《数控车床基本操作》-项目三

任务一凹圆弧面零件加工一、编程指令（一）指令功能使刀具在指定平面内按给定的进给速度作圆弧插补运动，切削出圆弧曲线。（二）指令代码顺时针圆弧插补指令代码为Ｇ０２（或Ｇ２），逆时针圆弧指令代码为Ｇ０３（或Ｇ３）。顺时针、逆时针判别方法，应按右手定则执行，观察者让Ｙ轴的正向指向自己，然后观察ＸＺ平面内所加工圆弧曲线的方向，即可判断出圆弧的顺、逆方向，或从圆弧所在平面的第三坐标轴的正方向往负方向看，顺时针用Ｇ０２，逆时针用Ｇ０３。下一页返回任务一凹圆弧面零件加工具体判断如图３－３和图３－４所示。后置刀架数控车床（刀架在操作人员对面）的机床坐标系如图３－３（ｂ）所示，按右手笛卡尔直角坐标系原则，假想的Ｙ轴正方向指向操作人员，判别方向由操作人员向前正视判别，顺时针用Ｇ０２，逆时针用Ｇ０３。前置刀架数控车床（刀架在操作人员同侧）的机床坐标系如图３－３（ａ）所示，按右手笛卡尔直角坐标系原则，假想的Ｙ轴正方向背向操作人员，判别方向由面向操作人员方向看进行判别，顺时针用Ｇ０２，逆时针用Ｇ０３；若人为按操作人员向前正视的方向，则圆弧插补方向应相反，即顺时针为Ｇ０３，逆时针为Ｇ０２。上一页下一页返回任务一凹圆弧面零件加工从上面描述可以看出，同一零件不管是采用前置刀架还是后置刀架车削，判别方法不一样，但圆弧结果是一致的，不会因为所采用机床不同而造成判别结果不一致的情形，通常可不考虑前置或后置刀架，一律按零件图上半部分为基准判别圆弧插补方向。（三）圆弧插补指令格式Ｇ１８Ｇ０２（Ｇ０３）Ｘ__（Ｕ）Ｚ（Ｗ）__Ｒ__Ｆ__；或Ｇ１８Ｇ０２（Ｇ０３）Ｘ__（Ｕ）__Ｚ（Ｗ）__Ｉ__Ｋ__Ｆ；说明：上一页下一页返回任务一凹圆弧面零件加工（１）Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）指令圆弧终点坐标，可以用绝对坐标或相对坐标的形式，Ｘ、Ｚ为绝对坐标，是圆弧终点相对于工件坐标系原点的坐标；Ｕ、Ｗ是相对坐标，是圆弧终点相对于圆弧起点的坐标。其中Ｘ、Ｕ采用直径值。（２）用Ｉ、Ｋ指令圆心，其值为增量值，分别是圆心在Ｘ、Ｚ轴方向上相对于圆弧起点的坐标增量值。其中Ｉ采用半径值。如图３－５所示。（３）当Ｉ或Ｋ为零时，Ｉ０或Ｋ０可以省略。（４）Ｒ为圆弧半径，当插补圆弧圆心角大于180°时，Ｒ用负值表示；当插补圆弧圆心角小于或等于１８０°时，Ｒ用正值表示。上一页下一页返回任务一凹圆弧面零件加工但在车床上，插补圆弧圆心角一般不会超过１８０°。如图３－６所示。（５）Ｒ与Ｉ、Ｋ同时出现时Ｒ优先。（６）Ｆ表示进给速度。圆弧插补中的进给速度等于由Ｆ代码指定的进给速度，并且沿圆弧的进给速度（圆弧的切线进给速度）被控制为指定的进给速度。指定的进给速度和刀具的实际进给速度之间的误差小于±２％，但是该进给速度是在加上刀尖补偿以后沿圆弧测量的。（四）应用上一页下一页返回任务一凹圆弧面零件加工在大部分的ＣＮＣ编程应用中，只有两类跟轮廓加工相关的刀具运动，圆弧插补是其中一项。该指令可使刀具在指定平面内按给定的进给速度Ｆ做圆弧运动，从起始点移动到终点切削出圆弧轮廓。二、加工工艺分析（一）选择工、量、刃具１．工具选择４５钢棒装夹在三爪定心卡盘上，用划线盘校正并夹紧。其他工具如表３－１所示。２．量具选择上一页下一页返回任务一凹圆弧面零件加工长度用游标卡尺测量，外径用千分尺测量，圆弧表面用半径样板检测，表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。量具的规格、参数见表３－１。３．刀具选择加工凹圆弧成型表面，使用的刀具有尖形车刀、棱形车刀等，如图３－９所示为加工半圆弧或半径较小的圆弧可选用成型车刀；精度要求不高时可选择尖形车刀；加工成型表面后还需加工台阶表面，一般选用９０°棱形车刀（副偏角要足够大，以防止车刀副切削刃与凹圆弧表面干涉，如图３－９所示）。