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1、YCF正版可修改PPT（中职）数控车削技能训练模块二项目三教学课件项目三外轮廓加工技术项目三外轮廓加工技术任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工任务二圆锥面加工任务二圆锥面加工任务三圆弧面加工任务三圆弧面加工任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工任务五成形面加工任务五成形面加工任务六槽加工任务六槽加工任务七普通外螺纹加工任务七普通外螺纹加工返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工一、基点的概念及基点坐标的确定一、基点的概念及基点坐标的确定数值计算是数控编程数值计算是数控编程,尤其是手工编程中的重要一步尤其是手工编程中的重要一步,其中选择编程原其中选择编程原点、对零件图样各基点进行正确的数学式数值计算是其中的重
2、要工作点、对零件图样各基点进行正确的数学式数值计算是其中的重要工作之一之一.基点的概念基点的概念构成零件轮廓的直线与直线的交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧构成零件轮廓的直线与直线的交点、直线与圆弧的交点或切点、圆弧与圆弧的交点或切点称为基点与圆弧的交点或切点称为基点.基点可以直接作为刀位点运动轨迹的起基点可以直接作为刀位点运动轨迹的起点和终点点和终点.例如例如,图图-所示所示的的A、B、C、D、E、F 各点都是该零各点都是该零件轮廓上的基点件轮廓上的基点.基点的计算基点的计算下一页返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工()主要内容主要内容根据编程的需要根据编程的需要,确定每条运动轨迹确定每条运
3、动轨迹(线段线段)的起点或终点在选定坐标系的起点或终点在选定坐标系中的各坐标值中的各坐标值(X,Z),以及圆弧运动轨迹的圆心坐标值等是基点计算的以及圆弧运动轨迹的圆心坐标值等是基点计算的主要内容主要内容.()主要方法主要方法一般地一般地,对于简单轮廓的基点坐标对于简单轮廓的基点坐标,要求学生手工完成计算要求学生手工完成计算,例如例如,图图-中的基点中的基点A、B、C、E、F 等的坐标可以根据零件图的尺寸标注等的坐标可以根据零件图的尺寸标注直接或通过简单计算获得直接或通过简单计算获得;还有些特殊的基点还有些特殊的基点,如图如图-中的点基中的点基D,需要用代数或几何的方法进行计算需要用代数或几何的
4、方法进行计算,常用方法的是构建直角三角形常用方法的是构建直角三角形,然然后运用勾股定理或简单三角函数进行计算获得后运用勾股定理或简单三角函数进行计算获得;上一页 下一页返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工而对于较复杂轮廓的基点坐标而对于较复杂轮廓的基点坐标,则一般借助于辅助绘图软件则一般借助于辅助绘图软件(如如AutoCAD、CAXA 等等)绘图后绘图后,用查询点坐标的方式获得用查询点坐标的方式获得.在数控车削系统默认状态下在数控车削系统默认状态下,X 轴方向的坐标数据一般以直径方式表示轴方向的坐标数据一般以直径方式表示,所以在通过绘图软件查询到的基点坐标数据中所以在通过绘图软件查询到的基点坐
5、标数据中,X 轴方向的坐标值应轴方向的坐标值应乘以乘以.二、数控车削加工路线的确定二、数控车削加工路线的确定.加工路线的确定原则加工路线的确定原则加工路线也叫称刀路线加工路线也叫称刀路线,是在整个加工工序中刀具的刀位点相对于工件是在整个加工工序中刀具的刀位点相对于工件运动的轨迹运动的轨迹,泛指刀具从对刀点泛指刀具从对刀点(或机床参考点或机床参考点)开始运动起开始运动起,直至加工结直至加工结束所经过的路径束所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程程.加工路线是编写程序的依据之一加工路线是编写程序的依据之一.上一页 下一页返回任务
6、一圆柱面加工任务一圆柱面加工加工路线的确定原则加工路线的确定原则:)必须保证被加工零件的精度及表面粗糙度的要求必须保证被加工零件的精度及表面粗糙度的要求.)考虑数值计算简便考虑数值计算简便,以减少编程工作量以减少编程工作量.)应使走刀路线尽量短应使走刀路线尽量短,以减少空行程时间以减少空行程时间,提供加工效率提供加工效率.)加工路线应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确加工路线应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定定.对刀点、起刀点与换刀点的选择对刀点、起刀点与换刀点的选择为尽量缩短空行程路线为尽量缩短空行程路线,应合理选择对刀点、起刀点和换刀点应合理选择对刀点、起刀
