《数控加工技术》课件-项目3：圆弧轮廓零件加工

数控技术概述SHUKONGJISHU

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

项目二

球头轴的数控加工一、项目任务使用数控车床完成图所示球头轴零件加工。材料为铝件,毛坯为φ40×100mm,按照图样要求完成节点、基点计算,设定工件坐标系,制定数控加工工艺方案，编制机械加工工艺过程卡、数控加工工序卡、数控车削刀具调整卡、数控加工程序单，并进行虚拟仿真加工，最终完成球头轴的数控加工和检测。

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

项目二

球头轴的数控加工

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

项目二

球头轴的数控加工（一）零件工艺性分析1．结构分析该零件属于轴类零件，加工内容包括圆弧面、倒角、圆柱面、圆锥面。2．尺寸分析其他尺寸的加工精度等级为IT14。3．表面粗糙度分析全部表面的表面粗糙度为3.2。

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

项目二

球头轴的数控加工（二）制订机械加工工艺方案1．确定生产类型

零件数量为100件，属于单件小批量生产。2．拟订工艺路线

（1）确定工件的定位基准。确定坯料轴线和右端面为定位基准。（2）选择加工方法。该零件的属于回转体，加工表面的最高加工精度等级为IT7，表面粗糙度为3.2。采用加工方法为粗车、精车。

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

项目二

球头轴的数控加工1．确定生产类型

零件数量为100件，属于单件小批量生产。2．拟订工艺路线

（1）确定工件的定位基准。确定坯料轴线和右端面为定位基准。（2）选择加工方法。该零件的属于回转体，加工表面的最高加工精度等级为IT7，表面粗糙度为3.2。采用加工方法为粗车、精车。

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

项目二

球头轴的数控加工3．选择工艺装备（1）机床及夹具选用CMD500G型数控车床，系统为KND，配置前置式刀架;采用三爪自动定心卡盘自定心夹紧。（2）刀具外圆机夹粗车刀T0101：车端面，粗车外圆。外圆机夹车刀T0202（刀尖角为55°）：精车各外圆。（3）量具游标卡尺:量程100

mm，分度值为0.02。外径千分尺:量程25～50，分度值为0.001。

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

项目二

球头轴的数控加工4.确定切削用量（1）背吃刀量：

粗车时，确定背吃刀量为2

mm，精车时，确定背吃刀量为0.5

mm。（2）主轴转速：粗车时，确定主轴转速为800

r/min，精车时，确定主轴转速为1

200

r/min，切断时，确定主轴转速为400

r/min。（3）进给量：

粗车时，确定进给量为160

mm/min；精车时，确定进给量为120

mm/min；切断时，确定进给量为20

mm/min。

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

（三）编制数控技术文档1．编制机械加工工艺过程卡2．编制数控加工工序卡3．编制刀具调整卡项目二

球头轴的数控加工

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

1．编制机械加工工艺过程卡项目二

球头轴的数控加工

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

项目二

球头轴的数控加工2．编制数控加工工序卡

任务一

球头轴的工艺分析及工序卡

3．编制刀具调整卡项目二

球头轴的数控加工

任务二

数控编程指令G02G03

引

入当零件的轮廓线包含圆弧或圆角时，我们该如何进行数控编程呢？我们需用到圆弧指令进行编程。

任务二

数控编程指令G02G03

圆弧插补指令G02、G03圆弧顺逆方向的判定圆弧指令的格式圆弧指令的编程实例

任务二

数控编程指令G02G03

圆弧插补指令G02、G031.圆弧的顺、逆方向的判断方法：运用笛卡尔坐标系方法，沿与圆弧所在平面（如XOZ）相垂直的另一坐标轴的正方向向负方向看去，顺时针为G02，逆时针为G03。

任务二

数控编程指令G02G03

圆弧的顺、逆方向的判断方法：沿与圆弧所在平面（如XOZ）相垂直的另一坐标轴的正方向向负方向看去，顺时针为G02，逆时针为G03。

任务二

数控编程指令G02G03

2.圆弧指令的编程格式G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补。编程格式：G02（G03）X（U）__Z（W）__R__F__半径方式

G02（G03）X（U）__Z（W）__I__K__F__圆心方式①绝对坐标方式:G02X__Z__R__F__G02X__Z__I__K__F__②增量坐标方式:G02

U__W__R__F__G02

U__W__I__K__F__

任务二

数控编程指令G02G03

2.圆弧指令的编程格式G03:逆时针圆弧插补G03的编程格式与G02同理!①绝对坐标方式:G03X__Z__R__F__G03X__Z__I__K__F__②增量坐标方式:G03U__W__R__F__G03U__W__I__K__F__

