数控车床外轮廓加工

第四章
（2）程序编制
外轮廓加工
（3）完成加工后的零件实物图
零件实物图
第四章
外轮廓加工
二、圆弧面工艺路线
1.车削圆弧的加工路线
车削圆弧的加工路线 a）车锥法 b）移圆法 c）车圆法 d）台阶车削法
第四章
2.编程实例
外轮廓加工
（1）用车锥法加工圆弧
用车锥法加工圆弧
第四章
外轮廓加工
1）相关计算。确定A和B两点坐标，经平面几何的 推算，得出一简单公式：
第四章
外轮廓加工
四、圆锥面加工质量分析
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第三节
圆弧面加工
第四章
外轮廓加工
一、圆弧插补指令（G02和G03）
圆弧插补指令是模态代码，其中顺时针圆弧插补 用G02指定，逆时针圆弧插补用G03指定。
1.指令书写格式
第四章
2.指令说明
外轮廓加工
G02和G03插补方向 a)后置刀架 b)前置刀架
外圆锥面→精车零件右端外圆锥面，控制长度30 mm→ 精车 mm的外圆并控制长度60 mm。
第四章
2.工件的装夹
外轮廓加工
工件的装夹
第四章
3.填写工艺卡片
外轮廓加工
（1）确定加工工艺，填写数控加工工艺卡。
第四章
外轮廓加工
（2）切削用量及刀具选择
第四章
4.编写加工程序
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
3.圆心坐标的确定
外轮廓加工
圆心坐标I值和K值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在
X轴和Z轴方向上的投影。若已知圆心坐标和圆弧起点 坐标，则I=X圆心-X起点（半径差）；K=Z圆心-Z起点。
圆心坐标I值和K值的确定
第四章
4.圆弧半径的确定
外轮廓加工
圆弧半径R正负的确定
第四章
5.编程实例
外轮廓加工
车削如图所示的球头手柄，试写出刀尖从工件原
工件的装夹 1—三爪自定心卡盘 2—工件
第四章
3.填写工艺卡片
外轮廓加工
（1）确定加工工艺，填写数控加工工艺卡。
第四章
外轮廓加工
（2）切削用量及刀具选择
第四章
4.编写加工程序
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
பைடு நூலகம்
四、圆弧加工质量分析
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
二、锥面零件工艺分析
1.圆锥加工路线
圆锥加工路线
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外轮廓加工
2.常用圆锥加工指令
（1）直线插补指令（G01）
车削圆锥面的加工路线
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外轮廓加工
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外轮廓加工
（2）外圆循环加工锥面（G90） 1）指令书写格式
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外轮廓加工
锥面切削循环
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2）指令说明
外轮廓加工
圆锥面的方向
点O出发，车削凸、凹球面的程序段。
球头手柄
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（1）任务分析
外轮廓加工
如图所示，计算圆弧起点、终点坐标。两圆弧相切 于A点，在直角三角形AEF中，因为AF=28，EF=22， 所以AE= AF 2 EF 2 =17.32，则A点的Z坐标ZA=－ （28+17.32）=－45.32。圆弧起点、终点坐标分别为： O（0，0），A（44，－45.32），B（44，－75）。
从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只用于快 速定位，而无运动轨迹要求，且无切削加工过程。 （1）指令书写格式
第四章
外轮廓加工
设零件右端面与轴线的交点 为工件原点，则有： G00 X40.0 Z0;（绝对） G00 U-60.0 W-36.0;（相对） G00 X40.0 W-36.0；（混合）
“圆弧半径保留”对话框
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外轮廓加工
尺寸参数显示
第四章
外轮廓加工
键，进入刀具补 ，
4）单击编辑面板MDI键盘上的
正界面，单击显示屏内下端“形状”按钮 进入刀补界面。
刀具补正界面
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外轮廓加工
，使光标移到01位置，
5）单击坐标轴移动键
在控制面板上输入X轴尺寸X41.62，按下［测量］软键， 系统自动换算出X轴相应坐标值；输入Z轴尺寸Z-5.956，
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外轮廓加工
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外轮廓加工
3）完成加工后的锥度端面零件实物图如图所示。
锥度端面零件实物图
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外轮廓加工
三、锥面零件加工
带外圆锥面的零件图
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外轮廓加工
1.加工工艺分析
（1）编程原点的确定 以工件右端面与轴线的交点为编程原点。 （2）制定加工路线
先车端面→粗车
mm的外圆→粗车零件右端
按下［测量］软键，系统自动换算出Z轴相应坐标值。