7、点和换刀点.)对刀点对刀点:在数控机床上加工零件时在数控机床上加工零件时,刀具相对于工件运动的起始点刀具相对于工件运动的起始点.由由于程序段从该点开始执行于程序段从该点开始执行,因此对刀点又称为程序起点或起刀点因此对刀点又称为程序起点或起刀点.上一页 下一页返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工对刀点的选择原则对刀点的选择原则:便于用数字处理和简化程序编制便于用数字处理和简化程序编制;在机床上找正容在机床上找正容易易,加工中便于检查加工中便于检查;引起的加工误差小引起的加工误差小.)换刀点换刀点:加工过程中需要换刀时加工过程中需要换刀时,应规定换刀点应规定换刀点.换刀点是指刀架转位换刀点是指刀架
8、转位换刀时的位置换刀时的位置.该点可以是某一固定点该点可以是某一固定点(如加工中心机床的换刀机械手如加工中心机床的换刀机械手的位置的位置),也可以是任意一点也可以是任意一点(如车床如车床).在数控车床实际加工中在数控车床实际加工中,要考虑到换刀时刀具与工件、夹具及机床尾座要考虑到换刀时刀具与工件、夹具及机床尾座等不发生干涉等不发生干涉,前置刀架一般设在工件的右前侧前置刀架一般设在工件的右前侧,后置刀架一般设在工后置刀架一般设在工件的右后侧件的右后侧,其设定值一般根据刀具在刀架上的悬伸量确定其设定值一般根据刀具在刀架上的悬伸量确定,在保证换在保证换刀安全的前提下尽量靠近工件刀安全的前提下尽量靠近
9、工件.上一页 下一页返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工.阶梯轴的车削加工路线阶梯轴的车削加工路线阶梯轴的车削加工一般划分为粗加工和精加工两个阶段阶梯轴的车削加工一般划分为粗加工和精加工两个阶段.其中其中,精加工精加工路线按照离换刀点由近至远的原则路线按照离换刀点由近至远的原则,从右向左沿轮廓进行从右向左沿轮廓进行.阶梯轴的粗加工路线一般分为分段粗车和分层粗车两种阶梯轴的粗加工路线一般分为分段粗车和分层粗车两种.分段粗车应遵分段粗车应遵循先近后远的原则进行加工循先近后远的原则进行加工,车削加工路线车削加工路线如图如图-所所示示.相对于分相对于分段粗车段粗车,分层粗车的加工路线较短分层粗车的加工
10、路线较短,但不利于保持工件的刚度和改善切但不利于保持工件的刚度和改善切削条件削条件.所以所以,阶梯轴加工中宜采用分段粗车阶梯轴加工中宜采用分段粗车,再沿轮廓精车的加工路线再沿轮廓精车的加工路线.三、常用插补指令三、常用插补指令.快速点定位指令快速点定位指令G上一页 下一页返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工()指令功能指令功能快速点定位指令快速点定位指令G可以使刀具从当前位置快速运动至程序段中指可以使刀具从当前位置快速运动至程序段中指定的终点坐标位置定的终点坐标位置.()指令格式指令格式()指令说明指令说明G通常用于刀具切削加工前快进和切削加工完成后的快退路线的通常用于刀具切削加工前快进和切削
11、加工完成后的快退路线的编程编程;G不用指定移动速度不用指定移动速度,其移动速度由机床系统参数设定其移动速度由机床系统参数设定.在实在实际操作时际操作时,也能通过机床面板上的功能键也能通过机床面板上的功能键“F”“F”“F”和和“F”对对G移动速度进行调节移动速度进行调节.上一页 下一页返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工快速移动的轨迹通常为折线型轨迹快速移动的轨迹通常为折线型轨迹,图图-所示所示快速移动轨迹快速移动轨迹AB 和和OD 的程序段如下所示的程序段如下所示.直线直线OA:G00 X40 Z60;直线直线BD:G00 X120 Z0;对于对于AB 程序段程序段,刀具在移动过程中先沿刀具
12、在移动过程中先沿X 轴和轴和Z 轴方向移动相同的增轴方向移动相同的增量量,即图中即图中AC 轨迹轨迹,再从再从C 点移动到点移动到B 点点.同样同样,对于对于OD 程序段程序段,刀具的刀具的移动轨迹则由移动轨迹则由OA 和和AD 两段轨迹组成两段轨迹组成.直线插补指令直线插补指令G上一页 下一页返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工()指令功能指令功能直线插补指令直线插补指令G可以使刀具以指定的进给速度运动到程序段中指可以使刀具以指定的进给速度运动到程序段中指定的终点坐标位置定的终点坐标位置,且运动轨迹为直线且运动轨迹为直线.()指令格式指令格式()指令说明指令说明G指令是直线运动指令指令是直线
