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模块四 中等复杂轴类零件加工
其中 △d——背吃刀量； e——退刀量； ns——精加工形状程序段中的开始程序段号； nf——精加工形状程序段中的结束程序段号； △u——X轴方向精加工余量； △w——Z轴方向的精加工余量； f、s、t——F、S、T代码。
图4.2 外圆粗切削循环
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图4.9 端面粗加工循环
模块四 中等复杂轴类零件加工 2.应用G72指令加工如图4.10所示零件。
a)零件图 b)实体图 图4.10 G72指令的应用 加工程序为： N10 G50 X200 Z190 T0101； N20 G97 G99 S350 M03； N30 G00 X176 Z132 M08；
N70 G00 X40；
（ns）
N80 G01 Z-30 F0.15 S1000；
N90 X60 Z-60；
N100 Z-80；
N110 X100 Z-90；
N120 Z-110；
N130 X120 Z-130；
（nf）
N140 G00 X125；
N150 X200 Z140 T0100 M09；
N160 M05; N170 M30；
N210 M30；
3. 装夹刀具
注意事项同前。
4. 装夹工件
用自定心三爪卡盘装夹工件，注意工件要和车床主轴
同心。
5.输入程序
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6.对刀 使用试切法对刀，外圆刀作为设定工件坐标系的标
准刀，切断刀通过与外圆刀比较，在机床刀具表中设 定长度补偿。 7.启动自动运行，加工零件 为防止出错，最好使用单段方式加工。 8.测量零件，修正零件尺寸 三、拓展训练：修正零件尺寸的方法
二、课题实施 1.工艺分析与工艺设计
（1）图样分析 图4.1所示零件由圆弧表面、圆柱面和圆锥面组成，零 件的尺寸精度和表面粗糙度要求较高。从右至左，零 件的外径尺寸逐渐放大。 （2）加工工艺路线设计
①粗车各表面； ②精车各表面； ③切断。 （3）刀具选择 选用93°外圆车刀(机夹刀)和切断刀 2.程序编制
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一、基础知识 1.封闭切削循环（G73） 所谓封闭切削循环就是按照一定的切削形状逐渐地接 近最终形状。这种方式对于铸造或锻造毛坯的切削是 一种效率很高的方法。G73循环方式如图4.12所示。 编程格式： G73 U（i） W（k） R（d）； G73 P（ns） Q（nf） U（△u） W（△w） F（f） S（s） T（t）； 式中 i——X轴上总退刀量（半径值）；
4. 装夹工件 用自定心三爪卡盘装夹工件，注意工件要和车床
主轴同心。 5.输入程序 6.对刀
在刀具表1号补偿处输入外圆刀刀片的刀尖圆角半 径值，将刀具方位设为3，参考表4-1。使用前面介 绍的试切法对刀，外圆刀作为设定工件坐标系的标 准刀，切断刀通过与外圆刀比较，在机床刀具表中 设定长度补偿。在用外圆刀对刀时要考虑刀尖圆角 半径值，以外圆车刀刀尖的圆心为刀位点。 7.启动自动运行，加工零件
N130 G01 Z-43；
N140 G70 P60 Q130；
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N150 G00 X100.0 Z100.0 T0100；
N160 M03 S350 T0202； 换切断刀，设刀宽为3mm
N170 G00 X35.0 Z-46.0；
N180 G01 X1.0 F20；
切断
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2.精加工循环（G70） 由G71完成粗加工后，可以用G70进行精加工。
编程格式：G70 P（ns）Q（nf）； 其中ns和nf与前 述含义相同。 在这里G71程序段中的F、S、T的指令都无效，只有 在ns～nf程序段中的F、S、T才有效，以图4.3的程序 为例，在N130程序段之后再加上：N140 G70 P70 Q130就可以完成从粗加工到精加工的全过程。
因零件精度要求较高，使用G73进行粗加工，使 用G70进行精加工。使用FANUC 0i系统编程，程序 如下：
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O0002； N10 M03 S600 T0100； N20 G00 X30 Z10.0； N30 G73 U7.0 W1.0 R5； N40 G73 P50 Q140 U0.5 W0.2 F0.2； N50 G00 X0 Z0 S900； N60 G03 X14.0 Z-17.141 R10.0； N70 G01 Z-25.0； N80 G01 X21.0 W-8.0； N90 W-5.0； N100 G02 X21.0 W-14. 0 R9.0； N110 G01 W-5.0； N120 G02 X11 W-5 R5.0； N130 G01 X-71； N140 G01 X25.0；