T01刀具补偿输入界面
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二、外圆加工
外轮廓加工
台阶轴 a）零件图 b）实物图
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1.工艺分析
外轮廓加工
（1）加工工艺分析
1）编程原点的确定。
2）制定加工路线。 （2）工件的装夹
工件的装夹 1—三爪自定心卡盘 2—工件
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2.填写工艺卡片
外轮廓加工
（1）指令书写格式
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外轮廓加工
使用绝对值编程（设右端面 与轴线交点为工件原点），从 A→B→D，编程格式如下： G01 X40.0 Z5.0 F0.3;
G01 X40.0 Z-15.0;
使用增量值编程，从 A→B→D，编程格式如下： G01 U-10.0 W0 F0.3; G01 U0 W-20.0;
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外轮廓加工
加工φ40 mm的外圆要车掉10 mm的余量，用G90指 令加工将分3层车削，第1层车掉2 mm，第2层和第3层车 掉4 mm；用3个G90指令进行粗车，其加工程序如下：
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外轮廓加工
4.端面切削循环（G94）
（1）指令书写格式
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外轮廓加工
端面切削循环
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（2）编程实例
G00 U-60.0 Z0；（混合）
快速点定位
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（2）走刀规律
指令的运动轨迹按快速进给速度运行，先是两 轴同量、同步进给做斜线运动，先走完距离较短的 轴，再走完距离较长的另一轴。
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外轮廓加工
2.直线插补指令G01
G01指令是模态代码，它是直线运动命令，规定 刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的F 进给速度做任意的直线运动。
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4.编程实例
外轮廓加工
试采用刀尖半径补偿指令车削如图所示的零件。
刀尖半径补偿实例 a）无刀具补偿 b）刀具左补偿
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外轮廓加工
第四章
5.刀具补偿存储
外轮廓加工
刀具补偿寄存器界面 a）输入并存储X坐标值 b)输入刀尖半径值
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外轮廓加工
磨耗输入界面 a）输入修改数值前 b）输入修改数值后
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外轮廓加工
圆锥面切削循环加工实例
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外轮廓加工
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外轮廓加工
3）完成加工后的锥面零件实物图如图所示。
锥面零件实物图
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外轮廓加工
（3）端面循环加工锥面（G94） 1）指令书写格式
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带锥度的端面切削循环
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外轮廓加工
2）指令说明
圆锥面的方向
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外轮廓加工
端面切削循环实例
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外轮廓加工
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外轮廓加工
五、端面加工质量分析
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外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第二节
锥面加工
第四章
外轮廓加工
一、刀尖圆弧半径补偿
1.刀尖圆弧半径补偿的目的
刀尖圆弧和刀尖
车圆锥产生的误差
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外轮廓加工
车圆弧时产生的误差
第四章
外轮廓加工
刀尖半径补偿时的刀具轨迹
第四章
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5.刀具偏置
外轮廓加工
（1）刀具偏置的应用
刀具位置补偿 a）刀具安装位置 b）两把刀的位置偏差量
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外轮廓加工
