数控车床加工技术（第二版） 课件 项目二 外轮廓加工

数控车床加工技术（第二版）项目二外轮廓加工项目二外轮廓加工任务1定位轴的加工任务2前顶尖的加工任务3输出轴的加工任务4端盖的加工.项目二外轮廓加工任务5球头销的加工任务6固定顶尖的加工任务7陀螺模样的加工任务8手柄的加工项目二外轮廓加工任务1定位轴的加工任务1定位轴的加工企业接到一项定位轴（见图2-1-1）零件的加工任务，数量为20件，毛坯为φ50mm×105mm棒料，材料为45钢，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务1定位轴的加工该任务为直线轮廓零件——定位轴的编程与加工，要完成该项工作任务，需要学习圆柱面的加工工艺和编程知识。工艺方面着重学习数控车削加工方案和加工路线的确定。编程方面，在熟悉程序和程序段基本格式及编程规则的基础上，学习G00、G01指令格式及应用。任务分析一、数控车削加工路线相关理论1.加工路线的确定原则任务1定位轴的加工在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线，泛指刀具从对刀点（或机床参考点）开始运动起，直至加工结束所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程所经过的路径。编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：（1）加工路线的确定首先必须保证被加工零件的精度及表面粗糙度要求。（2）其次考虑数值计算简便，以减少编程工作量。（3）应使走刀路线尽量短、效率较高。（4）加工路线还应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定。任务1定位轴的加工2.起刀点与换刀点的选择起刀点一般作为切削加工程序运行的起点。考虑到进刀（刀具引入）的安全性，并尽可能减少切削进给时的空行程，起刀点一般选择在径向等于或略大于工件毛坯直径、轴向距工件端面1～2mm的位置上，如图2-1-2所示。换刀点是指刀架转位换刀时的位置。任务1定位轴的加工3.台阶轴车削加工路线台阶轴的精加工按照离换刀点由近至远的原则，从右向左沿轮廓进行。台阶轴粗加工路线有分段粗车和分层粗车两种，其中分段粗车也应遵循先近后远的原则进行加工，车削进给路线如图2-1-3所示。任务1定位轴的加工二、基点的概念及基点坐标的确定1.基点的含义构成零件轮廓的不同几何要素的交点或切点称为基点，它可以直接作为刀位点运动轨迹的起点和终点。2.基点计算的内容确定每条运动轨迹（线段）的起点或终点在选定坐标系中的各坐标值和圆弧运动轨迹的圆心坐标值等是基点计算的主要内容。任务1定位轴的加工三、切削用量的确定1.切削用量的选用原则切削用量的选用原则是保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具使用寿命；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。2.背吃刀量ap的确定背吃刀量是根据机床、工件和刀具等因素来确定的。任务1定位轴的加工3.主轴转速n的确定车削加工主轴转速n应根据允许的切削速度vc和工件直径d来选择，按式vc=πdn/1000计算。切削速度vc的单位为m/min，由刀具使用寿命决定，计算时可参考切削用量手册选取。4.进给速度vf的确定（1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产率，可选择较大的进给速度，一般在100～200mm/min范围内选取。（2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较小的进给速度，一般在20～50mm/min范围内选取。任务1定位轴的加工（3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，应选择较小的进给速度，一般在20～50mm/min范围内选取。（4）刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以选择机床数控系统设定的最高进给速度。四、指令学习1.快速点定位指令G00（1）指令格式G00X（U）_

Z（W）_；任务1定位轴的加工（2）指令说明2）G00指令为模态指令，可由G01、G02、G03或G33指令注销。3）G00指令的移动速度不能用程序指令F设定，而是通过机床系统参数预先设置的；快速移动速度可由机床操作面板上的进给倍率旋钮进行调节。4）G00指令的执行过程为刀具由程序起点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。5）G00指令的实际运动路线有时不是直线，而是折线。任务1定位轴的加工（3）示例如图2-1-5所示，要求刀具快速从A点移动到B点。1）绝对值方式编程为：G00