13、运动指令,控制刀具在两坐标轴间以插补联动的方式控制刀具在两坐标轴间以插补联动的方式按指定的进给速度做任意斜率的直线运动按指定的进给速度做任意斜率的直线运动.因此因此,G指令的轨迹是连指令的轨迹是连接起点和终点的一条直线接起点和终点的一条直线,图图-所示所示直线运动轨迹直线运动轨迹AB 的程序段的程序段如下所示如下所示:上一页 下一页返回任务一圆柱面加工任务一圆柱面加工G01 X80 Z50 F0 2;在在G程序段中必须含有程序段中必须含有F指令指令.如果在如果在G程序段中没有程序段中没有F指令指令,而而在前面的程序段中也没有指定在前面的程序段中也没有指定F指令指令,则机床不动作则机床不动作,同
14、时系统还会报警同时系统还会报警.上一页返回任务二圆锥面加工任务二圆锥面加工一、圆锥面车削加工路线的确定一、圆锥面车削加工路线的确定圆锥面是在机床和工件上常见的零件表面圆锥面是在机床和工件上常见的零件表面,大多用于圆锥面的配合大多用于圆锥面的配合,如如车床尾座锥孔与麻花钻锥柄的配合、车床主轴锥孔与顶尖的配合等车床尾座锥孔与麻花钻锥柄的配合、车床主轴锥孔与顶尖的配合等.在在数控车床上数控车床上,车外圆锥时可分为车正锥和车倒锥两种情况车外圆锥时可分为车正锥和车倒锥两种情况,而每种情况而每种情况又有平行法和终点法两种加工路线又有平行法和终点法两种加工路线,如图如图-和和图图-所示所示.采用平行法车圆锥
15、时采用平行法车圆锥时,刀具每次切削的切削深度相等刀具每次切削的切削深度相等,切削运动的距离切削运动的距离较短较短.采用这种加工路线时采用这种加工路线时,加工效率高加工效率高,但需要计算每次切削刀具的起但需要计算每次切削刀具的起点坐标和终点坐标点坐标和终点坐标,计算麻烦计算麻烦.下一页返回任务二圆锥面加工任务二圆锥面加工采用终点法车圆锥时采用终点法车圆锥时,不需要计算每次切削终点的坐标不需要计算每次切削终点的坐标,计算方便计算方便,但在但在每次切削中每次切削中,切削深度是变化的切削深度是变化的,而且切削运动的路线较长而且切削运动的路线较长,容易引起工容易引起工件表面粗糙度不一致件表面粗糙度不一致
16、.在车床上车内圆锥时的加工路线与车外圆锥时的在车床上车内圆锥时的加工路线与车外圆锥时的加工路线相似加工路线相似,如图如图-所示所示.二、圆锥面车削加工编程二、圆锥面车削加工编程.圆锥面各部分尺寸计算圆锥面各部分尺寸计算圆锥面的锥度圆锥面的锥度C 为圆锥大、小端直径之差与长度之比为圆锥大、小端直径之差与长度之比,即即C(Dd)/L上一页 下一页返回任务二圆锥面加工任务二圆锥面加工如如 图图-所示所示,在大端直径在大端直径D、小端直径、小端直径d、圆锥长度、圆锥长度L、锥度、锥度C 这这个基本参数中个基本参数中,只要已知其中个参数只要已知其中个参数,便可以计算出另一个未知数便可以计算出另一个未知数
17、.圆锥半角圆锥半角/与锥度的关系为与锥度的关系为上一页返回任务三圆弧面加工任务三圆弧面加工一、圆弧面数控车削加工路线一、圆弧面数控车削加工路线凹、凸圆弧是零件上常见的曲线轮廓凹、凸圆弧是零件上常见的曲线轮廓,在数控车床上加工凹、凸圆弧常在数控车床上加工凹、凸圆弧常用的加工路线有以下几种用的加工路线有以下几种.凸圆弧车削加工路线凸圆弧车削加工路线)车锥法车锥法:根据加工余量根据加工余量,采用圆锥分层切削的方法将加工余量去除后采用圆锥分层切削的方法将加工余量去除后,再进行圆弧精加工再进行圆弧精加工,如图如图-(a)所示所示.采用这种加工路线时采用这种加工路线时,加工效加工效率高率高,但计算麻烦但计
18、算麻烦.)圆弧偏移法圆弧偏移法:根据加工余量根据加工余量,采用相同的圆弧半径采用相同的圆弧半径,渐进地向机床的某渐进地向机床的某一轴方向移动一轴方向移动,最终将圆弧加工出来最终将圆弧加工出来,如图如图-(b)所示所示.采用这种加采用这种加工路线时工路线时,编程简单编程简单,但处理不当会导致较多的空行程但处理不当会导致较多的空行程.下一页返回任务三圆弧面加工任务三圆弧面加工)车圆法车圆法:在圆心不变的基础上在圆心不变的基础上,根据加工余量根据加工余量,采用大小不等的圆弧半采用大小不等的圆弧半径径,最终将圆弧加工出来最终将圆弧加工出来,如图如图-(c)所示所示.采用这种加工路线时采用这种加工路线时
