数控车床加工工艺与编程-锥面与圆弧加工知识PPT课件( 58页)

理想状态下
实际状态下
一、刀尖圆弧半径补偿的目的（3－2）
车削圆锥面时欠切削产生误差 车削圆弧时产生的误差
一、刀尖圆弧半径补偿的目的（3－3）
结论：
在加工圆锥面和圆弧面时可能会发生过切削或欠切削的现象，产 生加工表面的形状误差。
由此可见，在工件编程时加入刀尖圆弧半径补偿，使切削出来的 工件获得正确的加工精度。
N110 G00 X100.0 Z100.0；
返回换刀点
N120 M05；
主轴停转
N130 M30；
程序结束并返回初始位置
三、锥面加工误差分析
问题
锥度（角度） 不符合要求 切削过程出 现干涉现象
表面粗糙度 达不到要求
锥面径向尺寸 不符合要求
切削过程出现振动
产生原因
1.程序错误 2.工件装夹不正确
工件斜度大于刀具后角
工
N70 X30.5
圆锥面粗车循环第三次
圆锥面粗车循环第四次，并留精 车余量，双边0.5mm
程
N80 G00 X100.0 Z100.0 T0202;
换2号外圆车刀，建立2号刀补
序
N90 G00 X54.0 Z2.0 M03 S1000;
主轴正转，转速为1000r/min
N100 G90 X30.0 Z-40.0 I-5.25 F0.08 ；精车圆锥面，转速为1000r/min
任务3 球头零件加工
1．能熟练制定圆弧加工工艺
2．掌握G02、G03指令完成圆弧加工的 编程方法 3.能熟练分析和解决圆弧加工误差的问题
其余
技术要求： 未注倒角 不允许锉刀或
纱布修整工件表面。
球头手柄
任务分析
1
该零件包含哪些加 工内容？
2
如何制定圆弧的 加工工艺？
3
如何使用G02、G03 圆弧加工指令 ？
93°外圆仿形精 车刀
1
精车工件外轮廓
1000
0.08
0.5
二、编制加工程序（2－1）
球 头 手 柄 左 端 加 工 程 序
程序 O0003； N10 G99 T0101； N20 M03 S600； N30 G00 X62. 0 Z2.0； N40 G71 U2.0 R1.0； N50 G71 P60 Q140 U1.0 W0 F0.2； N60 G00 X0 S1000； N70 G01 Z0； N80 X18.0； N90 X20.0 Z-1.0； N100 Z-25.0；
G03 U20.0 W-10.0 I0 K10.0 F0.15 ；
G03 U20.0 W10.0 R10.0 F0.15；
二、顺逆圆弧编程实例（4－4）
注意： 当用半径R指定圆
心位置时，由于在同 一半径R的情况下，从 圆弧的起点到终点有 存在两个圆弧的可能 性，如右图所示，为 区别二者，规定圆心
角≤180°时， R值为
模块三 锥面与圆弧加工
任务1 简单圆锥零件的精加工
1．掌握刀具补偿号和刀尖圆弧半径补偿 指令的用法
2．巩固G00、G01指令完成圆锥精加工 的编程方法
全部
圆锥零件
任务分析
1
精加工该零件时应 考虑什么问题？
2
产生加工表面形 状误差的原因 ？
3
如何使用刀尖圆弧 半径补偿指令？
一、刀尖圆弧半径补偿的目的（3－1）
的
N40 G01 G42 X36.0 Z0. F0.08；
加
N50 X52.0 Z-30.0；
工
N60 Z-50.0；
程
N70 G00 G40 X56.0；
序
N80 X100.0 Z100.0；
N90 M05；
N100 M30；
说明
换1号外圆车刀，并建立1 号刀补 主轴正转，转速为 1000r/min 刀具快速定位 建立刀尖圆弧半径右补偿 车圆锥面 车外圆 退刀，并取消刀尖圆弧半径 补偿 返回换刀点 主轴停转
增量 方式
G02 U24.0 W12.0 I12.0 K0 F0.15；
G02 U24.0 W12.0 R12.0 F0.15；
二、顺逆圆弧编程实例（4－3）
逆圆弧插补
绝对 方式
增量 方式
指定圆心I 、K
指定半径R
G03 X60.0 Z-25.0 I0 K-10.0 F0.15 ； G03 X60.0 Z-25.0 R10.0 F0.15；
1.提高车刀刚度，正确装夹车刀 2.合理选择车刀角度，如适当增加 前角，合理选择后角 3.进给量不宜太大，选择适当的精 车余量和切削速度 1.保证编程正确，并考虑刀尖半径 补偿 2.及时更换磨损大的刀具 3.编程时考虑刀尖圆弧半径补偿 1.正确安装工件 2.正确安装刀具 3.编程时合理选择切削参数
1 圆锥切削循环指令G90和G94有什么区别？ 2 常见锥面加工误差有哪些?