X40.0

Z2.0；2）增量值方式编程为：G00

U-40.0

W-38；任务1定位轴的加工2.直线插补指令G01（1）指令格式G01

X（U）

Z（W）

F

；（2）指令说明1）G01指令的进给速度由F指令指定，且F指令是模态指令，因此不必对每个程序段都指定F。2）如果在应用G01指令的程序段之前没有F指令，且应用G01指令的程序段中也没有F指令，则机床不运动。3）G01为模态指令，可由G00、G02、G03或G33指令注销。任务1定位轴的加工（3）示例如图2-1-6所示，用G01指令编写刀具从B→C→D的运动轨迹。1）绝对值方式编程：G01

Z-40.0

F0.3；B→CX50.0；C→D2）增量值方式编程：G01

W-42.0

F0.3；B→CU10；C→D任务1定位轴的加工3.编程示例（1）车端面如图2-1-7所示，毛坯直径为50mm，工件右端面为Z0，右端面有0.5mm的余量，工件右端面中心为编程坐标系原点，选用90°车刀，刀具初始点在换刀点（X100.0，Z50.0）处。任务1定位轴的加工N10T0101；（选择1号刀具，执行1号刀补）N20S700M03；（主轴正转，转速为700r/min）N30G00Z0M08；（沿Z轴负方向到达切削起点）N40X52.0；（沿X轴负方向到达切削起点）N50G01X0F0.1；（沿X轴负方向车端面）N60G00Z2.0；（刀具沿Z轴正方向退出）N70X100.0Z50.0；（返回至换刀点）N80M30；（程序结束并复位）任务1定位轴的加工（2）车外圆应用G00与G01指令编写如图2-1-8所示车削ϕ45mm外圆的加工程序，毛坯直径为50mm，外圆有5mm的余量。工件右端面中心为编程坐标系原点，选用90°车刀，刀具初始点在换刀点（X100.0，Z50.0）处。任务1定位轴的加工N10T0101；（选择1号刀具，执行1号刀补）N20M03S700；（主轴正转，转速为700r/min）N30G00X42.0Z2.0M08；（快速靠近工件）N40X46.0；（刀具沿X轴负方向进刀）N50G01Z-20.0F0.3；（粗车外圆）N60G01X54.0；（刀具沿X轴正方向退刀）N70G00Z2.0；（刀具沿Z轴正方向退刀）N80X45.0S1200；（刀具沿X轴负方向进刀）N90G01Z-20.0F0.1；（刀具沿Z轴负方向精车φ45mm外圆，进给量为0.1mm/r）N100X54.00；（沿X轴正方向退刀）N110G00X100.0Z50.0；（刀具快速返回换刀点）N120M30；（程序结束并复位）任务1定位轴的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.加工内容的分析2.加工要求的分析（1）尺寸精度：三个外圆柱面直径的上偏差均为0mm，下偏差均为-0.039mm；定位轴总长为（100±0.1）mm；φ35mm外圆柱面的长度为20mm，φ40mm外圆柱面的长度为30mm，二者均按GB/T1804-m确定尺寸公差。（2）表面粗糙度：三个外圆柱面的表面粗糙度要求为Ra1.6μm，其余加工表面的表面粗糙度要求为Ra3.2μm。任务1定位轴的加工（3）几何公差：φ35mm对基准φ46mm的同轴度公差为φ0.06mm。（4）材料与热处理：定位轴材料为45钢，无热处理和硬度要求。3.加工方案的制定（1）采用三爪自定心卡盘夹持毛坯外圆，伸出长度大于55mm，手动车削端面，车平即可；粗、精车φ46mm外圆至尺寸，保证长度大于50mm。