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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
2、能加工到规定尺寸的典型工序。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
3、序段的顺序号； 编程注意事项： (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
4、、S、T功能对粗加工循环是无效的，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
5、），Z方向为 w=0.25mm，粗车进给量为0.3mm/r,主轴转速为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lmm N16 G71 P18 Q30 U0.5 W0.25 F0.3 S500；粗车主轴转速550r/min，进给率
6、0.3mm/r N18 G00 X40.0 S800； 程序段号N18到N30定义精车削刀具轨迹 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
7、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
8、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
9、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
10、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粗车循环，分割次数3 N18 G73 P20 Q30 U0.5 W0.2 5F0.3 S180； G73循环起始段N18到N28 N20 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
11、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 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
12、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
13、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,20,3.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0.15-0.2mm/r，给出径向精车余量0.5-1mm。精车时，主轴转速1200r/min,进给量0.05-0.1mm/r。 （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,
14、进给量0.15-0.2mm/r，给出径向精车余量0.5-1mm。精车时，主轴转速1200r/min,进给量0.05-0.1mm/r。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、
15、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,