19、,加加工余量相等工余量相等,加工效率高加工效率高,但要同时计算每次切削圆弧的起点、终点坐但要同时计算每次切削圆弧的起点、终点坐标及圆弧的半径值标及圆弧的半径值,计算量大计算量大.凹圆弧车削加工路线凹圆弧车削加工路线凹圆弧加工中凹圆弧加工中,常采用的方法是同心圆分层切削法和圆弧偏移法常采用的方法是同心圆分层切削法和圆弧偏移法,如图如图-所示所示.二、圆弧插补指令二、圆弧插补指令G、G.指令功能指令功能上一页 下一页返回任务三圆弧面加工任务三圆弧面加工圆弧插补指令使刀具相对工件以指定的速度从当前点圆弧插补指令使刀具相对工件以指定的速度从当前点(起始点起始点)向终点向终点进行圆弧插补进行圆弧插补.半
20、径半径R 方式编程方式编程)指令格式指令格式()指令说明指令说明)顺逆圆弧判断方法顺逆圆弧判断方法:从圆弧所在平面从圆弧所在平面(数控车床为数控车床为XZ 平面平面)的另一个的另一个轴轴(数控车床为数控车床为Y 轴轴)的正方向看该圆弧的正方向看该圆弧,顺时针方向为顺时针方向为G,逆时针方逆时针方向为向为G.在判别圆弧的顺逆方向时在判别圆弧的顺逆方向时,一定要注意刀架的位置及一定要注意刀架的位置及Y 轴的轴的方向方向,如图如图-所示所示.上一页 下一页返回任务三圆弧面加工任务三圆弧面加工)圆弧半径的确定圆弧半径的确定:圆弧半径圆弧半径R 有正值与负值之分有正值与负值之分.当圆弧所对的圆心当圆弧所
21、对的圆心角小于或等于角小于或等于时时,R 取正值取正值;当圆弧所对的圆心角大于当圆弧所对的圆心角大于并小于并小于时时,R 取负值取负值,如图如图-所示所示.通常情况下通常情况下,在数控车床在数控车床上所加工的圆弧的圆心角小于上所加工的圆弧的圆心角小于.该方法不适合整圆加工该方法不适合整圆加工.圆心坐标方式编程圆心坐标方式编程)指令格式指令格式)指令说明指令说明:圆心坐标圆心坐标I、K 值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在X、Z 轴向上的投影轴向上的投影,如如图图-所示所示.上一页 下一页返回任务三圆弧面加工任务三圆弧面加工三、圆弧面车削加工编程三、圆弧面车削加工编程编写
22、编写图图-所示所示圆弧零件的精加工程序圆弧零件的精加工程序.圆弧加工程序如圆弧加工程序如表表-所示所示.四、倒圆角简化编程四、倒圆角简化编程.由由Z 轴移向轴移向X 轴轴指令格式指令格式:G01Z(W)(b)R(r);图图-(a)所示所示为刀具运动轨迹为刀具运动轨迹.上一页 下一页返回任务三圆弧面加工任务三圆弧面加工刀具从刀具从a 点出发点出发,指令点为指令点为b 点点,但在距离但在距离b 点为点为r的的d 点点,刀具以圆弧移刀具以圆弧移动到动到c 点点,即即adc.r 的符号按下一个程序段沿的符号按下一个程序段沿X 轴的移动方向来确轴的移动方向来确定定,即当加工路线为即当加工路线为bc,沿沿
23、X 轴方向移动时轴方向移动时,r 为正值为正值;当加工路线为当加工路线为bc,沿沿X 轴方向移动时轴方向移动时,r 取负值取负值.由由X 轴移向轴移向Z 轴轴图图-(b)所示所示为刀具运动轨迹为刀具运动轨迹.刀具从刀具从a 点出发点出发,指令点为指令点为b 点点,但但在距离在距离b 点为点为r 的的d 点点,刀具以圆弧移动到刀具以圆弧移动到c 点点,即即adc.r 的符号按的符号按下一个程序段沿下一个程序段沿Z 轴的移动方向来确定轴的移动方向来确定,即当加工路线为即当加工路线为bc,沿沿Z 轴方向移动时轴方向移动时,r 为正值为正值;当加工路线为当加工路线为bc,沿沿Z 轴方向移动时轴方向移动
24、时,r 取取负值负值.上一页 下一页返回任务三圆弧面加工任务三圆弧面加工.倒圆角的注意事项倒圆角的注意事项)倒圆角时倒圆角时,用用G指令的移动轴只能有一个轴指令的移动轴只能有一个轴,即即X 轴或轴或Z 轴轴,在下在下一个程序段一个程序段,必须指令与其成直角的另一个轴必须指令与其成直角的另一个轴,即即Z 轴或轴或X 轴轴.)下一个程序段是以下一个程序段是以b 点为始点指令的点为始点指令的,而不是而不是c 点点,要特别注意要特别注意,在增在增量指令时量指令时,应指令离应指令离b 点的距离点的距离.)单程序段停止在单程序段停止在c 点而不在点而不在d 点点.)有的有的FANUC系统具有简化倒圆角功能
25、系统具有简化倒圆角功能,有的系统没有简化倒圆角功有的系统没有简化倒圆角功能能,使用时需查阅机床编程说明书使用时需查阅机床编程说明书.上一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工一、单一形状固定循环一、单一形状固定循环.内、外圆柱面切削循环指令内、外圆柱面切削循环指令G()指令格式指令格式()指令运动轨迹说明指令运动轨迹说明如图如图-所示所示,圆柱面切削循环的执行过程是矩形循环圆柱面切削循环的执行过程是矩形循环(步动作步动作),即刀具从循环起点即刀具从循环起点A 开始以开始以G方式径向移动至方式径向移动至B 点点(指令中的指令中的X 坐坐标处标处),再以再以G方式沿轴向切削工件外圆至终点坐标处方式