（2）掉头夹持φ46mm外圆，手动车削右端面，控制总长（100±0.1）mm；采用分层粗、精车φ40mm和φ35mm外圆柱面至尺寸，控制长度30mm和20mm。任务1定位轴的加工4.刀具的选择该零件为单件加工，车端面选用45°硬质合金车刀，粗车和精车外圆选用一把90°外圆车刀即可。5.切削用量的选择（1）背吃刀量的选择：粗车时选ap=1.5mm，精车时选ap=0.5mm。（2）主轴转速的选择：粗车选择700r/min，精车选择900r/min。（3）进给速度的选择：粗车、精车分别为280mm/min和180mm/min。任务1定位轴的加工6.加工路线的制定（1）制定左端加工路线任务1定位轴的加工（2）制定右端加工路线任务1定位轴的加工二、基点坐标的计算1.左端基点坐标的计算任务1定位轴的加工2.右端基点坐标的计算任务1定位轴的加工三、编制加工程序1.编制左端加工程序任务1定位轴的加工任务1定位轴的加工2.编制右端加工程序任务1定位轴的加工任务1定位轴的加工任务1定位轴的加工四、工件的加工1.装夹工件用三爪自定心卡盘装夹φ50mm毛坯外圆，伸出长度大于55mm，粗、精加工左端。当左端加工完毕，掉头，用三爪自定心卡盘夹持φ46mm外圆加工右端；装夹时，采用铜皮包住，避免夹伤已加工外圆表面。2.装夹刀具将45°硬质合金车刀装到01号刀具位置，将90°外圆车刀装夹到02号位置。刀尖要与工件中心等高，刀柄垂直于工件轴线。任务1定位轴的加工3.输入程序在编辑模式下，将上述编写的程序O2011和O2012，通过系统控制面板输入数控系统中，并检查输入正误。4.对刀（1）设置主轴转速，并使主轴正转。（2）X向对刀（3）Z向对刀5.自动加工项目二外轮廓加工任务2前顶尖的加工任务2前顶尖的加工企业接到一项前顶尖（见图2-2-1）零件的加工任务，数量为500件，毛坯为φ50mm×105mm棒料，材料为45钢，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务2前顶尖的加工本任务仍为直线轮廓零件的编程与加工，加工轮廓包括圆柱面和圆锥面。在任务1定位轴编程加工的基础上，本任务侧重于圆锥面的数控车削加工工艺分析和加工路线的合理选择。对G00和G01指令的格式、功能及编程规则进行巩固也是本任务的要点。任务分析相关理论一、圆锥面的数控车削加工路线在车床上车外圆锥面可以分为车正锥和车倒锥两种情况，每一种情况又有两种加工路线，如图2-2-2、图2-2-3所示。任务2前顶尖的加工任务2前顶尖的加工1.圆锥面各部分尺寸计算二、圆锥面车削加工编程任务2前顶尖的加工2.编程示例O0001；（程序名）N10T0101；（选择1号刀具，调用1号刀补）N20S500M03M08；（主轴正转，转速为500r/min，切削液开）N30G00X41.0Z1.0；（快速进刀至起刀点）N40G01X35.0Z0F0.2；（进刀至切入点）N50G01X40.0Z-40.0F0.2；（第一层粗车，进给量为0.2mm/r）N60G00X41.0Z1.0；（退回起刀点）N70G01X32.5Z0F0.2；（进刀至切入点，X向留精加工余量0.5mm）任务2前顶尖的加工2.编程示例N80G01X40.0Z-40.0F0.2；（第二层粗车）N90G00X41.0Z1.0；（退回起刀点）N100S1000；（主轴变速）N110G01X32.0Z0F0.2；（进刀至精加工切入点）N120G01X40.0Z-40.0F0.1；（精车，进给量为0.1mm/r）N130G00X100.0Z50.0；（刀具快速退刀至换刀点）N140M05M09；（主轴停转，切削液关）N150M30；（程序结束并复位）任务2前顶尖的加工三、外圆锥的检测1.