任务二

数控编程指令G02G03

说明：①X、Z是圆弧终点的坐标；U、W是圆弧终点相对于圆弧起点的增量坐标。

②I、K分别是圆心相对圆弧起点的增量坐标(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标)，I用半径值计算。③R是圆弧半径，当圆心角小于α≤180°时取正，否则取负。整圆编程时不可以使用R，只能用I、J，K。④同时编入R和I、K时，R有效。⑤F是合成进给速度。2.圆弧指令的编程格式

任务二

数控编程指令G02G03

例题1

请编写刀具从A-B-C-D-A的程序。2.圆弧指令的编程格式

任务二

数控编程指令G02G03

（1）使用圆心坐标I、K编程绝对坐标方式：

G00X20.Z2.；

A→B

G01Z-30.F80；

B→C

G02X40.Z-40.I10.K0F60；

C→D增量坐标方式：

G00U-80.W-18.；

A→B

G01U0W-32.F80；

B→C

G02U20.W-10.I10.K0F60；

C→D2）使用圆弧半径R编程

绝对坐标方式：G00X20.Z2.；A→B

G01Z-30.F80；B→CG02X40.Z-40.R10.F60；C→D增量坐标方式：G00U-80.W-18.；A→B

G01U0W-32.F80；B→CG02U20.W-10.R10.F60；C→D2.圆弧指令的编程格式

任务二

数控编程指令G02G03

例题2

请编写刀具从A-B-C-D-A的程序。2.圆弧指令的编程格式

任务二

数控编程指令G02G03

（1）使用圆心坐标I、K编程绝对坐标方式：

G00X28.Z2.；

G01Z-40.F80；

G03X40.Z-46.I0K-6.F60；

增量坐标方式：

G00U-72.W-18.；

G01W-42.F80；

G03U12.W-6.I0K-6.F60；（2）使用圆弧半径R编程

绝对坐标方式：

G00X28.Z2.；

G01Z-40.F80；

G03X40.Z-46.R6.F60；

增量坐标方式：

G00U-72.W-18.；

G01W-42.F80；

G03U12.W-6.R6.

F60；2.圆弧指令的编程格式

任务二

数控编程指令G02G03

例题3

请编写刀具沿着零件轮廓的精加工的程序。2.圆弧指令的编程格式

任务二

数控编程指令G02G03

例题3

2.圆弧指令的编程格式

任务二

数控编程指令G02G03

例题4请编写刀具沿着零件轮廓的精加工的程序。

2.圆弧指令的编程格式任务三数控编程指令G71G72G73G70数控加工工艺与编程任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70学习目标掌握复合粗车循环指令G71、G72、G73的使用方法；掌握复合精车循环指令G70的使用方法。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70当轴类零件的外形轮廓线包含圆柱面、圆柱圆、圆弧面等，我们该如何进行数控粗车、精车路线的设计和编程呢？针对形状较复杂的零件，FANUC0iT系统有一组G代码，编程时只需指定精加工路线、径向和轴向精车加工余量和粗加工背吃刀量，系统会自动计算出粗加工路线和加工次数，编程效率较高。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70在这组指令中，G71、G72、G73是粗车加工指令，G70是G71、G72、G73粗加工后的精加工指令，G74是深孔钻削固定循环指令，G75是切槽固定循环指令，G76是螺纹加工固定循环指令。本次课，我们先学习G71、G72、G73、G70指令的用法。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G701、外（内）轮廓粗加工复合循环（G71）G71指令只需指定粗加工背吃刀量、退刀量、精加工余量、精加工路线，系统便能自动给出粗加工路线和加工次数，完成粗加工。指令格式：G71U（Δd）R（e）;G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）;参数说明如下：Δd：表示每次切削深度（半径值），无正负号；e：表示退刀量（半径值），无正负号；ns：表示精加工路线第一个程序段的顺序号；nf：表示精加工路线最后一个程序段的顺序号；Δu：表示X方向的精加工余量，直径值；镗内孔的时候为负值；Δw：表示Z方向的精加工余量。F、S、T分别表示进给速度、转速、刀具。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70G71指令功能及路线：切除棒料毛坯大部分加工余量，切削过程是沿平行于Z轴的方向进行，如图所示。C为循环起点，A'→B为精加工路线。走刀过程：刀具从C点出发,沿着-X方向进刀，沿着-Z方向切削，然后45°退刀，再返回。依次按照此方式循环切削多次。任务三数控编程指令G71G72G73G70例如：外（内）轮廓粗加工复合循环G71编写如图所示零件的粗加工程序。数控编程指令G71/G72/G73/G70任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70参考程序（FANUC0iT系统）如下：任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G702、端面粗加工复合循环（G72）参数说明如下：

