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機械零件的數(shù)字化加工,沙洲職業(yè)工學院機械動力工程系,1,典型零件的數(shù)控車削加工,項目2：成型面的數(shù)控車削加工,2,典型零件的數(shù)控車削加工,任務1：成形回轉面零件數(shù)控車削加工1.1任務描述,3,如圖所示工件，毛坯為25mm67mm的45鋼棒料，試確定其加工工藝并編寫加工程序。,成形回轉面零件編程實例,程序清單,,典型零件的數(shù)控車削加工,4,程序清單,,續(xù)表,典型零件的數(shù)控車削加工,5,1.2.1指令回顧,1.2相關知識,１、多次固定循環(huán)G70、G71、G72、G73、G74、G75、G76,G70~G76是CNC車床多次固定循環(huán)指令，與單次固定循環(huán)指令一樣，可以用于必須重復多次加工才能加工到規(guī)定尺寸的典型工序。主要用于鑄、鍛毛坯的粗車和棒料車階梯較大的軸及螺紋加工。利用多次固定循環(huán)功能，只要給出最終精加工路徑、循環(huán)次數(shù)和每次加工余量，機床能自動決定粗加工時的刀具路徑。在這一組多次固定循環(huán)指令中，G70是G71、G72、G73粗加工后的精加工指令，G74是深孔鉆削固定循環(huán)指令，G75切槽固定循環(huán)指令，G76螺紋加工固定循環(huán)。,典型零件的數(shù)控車削加工,6,1）精車循環(huán)G70該指令用于在零件用粗車循環(huán)指令G71、G72或G73車削后進行精車指令格式為：G70P(ns)Q(nf)；指令中各參數(shù)的意義如下：ns—精加工程序第一個程序段的順序號；nf—精加工程序最后一個程序段的順序號；編程注意事項：(1)在G71、G72、G73程序段中指定的F、S、T功能無效，但在執(zhí)行G70時順序號ns和nf之間指定的F、S、T有效。(2)當G70循環(huán)加工結束時，刀具返回起點并讀下一個程序。,典型零件的數(shù)控車削加工,7,2）外圓/內孔粗加工循環(huán)指令G71該指令適用于毛坯料的粗車外徑與粗車內徑。刀具循環(huán)路徑如圖所示，A為循環(huán)起點，A?為精加工路線起點，B為精加工路線的終點。在程序中，給出A→A?→B之間的精加工形狀，用?d表示在指定的區(qū)域中每次進刀的切削深度，留出?U/2和?W精加工余量。,典型零件的數(shù)控車削加工,8,,注意：在使用粗加工循環(huán)時，包含在順序號ns～nf之間程序段中的F、S、T功能對粗加工循環(huán)是無效的，只有在G71以前或含在G71程序段中的F、S、T指令有效,編程格式：G71U(△d)R(e)；G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t);N(ns)…;…N(ns)…;…式中：△d-每次吃刀深度（半徑指定），不帶符號，模態(tài)；e--退刀量，模態(tài)；ns—循環(huán)程序中第一個程序段的順序號；nf--循環(huán)程序中最后一個程序段的順序號；△u--X軸向精加工余量；△w--Z軸向精加工余量；,典型零件的數(shù)控車削加工,9,編程實例如圖所示為要進行外圓粗車的短軸，粗車深度定為△d=2mm，退刀量為lmm，精車削預留量X方向△u=0.5mm(直徑），Z方向為△w=0.25mm，粗車進給量為0.3mm/r,主軸轉速為500r/min，精車進給量為0.15mm/r,主軸轉速為800r/min。