角度和锥度的检测（1）用游标万能角度尺检测任务2前顶尖的加工（2）用角度样板检测在成批和大量生产时，为减少辅助时间，可直接将设定好圆锥角的样板放置于工件上，通过透光情况检查确定圆锥角合格与否。（3）用正弦规检测任务2前顶尖的加工（4）用圆锥套规检测1）在工件表面顺着圆锥素线薄而均匀地涂上周向均等的三条显示剂（印油、红丹粉、机油的调和物）。2）手握套规轻轻地套在工件上，稍加轴向推力，并将套规转动半圈。3）取下套规，观察工件表面显示剂被擦去的情况。若三条显示剂全长擦痕均匀，表明圆锥套规接触良好，说明锥度正确；若小端擦去，大端未擦去，说明圆锥角小了；若大端擦去，小端未擦去，说明圆锥角大了。任务2前顶尖的加工2.尺寸精度的检测（1）用卡钳和千分尺检测（2）用圆锥套规检测在圆锥套规上，根据工件的直径尺寸和公差，在套规小端处开有轴向距离为m的缺口，表示过端和止端。测量外圆锥时，如果锥体的小端平面在缺口之间，说明其小端直径尺寸合格；若锥体未能进入缺口，说明其小端直径大了；若锥体小端平面超过缺口，说明其小端直径小了，如图2-2-9所示。任务2前顶尖的加工任务2前顶尖的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盘装夹毛坯，伸出长度大于65mm，粗、精车左端轮廓。（2）掉头装夹，粗、精车右端轮廓。精车右端时，采用数控车床的恒线速度控制功能。2.制定加工路线二、数值计算及基点坐标的确定任务2前顶尖的加工任务2前顶尖的加工任务2前顶尖的加工任务2前顶尖的加工任务2前顶尖的加工任务2前顶尖的加工三、程序的编制1.编制左端粗、精加工程序任务2前顶尖的加工三、程序的编制1.编制左端粗、精加工程序任务2前顶尖的加工三、程序的编制2.编制右端粗、精加工程序任务2前顶尖的加工三、程序的编制2.编制右端粗、精加工程序任务2前顶尖的加工三、程序的编制2.编制右端粗、精加工程序任务2前顶尖的加工三、程序的编制2.编制右端粗、精加工程序任务2前顶尖的加工四、工件加工1.装夹工件用三爪自定心卡盘装夹φ50mm毛坯外圆，伸出长度大于65mm，粗、精加工左端轮廓。当左端加工完毕，掉头，用三爪自定心卡盘夹持φ36mm外圆加工右端轮廓；装夹时，采用铜皮包住，避免夹伤已加工外圆表面。2.装夹刀具选择90°外圆车刀，并将其装到01号刀具位置，刀尖要与工件中心等高，刀柄垂直于工件轴线。任务2前顶尖的加工3.输入程序在编辑模式下，将上述编写的程序O2021和O2022，通过系统控制面板输入数控系统中，并检查输入正误。4.对刀（1）设置主轴转速，并使主轴正转。（2）X向对刀（3）Z向对刀5.自动加工项目二外轮廓加工任务3输出轴的加工任务3输出轴的加工企业接到一项输出轴（见图2-3-1）零件的加工任务，数量为500件，毛坯为φ40mm×142mm棒料，材料为45钢，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务3输出轴的加工采用固定循环指令编程可以使编写的加工程序简洁明了。本任务引入单一固定循环G90指令用于简单圆柱、圆锥表面的粗、精加工。任务分析相关理论一、内、外圆切削单一固定循环（G90）1.内、外圆柱面切削循环（1）指令格式G90X（U）