26、沿轴向切削工件外圆至终点坐标处(图图-中的中的C点点),然后以然后以G方式沿径向车削退至循环起点的方式沿径向车削退至循环起点的X 坐标处坐标处(图图-中的中的D 点点),最后以最后以G方式快速返回循环起点方式快速返回循环起点A 处处,准备下次准备下次切削循环的动作切削循环的动作.下一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工G指令将指令将AB、BC、CD、DA 四段插补指令组合成一条循环指令四段插补指令组合成一条循环指令进行编程进行编程,达到简化编程的目的达到简化编程的目的.()循环起点的确定循环起点的确定循环起点是机床执行循环指令之前刀位点所在的位置循环起点是机床执行循环指令之前刀位点所在的位置
27、.循环起点既是程循环起点既是程序循环的起点序循环的起点,又是程序循环的终点又是程序循环的终点.对于该点坐标的确定对于该点坐标的确定,考虑到快速考虑到快速进刀的安全性进刀的安全性,Z 向离开加工部位向离开加工部位mm,在加工外圆表面时在加工外圆表面时,X 向可向可略大于毛坯外圆直径略大于毛坯外圆直径mm;加工内孔时加工内孔时,X 向可略小于底孔直径向可略小于底孔直径mm.圆锥面切削循环圆锥面切削循环G 指令指令()指令格式指令格式上一页 下一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工()指令的运动轨迹说明指令的运动轨迹说明圆锥面切削循环的执行过程圆锥面切削循环的执行过程如图如图-所示所示,其动作与圆
28、柱面切削循其动作与圆柱面切削循环类似环类似.()R 值及循环起点的确定值及循环起点的确定G循环指令中的循环指令中的R 值有正、负之分值有正、负之分,具体计算方法为圆锥右端面半具体计算方法为圆锥右端面半径尺寸减去左端面半径尺寸径尺寸减去左端面半径尺寸.对于外径车削对于外径车削,锥度左大右小锥度左大右小R 值为负值为负;反反之为正之为正.对于内孔车削对于内孔车削,锥度左小右大锥度左小右大,R 值为正值为正;反之为负反之为负.上一页 下一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工如图如图-所示所示,实际加工中实际加工中,考虑考虑G进刀的安全性进刀的安全性,循环起点位置循环起点位置选择在轴向距离圆锥右端面
29、选择在轴向距离圆锥右端面mm 处处,若选择在若选择在B 点起刀点起刀,实际加实际加工路线选择工路线选择BC,则必然导致锥度误差则必然导致锥度误差,因此因此,应选择在锥面应选择在锥面BC 的延长的延长线上线上B 点起刀点起刀.此时此时,需重新计算需重新计算R 值值.圆锥面的锥度圆锥面的锥度C 为圆锥大、小为圆锥大、小端直径之差与长度之比端直径之差与长度之比,即即C(Dd)/L.设设 为为C 与与B 的直径之差的直径之差,则则()/(),得得mm,即即R/.(mm).平端面切削循环指令平端面切削循环指令G()指令格式指令格式上一页 下一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工()指令运动轨迹说明指令
30、运动轨迹说明图图-所示所示为平端面切削循环的运动轨迹为平端面切削循环的运动轨迹.刀具从程序起点刀具从程序起点A 开始开始以以G方式快速到达指令中的方式快速到达指令中的Z 坐标处坐标处(图图-中的中的B 点点),再以再以G的方式切削进给至终点坐标处的方式切削进给至终点坐标处(图图-中的中的C 点点),然后退至循然后退至循环起点的环起点的Z 坐标处坐标处(图图-中的中的D 点点),再以再以G方式返回循环起始方式返回循环起始点点A,准备下次切削循环的动作准备下次切削循环的动作.()循环起点的确定循环起点的确定端面切削的循环起点的确定与端面切削的循环起点的确定与G相似相似.在加工外圆表面时在加工外圆表
31、面时,该点离毛该点离毛坯右端面坯右端面mm,比毛坯直径大比毛坯直径大mm;在加工内孔时在加工内孔时,该点离毛该点离毛坯右端面坯右端面mm,比毛坯内径小比毛坯内径小mm.上一页 下一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工.锥端面切削循环指令锥端面切削循环指令G()指令格式指令格式()指令运动轨迹说明指令运动轨迹说明图图-所示为所示为锥端面切削循环的运动轨迹锥端面切削循环的运动轨迹.刀具从程序起点刀具从程序起点A 开始开始以以G方式快速到达指令中的方式快速到达指令中的Z 坐标处坐标处(图图-中的中的B 点点),再以再以G的方式切削进给至终点坐标处的方式切削进给至终点坐标处(图图-中的中的C 点点)
