数车外圆轮廓自动加工实训(回顾+实操)

2、G71/G70 特点。
① 只要指定精加工的加工路线及粗加工的背吃刀量,系统会自动计算粗 加工走刀路线和走刀次数，编程简便大大缩短编程时间。 ② 切削进给方向平行于Z轴。 ③ 粗加工之后留出精加工余量，余量清晰。
任务二 G71/G70加工阶梯轴
【例题】:用外径粗加工复合循环编制图3-31所示零件的数控加工程序 。循环起始点的坐标为(140,12),背吃刀量为1.5mm(半径量),退刀量为1mm, X向精加工余量为0.4mm,Z向精加工余量为0.1mm,工件毛坯为直径120 mm长130mm的铝棒。
1号外圆刀 快速接近工件 粗车X向被吃刀量1.5mm，退刀量1mm 设定粗车循环，精车X向余量0.4，Z向余量0.1
粗车轮廓循环
精车转速 精车车轮廓循环 退刀安全距离
主轴停转 程序结束
3.编写数控加工程序汇总
4.加工完成的零件如图3-2所示。
打开仿真软件进行实操
四、使用G73指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工
刀尖圆弧半径左补偿 刀尖圆弧半径右补偿
G92 G94 G96 *G97
螺纹切削循环 端面切削循环 02 恒速切削控制有效 恒速切削控制取消
G50
00 设定坐标系、主轴最高 G98
速
*G54～G59 14 工件坐标系选择
*G99
05 进给速度按每分钟设定 进给速度按每转设定
2.知识准备
(2)上节课回顾
图3-31 外径粗加工复合循环举例
1.数值处理
坐标
X
Z
a
40
0
b
40
-30
c
60
-60
d
60
-80
e
100
-90
f
100
-110
g
120
-130
2.编写程序解读
程序O0002（G71/G70加工）
程序段号
程序内容(O0002)
M03 S800； T0101； G0 X140 Z12； G71 U1.5 R1；
1.数控车床程序编制的基本步骤
数控机床程序编制(又称数控编程)是指编程者(程序员或数控机床操作者)根据零件图 样和工艺文件的要求,编制出可在数控机床上运行以完成规定加工任务的一系列指令的 过程。具体来说,数控编程过程是指从分析零件图样和工艺要求开始到程序检验合格为 止的全部过程。
一般数控编程步骤如图1-5所示,由分析零件图样、确定工艺过程、数值计算、编 写程序单、程序输入数控系统、程序检验和修改等步骤组成。
教学内容：
1.掌握零件加工工艺及工艺准备。 2.使用G00/G01指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工。 3.使用G71、G70指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工。 4.使用G73指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工 5.掌握编程到实际加工整个过程注意事项。
一、掌握零件加工工艺及工艺准备。
表3-6 数控加工程序
4.编写数控加工程序(G00/G01)
表3-6 数控加工程序
表3-6 数控加工程序
程序O0001加工右端部分（精加工）
程序段号
程序内容
N280
M03 S1200
N290
G01 X16 Z0 F0.1
N300
G01 X19 Z-1.5
N310
G01 Z-20
N3பைடு நூலகம்0
G01 X22
3.确定装夹方案、工件原点 (1)装夹方案 工件毛坯为ϕ30mm×90mm铝棒,因工件只需单头加工,所以只需一次 装夹即可完成加工。夹具选用自定心卡盘,装夹面选择工件左端毛坯外圆,伸出长 度>48mm(取55~60mm),加工工件所有部分。 (2)工件原点 以右端面与轴线的交点为工件原点建立工件坐标系(采用 试切对刀建立)。
(5)程序输入 程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统,也可以通过 计算机通信接口输入数控系统。
2.知识准备（红色字体表示本节课要用到的指令）
(1)上节课回顾 FANUC 0i-TD系统常用准备功能G指令及功能，见表5-1所示.
G指令
*G00 G01 G02 G03 G04 G20 *G21
组 功能 号 01 快速点定位
63
1
9
8 754
2
点1 X Z 点2 X Z 点3 X Z 点4 X Z
16 0
19 -1.5
19 -20
22 -20
点5 X Z 点6 X Z 点7 X Z 点8 X Z
24 -21
24 -33
26 -33
28 -34
4.编写数控加工程序 根据制订的加工工艺过程,使用 FANUC 0i 系统规定的程序语句,编写零 件的数控加工程序,见表3-6。
图1-5 数控机床编程步骤
(1)分析零件图样 主要包括对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材 料及毛坯进行分析,明确加工内容与要求。
(2)确定工艺过程 确定加工方案、走刀路线、切削参数及选择刀具与 夹具等内容。
(3)数值计算 根据零件的几何尺寸、加工路线,计算出零件轮廓上几何 要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等内容。 (4)编写数控加工程序单 按照数控系统规定使用的功能指令代码和程 序段格式,编写数控加工程序单。（程序编制可分为手动编程和自动编 程两种）
直线插补 顺时针圆弧插补
逆时针圆弧插补 00 暂停
02 英制尺寸 米制尺寸
G指令 组 功能 号
G70 00 精车循环
G71
外圆粗车复合循环
G72
端面粗车复合循环
G73
固定形状粗车复合循环
G75
切槽循环
G76
螺纹切削复合循环
G90 01 单一形状固定循环
G32 *G40 G41 G42
01 螺纹切削 07 取消螺纹切削
N330
G01 X24 Z-21
N340
G01 Z-33
N350
G01 X26
N360
G01 X28 Z-34
N370
G01 Z-49
N380
G01 X31
N390
G00 X100 Z100
N400
M05
N410
M30