二、课题实施 1.工艺分析与工艺设计
（1）图样分析 图4.11所示零件由球面、圆弧表面、圆柱面和圆
锥面组成，零件的尺寸精度和表面粗糙度要求较高。 从右至左，零件的外径尺寸有时增大，有时减小。 （2）加工工艺路线设计
①粗车各表面； ②精车各表面； ③切断。 （3）刀具选择 选用右偏机夹刀（安装60°尖刀片）和切断刀 2.程序编制
N190 G00 X50.0；
N200 G00 Z100.0 T0200 M05；
N210 M30；
3. 装夹刀具
安装车刀应注意以下问题：
（1）刀尖应与工件中心等高或稍高。如果装得低于中心，
由于切削抗力的作用，容易将刀柄压低而产生“扎刀”现
象。
刀柄伸出刀架不宜过长，一般比被加工孔长5—6mm.
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N50 G71 P60 Q130 U0.5 W0.5 F150；
N60 G00 X0 S900；
N70 G01 X0 Z0 F80；
N80 G03 X16.0 Z-8.0 R8.0 ；
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N90 G01 Z-15；
N100 X22. Z-23.；
N110 Z-30.；
N120 G02 X32. Z-35. R5.；
因零件精度要求较高，加工本零件时采用车刀的刀 具半径补偿，使用G71进行粗加工，使用G70进行精加 工。使用FANUC 0i系统编程，程序如下：
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O0001；
N10 M03 S600 T0101；
93°外圆车刀
N20 G00 X40. Z2.；
N40 G71 U2.0 R1.0；
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N10 G50 X200 Z200 T0101；
N20 G90 G97 S200 M03；
N30 G00 X140 Z40 M08 ；
M40 G96 S120；
N50 G73 U9.5 W9.5 R3；
N60 G73 P70 Q130 U1.0 W0.5 F0.3；
N70 G00 X20 Z0 ；
（ns）
N80 G01 Z-20 F0.15 S150；
N90 X40 Z-30；
N100 Z-50；
N110 G02 X80 Z-70 R20；
N120 G01 X100 Z-80；
N130 X105；
（nf）
N140 G00 X200 Z200 T0100；
N150 M02；
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在数控车床上加工零件，如果发现加工的工件不符 合图纸要求，当工件还存在余量时，可通过修改程序、 刀具起点或刀补来修正工件尺寸。在加工过程中，如 果发现程序有错漏，应立即停止加工，对程序进行修 正，下面以FANUC系统数控车床为例介绍这些操作技 巧。
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1.工件加工后尺寸不符合图样要求的修改方法（有余 量的） （1）修改程序的方法（单件使用） 各个位置尺寸差值不相同的，在程序里修改（即各个 位置的尺寸实际大多少，在程序里的尺寸直接减去多 少即可）。如图4.14所示，X21实际车出来是X21.13， X16实际车出来是X16.08，X12实际车出来是X12.06， 因此，要把编程的尺寸减去实际的尺寸，即 21-0.13 ＝20.87 mm，16-0.08＝15.92mm，12-0.06＝ 11.94mm，在程序里把21改成20.87，16改成15.92， 12改成11.94即可。
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N150 G70 P50 Q140；
N160 G00 X100 Z100；
N170 T0202；
换切断刀，设刀宽
为3mm
N180 G00 Z-73.0；
N190 G00 X15.0；
N200 G01 X1.0 F20；
切断
N210 G00 X50.0；
N200 G00 Z100.0 T0200 M05；
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a)零件图 b)实体图 图4.3 G71指令的应用
