數(shù)控車(chē)床加工工藝與編程-錐面與圓弧加工知識(shí)

1、模塊三 錐面與圓弧加工任務(wù)1 簡(jiǎn)單圓錐零件的精加工 1掌握刀具補(bǔ)償號(hào)和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令的用法 2鞏固G00、G01指令完成圓錐精加工的編程方法 圓錐零件圓錐零件全部123任務(wù)分析任務(wù)分析精加工該零件時(shí)應(yīng)精加工該零件時(shí)應(yīng)考慮什么問(wèn)題？考慮什么問(wèn)題？產(chǎn)生加工表面形產(chǎn)生加工表面形狀誤差的原因狀誤差的原因 ？如何使用刀尖圓弧如何使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令？半徑補(bǔ)償指令？一、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)哪康模?1） 理想狀態(tài)下理想狀態(tài)下實(shí)際狀態(tài)下實(shí)際狀態(tài)下一、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)哪康模?2） 車(chē)削圓錐面時(shí)欠切削產(chǎn)生誤差車(chē)削圓錐面時(shí)欠切削產(chǎn)生誤差車(chē)削圓弧時(shí)產(chǎn)生的誤差車(chē)削圓弧時(shí)產(chǎn)生的誤差 一、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)哪康模?/p>

2、33） 結(jié)論： 在加工圓錐面和圓弧面時(shí)可能會(huì)發(fā)生過(guò)切削或欠切削的現(xiàn)象，產(chǎn)生加工表面的形狀誤差。 由此可見(jiàn)，在工件編程時(shí)加入刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，使切削出來(lái)的工件獲得正確的加工精度。 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償可以通過(guò)刀具號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即在程序中用指定的T代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。T代碼的形式為T(mén)。二、刀具號(hào)補(bǔ)償（41）例如：T 刀具補(bǔ)償號(hào) 刀具號(hào) 刀具補(bǔ)償號(hào)實(shí)際上是刀具補(bǔ)償寄存器的地址號(hào)，該寄存器中存放著刀具的幾何偏置量和磨損偏置量（X 軸偏置和Z 軸偏置）。 二、刀具號(hào)補(bǔ)償（42）刀具形狀補(bǔ)償參數(shù)界面刀具形狀補(bǔ)償參數(shù)界面 R為刀尖圓弧半徑T為假想刀尖號(hào)位置 在零件粗加工后，如果用同一把刀具對(duì)零件進(jìn)行精加工,由于刀具產(chǎn)生磨損

3、，使零件尺寸產(chǎn)生誤差，只要在刀具磨耗補(bǔ)償參數(shù)界面中 ，修改每把刀具相應(yīng)寄存器中的數(shù)值即可。 刀具磨耗補(bǔ)償參數(shù)界面刀具磨耗補(bǔ)償參數(shù)界面二、刀具號(hào)補(bǔ)償（43）注意事項(xiàng)：1刀具補(bǔ)償程序段內(nèi)有G00或G01功能才有效。偏移量補(bǔ)償在一個(gè)程序的執(zhí)行過(guò)程中完成，這個(gè)過(guò)程是不能省略的。例如“G00 X20.0 Z10.0 T0202；”表示調(diào)用2號(hào)刀具，且有刀具補(bǔ)償，補(bǔ)償量在02號(hào)寄存器內(nèi)。 2必須在取消刀具補(bǔ)償狀態(tài)下調(diào)用其他刀具。二、刀具號(hào)補(bǔ)償（44） 1刀尖圓弧半徑的左右補(bǔ)償指令三、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（61）（1）G41刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償。（2）G42刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償。（3）G40取消刀尖圓弧半徑左右補(bǔ)償

4、。指令格式如下： G41 G00/G01 X Z F ； G42 G00/G01 X Z F ； G40 G00/G01 X Z F ；刀尖圓弧半徑補(bǔ)償偏置方向的判別：三、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（62）后置刀架，后置刀架，+ +Y Y 軸向外軸向外前置刀架，前置刀架，+ +Y Y 軸向內(nèi)軸向內(nèi)三、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（63）2刀尖號(hào)位置的確定 根據(jù)刀尖及刀尖位置的不同，數(shù)控車(chē)床刀具的刀尖號(hào)位置共有9種。 刀 補(bǔ) 加 載補(bǔ) 償 引 入編 程 軌 跡起 點(diǎn)編 程 軌 跡終 點(diǎn)編 程 軌 跡編 程 軌 跡補(bǔ) 償 取 消刀 補(bǔ) 卸 載G40狀 態(tài)G40G42G42G42狀 態(tài)三、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（64）3刀尖圓

