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1、机械零件的数字化加工,沙洲职业工学院机械动力工程系,1,典型零件的数控车削加工,项目2：成型面的数控车削加工,2,典型零件的数控车削加工,任务1：成形回转面零件数控车削加工1.1 任务描述,3,如图所示工件，毛坯为25 mm67 mm的45钢棒料，试确定其加工工艺并编写加工程序。,成形回转面零件编程实例,程序清单,典型零件的数控车削加工,4,程序清单,续表,典型零件的数控车削加工,5,1.2.1 指令回顾,1.2 相关知识,、多次固定循环G70、G71、G72、G73、G74、G75、G76,G70G76是CNC车床多次固定循环指令，与单次固定循环指令一样，可以用于必须重复多次加工才能加工到规
2、定尺寸的典型工序。主要用于铸、锻毛坯的粗车和棒料车阶梯较大的轴及螺纹加工。利用多次固定循环功能，只要给出最终精加工路径、循环次数和每次加工余量，机床能自动决定粗加工时的刀具路径。在这一组多次固定循环指令中，G70是G71、G72、G73粗加工后的精加工指令，G74是深孔钻削固定循环指令，G75切槽固定循环指令，G76螺纹加工固定循环。,典型零件的数控车削加工,6,1）精车循环G70该指令用于在零件用粗车循环指令G71、G72或G73车削后进行精车指令格式为：G70 P(ns)Q(nf)；指令中各参数的意义如下：ns精加工程序第一个程序段的顺序号；nf精加工程序最后一个程序段的顺序号；编程注意事
3、项：(1)在G71、G72、G73程序段中指定的F、S、T功能无效，但在执行G70时顺序号ns和nf之间指定的F、S、T有效。(2)当G70循环加工结束时，刀具返回起点并读下一个程序。,典型零件的数控车削加工,7,2）外圆/内孔粗加工循环指令G71 该指令适用于毛坯料的粗车外径与粗车内径。刀具循环路径如图所示，A为循环起点，A为精加工路线起点，B为精加工路线的终点。在程序中，给出AAB之间的精加工形状，用d表示在指定的区域中每次进刀的切削深度，留出U/2和W精加工余量。,典型零件的数控车削加工,8,注意：在使用粗加工循环时，包含在顺序号nsnf之间程序段中的F、S、T功能对粗加工循环是无效的，
4、只有在G71以前或含在G71程序段中的F、S、T指令有效,编程格式：G71 U(d)R(e)；G71 P(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（半径指定），不带符号，模态；e-退刀量，模态；ns循环程序中第一个程序段的顺序号；nf-循环程序中最后一个程序段的顺序号；u-X轴向精加工余量；w-Z轴向精加工余量；,典型零件的数控车削加工,9,编程实例 如图所示为要进行外圆粗车的短轴，粗车深度定为d=2mm，退刀量为lmm，精车削预留量X方向 u=0.5mm(直径），Z方向为 w=0.25mm，粗车进给量为0.3mm/r,主轴转速为
5、500r/min，精车进给量为0.15mm/r,主轴转速为800r/min。,外径粗车循环示例,典型零件的数控车削加工,10,N6 G50 X200.0 Z220.0；定义程序原点N8 S800 T0101；调01号粗车刀N12 G00 G42 Xl60.0 Z 180.0；刀具快速走到粗车循环起始点并建立刀尖半径补偿N14 G71 U2.0 R1；定义G71粗车循环，切削深度2 mm，退刀量lmmN16 G71 P18 Q30 U0.5 W0.25 F0.3 S500；粗车主轴转速550r/min，进给率0.3mm/rN18 G00 X40.0 S800；程序段号N18到N30定义精车削刀具
6、轨迹N20 G01 W-40.0 F0.15；N22 X50.0 W-30.0；N24 W-20.0；N26 X100.0 W-10.0；N28 W-20.0；N30 X140.0 W-20.0；N32 G00 X200.0 Z220.0；N34 T0303；调03号精车刀N36 G00 Xl60.0 Z 180.0；N38 G70 P18 Q30；粗车后精车削N40 G00 G40 X200.0 Z220.0 M05；刀具快速返回对刀点，取消刀补N42 M30;,数控参考程序如下：,典型零件的数控车削加工,11,3）端面粗车循环指令G72 端面粗车复合循环G72与外（内）径粗车复合循环G71
7、均为粗加工循环指令，其区别仅在于G72切削方向平行于X轴，而G71是沿着平行于Z轴进行切削循环加工的。如图所示。,端面粗车循环G72,典型零件的数控车削加工,12,13,编程格式：G72 W(d)R(e);G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s);式中：d-每次吃刀深度（轴向值），不带符号，模态；e退刀量，模态；ns循环程序中第一个程序段的顺序号；nf循环程序中最后一个程序段的顺序号；uX轴向精加工余量（直径量）；wZ轴向精加工余量；,典型零件的数控车削加工,轮廓粗车循环,4）封闭轮廓（固定形状）粗车循环G73利用该循环，可以按同一轨迹重复切削，每次切削刀具向前移动一次，因