Z（W）

F

；（2）指令说明1）运动轨迹。圆柱面切削循环（即矩形循环）的执行过程如图2-3-2所示。任务3输出轴的加工2）在固定循环切削过程中，M、S、T等功能都不能改变；如需改变，必须在G00或G01指令下变更，然后再指定固定循环。3）G90指令每一次切削加工结束后，刀具均返回循环起点。G90指令第一步移动为X轴方向移动。4）G90指令将AB、BC、CD、DA四段插补指令组合成一条循环指令进行编程，达到简化编程的目的。（3）循环起点的确定Z向应离开加工部位1～2mm。在加工外圆表面时，X向略大于毛坯外圆直径2～3mm；加工内孔时，X向略小于底孔直径2～3mm。任务3输出轴的加工（4）分层加工终点坐标的确定任务3输出轴的加工（5）编程示例任务3输出轴的加工2.内、外圆锥面切削循环（1）指令格式G90X（U）

Z（W）

R

F

；（2）指令说明如图2-3-4所示为圆锥面切削循环运动轨迹，任务3输出轴的加工（3）R值及循环起点的确定（4）分层切削起点与终点坐标的确定任务3输出轴的加工（5）编程示例任务3输出轴的加工二、外圆尺寸的修调方法刀具补偿参数界面中的磨耗值通常用于补偿刀具的磨耗量，改变该值可以改变零件的加工尺寸，因此，常用于补偿加工误差值。借助磨耗值修调尺寸的具体操作过程：粗加工前，在磨耗中预留精加工余量（注意：该余量应与程序中的精加工余量取相同值）。任务3输出轴的加工为了进行磨耗修调，需要增加刀具快速退至换刀点、主轴停、程序暂停的程序段，用于检测并修调磨耗值。任务3输出轴的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.制定加工方案（1）在粗加工数控车床上，用三爪自定心卡盘装夹工件，车两端面、钻两中心孔，粗加工左、右端轮廓，X向留0.5mm的精加工余量。（2）在精加工数控车床上，采用两顶尖（前顶尖采用端面拨动顶尖，后顶尖采用活动顶尖）装夹工件，精加工左、右两端轮廓以及2mm×1mm的槽。任务3输出轴的加工2.制定加工路线左、右两端外圆轮廓粗加工轨迹任务3输出轴的加工2.制定加工路线左、右两端外圆轮廓精加工轨迹任务3输出轴的加工2.制定加工路线切槽加工轨迹二、基点坐标的确定三、程序编制任务3输出轴的加工1.左端粗加工程序任务3输出轴的加工2.右端粗加工程序任务3输出轴的加工3.输出轴精加工程序任务3输出轴的加工3.输出轴精加工程序任务3输出轴的加工3.输出轴精加工程序任务3输出轴的加工四、工件加工1.装夹工件在粗加工数控车床上，采用三爪自定心卡盘装夹工件。在精加工数控车床上，以两中心孔为装夹基准，采用两顶尖（前顶尖采用端面拨动顶尖，后顶尖采用活动顶尖）装夹工件。2.装夹刀具在粗加工数控车床上，将90°外圆左偏刀装到01刀位。在精加工数控车床上，将90°外圆左偏刀装到01刀位，将90°外圆右偏刀装到02刀位，将2mm宽的切槽刀装到03刀位。任务3输出轴的加工3.输入程序在编辑模式下，将上述编写的程序通过系统控制面板输入数控系统中，并检查输入正误。4.加工工件（1）车端面、钻中心孔（2）粗加工左端轮廓（3）粗加工右端轮廓（4）精加工项目二外轮廓加工任务4端盖的加工任务4端盖的加工企业接到一项端盖（见图2-4-1）零件的加工任务，数量为20件，毛坯为φ65mm×25mm棒料，材料为45钢，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务4端盖的加工图2-4-1所示为较典型的长径比较小的盘类工件，可用G90指令进行编程，但X向加工余量比较大，走刀次数会很多，加工效率较低。此类工件以端面车削为主，在本任务中引入端面切削单一固定循环G94指令进行编程加工。任务分析相关理论一、端面切削单一固定循环（G94）1.平端面切削循环（1）指令格式任务4端盖的加工G94X（U）

Z（W）

F

；（2）指令说明1）运动轨迹。刀具从循环起点A开始以G00方式轴向移动至指令中的Z坐标处（图中B点），再以G01的方式沿径向切削进给至终点坐标处（图中C点），然后以G01方式沿轴向车削至循环起点的Z坐标处（图中D点），最后以G00方式快速沿径向返回循环起点A处，准备下个动作。任务4端盖的加工2）G90指令与G94指令的区别在于G90指令是在工件径向做分层粗加工，而G94指令是在工件轴向做分层粗加工。G94指令第一步先沿Z轴运动，而G90指令则是先沿X轴运动。（3）循环起点的确定在加工外圆表面时，该点离毛坯右端面2～3mm，比毛坯直径大1～2mm；在加工内孔时，该点离毛坯右端面2～3mm，比毛坯内径小1～2mm。（4）分层加工终点坐标的确定用硬质合金刀具或硬质合金涂层刀具切削非合金钢时，粗加工背吃刀量取1～2mm，精加工背吃刀量取0.3mm。任务4端盖的加工（5）编程示例任务4端盖的加工任务4端盖的加工2.圆锥面切削循环（1）指令格式G94X（U）