,,,外徑粗車循環(huán)示例,典型零件的數(shù)控車削加工,10,N6G50X200.0Z220.0；定義程序原點N8S800T0101；調01號粗車刀N12G00G42Xl60.0Z180.0；刀具快速走到粗車循環(huán)起始點并建立刀尖半徑補償N14G71U2.0R1；定義G71粗車循環(huán)，切削深度2mm，退刀量lmmN16G71P18Q30U0.5W0.25F0.3S500；粗車主軸轉速550r/min，進給率0.3mm/rN18G00X40.0S800；程序段號N18到N30定義精車削刀具軌跡N20G01W-40.0F0.15；N22X50.0W-30.0；N24W-20.0；N26X100.0W-10.0；N28W-20.0；N30X140.0W-20.0；N32G00X200.0Z220.0；N34T0303；調03號精車刀N36G00Xl60.0Z180.0；N38G70P18Q30；粗車后精車削N40G00G40X200.0Z220.0M05；刀具快速返回對刀點，取消刀補N42M30;,數(shù)控參考程序如下：,典型零件的數(shù)控車削加工,11,,3）端面粗車循環(huán)指令G72端面粗車復合循環(huán)G72與外（內）徑粗車復合循環(huán)G71均為粗加工循環(huán)指令，其區(qū)別僅在于G72切削方向平行于X軸，而G71是沿著平行于Z軸進行切削循環(huán)加工的。如圖所示。,端面粗車循環(huán)G72,典型零件的數(shù)控車削加工,12,13,編程格式：G72W(△d)R(e);G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s);式中：△d-每次吃刀深度（軸向值），不帶符號，模態(tài)；e—退刀量，模態(tài)；ns—循環(huán)程序中第一個程序段的順序號；nf—循環(huán)程序中最后一個程序段的順序號；△u—X軸向精加工余量（直徑量）；△w—Z軸向精加工余量；,典型零件的數(shù)控車削加工,,,,輪廓粗車循環(huán),4）封閉輪廓（固定形狀）粗車循環(huán)G73利用該循環(huán)，可以按同一軌跡重復切削，每次切削刀具向前移動一次，因此對于鍛造、鑄造等粗加工已初步形成的毛坯，可以搞效率地加工。由于鑄、鍛件毛坯的形狀與零件的形狀基本接近，只是外徑、長度較成品大一些，形狀較為固定，故又稱之為固定形狀粗車循環(huán)。,典型零件的數(shù)控車削加工,14,,指令格式：G73U(Δi)W(Δk)R(d);G73P(ns)Q(nf)u(Δu)w(Δw)F(f)S(s)T(t);式中：Δi—粗切徑向切除的余量（半徑值），該參數(shù)為模態(tài)量。Δk—粗切軸向切除的余量，該參數(shù)為模態(tài)量。d—粗切循環(huán)次數(shù)，該參數(shù)為模態(tài)量。ns—精加工程序第一個程序段的順序號；nf—精加工程序最后一個程序段的順序號；ΔU：X方向精車預留量的距離和方向。ΔW：Z方向精車預留量的距離和方向。F、S、T：粗車過程中從程序段號ns和nf之間包括的任何F、S、T功能被忽略，只有G73指令中指定的F、S、T功能有效。,典型零件的數(shù)控車削加工,15,,,編程實例如圖所示為要進行成形粗車的短軸，X退刀量為14mm，Z退刀量為14mm，精車削預留量X方向為0.5mm，Z方向為0.25mm，分割次數(shù)為3，粗車進給率為0.3mm/r，主軸轉速為180r/min。,典型零件的數(shù)控車削加工,16,,N10G50X260.0Z220.0；N12G30U0W0T0100M03M08；N14G00X220.0Z160.0；快速走到車削循環(huán)起始點N16G73U14.0W14.0R3；定義G73粗車循環(huán)，分割次數(shù)3N18G73P20Q30U0.5W0.25F0.3S180；G73循環(huán)起始段N18到N28N20G00X80.0W-40；快速走到車削始點N22G01W-20.0F0.15；N20到N28定義精車程序段N24X120.0W-10.0；N26W-20.0；N28G02X160.0W-20.0R20.0；N30G01X180.0W-10.0；N32G30U0W0T0202；N34G70P20Q30；精車N36G30U0W0M09；N38M30；,數(shù)控程序如下：,典型零件的數(shù)控車削加工,17,如圖所示工件，毛坯為25mm67mm的45鋼棒料，確定其加工工藝并編寫加工程序。