后置刀架，+Y轴向外
前置刀架，+Y轴向内
二、顺逆圆弧编程实例（4－1）
例：编制如图所示零件的加工程序，路径：A→B 。
顺逆圆弧编程实例
二、顺逆圆弧编程实例（4－2）
顺圆弧插补
指定圆心I 、K
绝对 方式
G02 X60.0 Z30.0 I12.0 K0 F0.15；
指定半径R
G02 X60.0 Z-30.0 R12.0 F0.15；
3
程序执行到撤 消指令G40时， 刀补结束，刀 具撤离工件回 到退刀点
刀补执行
刀补取消
三、刀尖圆弧半径补偿（6－5）
例：使用刀尖圆弧半径左右补偿指令，编
制右图所示零件的加工程序。
编程指令如下：
N30 G00 XA0 ZA0；
N40 G01 G42 XA1 ZA1 F50；
N50
XA2 ZA2；
N60
一、圆弧插补（G02/G03）（2－1）
1.顺时针圆弧插补G02、逆时针圆弧插补G03指令格式:
X(U)
G 02
G
03

Z(W)
F_；
I _ K _

R
_

其中：
I、K为圆心在X、Z轴方向上相对圆弧起点的增量坐
标值；R为圆弧半径。
一、圆弧插补（G02/G03）（2－2）
2.圆弧顺、逆方向的判断
二、刀具号补偿（4－1）
刀尖圆弧半径补偿可以通过刀具号来实现，即在程序中 用指定的T代码来实现。T代码的形式为T××××。
例如：T ×× ××
刀具补偿号 刀具号
二、刀具号补偿（4－2）
刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号，该寄存器
中存放着刀具的几何偏置量和磨损偏置量（X 轴偏置和Z 轴
偏置）。
XA4 ZA4；
N70 G00 G40 XA5 ZA5；
其中：A0~A5是刀具在工件移动轨迹中的
坐标值。
三、刀尖圆弧半径补偿（6－6）
使用刀尖圆弧半径补偿时的注意事项： （1）G41、G42、G40只能用在G00、G01指令的程 序段内，不允许与G02、G03指令用在同一程序段内， 以免产生报警。 （2）在编入G41、G42、G40的G00、G01前后的两 个程序段中，X、Z值至少有一个值变化，否则会产生报 警。 （3）在调用新的刀具之前，必须取消前一个刀尖圆 弧半径补偿，以免产生加工误差。
程序结束，并返回初始位置
1 为什么要用刀尖圆弧半径补偿？刀尖圆弧半径补偿有哪 几种指令?
2
试应用刀尖圆弧半径补偿指令，编写下图所示零件的精加工程序。
毛坯尺寸为ø50mm×60mm，材料为45钢。
圆 锥 零 件
任务2 大余量锥体加工
1. 能熟练制定锥面加工工艺 2. 掌握G90、G94指令完成锥面加工的编程方法 3.能熟练分析和解决锥面加工误差的问题
正，如图中的圆弧1；
>180°时， R值为负，
如图中的圆弧2。
指定半径的圆弧插补
一、确定加工工艺（4－1） 1．确定工件的装夹方式及加工工艺路线
球头手柄装夹
一、确定加工工艺（4－2）
2．相关计算
3．刀具选择
选择外圆粗精车 刀具各一把。
1号刀为93°外圆 仿形粗车刀；
2号刀为93°外圆 仿形精车刀。
全部
锥体零件
任务分析
1
该零件包含哪些加 工内容？
2
如何制定锥面的 加工工艺？
3
如何使用G90锥面 循环加工指令 ？
一、锥面循环加工指令G90（2－1）Fra bibliotek指令格式：
圆锥面切削终点相对于 循环起点的坐标增量
G90 X(U) Z(W) I F ；
圆锥面切削终点的 绝对坐标值
切削始点与圆锥面 切削终点的半径差
G90加工路径
点击
图框 播放
G94加工路径
一、确定加工工艺（2－1）
数控加工工艺卡
工序 名称
1
下料
2
车
工
步 3 数控车 1
2
4
检验
工艺要求 ø 52mm×80mm
车端面
工步内容
粗车外轮廓 精车工件外轮廓
工作者 备注
刀具号 T01 T02
一、确定加工工艺（2－2）
数控加工刀具卡
刀具号 刀具规格名称 数量
1.车刀刚度不足或伸出太 长而引起振动
2.车刀几何参数不合理， 如选用过小的前角和后角
3.切削用量选用不合理 1.程序错误 2.刀具磨损 3.没考虑刀尖圆弧半径补 偿 1.工件装夹不正确 2.刀具安装不正确 3.切削参数不正确
预防和消除
1.检查、修改加工程序 2.检查工件安装、增加安装刚度
1.选择正确的刀具 2.改变切削方式
