第三章 外轮廓加工 数控车床编程

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(2)在调用新刀具前或更改刀具补偿方向时,中间必须取消 前一个刀具补偿,避免产生加工误差。
(3)在G41或G42程序段后面加G40程序段,便可以取消刀尖 圆弧半径补偿。
程序的最后必须以取消偏置状态结束,否则刀具不能在终点定 位,而是停在与终点位置偏移一个矢量的位置上。
(4)G41、G42、G40是模态代码。 (5)在G41方式中,不要再指定G42方式,否则补偿会出错; 同样,在G42方式中,不要再指定G41方式。 (6)在使用G41和G42之后的程序段中,不能出现连续两个或 两个以上的不移动指令,否则G41和G42指令会失效。
端面而形成凹面。
用右偏刀车削端面向
主偏角不能小于90°,否则会使端面的平面度超差或者在车削 台阶端面时造成台阶端面与工件轴线不垂直的现象,通常在车 削端面时,右偏刀的主偏角应在90°~93°范围内。
三、车削外圆与端面时对车刀安装的工艺要求
车刀安装得是否正确,将直接影响切削能否顺利进行和工 件的加工质量。车刀安装后,必须保证做到:
面。
2. 精车外轮廓至尺寸。
二、选择刀具及确定切削用量
1. 刀具选择
机夹外圆车刀,刀具型号PCLNR2020K12和SVJBR2020K11。
PCLNR2020K12
SVJBR2020K11
外圆车刀图
刀具参数表
2. 确定切削用量
数控加工刀具及切削用量选择
三、程序编制
(下一页续表)
续表
圆弧加工误差分析
1.如何判断圆弧是顺圆还是逆圆? 2.为什么要用刀尖圆弧半径补偿?刀尖圆弧半径补偿的指令 是什么?如何使用? 3.刀尖圆弧半径对圆锥面、圆弧面加工是否有影响?为什么? 4.常见圆弧的加工误差有哪些?
说明: G02:顺圆加工。 G03:逆圆加工。 X、Z:直线插补的目标位置绝对坐标值(U、W表示增量值)。 I、K:圆心坐标值(相对于圆弧起点的增量值)。 R:圆弧半径。 F:进给率。
2. 指令功能
G02/G03是模态代码,该指令是以顺时针或逆时针圆弧方式、 给定的半径和指定移动速度从当前位置移动到指定位置。 (1)顺逆圆弧判断
二、圆弧车削对刀具的要求
车削圆弧时,应该使用标准半径的圆弧车刀,这类刀具往 往手工磨削无法达到要求,应选用标准数控车刀。
标准刀尖圆弧半径的外圆车刀
毛坯为φ45mm×75mm的45钢,用FANUC 0i系统编程加工该零
件。
轴类零件加工实例
一、工艺分析
1. 夹住毛坯φ45mm外圆,伸出60mm→粗车φ30mm外圆至 φ30.5mm→粗车φ20.5mm至Z-40→倒角法粗车半球→粗车成形
·
3. 编程实例
要求刀具快速从A点移动到B点,
编程如下: G00 X33.0 Z2.0; 说明: (1)G00为模态指令,可由G01、 G02、G03或G33功能注销。 (2)移动速度不能用程序指令 设定,而是由系统参数预先设 置。
快速定位
·
(3)G00的执行过程:刀具由 程序起始点加速到最大速度,然 后快速移动,最后减速到终点, 实现快速定位。 (4)刀具实际运动路线并不是 直线,而是折线,刀具先沿两轴 夹角45°移动,再移动剩余一轴, 移动时要注意刀具是否和工件干 涉。 (5)G00一般用于加工前的快速 定位或加工后的快速退刀。
为区别二者,规定:
圆心角α≤180°时,即图中的 圆弧1,R取正值;
圆心角α>180°时,即图中的 圆弧2,R取负值。
一般情况下,在数控车床加
工时不会出现α>180°的圆弧。
指定圆心位置的圆弧半径确定
3. 编程实例
加工该零件外轮廓,编写精加工程序。
圆弧加工实例
注意:在加工锥面或圆弧面轮廓时,因刀尖圆弧半径R=0.4mm,若加工时不进 行刀尖圆弧半径补偿,加工轮廓会出现“欠切”或“过切”现象。如何使用刀尖圆 弧半径补偿功能,具体见下面介绍。
精车:使工件获得准确的尺寸和规定的表面粗糙度。 对车刀的要求主要是锋利,切削刃平直光洁,切削时必须
使切屑排向工件待加工表面。
二、端面车削工艺要求
用右偏刀(90°)车削端面 时,背吃刀量不能过大。在通 常情况下,是使用右偏刀的副 切削刃对工件端面进行切削, 当切削深度过大时,向床头方