5、弧半徑補(bǔ)償?shù)木幊虒?shí)例刀補(bǔ)的加載和卸載 刀具半徑補(bǔ)償程序1G41/G42建立刀補(bǔ)刀補(bǔ)建立刀補(bǔ)建立2刀補(bǔ)執(zhí)行刀補(bǔ)執(zhí)行刀補(bǔ)一旦建立，就一直維持該狀態(tài)直到刀補(bǔ)撤消為止3程序執(zhí)行到撤消指令G40時(shí)，刀補(bǔ)結(jié)束，刀具撤離工件回到退刀點(diǎn)刀補(bǔ)取消刀補(bǔ)取消知識(shí)知識(shí)鏈接鏈接三、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（65）例：使用刀尖圓弧半徑左右補(bǔ)償指令，編制右圖所示零件的加工程序。編程指令如下：N30 G00 XA0 ZA0；N40 G01 G42 XA1 ZA1 F50；N50 XA2 ZA2；N60 XA4 ZA4；N70 G00 G40 XA5 ZA5；其中：A0A5是刀具在工件移動(dòng)軌跡中的坐標(biāo)值。三、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（66）

6、使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)的注意事項(xiàng)： （1）G41、G42、G40只能用在G00、G01指令的程序段內(nèi)，不允許與G02、G03指令用在同一程序段內(nèi)，以免產(chǎn)生報(bào)警。 （2）在編入G41、G42、G40的G00、G01前后的兩個(gè)程序段中，X、Z值至少有一個(gè)值變化，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。 （3）在調(diào)用新的刀具之前，必須取消前一個(gè)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，以免產(chǎn)生加工誤差。 工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱(chēng)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給量(mm/r)備注1精車(chē)工件外輪廓T0193外圓精車(chē)刀10000.08數(shù)控加工工藝卡片一、確定加工工藝二、編制加工程序圓錐零件的加工程序程 序說(shuō) 明O0001；N10 G99 T0101；

7、換1號(hào)外圓車(chē)刀，并建立1號(hào)刀補(bǔ)N20 M03 S1000；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1000r/minN30 G00 X56. 0 Z2.0；刀具快速定位N40 G01 G42 X36.0 Z0. F0.08；建立刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償N50 X52.0 Z-30.0；車(chē)圓錐面N60 Z-50.0；車(chē)外圓N70 G00 G40 X56.0；退刀，并取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償N80 X100.0 Z100.0；返回?fù)Q刀點(diǎn)N90 M05；主軸停轉(zhuǎn)N100 M30；程序結(jié)束，并返回初始位置為什么要用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償？刀尖圓弧半徑補(bǔ)償有哪幾種指令?1 12 2試應(yīng)用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令，編寫(xiě)下圖所示零件的精加工程序。毛坯

8、尺寸為50mm60mm，材料為45鋼。 圓圓錐錐零零件件任務(wù)2 大余量錐體加工 1. 能熟練制定錐面加工工藝 2. 掌握G90、G94指令完成錐面加工的編程方法3.能熟練分析和解決錐面加工誤差的問(wèn)題 全部錐體零件錐體零件123任務(wù)分析任務(wù)分析該零件包含哪些加該零件包含哪些加工內(nèi)容？工內(nèi)容？如何制定錐面的如何制定錐面的加工工藝？加工工藝？如何使用如何使用G90G90錐面錐面循環(huán)加工指令循環(huán)加工指令 ？一、錐面循環(huán)加工指令G90（21） 指令格式： G90 X(U) Z(W) I F ；圓錐面切削終點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值切削始點(diǎn)與圓錐面切削終點(diǎn)的半徑差圓錐面切削終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)增量一、錐面循環(huán)加工

9、指令G90（22）圓錐面的方向圓錐面的方向二、帶錐度的端面切削循環(huán)（21）指令格式： G94 X（U） Z（W） K F ；切削循環(huán)終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)增量切削循環(huán)終點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值端面切削始點(diǎn)至終點(diǎn)位移在Z方向的坐標(biāo)增量二、帶錐度的端面切削循環(huán)（22）錐面的方向錐面的方向三、G90與G94加工路徑對(duì)比G90加工路徑加工路徑G94加工路徑加工路徑點(diǎn)擊點(diǎn)擊圖框圖框播放播放一、確定加工工藝（21）數(shù)控加工工藝卡工序名稱(chēng)工藝要求工作者備注1下料 52mm80mm2車(chē)車(chē)端面3數(shù)控車(chē)工步工步內(nèi)容刀具號(hào)1粗車(chē)外輪廓T012精車(chē)工件外輪廓T024檢驗(yàn)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱(chēng)數(shù)量加工內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給