d：表示Z向背吃刀量，不带符号且为模态值；e：表示退刀量（半径值），无正负号；ns：表示精加工路线第一个程序段的顺序号；nf：表示精加工路线最后一个程序段的顺序号；Δu：表示X方向的精加工余量，直径值；Δw：表示Z方向的精加工余量。F、S、T分别表示进给速度、转速、刀具。端面粗车复合循环G72与外（内）径粗车复合循环G71均为粗加工循环指令，其区别仅在于G72切削方向平行于X轴，而G71是沿着平行于Z轴的方向进行切削循环加工的。指令格式： G72W（Δd）R（e）; G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）; 任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70G72指令路线图G72指令的走刀过程：

刀具从C点出发，沿着水平方向进刀，然后沿着-Z方向进刀，沿着-X方向切削，然后45°退刀，再返回，依次循环多次。

精加工的刀路是从零件的后端开始编写，如图所示的M点开始，直至N点结束。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70例如:运用端面粗加工循环指令G72编程加工如图所示零件。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70所谓封闭切削循环就是按照一定的切削轨迹形状逐渐地接近最终形状。利用该循环，可以按同一轨迹重复切削，每次切削刀具向前移动一次，用这种循环可对锻造和铸造等前加工做成的有基本形状的毛坯或已粗车成形的零件进行切削。G73适合加工铸造、锻造成形的一类零件。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G703、

封闭轮廓粗车复合循环指令（G73）。编程格式： G73U（Δi）W（Δk）R（d）; G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）;参数说明如下：Δi：表示X轴向总退刀量（半径值）；Δk：表示Z轴向总退刀量；d：表示为分层次数（粗车重复加工次数）；ns：表示精加工路线第一个程序段的顺序号；nf：表示精加工路线最后一个程序段的顺序号；Δu：表示X方向的精加工余量（直径值）；Δw：表示Z方向的精加工余量。F、S、T分别表示进给速度、转速、刀具。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70（1）封闭轮廓粗车复合循环指令的特点如下：刀具轨迹平行于零件的轮廓，故适合加工铸造和锻造成形的坯料；背吃刀量分别通过X轴方向总退刀量Δi和Z轴方向总退刀量Δk除以循环次数d求出；（2）总退刀量Δi与Δk值的设定与零件的切削深度有关。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70（3）ns至nf之间的程序段描述刀具切削加工的路线。使用固定形状切削复合循环指令，首先要确定循环点A、切削始点A1和切削终点B的坐标位置。如图所示，A点为循环点，A1→B是零件的轮廓线(精加工路线)，粗加工时刀具从A点后退至C点，后退距离分别为Δi＋Δu/2，Δk＋Δw，这样粗加工循环之后自动留出精加工余量Δu/2、Δw。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70例题：

请运用封闭轮廓粗车复合循环指令编程加工图所示的零件。任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70参考程序（FANUC0i系统）如下：任务三数控编程指令G71G72G73G70数控编程指令G71/G72/G73/G70G70～G73循环指令调用ns至nf之间程序段，被调用的程序段中不能调用子程序。执行G70循环时，刀具沿零件的实际轨迹进行切削，循环结束后刀具返回循环起点。G70指令用在G71、G72、G73指令的程序内容之后，不能单独使用。在含G71、G72或G73的程序段中指令的地址F、S对G70的程序段无效。而在顺序号ns到nf之间指令的地址F、S对G70的程序段有效。加工余量具有方向性，外圆的加工余量为正，内孔的加工余量为负。

任务四

球头轴的数控编程

球头轴零件图所示，材料为铝,毛坯为φ40×100mm,根据前面所设计数控加工工艺方案，机械加工工艺过程卡、数控加工工序卡、数控车刀具调整卡，完成球头轴的数控加工程序。

任务四

球头轴的数控编程

编程坐标轴及方向跟数控车床的坐标系方向保持一致，编程坐标原点尽量建在零件的设计基准上，本例建在零件右端面中心。1、建立编程坐标系：

任务四

球头轴的数控编程

1、建立编程坐标系：

任务四

球头轴的数控编程

1、建立编程坐标系：

任务四

球头轴的数控编程

1、建立编程坐标系：

任务四

球头轴的数控编程

O2000T0101M03S600G00X42Z2G71U0.3R1G71P10Q20U0.4W0.2F160N10G00X0G01Z0F120G03X16Z-8R8G01X20W-2Z-28