Z（W）

R

F

；（2）指令说明刀具从循环起点A开始以G00方式快速到达指令中的Z坐标处（图中B点），再以G01的方式切削进给至切削循环终点坐标处（图中C点），并退至循环起始的Z坐标处（图中D点），再以G00方式返回循环起点A，准备下个动作。任务4端盖的加工（3）循环起点与R值的确定实际加工中，考虑到G00指令进刀的安全性，循环起点一般比毛坯直径大1～2mm，为避免锥度误差，需重新计算R值，如图2-4-5所示。（4）分层切削起点与终点坐标的确定粗加工单边背吃刀量取2mm，精加工单边背吃刀量取0.2mm，根据Z向最大切除余量10mm确定分层切削粗加工次数为5次。任务4端盖的加工（5）编程示例任务4端盖的加工二、启动（取消）恒线速度功能G96（G97）在FANUC系统中，有关恒线速度功能的指令及格式是：G96S××：启用恒线速度功能，S为线速度的指定值，单位为m/min。G50S××：限制主轴最高转速，S为主轴转速，单位为r/min。G97：取消恒线速度功能。任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盘装夹工件，车左端面，粗、精加工左端轮廓。（2）掉头装夹，粗、精加工右端圆柱面和圆锥面。任务4端盖的加工2.制定加工路线任务4端盖的加工2.制定加工路线任务4端盖的加工任务4端盖的加工二、基点坐标的确定选择工件右端面的回转中心作为工件坐标系的原点，确定各基点坐标见表2-4-5，其中X向坐标以直径表示。三、程序编制1.左端加工程序任务4端盖的加工2.右端加工程序任务4端盖的加工四、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目二外轮廓加工任务5球头销的加工任务5球头销的加工企业接到一项球头销（见图2-5-1）零件的加工任务，数量为1000件，毛坯为φ40mm×60mm棒料，材料为45钢，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务5球头销的加工球头销为简单的圆弧轮廓零件，为完成该任务须掌握圆弧插补指令G02/G03以及圆弧加工工艺。在确定轮廓基点坐标时，学会运用平面几何的计算方法进行圆弧端点坐标的计算。任务分析相关理论一、圆弧面的数控车削加工路线1.凸圆弧车削加工路线（1）圆锥分层切削法采用圆锥分层切削的方法将加工余量去除任务5球头销的加工（2）圆弧偏移切削法（3）同心圆分层切削法根据加工余量，采用相同的圆弧半径，渐进地向机床的某一坐标轴方向移动，最终将圆弧加工出来在圆心不变的基础上，根据加工余量，采用大小不等的圆弧半径，最终将圆弧加工出来。（4）台阶分层切削法先根据圆弧面加工出多个台阶，再车削圆弧轮廓任务5球头销的加工2.凹圆弧车削加工路线（1）变半径分层切削法根据加工余量，采用起点、终点固定，改变半径的分层切削法将圆弧加工出来，编程时需变半径值，并应注意半径值与切深的匹配。（2）切槽法对于深凹圆弧的加工，采用切槽法先去除大部分加工余量，再进行圆弧精加工。任务5球头销的加工二、圆弧插补指令G02/G031.指令格式指令格式中各程序字的含义见表2-5-1。任务5球头销的加工2.圆弧顺、逆方向的判别处在圆弧所在平面的另一个轴的正方向看该圆弧，顺时针方向为G02指令，逆时针方向为G03指令。3.圆心坐标的确定圆心坐标I、K值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在X轴、Z轴上的投影，如图2-5-6所示。I、K为增量值，带有正负号，且I值为半径值。任务5球头销的加工4.圆弧半径的确定当圆弧所对的圆心角小于或等于180°时，R取正值；当圆弧所对的圆心角大于180°并小于360°时，R取负值。5.示例编制如图2-5-8所示圆弧精加工程序。P1→P2圆弧加工程序见表2-5-2。任务5球头销的加工三、刀尖圆弧半径补偿1.刀尖圆弧半径补偿的目的当使用带有刀尖圆弧半径的刀具加工圆锥面和圆弧面时，必须将假设刀尖点的路径做适当的修正，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。任务5球头销的加工2.