10、速度(mm/r)背吃刀量(mm)T0190外圓偏刀1粗車(chē)工件外輪廓6000.32.5T0293外圓仿形車(chē)刀1精車(chē)工件外輪廓10000.080.5數(shù)控加工刀具卡一、確定加工工藝（22）二、編制加工程序圓錐體零件加工程序程程 序序說(shuō)說(shuō) 明明O0002；N10 G99 T0101；換換1 1號(hào)外圓車(chē)刀，并建立號(hào)外圓車(chē)刀，并建立1 1號(hào)刀補(bǔ)號(hào)刀補(bǔ)N20 M03 S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600r/min600r/minN30 G00 X54. 0 Z2.0；刀具快速定位至循環(huán)起點(diǎn)刀具快速定位至循環(huán)起點(diǎn)N40 G90 X45.0 Z-40. I-5.25 F0.3；圓錐面粗車(chē)循環(huán)第一次圓

11、錐面粗車(chē)循環(huán)第一次,I,I為自起為自起點(diǎn)到終點(diǎn)的點(diǎn)到終點(diǎn)的X X方向半徑差方向半徑差N50 X40.0；圓錐面粗車(chē)循環(huán)第二次圓錐面粗車(chē)循環(huán)第二次N60 X35.0；圓錐面粗車(chē)循環(huán)第三次圓錐面粗車(chē)循環(huán)第三次N70 X30.5圓錐面粗車(chē)循環(huán)第四次，并留精圓錐面粗車(chē)循環(huán)第四次，并留精車(chē)余量，雙邊車(chē)余量，雙邊0.5mm0.5mmN80 G00 X100.0 Z100.0 T0202;換換2 2號(hào)外圓車(chē)刀，建立號(hào)外圓車(chē)刀，建立2 2號(hào)刀補(bǔ)號(hào)刀補(bǔ)N90 G00 X54.0 Z2.0 M03 S1000;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1000r/min1000r/minN100 G90 X30.0 Z-4

12、0.0 I-5.25 F0.08 ；精車(chē)圓錐面，轉(zhuǎn)速為精車(chē)圓錐面，轉(zhuǎn)速為1000r/min1000r/min N110 G00 X100.0 Z100.0；返回?fù)Q刀點(diǎn)返回?fù)Q刀點(diǎn)N120 M05；主軸停轉(zhuǎn)主軸停轉(zhuǎn)N130 M30；程序結(jié)束并返回初始位置程序結(jié)束并返回初始位置三、錐面加工誤差分析問(wèn)題產(chǎn)生原因預(yù)防和消除錐度（角度）不符合要求 1.程序錯(cuò)誤 2.工件裝夾不正確 1.檢查、修改加工程序 2.檢查工件安裝、增加安裝剛度切削過(guò)程出現(xiàn)干涉現(xiàn)象 工件斜度大于刀具后角 1.選擇正確的刀具 2.改變切削方式表面粗糙度達(dá)不到要求 1.車(chē)刀剛度不足或伸出太長(zhǎng)而引起振動(dòng) 2.車(chē)刀幾何參數(shù)不合理，如選用過(guò)小

13、的前角和后角 3.切削用量選用不合理 1.提高車(chē)刀剛度，正確裝夾車(chē)刀 2.合理選擇車(chē)刀角度，如適當(dāng)增加前角，合理選擇后角 3.進(jìn)給量不宜太大，選擇適當(dāng)?shù)木?chē)余量和切削速度錐面徑向尺寸不符合要求 1.程序錯(cuò)誤 2.刀具磨損 3.沒(méi)考慮刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 1.保證編程正確，并考慮刀尖半徑補(bǔ)償 2.及時(shí)更換磨損大的刀具 3.編程時(shí)考慮刀尖圓弧半徑補(bǔ)償切削過(guò)程出現(xiàn)振動(dòng) 1.工件裝夾不正確 2.刀具安裝不正確 3.切削參數(shù)不正確 1.正確安裝工件 2.正確安裝刀具 3.編程時(shí)合理選擇切削參數(shù)1 12 2圓錐切削循環(huán)指令G90和G94有什么區(qū)別？常見(jiàn)錐面加工誤差有哪些?任務(wù)3 球頭零件加工 1能熟練制定圓弧