4 精车Sø 56mm、R22mm圆弧
4 检验
工作者
备 注
刀具号
T01 T02 T01 T02
一、确定加工工艺（4－4）
（2）数控加工刀具卡
刀具号 刀具规格名称 数量
加工内容
主轴转速 （r/min）
进给量 (mm/r)
背吃刀 量
（mm）
T01
93°外圆仿形粗 车刀
1
粗车工件外轮廓
600
0.2
2
T02
指令格式如下：
G41 G00/G01 X Z F ； G42 G00/G01 X Z F ； G40 G00/G01 X Z F ；
三、刀尖圆弧半径补偿（6－2）
刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判别：
后置刀架，+Y 轴向外
前置刀架，+Y 轴向内
三、刀尖圆弧半径补偿（6－3）
2．刀尖号位置的确定
根据刀尖及刀尖位置的不同，数控车床刀具的刀尖号位置共有9种。
加工内容
主轴转速 （r/min）
进给速度 (mm/r)
背吃 刀量 (mm)
T01 90°外圆偏刀 1 粗外车轮工廓件
600
T02
93°外圆 仿形车刀
1 精外车轮工廓件 1000
0.3 2.5 0.08 0.5
二、编制加工程序
程序
说明
圆
O0002； N10 G99 T0101；
锥
N20 M03 S600；
一、锥面循环加工指令G90（2－2）
圆锥面的方向
二、带锥度的端面切削循环（2－1）
指令格式：
切削循环终点相对于循 环起点的坐标增量
G94 X（U） Z（W） K F ；
切削循环终点的绝对 坐标值
端面切削始点 至终点位移在
Z方向的坐标
增量
二、带锥度的端面切削循环（2－2）
锥面的方向
三、G90与G94加工路径对比
换1号外圆车刀，并建立1号刀补 主轴正转，转速为600r/min
体
N30 G00 X54. 0 Z2.0；
刀具快速定位至循环起点
零
N40 G90 X45.0 Z-40. I-5.25 F0.3；
圆锥面粗车循环第一次,I为自起 点到终点的X方向半径差
件
N50 X40.0；
圆锥面粗车循环第二次
加
N60 X35.0；
三、刀尖圆弧半径补偿（6－4）
3．刀尖圆弧半径补偿的编程实例
刀补 加载
刀补 卸载
补偿 引入 G42
G40状 态
补偿 取消
G40
编程 轨迹
G42
编程 轨迹
G42状 态
起点
终点
编程 轨迹
刀补的加载和卸载
编程 轨迹
知识 链接 ★刀具半径补偿程序
1
G41/G42 建 立刀补
刀补建立
2
刀补一旦建立， 就一直维持该 状态直到刀补 撤消为止
一、确定加工工艺
数控加工工艺卡片
工步号
工步内容
刀具号
刀具规格 主轴转速 名称 （r/min）
进给量 (mm/r)
备注
1
精车工件 外轮廓
T01
93°外圆 精车刀
1000
0.08
二、编制加工程序
程序
O0001；
圆
N10 G99 T0101；
锥
零
N20 M03 S1000；
件
N30 G00 X56. 0 Z2.0；
移量补偿在一个程序的执行过程中完成，这个过程是不能 省略的。例如“G00 X20.0 Z10.0 T0202；”表示调用2 号刀具，且有刀具补偿，补偿量在02号寄存器内。
2．必须在取消刀具补偿状态下调用其他刀具。
三、刀尖圆弧半径补偿（6－1）
1．刀尖圆弧半径的左右补偿指令
（1）G41刀尖圆弧半径左补偿。 （2）G42刀尖圆弧半径右补偿。 （3）G40取消刀尖圆弧半径左右补偿。
球头手柄相关计算
一、确定加工工艺（4－3）
4.填写相关工艺卡片 （1）数控加工工艺卡
工序 名称
工艺要求
1 下料
2
车
ø 60mm×120mm 车端面
工步
工步内容
数
1 粗车ø 44mm、ø 20mm的外圆，并倒角C1 mm
3
控
2 精车ø 44mm、ø 20mm至图样要求尺寸
车 3 粗车Sø 56mm、R22mm圆弧
R为刀尖圆弧半径 T为假想刀尖号位置
刀具形状补偿参数界面
二、刀具号补偿（4－3）
在零件粗加工后，如果用 同一把刀具对零件进行精加工, 由于刀具产生磨损，使零件尺 寸产生误差，只要在刀具磨耗 补偿参数界面中 ，修改每把 刀具相应寄存器中的数值即可。
刀具磨耗补偿参数界面
二、刀具号补偿（4－4）
注意事项： 1．刀具补偿程序段内有G00或G01功能才有效。偏