32、,然后退至循然后退至循环起点的环起点的Z坐标处坐标处(图图-中的中的D 点点),再以再以G方式返回循环起始方式返回循环起始点点A,准备下次切削循环的动作准备下次切削循环的动作.()R 值的确定值的确定上一页 下一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工实际加工中实际加工中,考虑到考虑到G进刀的安全性进刀的安全性,循环起点一般比毛坯直径大循环起点一般比毛坯直径大mm,为避免锥度误差为避免锥度误差,需要重新计算需要重新计算R 值值,如图如图-所示所示.根据相似三角形原理根据相似三角形原理,对应边长成比例对应边长成比例,即即二、使用单一固定循环指令二、使用单一固定循环指令G、G时的时的注意事项注意事项
33、上一页 下一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工)使用固定循环指令使用固定循环指令G、G,应根据坯件的形状和工件的加工应根据坯件的形状和工件的加工轮廓进行适当的选择轮廓进行适当的选择.一般情况下的选择如一般情况下的选择如图图-所示所示.图图-(a)为圆柱面切削循环指令为圆柱面切削循环指令G,图图-(b)为圆锥面切为圆锥面切削循环指令削循环指令G(考虑考虑R),图图-(c)为平端面切削循环指令为平端面切削循环指令G,图图-(d)为锥端面切削循环指令为锥端面切削循环指令G(考虑考虑R).)由于由于X/U、Z/W 和和R 的数值在固定循环期间是模态的的数值在固定循环期间是模态的,所以所以,如果没如
34、果没有重新指定有重新指定X/U、Z/W 和和R,则原来指定的数据仍有效则原来指定的数据仍有效.)对于圆锥切削循环中的对于圆锥切削循环中的R,在在FANUCi系统数控车床上系统数控车床上,有时也用有时也用“I”或或“K”来执行来执行R 的功能的功能.上一页 下一页返回任务四阶梯面加工任务四阶梯面加工)如果在使用固定循环的程序段中指定了如果在使用固定循环的程序段中指定了EOB或零运动指令或零运动指令,则重复则重复执行同一固定循环执行同一固定循环.)如果在固定循环方式下如果在固定循环方式下,又指令了又指令了M、S、T 功能功能,则固定循环和则固定循环和M、S、T 功能同时完成功能同时完成.上一页返回
35、任务五成形面加工任务五成形面加工一、内、外圆粗、精车固定循环指令一、内、外圆粗、精车固定循环指令.粗车循环指令粗车循环指令G()指令格式指令格式下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工()循环起点的确定循环起点的确定通常通常,执行之前循环指令执行之前循环指令,要让刀具先定位到循环起点要让刀具先定位到循环起点,循环结束后循环结束后,刀具刀具会自动退刀至循环起点会自动退刀至循环起点,准备下一次循环准备下一次循环.考虑到安全因素考虑到安全因素,外圆车削循外圆车削循环起点的环起点的X 坐标一般取比毛坯直径大坐标一般取比毛坯直径大mm,内孔车削循环起点的内孔车削循环起点的X 坐标一般取比毛坯底孔小坐标
36、一般取比毛坯底孔小mm,Z坐标一般取距离工件端面坐标一般取距离工件端面mm.()G粗车循环走刀轨迹粗车循环走刀轨迹图图-所示所示为为G粗车循环轨迹粗车循环轨迹:数控系统根据程序中从程序段数控系统根据程序中从程序段“”到到“”所描述的精加工轮廓所描述的精加工轮廓,在预留出在预留出X 和和Z 向精加工余量向精加工余量u 和和w 后后,计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工刀具按照分层粗切法将余量去除刀具按照分层粗切法将余量去除(刀具向刀具向X 向进刀向进刀d 后后,切削外圆后按切削外圆后按e“值沿值沿方向退刀方向退刀,循
37、环切削直至粗加工余量被切除循环切削直至粗加工余量被切除).此时工件斜面此时工件斜面和圆弧部分形成台阶状表面和圆弧部分形成台阶状表面,然后按精加工轮廓光整表面然后按精加工轮廓光整表面,最终形成在最终形成在工件工件X 向留有向留有u 大小的余量、大小的余量、Z 向留有向留有w 大小余量的轴大小余量的轴.()指令说明指令说明)在在FANUCi系统中系统中,G指令要求加工零件的轮廓形状必须是单指令要求加工零件的轮廓形状必须是单调递增调递增(外圆加工外圆加工)或单调递减或单调递减(内孔加工内孔加工)的形式的形式.)G指令中的指令中的F和和S值是粗加工循环中的值是粗加工循环中的F 和和S 值值,该值一经指
38、定该值一经指定,则在程序段段号则在程序段段号“”和和“”之间所有的之间所有的F 和和S 值均无效值均无效.另外另外,该该值也可以不指定值也可以不指定,而沿用前面程序段中的而沿用前面程序段中的F、S 值值,并可以沿用到粗、精并可以沿用到粗、精加工结束后的程序中去加工结束后的程序中去.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工)在在FANUC系统中系统中,G指令的指令的“”程序段必须沿程序段必须沿X 向进刀向进刀,且且不能出现不能出现Z 坐标字坐标字,否则系统会出现程序报警否则系统会出现程序报警,如下所示如下所示:N100 G01 X30;正确的正确的 程序段格式程序段格式N100 G01