14、加工工藝 2掌握G02、G03指令完成圓弧加工的編程方法 3.能熟練分析和解決圓弧加工誤差的問(wèn)題 球頭手柄球頭手柄其余技術(shù)要求：未注倒角不允許銼刀或紗布修整工件表面。123任務(wù)分析任務(wù)分析該零件包含哪些加該零件包含哪些加工內(nèi)容？工內(nèi)容？如何制定圓弧的如何制定圓弧的加工工藝？加工工藝？如何使用如何使用G02G02、G03G03圓弧圓弧加工指令加工指令 ？一、圓弧插補(bǔ)（G02/G03）（21） 1.順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02、逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03指令格式: X(U) Z(W) F_；03G02G_R_K_I其中：I、K為圓心在X、Z軸方向上相對(duì)圓弧起點(diǎn)的增量坐標(biāo)值；R為圓弧半徑。2.圓弧順、逆方向的判斷

15、 前置刀架，前置刀架，+ +Y Y軸向內(nèi)軸向內(nèi)后置刀架，后置刀架，+ +Y Y軸向外軸向外一、圓弧插補(bǔ)（G02/G03）（22）例：編制如圖所示零件的加工程序，路徑：AB 。二、順逆圓弧編程實(shí)例（41）順逆圓弧編程實(shí)例 順圓弧插補(bǔ)二、順逆圓弧編程實(shí)例（42）指定圓心I 、K指定半徑R絕對(duì)方式G02 X60.0 Z-30.0 I12.0 K0 F0.15；G02 X60.0 Z-30.0 R12.0 F0.15；增量方式G02 U24.0 W-12.0 I12.0 K0 F0.15；G02 U24.0 W-12.0 R12.0 F0.15； 逆圓弧插補(bǔ) 指定圓心I 、K指定半徑R絕對(duì)方式G03

16、X60.0 Z-25.0 I0 K-10.0 F0.15 ；G03 X60.0 Z-25.0 R10.0 F0.15；增量方式G03 U20.0 W-10.0 I0 K-10.0 F0.15 ；G03 U20.0 W-10.0 R10.0 F0.15；二、順逆圓弧編程實(shí)例（43）二、順逆圓弧編程實(shí)例（44）指定半徑的圓弧插補(bǔ) 注意： 當(dāng)用半徑R指定圓心位置時(shí)，由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點(diǎn)到終點(diǎn)有存在兩個(gè)圓弧的可能性，如右圖所示，為區(qū)別二者，規(guī)定圓心角180時(shí)， R值為正，如圖中的圓弧1；180時(shí)， R值為負(fù)，如圖中的圓弧2。 一、確定加工工藝（41）1確定工件的裝夾方式及加工工藝路線

17、 球頭手柄裝夾球頭手柄裝夾 一、確定加工工藝（42）2相關(guān)計(jì)算球頭手柄相關(guān)計(jì)算球頭手柄相關(guān)計(jì)算 3刀具選擇選擇外圓粗精車(chē)選擇外圓粗精車(chē)刀具各一把。刀具各一把。1號(hào)刀為號(hào)刀為93外圓外圓仿形粗車(chē)刀；仿形粗車(chē)刀；2號(hào)刀為號(hào)刀為93外圓外圓仿形精車(chē)刀。仿形精車(chē)刀。一、確定加工工藝（43）4.填寫(xiě)相關(guān)工藝卡片 （1）數(shù)控加工工藝卡工序工序名稱(chēng)名稱(chēng)工藝要求工藝要求工作者工作者備備注注1下料下料 60mm60mm120mm120mm2車(chē)車(chē)車(chē)端面車(chē)端面3數(shù)數(shù)控控車(chē)車(chē)工步工步工步內(nèi)容工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具號(hào)1粗車(chē)粗車(chē) 44mm44mm、 20mm20mm的外圓，并倒角的外圓，并倒角C1C1 mmmmT012精車(chē)精

18、車(chē) 44mm44mm、 20mm20mm至圖樣要求尺寸至圖樣要求尺寸T02 23粗車(chē)粗車(chē)S S 56mm56mm、R R22mm22mm圓弧圓弧T01 14精車(chē)精車(chē)S S 56mm56mm、R R22mm22mm圓弧圓弧T02 24檢驗(yàn)檢驗(yàn)一、確定加工工藝（44）（2）數(shù)控加工刀具卡刀具號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱(chēng)刀具規(guī)格名稱(chēng)數(shù)量數(shù)量加工內(nèi)容加工內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給量進(jìn)給量(mm/r)背吃刀背吃刀量量（mm）T0193外圓仿形粗外圓仿形粗車(chē)刀車(chē)刀1粗車(chē)工件外輪廓粗車(chē)工件外輪廓6 6000.2 22 2T0293外圓仿形精外圓仿形精車(chē)刀車(chē)刀1精車(chē)工件外輪廓精車(chē)工件外輪廓1010000.

