01X37Z-18N320G01X39.8Z-19.5N330G01X39.8Z-38N340G01X48Z-38N350G01X48Z-55N360G01X52N370G00X100Z100N380M05N390M30%三、图形仿真（模拟软件技能训练）1.开机及回参考点2.程序输入3.装夹工件及刀具4.手动对刀及参数设置X、Z方向用试切法对刀，在刀具补正G01的形状页面中设置参数值。5.图形模拟仿真加工自动运行，显示刀具运动轨迹和图形仿真加工，正确校验加工程序。外圆的数车仿真加工四、自动加工（机床实操技能训练）1.加工准备1）检查毛坯尺寸。2）开机、回参考点。3）程序输人：把编写好的程序通过数控系统面板输人数控机床。4）工件装夹：三爪卡盘装夹工件，找正夹持

50的外圆，伸出卡盘长度为60mm，夹紧工件。5）刀具装夹：把外圆粗、精车刀，正确安装到刀架上。开机装夹工件与刀具2.对刀操作X、Z方向用试切法对刀，在刀具补正G01的形状页面中设置参数值。3.程序校验利用空运行(一般为避免撞刀，常把基础坐标系中Z值增加100mm后运行程序)；或将机床锁住、辅助功能锁住等功能进行图形模拟校验程序。空运行结束后必须返回参考点。

图形模拟后必须操作，解除机床锁住和空运行，然后进入手动功能或手摇功能。按“P0S”---“绝对”---“操作”---“W预置”---“所有轴”。4.自动加工

当程序校验无误后，解除机床锁住、空运行，返回参考点，将坐标系中Z值还原，然后调用相应程序开始自动加工。

选择MEM(自动加工)工作模式，按单段运行开关，调好进给倍率，打开程序，按下循环启动按钮进行程序加工，刀具在执行完程序中的一段程序后停止，继续按循环启动按钮,即可一段一段执行程序加工。通过单段加工模式可以一段段地执行程序，便于仔细检查和调试数控程序。图形模拟与对刀视频注意：1）自动加工前车刀远离工件，前面几步用单段运行功能，自动加工时两手指分别放在启动键和暂停键之上，随时启停。2）车刀接近工件时(离工件右端面10mm左右)一定要暂停，然后查看剩余移动量，根据剩余移动量的值来判断操作是否准确!3）刀具位置正确后，再执行连续运行