39、 X30 Z2;错误的错误的 程序段格式程序段格式,程序段中出现了程序段中出现了Z 坐标坐标字字)G指令中的指令中的“”程序段的编写程序段的编写,应尽量使刀具沿应尽量使刀具沿X 方向退方向退至毛坯至毛坯.精车循环精车循环G()指令格式指令格式上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工()指令说明指令说明)G循环起点与对应的粗加工复合循环指令的循环起点可取相同循环起点与对应的粗加工复合循环指令的循环起点可取相同值值.)执行执行G循环时循环时,刀具沿工件的实际轨迹进行切削刀具沿工件的实际轨迹进行切削,循环结束后刀循环结束后刀具返回循环起点具返回循环起点.)G指令用在指令用在G、G、G指令的
40、程序内容之后指令的程序内容之后,不能不能单独使用单独使用.)G执行过程中的执行过程中的F 和和S 值值,由精加工程序段由精加工程序段ns和和nf 之间给出的之间给出的F 和和S 值指定值指定.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工二、端面粗车固定循环指令二、端面粗车固定循环指令G.指令格式指令格式.循环起点的确定循环起点的确定上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工G72循环起点尽量靠近毛坯循环起点尽量靠近毛坯,对外轮廓对外轮廓,宜取在毛坯右下角点宜取在毛坯右下角点,X 向略大向略大于毛坯直径于毛坯直径,Z 向距离端面向距离端面mm;对内轮廓对内轮廓,X 向略小于底孔直径
41、向略小于底孔直径.端面循环走刀轨迹端面循环走刀轨迹图图-所示所示为为G循环的加工轨迹循环的加工轨迹,首先根据精加工程序描述的首先根据精加工程序描述的轮廓轮廓,预留出预留出X 和和Z向精加工余量向精加工余量u 和和w 后后,计算出粗加工实际轮廓计算出粗加工实际轮廓的各个坐标值的各个坐标值.刀具按层切法将余量去除刀具按层切法将余量去除(刀具向刀具向Z 向进刀向进刀d 后后,切削切削端面后按端面后按e 值值退刀退刀,循环切削直至粗加工余量被切除循环切削直至粗加工余量被切除),此时工件斜此时工件斜面和圆弧部分形成台阶状表面面和圆弧部分形成台阶状表面,而后按精加工轮廓光整表面而后按精加工轮廓光整表面,最
42、终在工最终在工件件X 向留有向留有u 大小的余量、大小的余量、Z 向留有向留有w 大小的余量大小的余量.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工.指令说明指令说明G循环所加工的轮廓形状循环所加工的轮廓形状,必须采用单必须采用单调增加或单调递减的形状调增加或单调递减的形状.对于对于G指令中的指令中的“ns”程序段程序段,同样应特同样应特别注意其书写格式别注意其书写格式,如下所示如下所示:N100 G01 Z-30;正确的正确的“ns”程序段程序段N100 G01 X30 Z-30;错误的错误的“ns”程序段程序段,程序段中出现了程序段中出现了X 坐标字坐标字.端面精车循环端面精车循环端
43、面精车循环指令格式与前面端面精车循环指令格式与前面G的格式完全相同的格式完全相同,执行执行G循环循环时时,刀具沿工件的实际轨迹进行切削刀具沿工件的实际轨迹进行切削,循环结束后刀具返回循环起点循环结束后刀具返回循环起点.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工三、复合固定循环三、复合固定循环G.指令格式指令格式 G粗车循环走刀轨迹粗车循环走刀轨迹上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工图图-所示所示为为G粗车循环走刀轨迹粗车循环走刀轨迹.刀具从循环起点刀具从循环起点C 点开始点开始,快速退刀至快速退刀至D 点点(在在X 向的退刀量为向的退刀量为u/i,在在Z 向的退刀量为向的
44、退刀量为wk);快速进刀至快速进刀至E 点点(E点坐标值系统会自动根据点坐标值系统会自动根据A 点坐标、精加工点坐标、精加工余量、余量、X 向毛坯切除余量向毛坯切除余量i和和Z 向毛坯切除余量向毛坯切除余量k 及粗加工次数确及粗加工次数确定定);沿轮廓形状偏移一定值后切削至沿轮廓形状偏移一定值后切削至F 点点;然后快速返回然后快速返回G 点点,准备第二准备第二层循环切削层循环切削;如此分层如此分层(分层次数由循环程序中的参数分层次数由循环程序中的参数d 确定确定)切削至循切削至循环结束后环结束后,快速退回循环起点快速退回循环起点C 点点.指令说明指令说明)G程序段中程序段中,“ns”所指程序段