向的切削力(F)会使车刀扎入
2. 指令功能
G90车削外圆和圆锥循环轨迹图中,刀具从循环起点开始按矩 形(或梯形)循环,最后又回到循环起点。 刀具移动轨迹:1→2→3→4。
G90车削外圆循环示意图
G90车削外锥循环示意图
1(R)、4(R)——快速运动 2(F)、3(F)——按照F指定的进给速度运行 车削外圆可省略R。 注意: (1)在固定循环切削过程中,M、S、T等功能都不能改变, 如需改变,必须在G00或G01的指令下变更。 (2)G90循环每一步切削加工结束后,刀具自动返回起刀点。
就会造成“欠切”或“过切”现象,产生加工表面的形状误差。
刀尖圆弧对加工产生的影响——车削锥面
消除车削加工产生误差的方法:采用刀具半径补偿功能。 编程时只需按工件轮廓编程,执行刀具半径补偿后,刀具自动 补偿误差值,从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状和尺寸的影 响。
(2)刀尖方位号 对应每个刀具补偿号,都有一组偏置量X、Z,刀尖圆弧半径 补偿量R和刀尖方位号TIP。
第三章 外轮廓加工
在数控车床上经常加工类似中间轴的轴类零件,其外表面多为 外圆、端面、锥面及圆弧轮廓加工,是零件加工的基本步骤和 前期工步。
中间轴
第一节 车削外圆/端面及外锥面 第二节 车削圆弧面 第三节 外圆粗车复合循环G71/G70的应用 第四节 端面粗车复合循环G72/G70的应用 第五节 仿形切削粗车复合循环G73/G70
二、刀尖圆弧半径左补偿——G41/G42/G40
1.指令格式
说明: G41:刀尖圆弧半径左补偿。 G42:刀尖圆弧半径右补偿。 G40:取消刀尖圆弧半径补偿。
2. 指令功能
刀具半径补偿是指在加工中考虑刀具的几何形状,从而使刀 具刀尖沿着编程中设定的加工轨迹运动。 数控车床中的刀具补偿分为刀具位置补偿和刀具半径补偿。 (1)刀具半径补偿的目的 车刀刀尖由于磨损或标准定制刀具的原因总有一个圆弧(车 刀刀尖不可能是绝对尖的),但是,编程是根据理想刀尖点
快速定位
二、G01——直线插补
1. 指令格式
G01 X(U) Z(W) F ; 说明: X、Z:直线插补的目标位置绝对坐标值(U、W表示增量 值)。 F:进给率。
2. 指令功能
G01是模态代码,该指令是以直线方式和命令给定的移动速率 从当前位置移动到指定位置。 注意: (1)G01指令后的坐标值可用绝对值,也可用增量值,由编程 者根据情况确定。 (2)进给速度由F指令确定,F指令也是模态指令。
(A点)来进行描述刀具轨迹的。
车削外圆时,实际切削点是B点,分析可知,B点在水平方向 与A点一致,因此车削外圆时刀尖圆弧对加工精度没有影响。 车削端面时,实际切削点是C点,C点在垂直方向与A点一致,
因此车削端面时刀尖圆弧也没有影响。
刀尖圆弧对加工产生的影响——车削端面和外圆
车削圆锥和圆弧面时,实际切削点并不是理想刀尖点A,因此,
3. 编程实例
应用G94循环指令编写零件加工程序。
零件图
车削外圆与端面的工艺方法
一、外圆车削工艺要求
外圆车削分为粗车、半精车、精车三个过程。 粗车:只需尽快去除各表面多余的部分,同时给各表面留 出一定的精车余量即可。 一般在车床动力条件允许的情况下,采用吃刀深、进给量 大、较低转速的做法,对车刀的要求主要是有足够的强度、刚 度和寿命。
轴类零件加工实例
一、工艺分析
1. 夹住毛坯φ45mm外圆,伸出大于55mm长→粗车φ42mm外 圆至φ42.5mm→粗车φ20mm外圆至φ20.5mm→粗车锥面。 2. 精车外轮廓至尺寸。
二、选择刀具及确定切削用量
1. 刀具选择
机夹外圆车刀,刀具型号 PCLNR2020K12。
刀具参数
外圆车刀
2. 确定切削用量
数控加工刀具及切削用量选择
三、程序编制
(下一页续表)
续表
外圆和端面加工误差分析
(下一页续表)
续表
在FANUC 0i系统中加工该零件。
零件图
第二节 车削圆弧面
1.掌握G02、G03指令的应用。 2.掌握G40、G41、G42指令的应用。 3.能正确合理地安排圆弧加工工艺路线。
一、G02/G03——顺圆加工/逆圆加工 1. 指令格式