（2）刀具偏置的步骤 1）在工作方式处按 键进入手动方式，确保 键，此时CRT显示 ，将刀具
没有被按下。单击MDI键盘的
屏上显示坐标值，按动坐标轴移动键
移到工件附近。
移动刀具
第四章
2）按
外轮廓加工
键，用所选刀
键，使主轴转动， 按
具切削工件外圆。沿“+Z”方向退刀。按
轴停转。
键，主
车削工件外圆
第四章
外轮廓加工
3）在主菜单栏中单击“测量”选项，弹出“圆弧半
径保留”对话框，提示“是否保留半径小于1的圆弧” 。
单击“否”，打开“测量”对话框，点击外圆加工部位， 选中部位变色并显示出实际尺寸；同时，对话框下侧相 应尺寸参数变为蓝色亮条显示。
第四章
外轮廓加工
（1）指定圆心的圆弧插补
指定圆心的圆弧插补 a）G02 b）G03
第四章
外轮廓加工
其指令书写格式如下：
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外轮廓加工
（2）指定半径的圆弧插补 指令书写格式如下：
第四章
（3）编程实例
外轮廓加工
圆弧插补指令的应用 a）顺时针圆弧插补 b）逆时针圆弧插补
第四章
外轮廓加工
第四章
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2）编制程序
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
（3）用移圆法加工圆弧
用移圆法加工圆弧
第四章
外轮廓加工
1）相关计算。 A点坐标为（X38.0，Z－13.0），B点坐标为 （X38.0，Z－47.0）； C点坐标为（X42.0，Z－13.0），D点坐标为
（X42.0，Z－47.0）；
外轮廓加工
如图所示，用G94指令粗车零件上φ30 mm的圆柱 面，一共分3刀车削。
G94端面切削循环 a）零件图 b）分析图
第四章
外轮廓加工
加工φ30 mm的外圆时长度方向要车掉6 mm的余量， 用G94指令加工将分3层车削，第1层车掉1 mm，第2层 和第3层车掉2.5 mm；用3个G94指令进行粗车，其加 工程序如下（设右端面中心点为工件原点）：
外轮廓加工
（1）编程原点的确定
将编程原点设在工件右端面与轴线的交点处。
（2）制定加工路线 先车端面→粗车 圆弧→精车 mm和 mm的外圆→ 粗车零件右端R5 mm的圆弧→精车零件右端R5 mm的 mm的外圆至尺寸→精车R3 mm的过
渡圆弧→精车
mm的外圆至尺寸。
第四章
2.工件的装夹
外轮廓加工
所以A点坐标为（22，0），B点坐标为（44，－ 11）。 2）编制程序。用车锥法车掉以AB为母线的圆锥面 外的余量。
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
（2）用车圆法加工圆弧 用车圆法加工圆弧时，圆
心不变，圆弧插补半径依次
减小（车凹形圆弧时圆弧插 补半径依次增大）一个背吃 刀量，直到达到尺寸要求为 止。
（1）确定加工工艺，填写数控加工工艺卡。
第四章
外轮廓加工
（2）切削用量及刀具选择
第四章
3.编写加工程序
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
三、台阶轴加工
外轮廓加工
复杂台阶轴 a)零件图 b)实物图
第四章
1.工艺分析
外轮廓加工
（1）加工工艺分析
1）编程原点的确定。
2）制定加工路线 （2）工件的装夹
工件的装夹 1—三爪自定心卡盘 2—工件
第四章
2.填写工艺卡片
外轮廓加工
（1）确定加工工艺，填写数控加工工艺卡。
第四章
外轮廓加工
（2）切削用量及刀具选择
第四章
3.编写加工程序
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
四、外圆加工质量分析
第四章
外轮廓加工
E点坐标为（X46.0，Z－13.0），F点坐标为 （X46.0，Z－47.0）。
第四章
2）编制程序
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
三、圆弧面零件加工
编制如图所示带圆弧的零件的加工程序并进行加工。
材料可沿用上节课练习用料（或采用φ45 mm×150 mm
的棒料），材料为45钢。
带圆弧的零件
第四章
1.加工工艺分析
第四章
外轮廓加工
第四章
外轮廓加工
轴类零件
第一节 外圆与端面加工 第二节 锥面加工 第三节 圆弧面加工
第四节 复合形状固定循环加工 第五节 外轮廓加工综合实例
第四章
外轮廓加工
第一节
外圆与端面加工
第四章
外轮廓加工
一、基本指令代码
1.快速点定位指令G00
G00指令是模态代码，它命令刀具以点定位控制方式
直线插补指令的应用
第四章
外轮廓加工
（2）走刀规律 指令的运动轨迹按F给定的进给速度两轴同 时运行到达指定终点。
第四章
（1）指令书写格式
外轮廓加工
3.外圆切削循环（G90）
外圆切削循环指令
第四章
（2）编程实例
外轮廓加工
如图所示，用G90指令粗车零件上φ40 mm的圆 柱面，一共分3刀车削。
G90外圆切削循环 a）零件图 b）分析图
用车圆法加工圆弧
第四章
外轮廓加工
1）相关计算。圆弧BC的起点坐标为（X20.0，Z0）， 终点坐标为（X44.0，Z－12.0），半径为12；以此类推， 可知同心圆的起点、终点及半径分别为：
（X20.0，Z2），（X48.0，Z－12.0），R14；
（X20.0，Z4），（X52.0，Z－12.0），R16； （X20.0，Z6），（X56.0，Z－12.0），R18； （X20.0，Z8），（X60.0，Z－12.0），R20。
外轮廓加工
2.刀尖半径补偿指令
（1）刀尖半径左补偿（G41）。
（2）刀尖半径右补偿（G42）。
（3）取消刀尖左右补偿（G40）。
刀尖圆弧半径补偿的选择 a)后置刀架 b)前置刀架
第四章
外轮廓加工
3.刀尖半径补偿指令（G40，G41，G42）的格式
（1）指令书写格式
第四章
（2）指令说明
外轮廓加工
刀尖方位号 a)后置刀架 b)前置刀架