19、08080.50.5二、編制加工程序（21）球頭手柄左端加工程序程 序說(shuō) 明O0003；N10 G99 T0101；換換1 1號(hào)外圓車(chē)刀，并建立號(hào)外圓車(chē)刀，并建立1 1號(hào)刀補(bǔ)號(hào)刀補(bǔ)N20 M03 S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600r/min600r/minN30 G00 X62. 0 Z2.0；刀具快速定位至循環(huán)起點(diǎn)刀具快速定位至循環(huán)起點(diǎn)N40 G71 U2.0 R1.0；工件左端粗車(chē)循環(huán)工件左端粗車(chē)循環(huán)N50 G71 P60 Q140 U1.0 W0 F0.2；加工路線為加工路線為N60N60N140N140 ，X X方向留精車(chē)余量方向留精車(chē)余量0.5mm0.5mmN60 G0

20、0 X0 S1000；精車(chē)起點(diǎn)，轉(zhuǎn)速為精車(chē)起點(diǎn)，轉(zhuǎn)速為1000r/min1000r/minN70 G01 Z0；N80 X18.0；N90 X20.0 Z-1.0；車(chē)倒角車(chē)倒角C C1 1 mmmmN100 Z-25.0；車(chē)車(chē)20mm20mm外圓外圓N110 X42.0；N120 X44.0 W-1.0；車(chē)倒角車(chē)倒角C C1 1 mmmmN130 Z-40.0；車(chē)車(chē)44mm44mm外圓外圓N140 G00 X62.0；加工結(jié)束加工結(jié)束N150 G00 X100.0 Z100.0 T0202 M03 S800；換刀，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為換刀，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min800r/minN160

21、G00 X62.0 Z2.0；N170 G70 P60 Q140 F0.08；精車(chē)循環(huán)精車(chē)循環(huán)N180 G00 X100.0 Z100.0；返回?fù)Q刀點(diǎn)返回?fù)Q刀點(diǎn)N190 M05；主軸停轉(zhuǎn)主軸停轉(zhuǎn)N200 M30；程序結(jié)束并返回初始位置程序結(jié)束并返回初始位置二、編制加工程序（22）球頭手柄右端加工程序程程 序序說(shuō)說(shuō) 明明O0004O0004；N10N10 G99 T0101G99 T0101；換換1 1號(hào)外圓車(chē)刀，并建立號(hào)外圓車(chē)刀，并建立1 1號(hào)刀補(bǔ)號(hào)刀補(bǔ)N20 M03 S600N20 M03 S600；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為600r/min600r/minN30 G00 X62.N3

22、0 G00 X62. 0 Z2.00 Z2.0；刀具快速定位至循環(huán)起點(diǎn)刀具快速定位至循環(huán)起點(diǎn)N40 G73 U28.0 W0 R14.0N40 G73 U28.0 W0 R14.0；工件右端粗車(chē)循環(huán)工件右端粗車(chē)循環(huán)N N50 G73 P60 Q100 U1.0 W0 F0.250 G73 P60 Q100 U1.0 W0 F0.2；加工路線為加工路線為N60N60N100N100，X X方向留精車(chē)余量方向留精車(chē)余量0.5mm0.5mmN60 G00 G42 X0 S1000N60 G00 G42 X0 S1000；精車(chē)起點(diǎn)，建立刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償，轉(zhuǎn)速為精車(chē)起點(diǎn)，建立刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償，轉(zhuǎn)速為1000r/min1000r/minN70 G01 Z0N70 G01 Z0；N80 G03 X44.0 Z-45.32 R28.0N80 G03 X44.0 Z-45.32 R28.0；車(chē)車(chē)SS56mm56mm圓弧圓弧N90 G02 X44.0 Z-75.0 R22.0N90 G02 X44.0 Z-75.0 R22.0；車(chē)車(chē)R R22mm22mm圓弧圓弧N100 G00