刀尖圆弧半径补偿的指令（1）刀尖圆弧半径左补偿（G41）如图2-5-11所示，顺着刀具运动方向看，刀具在工件的左侧，称为刀尖圆弧半径左补偿，用G41指令编程。（2）刀尖圆弧半径右补偿（G42）如图2-5-11所示，顺着刀具运动方向看，刀具在工件的右侧，称为刀尖圆弧半径右补偿，用G42指令编程。（3）取消刀尖圆弧半径补偿（G40）任务5球头销的加工3.刀尖圆弧半径补偿的过程（1）刀补的建立刀尖圆弧中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏移量的过程，如图2-5-12a所示。（2）刀补的进行执行G41或G42指令的程序段后，刀尖圆弧中心始终与编程轨迹相距一个偏移量。（3）刀补的取消任务5球头销的加工4.刀尖方位的确定假想刀尖方位共有9种5.刀尖圆弧半径补偿注意事项（1）G41、G42、G40指令不能与圆弧切削指令写在同一个程序段内，可与G01、G00指令在同程序段出现。（2）在调用新刀具前或要更改刀尖圆弧半径补偿方向时，中间必须取消刀尖圆弧半径补偿，目的是避免产生加工误差或干涉。（3）刀尖圆弧半径补偿取消程序段G40在G41或G42程序段后面。（4）G41、G42、G40是模态指令。任务5球头销的加工四、圆弧面切削加工编程示例试按圆弧偏移切削法的加工工艺编写图2-5-14所示工件的圆弧加工程序。1.相关计算（1）确定X向毛坯切除余量Δi（2）估算粗切次数d粗切次数可由公式d=（X方向毛坯切除余量Δi-精加工余量Δu）/单边背吃刀量ap进行估算。任务5球头销的加工2.程序编制任务5球头销的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盘装夹工件，车左端面，粗、精加工左端轮廓。（2）掉头装夹，粗、精加工右端圆柱面、半球面和倒角。2.制定加工路线左端轮廓为圆柱面，可采用G90指令进行编程，其加工路线为矩形轨迹。右端轮廓为圆柱面、半球面和倒角，其加工路线见表2-5-4。任务5球头销的加工2.制定加工路线二、基点坐标的确定任务5球头销的加工三、程序编制1.左端加工程序任务5球头销的加工2.右端加工程序任务5球头销的加工2.右端加工程序任务5球头销的加工四、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目二外轮廓加工任务6固定顶尖的加工任务6固定顶尖的加工企业接到一项固定顶尖（见图2-6-1）零件的加工任务，数量为200件，毛坯为φ35mm×165mm棒料，材料为45钢，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务6固定顶尖的加工对于用棒料直接车削过渡尺寸较大的轴类零件，需要多次重复进行车削，使用G90或G94指令编程仍然比较麻烦，而用G71、G70等复合固定循环指令，只要编写出精加工进给路线，给出每次背吃刀量、退刀量、精加工程序范围和精加工余量等参数，数控系统即可自动计算出粗加工时的刀具路径，完成重复切削直至加工完毕。任务分析相关理论一、内、外圆复合固定粗车循环（G71）G71指令适用于毛坯余量较大的外径和内径粗车任务6固定顶尖的加工1.指令格式任务6固定顶尖的加工2.加工轨迹分析数控装置首先根据用户编写的精加工轮廓，在预留出X和Z向精加工余量Δu和Δw后，计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值。刀具按层切法将余量去除（刀具向X向进刀Δd，切削外圆后按e值45°退刀，循环切削直至粗加工余量被切除）。3.循环起点确定考虑到安全性，Z向注意留安全裕量（1～2mm），X向略大于或等于毛坯直径均可。任务6固定顶尖的加工4.指令说明（1）G71固定循环指令主要用于对径向尺寸要求比较高、轴向切削尺寸大于径向切削尺寸的毛坯工件进行粗车循环。（2）在FANUC0i系统中，G71粗加工循环要求所加工的轮廓外形必须采用单调递增或单调递减的形式。（3）X向、Z向精加工余量Δu和Δw的符号任务6固定顶尖的加工（4）G71指令中的F和S值是指粗加工循环中的F和S值，而在“ns”和“nf”程序段之间所有的F和S值为精加工时的F和S值。