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O1000；
N10 G50 X200 Z140 T0101；
N20 G97 S600 M03；
N30 G00 X120 Z5 M08；
N50 G71 U2 R0.1；
N60 G71 P70 Q130 U0.5 W0.1 F0.3；
在此应注意以下几点： （1）在使用G71进行粗加工循环时，只有含在G71 程序段的F、S、T功能才有效。而包含在ns→nf程序 段中的F、S、T功能，即使被指定对粗车循环也无 效。 （2）A→B之间必须符合X轴、Z轴方向的共同单调 增大或减少的模式。 （3）可以进行刀具补偿。 例如， 在图4.3中，试按图示尺寸编写粗车循环加 工程序。
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一、基础知识 1. 外圆粗切削循环（G71）
在使用G90、G94时，已使程序得到简化，但还有 一类复合形固定循环，能使程序进一步得到简化。利 用复合形固定循环，只要编出最终加工路线，给出每 次切除的余量深度或循环次数，机床即可自动地重复 切削直到工件加工完为止。
当给出图4.2所示加工形状的路线A→A′→B及背吃 刀量，就会进行平行于Z轴的多次切削，最后再按留 有精加工切削余量△w和△u/2之后的精加工形状进行 加工。 编程格式 G71 U（△d） R（e）； G71 P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w） F（f） S （s）T（t）；
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课题一 中等复杂轴类零件加工之一
本课题要求运用数控车床加工如图4.1所示轴类零件， 毛坯为Φ35棒料，材料为45钢。
a)零件图 b)实体图 图4.1 中等复杂轴类零件一 本课题的学习目标是：掌握G71、G70和G72指 令的用法，了解车刀刀具半径补偿的用法，能应用这 些指令编程并加工中等复杂轴类零件。
k——Z轴上总退刀量； d——重复加工次数。 其余与G71相同。用G73时，与G71、G72一样，只 有G73程序段中的F、S、T有效。
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图4.12 封闭切削循环 2. G73指令应用举例。 应用G73指令加工如图4.13所示零件。程序为：
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a)零件图 b)实体图 图4.13 G73指令的应用
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3、应用刀具补偿编程的实例 精车如图4.8所示零件的一段圆锥外表面，使用01号 车刀，按刀架中心编程，01号车刀的假想刀尖距刀 架中心的偏移量及安装方位如图4.8所示，刀尖圆角 半径为0.2。
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a)零件图 b)实体图 c) 01号刀
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N50 G72 U3 R1.0；
N60 G72 P70 Q120 U2 W0.5 F0.3；
N70 G00 X160 Z60 ；
（ns）
N80 G01 X120 Z70 F0.15 S150；
N90 Z80；
N100 X80 Z90；
N110 X110；
N120 X36 Z132；
为防止出错，最好使用单段方式加工。 8.测量零件，修正零件尺寸
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三、拓展训练：G72指令的应用 1.端面粗加工循环（G72） G72与G71均为粗加工循环指令，而G72是沿着平 行于X轴进行切削循环加工的（如图4.9所示），编 程格式为： G72 U（△d） R（e）； G72 P（ns）Q（nf） U（△u）W（△w） F（f） S（s）T（t）； 其中参数含义与G71相同。
（nf）
N130 G00 X220 Z200 T0100 M09；
N140 M02；
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课题二 中等复杂轴类零件加工之二
本课题要求运用数控车床加工如图4.11所示轴类 零件，毛坯为Φ25棒料，材料为45钢。
a)零件图 b)实体图 图4.11 中等复杂轴类零件二 本课题的学习目标是：掌握G73指令的用法， 能应用G73指令编程并加工中等复杂轴类零件。了 解修正零件尺寸的方法。