上一页下一页返回任务一凹圆弧面零件加工加工材料４５钢，刀具选用硬质合金外圆车刀，粗加工刀与精加工刀分别置于Ｔ０１、Ｔ０２号刀位，切断刀刀头宽度为４ｍｍ，刀头长度应大于２５ｍｍ，装在Ｔ０３刀位。（二）加工工艺路线外圆弧轮廓分粗、精加工两道工序完成，其中凹圆弧面粗加工时因处加工余量不同，应采用相应的方法进行解决，加工时应先除去凹圆弧表面的余量，其除去的方法有以下四种。（１）如图３－１０的虚线路径所示用同心圆法去除余量。此方法走刀路线短。而且精车余量最均匀。（２）如图３－１１的虚线路径所示用等径圆弧法去除余量。上一页下一页返回任务一凹圆弧面零件加工其特点是计算和编程最简单，但走刀路线较其他几种方式长。（３）如图３－１２的虚线路径所示用梯形法去除余量。此方法切削力分布合理，切削率最高。（４）如图３－１３的虚线路径所示用三角形法去除余量。此方法走刀路线较同心圆法长，但比梯形法、等径圆弧法短。此外，外圆粗加工也可采用外圆循环车削。具体加工工艺如表３－２所示。（三）选择合理切削用量加工材料为４５钢，硬度较大，切削用量选择应适中。具体切削用量如表３－２所示。上一页下一页返回任务一凹圆弧面零件加工三、编制加工程序（一）建立工件坐标系根据建立工件坐标系原则：工件坐标系原点设在右端面与工件轴线交点上。（二）计算基点坐标根据零件图计算基点坐标，注意根据极限尺寸计算编程尺寸。（三）参考程序本零件加工采用外圆粗车循环指令Ｇ７１与外圆精车循环指令Ｇ７０进行编程加工。参考程序如表３－３所示，程序名为“Ｏ１２８”。上一页返回任务二凸圆弧面零件加工一、编程指令（一）指令功能在轮廓拐角处插入倒角或倒圆角。（二）指令格式１．直线与直线、直线与圆弧间倒角２．直线与直线、直线与圆弧间倒圆角说明：（１）Ｃ为倒角，Ｒ为倒圆角。下一页返回任务二凸圆弧面零件加工（２）倒角和倒圆角指令加在直线插补（Ｇ０１）或圆弧插补（Ｇ０２或Ｇ０３）程序段的末尾并用“，”分开时，加工中自动在拐角处加工倒角或倒圆角。（３）倒角和倒圆角的程序段可连续地指定。（４）Ｃ后的值表示倒角起点和终点到假想拐角交点的距离，假想拐角交点即未倒角前的拐角交点，如图３－２０所示。（５）在Ｒ之后，指定拐角圆弧的半径，如图３－２１所示。二、加工工艺分析（一）选择工、量、刃具上一页下一页返回任务二凸圆弧面零件加工１．工具选择４５钢棒装夹在三爪定心卡盘上，用划线盘校正并夹紧。其他工具如表３－５所示。２．量具选择长度用游标卡尺测量，外径用千分尺测量，圆弧表面用半径样板检测，表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。量具的规格、参数见表３－５。３．刀具选择上一页下一页返回任务二凸圆弧面零件加工加工凸圆弧成型表面，使用的刀具有尖形车刀、棱形车刀等，如图３－２２所示，加工半圆形圆弧可选用成型车刀；精度要求不高时可选择尖形车刀；加工成型表面后还需车削台阶表面，一般选用９０°棱形车刀（副偏角要足够大，以防止车刀副切削刃与凸圆弧表面干涉，如图３－２２所示）。加工材料４５钢，刀具选用硬质合金外圆车刀，粗加工刀与精加工刀分别置于Ｔ０１、Ｔ０２号刀位，切断刀刀头宽度４ｍｍ，刀头长度应大于２５ｍｍ，装在Ｔ０３刀位。（二）加工工艺路线上一页下一页返回任务二凸圆弧面零件加工（１）本加工任务尺寸呈单调变化，无须掉头装夹加工，宜采用一次装夹车削，然后切断。（２）凸圆弧粗加工时，余量不均匀，可采用相同半径方法解决，一般可采用阶梯法、同心圆法、等径圆弧法等，本加工任务宜采用Ｇ７１外圆循环指令去除余量。具体加工工艺如表３－６所示。（三）选择合理切削用量加工材料为４５钢，硬度较大，切削用量选择应适中。具体切削用量如表３－６所示。