数控加工工艺与编程项目六G71符合循环教案

学习情境六：用复合循环指令加工零件

学习情境四：用复合循环指令加工零件的加工（详案）

一、情境描述

给学生发放零件图，并给出零件信息和加工要求。

图6.1 零件图

图6.2 三维图

图示零件为一阶梯轴。该工件有外圆柱面、外圆锥面、和圆弧构成，要求使用轴向粗车复合循环指令编程，并完成零件的车削加工。

二、制订加工工艺

（一）引入新知识

切削用量的选择：

数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量、主轴转速或切削速度、进给速度或进给量。

a的确定

（1）背吃刀量

p

背吃刀量应根据机床、夹具、刀具及工件所组成的工艺系统的刚度来确定。在刚度允许的条件下，尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量。为了保证加工精度和表面粗糙度，一般都留有一定的精加工余量，一般为0.1---0.5mm。

v的确定

（2）进给速度

f

进给速度指在单位时间内刀具沿进给方向移动的距离（单位为 mm/min）。有些数控车床规定可以选用进给量 f（单位 mm/r）表示进给速度，二者之间的关系为：

v=nf

f

v为进给速度（mm/min），n为主轴转速（r/min），f为进给量（mm/r）。

式中，

f

应在保证表面质量的前提下，选择较高的进给速度。一般情况下，根据零件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查阅切削用量手册选取进给速度。

（3）主轴转速 n的确定

轮廓车削时主轴转速应根据被加工部位的直径、工件和刀具材料，以及加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度可通过计算、查表和实践经验获取，切削速度确定后，用式 ：

n=

d

V c

1000 计算主轴转速。

式中，n 是工件转速（r/min ）；vc 是切削速度（m/min ）；d 是切削刃选定点处所对应的工件回转直径（mm ）。

（4）切削用量参考表

常见工件材料、刀具及相应的切削用量见下表。

表6-1 常见工件材料、所用刀具及相应的切削用量

（二）零件具体加工工艺制定

1．装夹与定位

该零件为实心轴类零件，采用轴的左端面和外圆作为定位基准，采用三爪自定心卡盘夹紧工件左端，一次装夹完成粗精加工。

2．工步顺序

①装夹工件，手动车削端面；

②自右向左粗车外轮廓；

③自右向左精车外轮廓；

3．选择刀具

根据零件加工要求和工艺分析，选用如下刀具：T01为90°外圆粗车刀；T02为90 °外圆精车刀。

4．确定切削用量

车削用量的具体数值应根据机床性能、加工工艺、相关手册并结合实际经验确定：

机床转速：粗车外轮廓为 800r/min，精车外轮廓为 1000r/min。

进给速度：粗车外轮廓为0.5mm/r，精车外轮廓为0.3mm/r。

5．选择机床和数控系统

①机床型号

机床型号为CK6132-Ⅱ型数控车床。

②数控系统

采用广数928TD数控系统。

三、编制零件加工程序

（一）编程指令学习

1. 轴向粗车复合循环---G71

① G71 指令格式

格式：G71 U(△d) R(e);

G71 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F(△f) S(△s) T(t);

N(ns)---------；

-----S(s) F(f)；

；

；

N(nf)---------；

参数：

△d:每次切削被吃刀量，即x轴向的进刀，深度以半径值表示，一定为正值；

e：每次切削结束的退刀量；

ns：为精加工路径第一程序段的顺序号；

nf：为精加工路径最后程序段的顺序号；

△u：为X轴方向精加工余量，直径值；

△w：为Z轴方向精加工余量；

△f：粗车时的进给量；

△s：粗车时的主轴功能（一般在G71之前即已指定，故大多省略）；

t: 粗车时所用刀具（一般在G71之前即已指定，故大多省略）

s: 精车时的主轴功能

f: 精车时的进给量

② G71 指令的刀具循环路径

图6.3 G71外圆粗车循环刀具轨迹

图6.3所示为G71粗车循环指令的进给路径，图中C点为粗加工循环起点，虚线（R）为快速定位，实线（F）为以粗车进给速度切削。程序执行时，刀具由循环起点 C沿着X方向快进一个切削深度△d，然后开始沿着 Z 方向车削循环。当最后一次粗车循环后，零件各表面留有 X 方向精车余量△U，Z 方向精车余量△W，粗车循环结束后，刀具返回到循环起点。

使用G71指令时还应注意以下两点：

①由循环起点C到A点的只能用G00或G01指令，且不可有z轴方向移动指

令。

②车削的路径必须是单调增大或减小，即不可有内凹的轮廓外形。

2. 精车循环---G70

当用G71指令对工件粗加工后，可以使用G70指令按粗车循环指定的精加工路线切除粗加工留下的余量，其编程格式为：

G70 P(ns) Q(nf)；

其中，ns为精加工程序中的第一个程序段顺序号；nf为精加工程序中的最后一个程序段顺序号。

注意：

①必须先使用G71指令后，才可使用G70指令。

②G70指令指定的ns至nf间程序段中，不能调用子程序。

③ns至nf间精车的程序段所指令的F及S是给G70精车时使用。

（二）用复合循环指令编制零件加工程序

①编程分析

该零件结构要素有外圆柱面、圆弧，有一定粗糙度要求，分为粗加工和精加工进行。

采用直径编程方式，直径尺寸编程与零件图纸中的尺寸标注一致，编程较为