,成形回轉面零件編程實例,1.3任務實施,典型零件的數(shù)控車削加工,18,,1.3任務實施操作步驟：1.工藝分析（1）明確加工內容：從圖紙上看，所有部位都要加工。其中工件右端外輪廓由R5、R25和R10三個圓弧相切，要求比較高，需要算基點。（2）確定各表面加工方案：根據零件形狀及加工精度要求，本零件以一次裝夾所能進行的加工作為一道工序，先加工工件左端部分，分粗、精兩個工步完成外輪廓加工；再掉頭裝夾，分粗、精兩個工步完成右端外輪廓加工。（3）裝夾定位方案：用三爪自定心卡盤裝夾定位，三爪夾持25mm毛坯外徑，外露30mm左右，完成工件左端加工工序；再掉頭夾住16mm，完成工件右端加工工序。（4）選用刀具：T01外圓車刀（粗）；T02外圓車刀（精）。（5）加工順序為：（5-1）粗（T01）、精（T02）加工左端外輪廓；（5-2）掉頭裝夾，粗（T01）、精（T02）加工右端外輪廓；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,典型零件的數(shù)控車削加工,19,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2．確定工件坐標系與基點坐標的計算加工左端外輪廓時，以工件左端面的中心點為編程原點，基點值為絕對尺寸編程值；加工右端外輪廓時，以工件右端面的中心點為編程原點，基點值為絕對尺寸編程值。右端外輪廓各基點如圖所示。,表1-1成形面類零件右端輪廓切削加工的基點計算值,成形面類零件右端輪廓基點示意圖,典型零件的數(shù)控車削加工,20,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3.確定加工所用各種工藝參數(shù)（1）加工工件左端外輪廓時,粗車時每次背吃刀量取1.5-2mm，主軸轉速800r/min,進給量0.15-0.2mm/r，給出徑向精車余量0.5-1mm。精車時，主軸轉速1200r/min,進給量0.05-0.1mm/r。（2）加工工件右端外輪廓時,粗車時每次背吃刀量取1-1.5mm，主軸轉速800r/min,進給量0.15-0.2mm/r，給出徑向精車余量0.5-1mm。精車時，主軸轉速1200r/min,進給量0.05-0.1mm/r。根據外輪廓形狀,采用成形加工復循環(huán)G73指令加工,最大加工余量(25-0)/2=12.5mm,而粗車時每次背吃刀量取1-1.5mm，故可分為10次左右循環(huán)切削加工完成零件粗加工。,典型零件的數(shù)控車削加工,21,,,4.編制加工程序,表1-2本例工件循環(huán)指令編程加工參考程序,典型零件的數(shù)控車削加工,22,,,表1-2本例工件循環(huán)指令編程加工參考程序續(xù),典型零件的數(shù)控車削加工,23,,,5.實際加工⑴啟動機床，回參考點（先X方向回零，再Z方向回零）；⑵加工程序輸入模擬、調試；⑶刀具準備，包括刀具的選擇，刀具刃磨，刀具安裝；⑷工件的裝夾定位，工件外露≥50mm左右；⑸刀具長度補償、半徑補償輸入；⑹試運行，空走刀或者單段運行；⑺試切，調整刀補，檢驗工件；⑻自動加工，檢驗工件6.檢驗,1.4意見反饋、歸納總結,典型零件的數(shù)控車削加工,24,1.5任務擴展若數(shù)控車削系統(tǒng)沒有提供上述G73等復合循環(huán)功能。當需要進行類似的端面鉆孔及切槽加工時，可參照上述循環(huán)動作分解為G00、G01、G02、G03等基本動作來編寫程序，同時結合子程序的應用簡化編程。任務擴展：本任務工件，毛坯為25mm67mm的45鋼棒料，確定其加工工藝并編寫加工程序（采用基本插補指令和子程序編程，工藝過程同前）。,成形回轉面零件編程實例,典型零件的數(shù)控車削加工,25,26,編制加工程序,表1-3基本插補指令編程加工參考程序,典型零件的數(shù)控車削加工,27,典型零件的數(shù)控車削加工,28,1.6鞏固練習如圖所示工件，毛坯為2080棒料，材料45鋼，分別采用基本插補指令和復合固定循環(huán)指令兩種方式加工，試確定其加工工藝并編寫加工程序。,典型零件的數(shù)控車削加工,