三、编制加工程序（一）建立工件坐标系上一页下一页返回任务二凸圆弧面零件加工根据建立工件坐标系原则：工件坐标系原点设在右端面与工件轴线交点上。（二）计算基点坐标根据零件图计算基点坐标，注意根据极限尺寸计算编程尺寸。（三）参考程序本零件加工采用外圆粗车循环指令Ｇ７１与外圆精车循环指令Ｇ７０进行编程加工。参考程序如表３－７所示，程序名为“Ｏ１２９”。上一页返回任务三综合成型面零件加工一、编程指令（一）指令功能固定形状粗车循环可以按零件轮廓的形状重复车削，每次平移一个距离，直到把零件粗车至要求的尺寸。（二）指令格式Ｎ（ｎｓ）……（沿Ａ→Ａ′→Ｂ的程序段号）下一页返回任务三综合成型面零件加工Ｎ（ｎｆ）…说明：Δｉ———Ｘ轴方向总退刀量或Ｘ方向毛坯切除余量（半径指定，取正值），模态值。也可由ＦＡＮＵＣ系统参数指定，由程序指令改变。Δｋ———Ｚ轴方向总退刀量或Ｚ方向毛坯切除余量（取正值），也可由ＦＡＮＵＣ系统参数指定，由程序指令改变。ｄ———分割次数，等于粗车次数（总余量除以切削深度），模态值。也可由ＦＡＮＵＣ系统参数指定，由程序指令改变。可以不用小数点表示。上一页下一页返回任务三综合成型面零件加工ｎｓ———精加工形状程序的第一个段号。ｎｆ———精加工形状程序的最后一个段号。Δｕ———Ｘ方向精加工余量的距离及方向（通常用直径指定）。Δｗ———Ｚ方向精加工余量的距离及方向。ｆ、ｓ、ｔ———顺序号ｎｓ至ｎｆ之间的程序段中所包含的任何Ｆ、Ｓ、Ｔ功能都被忽略，而在Ｇ７３程序段中的Ｆ、Ｓ、Ｔ有效。（三）走刀路线Ｇ７３走刀路线如图３－２９所示。（四）应用上一页下一页返回任务三综合成型面零件加工固定形状粗车循环可以按零件轮廓的形状重复车削，每次平移一个距离，直到要求的位置。其目的是将毛坯材料中不规则形状切削时间限制在最低限度。这种车削循环，对均匀余量的零件毛坯是适宜的，如锻造毛坯、铸造毛坯等，毛坯尺寸接近工件的成品形状尺寸，只是外径、长度较成品留有一定的余量，利用该指令可有效提高切削效率。二、加工工艺分析（一）选择工、量、刃具１．工具选择上一页下一页返回任务三综合成型面零件加工４５钢棒装夹在三爪定心卡盘上，用划线盘校正并夹紧。其他工具如表３－９所示。２．量具选择长度用游标卡尺测量，外径用千分尺测量，圆弧表面用半径样板检测，表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。量具的规格、参数如表３－９所示。３．刀具选择加工综合成型面，尤其是凹凸圆弧相连接的成型面零件，使用的刀具有尖形车刀、棱形车刀等，精度要求不高时可选择尖形车刀；加工成型表面后还需车削台阶表面，一般选用９０°棱形车刀（副偏角要足够大，以防止车刀副切削刃与凹凸圆弧表面发生干涉）。上一页下一页返回任务三综合成型面零件加工加工材料４５钢，刀具选用硬质合金外圆车刀，粗加工刀与精加工刀分别置于Ｔ０１、Ｔ０２号刀位，切断刀刀头宽度４ｍｍ，刀头长度应大于１５ｍｍ，装在Ｔ０３刀位。（二）加工工艺路线（１）本加工任务径向尺寸未呈单调变化，无法使用Ｇ７１指令，无须掉头装夹加工，宜采用一次装夹车削，然后切断。（２）凹凸圆弧粗加工时，余量不均匀，可采用相同半径方法解决，一般可采用阶梯法、同心圆法、等径圆弧法等，本加工任务径向尺寸未呈单调变化，无法使用Ｇ７１指令去除余量，可以采用Ｇ７３固定形状粗车循环加工。上一页下一页返回任务三综合成型面零件加工具体加工工艺如表３－１０所示。（三）选择合理切削用量加工材料为４５钢，硬度较大，切削用量选择应适中。具体切削用量如表３－１０所示。三、编制加工程序（一）建立工件坐标系根据建立工件坐标系原则：工件坐标系原点设在右端面与工件轴线交点上。（二）计算基点坐标根据零件图纸计算基点坐标，注意根据极限尺寸计算编程尺寸。上一页下一页返回任务三综合成型面零件加工（三）参考程序本零件加工采用固定形状粗车循环指令Ｇ７３与外圆精