数控车工实训（高级） 课件 任务5 球头销的加工

1．掌握G02、G03指令格式及其应用。2．掌握刀尖圆弧半径补偿指令的应用。3．能编写球头销的数控加工程序，并能应用数控车床完成加工。企业接到一批销轴（见图5-1）零件的加工任务，数量为30件，毛坯尺寸为φ45mm×123mm，材料为45钢，工期为5天。现生产部门安排数控车工组完成此加工任务。为完成该任务需要掌握圆弧插补指令G02、G03，内外圆复合固定粗车循环指令G71和精加工复合固定循环指令G70。在实际加工过程中，所采用的刀具一般都具有刀尖圆弧半径，它的存在将影响圆弧的加工精度，为此，需要掌握刀尖圆弧半径补偿指令G41、G42和G40。G02指令为顺时针圆弧插补指令，G03指令为逆时针圆弧插补指令一、圆弧插补指令G02、G031．指令格式2．圆弧顺逆的判别判别方法是：从垂直于圆弧所在平面（数控车床为XOZ平面）的轴（数控车床为Y轴）的正方向观察圆弧，顺时针方向用G02指令，逆时针方向用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5-4所示。I、K为增量值，带有正负号，且I值为半径值。I、K的正负取决于该矢量方向与坐标轴方向的异同，相同者为正，相反者为负。若已知圆心坐标和圆弧起点坐标，则I=（X圆心-X起点）/2，K=Z圆心-Z起点。图5-4中I值为-10，K值为-20。4．圆弧半径的确定圆弧半径R有正值与负值之分。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1．指令格式二、内外圆复合固定粗车循环指令G71U（Δd）表示X轴方向背吃刀量，半径量，不带符号，该值为模态值；R（e）表示粗加工时每次车削循环的X轴方向退刀量，不带符号，该值为模态值；P（ns）表示精加工程序第一个程序段的段号；Q（nf）表示精加工程序最后一个程序段的段号；U（Δu）表示X轴方向精加工余量（直径量）；W（Δw）表示Z轴方向精加工余量；F__S__T__表示粗加工循环中的进给速度、主轴转速与刀具功能。G71U（Δd）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F__S__T__；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，计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值（预留X轴和Z轴方向的精加工余量Δu和Δw）。刀具按分层切削法将余量去除（刀具向X轴方向进刀Δd，切削外圆后按e值退刀，退刀角度通常为45°，循环切削直至粗加工余量被切除）3．循环起点确定为保证加工安全，应注意留安全裕量，需在Z轴方向留1～2mm安全裕量，X轴方向略大于或等于毛坯直径即可。4．指令说明（1）G71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工件的粗车循环。编程时，X轴方向的精车余量取值一般大于Z轴方向的精车余量取值。（2）在FANUC0iMate-TC数控系统中，G71指令所加工的轮廓外形必须采用单调递增或单调递减的形式，否则，对于凹形轮廓，系统可能无法正确进行分层切削，而可能在半精加工阶段一次性切除大量余量。（3）G71指令中X轴方向和Z轴方向精加工余量Δu和Δw的符号如图5-8所示。（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”程序段之间指定的F和S值将用于精加工阶段，若未指定，则系统沿用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。操作提示：在G71指令循环中，“ns”程序段必须沿X轴方向进刀，且不能出现Z坐标字，否则会出现机床报警。（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。1．指令格式G70P（ns）Q（nf）；三、精加工复合固定循环指令G702．指令说明执行G70指令时，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，粗车循环中指定的F、S、T有效。指令格式中，P（ns）表示精加工程序的第一个程序段的段号；Q（nf）表示精加工程序的最后一个程序段的段号。1．刀尖圆弧半径补偿指令（1）刀尖圆弧半径左补偿指令G41四、刀尖圆弧半径补偿（2）刀尖圆弧半径右补偿指令G42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。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。（3）取消刀尖圆弧半径补偿指令G40G40为取消刀尖圆弧半径补偿指令，当刀尖圆弧半径补偿结束后，需要应用G40指令取消刀尖圆弧半径补偿。2．刀尖圆弧半径补偿的过程（1）刀补的建立刀补的建立是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（一个刀尖圆弧半径的距离）的过程2．刀尖圆弧半径补偿的过程（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（一个刀尖圆弧半径的距离）。2．刀尖圆弧半径补偿的过程（3）刀补的取消刀补的取消是刀具离开工件，刀尖圆弧中心过渡到与编程轨迹重合的过程3．刀尖方位的确定假想刀尖方位共有9种4．刀尖圆弧半径补偿的注意事项（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，即它是通过直线运动来建立或取消刀尖圆弧半径补偿的。（2）在调用新刀具前或要更改刀尖圆弧半径补偿方向时，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）在使用G41或G42指令进行刀尖圆弧半径补偿后，必须随后使用G40指令来取消补偿。程序最后必须以取消刀尖圆弧半径补偿状态结束；否则刀尖圆弧中心不能在终点定位，而是停在与终点位置偏移一个刀尖圆弧半径矢量的位置上。（4）G41、G42、G40是模态代码。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、精加工销轴左端轮廓。（2）掉头装夹工件φ36mm圆柱面，粗、精加工销轴右端轮廓。2．制定加工路线选择销轴左、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5-2，其中X轴方向坐标以直径表示。二、基点坐标的确定1．编制销轴左端轮廓数控加工程序三、程序的编制1．编制销轴左端轮廓数控加工程序三、程序的编制2．编制销轴右端轮廓数控加工程序三、程序的编制四、工件的加工1．加工准备（1）着装准备根据生产车间着装管理规定，进行着装自检。（2）工、量、刃具准备（3）领取毛坯领取毛坯，测量并记录毛坯外形尺寸，判断毛坯是否有足够的加工余量，外形是否满足加工条件。2．装夹工件本任务加工销轴左、右端轮廓，需要分两次装夹。加工销轴左端轮廓时，采用三爪自定心卡盘装夹工件，伸出长度大于60mm。掉头装夹工件时，装夹面为已加工表面，需用铜皮等辅助工具进行保护，避免产生夹痕影响已加工表面质量，同时用百分表进行找正。将外圆车刀装到01号刀