4. 编程实例
选择刀尖圆弧半径R=0.4的外圆车刀,设置刀尖方位号3,应
用刀尖圆弧半径补偿指令编程车削零件,编写轮廓精加工程序。
应用刀尖圆弧半径补偿加工实例
车削圆弧面的工艺方法
一、圆弧加工工艺路线的确定
阶梯形切削路线车圆弧 同心圆切削路线车削圆弧
源自文库锥法路线车削圆弧
凹圆弧
凸圆弧
车削圆弧的平移轨迹路线图
2. 指令功能
G94车削端面循环轨迹——刀具从循环起点开始按矩形循环, 最后又回到循环起点。
G94切削循环轨迹——无锥度切削
G94车削端面锥度:刀具移 动轨迹——1→2→3→4。 1(R)、4(R)——快速 运动 2(F)、3(F)——按照F 指定的进给速度运行。
G94切削循环轨迹——带锥度切削
摩擦加大,表面硬
削力增大,切削不顺畅

刀尖与工件不等高时的前后角变化
车削端面时,要严格保证车刀的刀尖对准工件的旋转中心。
工件中心留有凸头
刀尖崩碎
车刀刀尖不对准工件的旋转中心
5.刀杆不能歪斜。安装车刀时,应使刀杆中心线与主轴轴线垂直。
毛坯为φ45mm×75mm的45钢,用FANUC 0i系统所学的G00、 G01、G90指令进行编程加工该零件。
2. 指令功能
G00是模态代码。 该指令是在工件坐标系中以快速移动速度移动刀具到达由绝对 或增量指令指定的位置. G00指令中的快移速度由机床参数“快移进给速度”对各轴分 别设定,所以快速移动速度不能在地址F中规定,快移速度可 由面板上的快速修调按钮修正。 在执行G00 指令时,由于各轴以各自的速度移动,不能保证各 轴同时到达终点,因此联动直线轴的合成轨迹不一定是直线。
1.车刀的伸出长度不宜过长。通常车削外圆时,车刀伸出 刀架部分的长度,一般为刀杆厚度的1~5倍左右为宜。
2.车刀下面的垫片数量不宜过多。垫片要平整,并应与刀 架前端对齐。
3.压紧车刀用的螺钉不能少于两个,并逐个拧紧。
4.车刀的刀尖不宜高于或低于工件的回转中心。
装高——后角减小,
正确
装低——前角减小,切
(3)G90循环第一步移动必须是X轴单方向移动。
3. 编程实例
应用G90循环指令编写零件加工程序。
零件图
(下一页续表)
续表
四、G94——单一形状固定循环(端面)
1. 指令格式
G94 X(U) Z(W) F ; 说明: X、Z:切削终点的绝对坐标值;U、W表示切削终点的增量坐 标值。 F:进给率。
圆弧插补顺逆方向的判断 方法——正对着处在圆弧所在
平面(如ZX平面)的另一根轴 (Y轴)的正方向看该圆弧,
顺时针方向圆弧为G02,逆时 针方向圆弧为G03。
圆弧插补方向的判断
(2)加工圆弧前,刀具必须停到圆弧起点。
(3)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两个圆弧的可能性。
的应用
第一节 车削外圆/端面及外锥面
1.掌握G00、G01指令的应用。 2.掌握G90、G94指令的应用。 3.掌握外圆、端面的加工方法和工艺要求。 4.认识数控外圆车刀的牌号,能正确安装刀具。 5.掌握数控加工的操作步骤。
一、G00——快速定位
1. 指令格式
G00 X(U) Z(W) ; 说明: X、Z:快速定位的目标位置绝对坐标值(U、W表示增量值)。
3. 编程实例
加工该零件外轮廓,用G00、G01指令编写精加工程序。
直线插补指令
三、G90——单一形状固定循环(外圆/圆锥)
1. 指令格式
G90 X(U) Z(W) R F ; 说明: X、Z:切削终点的绝对坐标值;U、W表示切削终点的增量坐 标值。 R:锥面起始端减终止端的半径差。 F:进给率。
刀尖方位号
3. 刀尖圆弧半径补偿的使用方法
刀尖圆弧半径R值和刀尖方位号通过操作面板上的OFFSET参 数设置。在程序中使用G41/G42/G40指令进行刀尖圆弧半径补 偿。
刀补参数输入画面
具体注意以下几方面内容:
(1)G41、G42、G40指令不能与圆弧切削指令写在同一个程 序段内,但可以与G00、G01指令写在同一程序段内,即它是通 过直线运动来建立或取消刀具补偿的。
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