8、此对于锻造、铸造等粗加工已初步形成的毛坯，可以搞效率地加工。由于铸、锻件毛坯的形状与零件的形状基本接近，只是外径、长度较成品大一些，形状较为固定，故又称之为固定形状粗车循环。,典型零件的数控车削加工,14,指令格式：G73 U(i)W(k)R(d);G73 P(ns)Q(nf)u(u)w(w)F(f)S(s)T(t);式中：i粗切径向切除的余量（半径值），该参数为模态量。k粗切轴向切除的余量，该参数为模态量。d粗切循环次数，该参数为模态量。ns精加工程序第一个程序段的顺序号；nf精加工程序最后一个程序段的顺序号；U：X方向精车预留量的距离和方向。W：Z方向精车预留量的距离和方向。F、S、T：粗
9、车过程中从程序段号ns和nf之间包括的任何F、S、T功能被忽略，只有G73指令中指定的F、S、T功能有效。,典型零件的数控车削加工,15,编程实例如图所示为要进行成形粗车的短轴，X退刀量为14mm，Z退刀量为14mm，精车削预留量X方向为0.5mm，Z方向为0.25mm，分割次数为3，粗车进给率为0.3mm/r，主轴转速为180r/min。,典型零件的数控车削加工,16,N10 G50 X260.0 Z220.0；N12 G30 U0 W0 T0100 M03 M08；N14 G00 X220.0 Z160.0；快速走到车削循环起始点N16 G73 U14.0 W14.0 R3；定义G73粗车
10、循环，分割次数3N18 G73 P20 Q30 U0.5 W0.2 5F0.3 S180；G73循环起始段N18到N28N20 G00 X80.0 W-40；快速走到车削始点N22 G01 W-20.0 F0.15；N20到N28定义精车程序段N24 X120.0 W-10.0；N26 W-20.0；N28 G02 X160.0 W-20.0 R20.0；N30 G01 X180.0 W-10.0；N32 G30 U0 W0 T0202；N34 G70 P20 Q30；精车N36 G30 U0W0 M09；N38 M30；,数控程序如下：,典型零件的数控车削加工,17,如图所示工件，毛坯为25
11、 mm67 mm的45钢棒料，确定其加工工艺并编写加工程序。,成形回转面零件编程实例,1.3 任务实施,典型零件的数控车削加工,18,1.3 任务实施 操作步骤：1.工艺分析（1）明确加工内容：从图纸上看，所有部位都要加工。其中工件右端外轮廓由R5、R25和R10三个圆弧相切，要求比较高，需要算基点。（2）确定各表面加工方案：根据零件形状及加工精度要求，本零件以一次装夹所能进行的加工作为一道工序，先加工工件左端部分，分粗、精两个工步完成外轮廓加工；再掉头装夹，分粗、精两个工步完成右端外轮廓加工。（3）装夹定位方案：用三爪自定心卡盘装夹定位，三爪夹持25 mm毛坯外径，外露30mm左右，完成工件
12、左端加工工序；再掉头夹住16 mm，完成工件右端加工工序。（4）选用刀具：T01外圆车刀（粗）；T02外圆车刀（精）。（5）加工顺序为：（5-1）粗（T01）、精（T02）加工左端外轮廓；（5-2）掉头装夹，粗（T01）、精（T02）加工右端外轮廓；,典型零件的数控车削加工,19,2确定工件坐标系与基点坐标的计算加工左端外轮廓时，以工件左端面的中心点为编程原点，基点值为绝对尺寸编程值；加工右端外轮廓时，以工件右端面的中心点为编程原点，基点值为绝对尺寸编程值。右端外轮廓各基点如图所示。,表1-1成形面类零件右端轮廓切削加工的基点计算值,成形面类零件右端轮廓基点示意图,典型零件的数控车削加工,20
13、,3.确定加工所用各种工艺参数（1）加工工件左端外轮廓时,粗车时每次背吃刀量取1.5-2mm，主轴转速800r/min,进给量，给出径向精车余量0.5-1mm。精车时，主轴转速1200r/min,进给量。（2）加工工件右端外轮廓时,粗车时每次背吃刀量取1-1.5mm，主轴转速800r/min,进给量，给出径向精车余量0.5-1mm。精车时，主轴转速1200r/min,进给量。根据外轮廓形状,采用成形加工复循环G73指令加工,最大加工余量(25-0)/2=12.5 mm,而粗车时每次背吃刀量取1-1.5mm，故可分为10次左右循环切削加工完成零件粗加工。,典型零件的数控车削加工,21,4.编制加
14、工程序,表1-2 本例工件循环指令编程加工参考程序,典型零件的数控车削加工,22,表1-2 本例工件循环指令编程加工参考程序 续,典型零件的数控车削加工,23,5.实际加工 启动机床，回参考点（先X方向回零，再Z方向回零）；加工程序输入模拟、调试；刀具准备，包括刀具的选择，刀具刃磨，刀具安装；工件的装夹定位，工件外露50mm左右；刀具长度补偿、半径补偿输入；试运行，空走刀或者单段运行；试切，调整刀补，检验工件；自动加工，检验工件6.检验,1.4 意见反馈、归纳总结,典型零件的数控车削加工,24,1.5 任务扩展若数控车削系统没有提供上述G73等复合循环功能。当需要进行类似的端面钻孔及切槽加工时，可参照上述循环动作分解为G00、G01、G02、G03等基本动作来编写程序，同时结合子程序的应用简化编程。任务扩展：本任务工件，毛坯为25 mm67 mm的45钢棒料，确定其加工工艺并编写加工程序（采用基本插补指令和子程序编程，工艺过程同前）。,成形回转面零件编程实例,典型零件的数控车削加工,25,26,编制加工程序,表1-3 基本插补指令编程加工参考程序,典型零件的数控车削加工,27,典型零件的数控车削加工,28,1.6 巩固练习如图所示工件，毛坯为2080棒料，材料45钢，分别采用基本插补指令和复合固定循环指令两种方式加工，试确定其加工工艺并编写加工程序。,典型零件的数控车削加工,