若“ns”和“nf”程序段之间未指定F和S值，系统沿用G71指令中的F和S值进行精加工。（5）对于G71指令中的“ns”程序段，应特别注意其书写格式，如下例所示：N100G01X30.0；（正确的“ns”程序段）N100G01X30.0Z2.0；（错误的“ns”程序段，程序段中出现了Z坐标字）（6）G71指令中的“nf”程序段应尽量退至毛坯。（7）在“ns”和“nf”之间的程序段中，不能含有固定循环指令、参考点返回指令、螺纹切削指令、宏程序调用或子程序调用指令。任务6固定顶尖的加工二、精加工复合固定循环（G70）1.指令格式G70P（ns）Q（nf）；2.指令说明执行精车循环G70指令时，ns至nf程序中指定的F、S、T有效；如果ns至nf程序中不指定F、S、T时，粗车循环中指定的F、S、T有效。在使用G70精车循环指令时，要特别注意快速退刀路线，防止刀具与工件发生干涉。任务6固定顶尖的加工三、应用示例试用G71、G70指令编写如图2-6-5所示零件右端轮廓加工程序。毛坯为φ45mm×110mm棒料，材料为45钢。任务6固定顶尖的加工任务6固定顶尖的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盘装夹毛坯外圆，粗、精加工左端轮廓。（2）掉头装夹，粗、精加工右端轮廓。2.制定加工路线采用G71指令粗车左、右端轮廓，只需要确定左、右端精加工路线即可。左、右端精加工路线见表2-6-2。任务6固定顶尖的加工2.制定加工路线二、基点坐标的确定任务6固定顶尖的加工三、程序编制1.左端加工程序任务6固定顶尖的加工2.右端加工程序任务6固定顶尖的加工四、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目二外轮廓加工任务7陀螺模样的加工任务7陀螺模样的加工企业接到一项陀螺模样（见图2-7-1）零件的加工任务，数量为10件，毛坯为φ50mm×55mm棒料，材料为2A12，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务7陀螺模样的加工本任务零件右端轮廓径向切削尺寸大于轴向切削尺寸，对于这类毛坯工件采用径向粗车循环进行编程较为合适。工件左端轮廓的轴向切削尺寸大于径向切削尺寸，所以左端轮廓仍采用外圆粗车循环较为合适。任务分析相关理论一、端面复合固定粗车循环（G72）端面复合固定粗车循环指令主要用于加工长径比较小的盘类工件，它的车削特点是利用刀具的端面切削刃作为主切削刃。任务7陀螺模样的加工1.指令格式2.加工轨迹数控装置首先根据用户编写的精加工轮廓，在预留出X和Z向精加工余量Δu和Δw后，计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值。任务7陀螺模样的加工3.循环起点G72循环指令起点尽量靠近毛坯，对外轮廓宜取在毛坯外一点，X向略大于毛坯直径，Z向距端面1～2mm，对内轮廓X向略小于底孔直径。4.指令说明（1）G72指令主要用于对端面精度要求比较高、径向切削尺寸大于轴向切削尺寸的毛坯工件进行粗车循环。（2）G72指令所加工的轮廓形状，必须采用单调递增或单调递减的形式。（3）对于G72指令中的“ns”程序段，同样应特别注意其书写格式N100G01Z-30.0；（正确的“ns”程序段）N100G01X30.0Z-30.0；（错误的“ns”程序段，程序段中出现了X坐标字）任务7陀螺模样的加工二、编程示例试用G72、G70指令编写如图2-7-3所示零件右端轮廓加工程序。毛坯尺寸为φ50mm×47mm，45钢。任务7陀螺模样的加工任务7陀螺模样的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.制定加工方案（1）采用手动切削方式粗、精加工工件左端面，在加工过程中进行对刀操作。（2）采用外圆粗、精车循环指令加工工件左端轮廓，加工时将ϕ48mm外圆表面加工至Z-35.0位置，以防止出现接刀痕迹。（3）掉头装夹（如用软爪或铜皮包裹装夹则更好），对ϕ48mm外圆表面进行精确找正。（4）采用手动切削方式粗、精加工工件右端面，注意应精确保证工件的总长，在加工过程中进行对刀操作。（5）采用径向粗、精车循环指