说明 主轴提速 精加工起点1点位置 调整进给量 精加工2点位置 精加工3点位置 精加工4点位置 精加工5点位置 精加工6点位置 精加工7点位置 精加工8点位置 精加工过9点位置 X向退到 刀具返回安全点 主轴停转 程序结束
4.编写数控加工程序汇总
5.加工完成的零件如图3-2所示。
打开仿真软件进行实操
三、使用G00/G01指令完成阶梯轴外轮廓数控程序 的编制和加工总结：
优点：程序正确性高、刀路轨迹清晰
缺点：程序计算繁琐、编程时间长。只适合 简单轮廓编写
使用G71、G70指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工。
任务一 阶梯轴的加工
图纸 阶梯轴
1.零件图样分析 阶梯轴如图所示,该零件由ϕ19mm、ϕ24mm和ϕ28mm的三个外圆构成。零件材料 为2A12,总长要求为48mm。
2.选择刀具 零件外圆和端面的加工均采用93°外圆车刀,为节省刀具数量,粗精车合用一把 外圆车刀。工件的切断使用一把4mm宽车断刀,采用手动方式进行加工。
G71 P10 Q20 U0.4 W0.1 F0.2；
N10
G0 X40；
G1 Z0
Z-30； X60 Z-60；
Z-80；
X100 Z-90；
Z-110；
X120 Z-130；
N20
X140；
M03 S1000；
G70 P10 Q20； G0 X100 Z100； M05； M30；
说明 主轴正转800r/min
四、使用G73指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工
2、G73 特点。
G73成型加工复合循环 对于已有一定的毛坯形状，如图6-8，各部分只是有一定的余 量，加工时选用G71就浪费了大量的时间进行（进刀、退刀） 空切削，如图6-7。所以选用成型加工复合循环是个很好的方 式
图6-8
图6-7
任务三 G73 加工阶梯轴
表3-5 数控加工工艺卡片
表3-5 数控加工工艺卡片
粗加工路线
主轴转速800 r/min 进给量0.2 r/mm 被吃刀量2 ap/mm
精加工路线（沿轮廓线加工）
主轴转速1200 r/min 进给量0.1 r/mm 被吃刀量被吃刀量0.5 ap/mm（粗加工留的余量）
3.数值处理
点9 X Z 28 -48
G71外径粗车复合循环 指令的轨迹
使用G71、G70指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工。
1、复习巩固G71/G70 (2)外径精车复合循环G70
G70 P(ns) Q(nf) 参数说明。 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
使用G71、G70指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工。
1.准备工作 材料的准备见表3-1,设备的准备见表3-2,数控加工刀具的选择见表3-3,工 具、量具的准备见表3-4。
表3-1 材料的准备
表3-2 设备的准备
表3-3 数控加工刀具的选择
表3-4 工具、量具的准备
要求学生在准备工具、量具、刀具的过程中始终贯彻6S规范管理。
2.制订工序卡片 根据之前阶梯轴的加工工艺分析的结果制订工艺卡片,见表3-5。
1号外圆刀 快速接近工件 X、Z向总退刀量设定为9.5mm,循环10次 精加工余量X向0.5mm(半径值)Z向0.5mm
粗车轮廓循环
精车转速 精车车轮廓循环 退刀安全距离
主轴停转
3.编写数控加工程序汇总
4.加工完成的零件
打开仿真软件进行实操
五、掌握编程到实际加工的整个过程注意事项。 1.切削参数的正确选择 2.刀具角度的选择 3.辅助工具的充分准备（夹具、量具）
【例题】:按尺寸编写封闭切削循环加工程序。
毛坯为直径100mm长130mm的铝棒。
1.数值处理
坐标
X
Z
a
20
0
b
20
-20
c
40
-30
d
40
-40
e
80
-70
f
100
-110
2.编写程序解读
程序O0002（G71/G70加工）
程序段号
程序内容(O0002)
M03 S800； T0101； G0 X100 Z12； G73U9.5 W9.5 R10；
辅助功能M指令，见表所示
M指令
功能
M00
程序暂停
M01
选择停止
M02
程序结束
M03
主轴正转
M04
主轴反转
M05
主轴停止
M08
切削液开
M指令 功能 M09 切削液关 M13 主轴正转，切削液开 M14 主轴反转，切削液开 M30 程序结束并复位 M98 调用子程序
M99 子程序结束，返回主程序
二、使用G00/G01指令完成阶梯轴外轮廓数控程序 的编制和加工。
1、复习巩固G71/G70 (1)外径粗车复合循环G71 G71 U(Δd) R(e); G71 P(ns) Q(nf) U(Δu) W(Δw) F(f1); 参数说明。 Δd:背吃刀量(每次的切削深度)。 e:每次退刀量。 ns:精加工路径第一程序段的段号。 Δu:X向精加工余量。 Δw:Z向精加工余量。 f1:粗加工循环时所用的进给量。
G73 P10 Q20 U1 W0.5 F0.3；
N10
G0 X20 Z2；
G1 Z0
Z-20；
X40 Z-30；
Z-40；
G03 X80 Z-70R20；
G01 X100 Z-80；
Z-120；
N20
X140；
M03 S1000；
G70 P10 Q20；
G0 X100 Z100；
M05；
说明 主轴正转800
4.安全生产
1、复习巩固G73 G73 U(△i) W(△k) R(d)；
G73 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F＿
△i：X轴方向退刀距离(X向毛坯余量，半径指定)。 △k: Z轴方向退刀距离(Z向毛坯余量)。 d: 分割次数，这个值与粗加工重复次数相同。 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。 △u: X 方向精加工预留量的距离及方向。 △w: Z 方向精加工预留量的距离及方向。 ◎ ns～nf程序段中的F、S 或T 功能在循时环无效，而在G70时，程序段中 的F、S 或T 功能有效。