45、可以向所指程序段可以向X 轴或轴或Z 轴的任意方向进轴的任意方向进刀刀.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工)G循环加工的轮廓形状循环加工的轮廓形状,没有单调递增或单调递减形式的限制没有单调递增或单调递减形式的限制.该指令一般用于毛坯为铸造件的轮廓的粗车循环加工该指令一般用于毛坯为铸造件的轮廓的粗车循环加工.)G循环粗车后仍采用循环粗车后仍采用G循环进行工件的精车循环进行工件的精车,执行执行G循循环时环时,刀具沿工件的实际轨迹进行切削刀具沿工件的实际轨迹进行切削.)加工未切除余料的棒料毛坯时加工未切除余料的棒料毛坯时,i为为X 向毛坯最大切除余量向毛坯最大切除余量,可通过可通过(
46、毛坯尺寸零件轮廓最小部分尺寸毛坯尺寸零件轮廓最小部分尺寸)/来估算来估算.)加工有内凹结构的工件时加工有内凹结构的工件时,为了保证刀具副后面在加工过程中不与为了保证刀具副后面在加工过程中不与工件表面发生摩擦工件表面发生摩擦,往往要求刀具的副偏角往往要求刀具的副偏角Kr 较大较大,由于刀具的主偏角由于刀具的主偏角Kr 一般取一般取,所以应选择刀尖角所以应选择刀尖角r 较小的刀具较小的刀具,俗称俗称“菱形刀菱形刀”.常用的数控机夹式外圆车刀的刀尖角有常用的数控机夹式外圆车刀的刀尖角有和和两种两种.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工四、使用固定循环指令四、使用固定循环指令G、G、G、
47、G的注意事项的注意事项)选用内、外圆复合固定循环选用内、外圆复合固定循环,应根据毛坯的形状、工件的加工轮廓应根据毛坯的形状、工件的加工轮廓及其加工要求适当进行及其加工要求适当进行.G固定循环主要用于径向尺寸要求比较高、轴向切削尺寸大于固定循环主要用于径向尺寸要求比较高、轴向切削尺寸大于径向切削尺寸的毛坯工件的粗车循环径向切削尺寸的毛坯工件的粗车循环.编程时编程时,X 向的精车余量取值一向的精车余量取值一般大于般大于Z 向精车余量的取值向精车余量的取值.G固定循环主要用于端面精度要求比较高、径向切削尺寸大于固定循环主要用于端面精度要求比较高、径向切削尺寸大于轴向切削尺寸的毛坯工件的粗车循环轴向切
48、削尺寸的毛坯工件的粗车循环.编程时编程时,Z 向的精车余量取值一向的精车余量取值一般大于般大于X 向精车余量的取值向精车余量的取值.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工G固定循环主要用于已成形工件固定循环主要用于已成形工件(如铸造毛坯如铸造毛坯)的粗车循环的粗车循环.精车精车余量根据具体的加工要求和加工形状来确定余量根据具体的加工要求和加工形状来确定.)使用内、外圆复合固定循环进行编程时使用内、外圆复合固定循环进行编程时,在其在其“ns”“nf”之间的之间的程序段中程序段中,不能含有以下指令不能含有以下指令.固定循环指令固定循环指令;参考点返回指令参考点返回指令;螺纹切削指令螺纹
49、切削指令;宏程序调用或子程序调用指令宏程序调用或子程序调用指令.)执行执行G、G、G循环指令时循环指令时,只有在只有在G、G、G指令的程序段中指令的程序段中F、S、T 是有效的是有效的,在调用的程序段在调用的程序段“ns”“nf”之间编入的之间编入的F、S、T 功能将被全部忽略功能将被全部忽略.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工相反相反,在执行在执行G精车循环时精车循环时,G、G、G程序段中指令程序段中指令的的F、S、T 功能无效功能无效,这时这时,F、S、T 值决定于程序段值决定于程序段“ns”“nf”之间编入的之间编入的F、S、T 功能功能.)在在G、G、G程序段中程序段中
50、,d(i)、u 都用地址符都用地址符U 进进行指定行指定,而而k、w 都用地址符都用地址符W 进行指定进行指定,系统是根据系统是根据G、G、G程序段中是否指定程序段中是否指定P、Q 以区分以区分d(i)、u 及及k、w 的的.当程序段中没有指定当程序段中没有指定P、Q 时时,该程序段中的该程序段中的U和和W 分别表示分别表示d(i)和和k;当程序段中指定了当程序段中指定了P、Q 时时,该程序段中的该程序段中的U、W 分别表示分别表示u 和和w.上一页 下一页返回任务五成形面加工任务五成形面加工)在在G、G、G程序段中的程序段中的w、u 是指精加工余量值是指精加工余量值,该值按其余量的方向有正、