1-1任務(wù)3 使用單一固定循環(huán)指令的編程與加工FANUC系統(tǒng)

數(shù)控加工編程與操作任務(wù)三使用單一固定循環(huán)編程的零件加工與操作一、任務(wù)導(dǎo)入（一）任務(wù)描述

試用FANUC系統(tǒng)的單一固定循環(huán)指令編制如圖1-31所示零件內(nèi)孔及內(nèi)螺紋加工程序，要求確定零件的加工順序、正確選擇刀具與切削用量，選擇工件定位與夾緊方案，并加工出合格產(chǎn)品。材料為φ40mm×φ20mm×80mm管料。

圖1-27

螺紋套圖1-31螺紋套（二）知識目標(biāo)1.掌握內(nèi)外面均需加工的工件加工順序合理安排知識；2.掌握數(shù)控車削單一固定循環(huán)指令的格式與使用；3.掌握內(nèi)螺紋大、小徑編程尺寸的計算方法以及加工余量分配；4.了解數(shù)控車削內(nèi)孔及內(nèi)槽刀具的種類及各自的運用場合；5.掌握車削內(nèi)孔和內(nèi)螺紋刀具選擇。

一、任務(wù)導(dǎo)入一、任務(wù)導(dǎo)入（三）能力目標(biāo)1.會根據(jù)零件圖樣要求選擇工件的加工順序，制定獲得符合圖樣要求的加工方法；2.會根據(jù)工件輪廓形狀正確選擇刀具；3.會查閱數(shù)控加工工藝資料，正確確定每把刀具的切削三要素。（四）素質(zhì)目標(biāo)1.通過套類零件加工精度控制方案優(yōu)化，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)量、成本、效率意識。二、知識準(zhǔn)備（一）數(shù)控車削工藝知識1.套類零件結(jié)構(gòu)特點與技術(shù)要求

套類零件主要起支承或?qū)蜃饔锰最惲慵Y(jié)構(gòu)一般具有以下特點：外圓直徑d一般小于其長度L；內(nèi)孔與外圓直徑之差較小，故壁薄易變形；內(nèi)外圓回轉(zhuǎn)面的同軸度要求較高；結(jié)構(gòu)比較簡單。套類零件內(nèi)孔一般為配合面，尺寸精度一般為IT6~IT8級，表面粗糙度Ra=3.2~0.16μm，有的有圓度、圓柱度等形狀精度要求，有些內(nèi)外表面有同軸度要求，用作定位的端面與內(nèi)孔還有垂直度要求。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（一）數(shù)控車削工藝知識2.套類零件的加工方案對于套類零件，通常加工內(nèi)容有孔、內(nèi)配合面、內(nèi)螺紋、內(nèi)槽等。通常加工順序安排為：先用鉆頭鉆孔（使用管料不需鉆孔），后用車刀車內(nèi)孔（先粗后精），再切內(nèi)槽，最后車內(nèi)螺紋。對于內(nèi)外都有加工內(nèi)容且加工精度要求較高的零件，要特別注意加工工序（或工步）順序的安排，數(shù)控車削一般按“先粗后精、先近后遠(yuǎn)、內(nèi)外交叉、基面先行、保證工件加工剛度,同一把刀連續(xù)加工”原則來確定加工順序。

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二、知識準(zhǔn)備（一）數(shù)控車削工藝知識

3.螺紋切削參數(shù)的確定1)螺紋牙型高度(螺紋總切深)

螺紋牙型高度是指在螺紋牙型上，牙頂?shù)窖赖字g垂直于螺紋軸線的距離，它是車削時車刀總切入深度。對于三角形普通螺紋，牙型高度按下式計算：h=0.6495P式中P--螺距（mm）。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（一）數(shù)控車削工藝知識

3.螺紋切削參數(shù)的確定2)螺紋起點與終點軸向尺寸

δ1、δ2一般按公式選取：

δ1≥2×導(dǎo)程δ2≥(1～1.5)×導(dǎo)程

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圖1-32螺紋升/降速段二、知識準(zhǔn)備（一）數(shù)控車削工藝知識

3.螺紋切削參數(shù)的確定3)分層背吃刀量每次進給的背吃刀量用螺紋深度減精加工背吃刀量所得的差按遞減規(guī)律分配。常用螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量可參考表選取。注意表中值為直徑值

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二、知識準(zhǔn)備（一）數(shù)控車削工藝知識

3.螺紋切削參數(shù)的確定

4）螺紋加工需與主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)

主軸轉(zhuǎn)速滿足下式要求：

式中n為主軸轉(zhuǎn)速(r／min)；P為螺紋導(dǎo)程(mm)，英制螺紋應(yīng)將其換算成相應(yīng)毫米數(shù)。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（二）數(shù)控車孔加工刀具介紹

圖1-33、1-34、1-35為孔加工刀具臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

G90---內(nèi)外圓柱/錐面車削單一固定循環(huán)格式：G90X(U)__Z(W)__R__F__;說明：1.X(U)__Z(W)__表示固定循環(huán)切削終點處的坐標(biāo)。絕對編程用X、Z表示，增量編程用U、W表示。U、W后數(shù)值為切削終點相對于固定循環(huán)起點的增量坐標(biāo)值。2.F表示循環(huán)切削過程中的進給速度。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

說明：3.R表示圓錐面切削起點處的X坐標(biāo)值減切削終點處的X坐標(biāo)值之差值的一半。4.固定循環(huán)軌跡為一封閉的矩形（柱面加工）或梯形(錐面加工)，固定循環(huán)起點X值選取在加工部位軸之外/孔之內(nèi)1～2mm，Z值選取在加工部位起點之右3～4mm。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

應(yīng)用舉例加工圖示外圓錐面式中R值通過公式R/36=（13-12）/34計算O9881;N10G21G99G97T0101M03S600;N20G00X36.Z2.;N30G90X32.Z-34.R-1.06F0.35;N40X29.;N50X26.;N60G00X100.Z100.;N70M05;N80M30;臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

應(yīng)用舉例加工圖示外圓柱面O9882;N10G21G99G97T0101M03S600;N20G00X36.Z2.;N30G90X31.Z-34.F0.35;N40X27.;N50X24.;N60G00X100.Z100.;N70M05;N80M30;臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

G94---（錐）端面車削單一固定循環(huán)格式：G94X(U)__Z(W)__R__F__;說明：1.X(U)__Z(W)__為固定循環(huán)切削終點的絕對（相對）坐標(biāo)，U、W值計算同G90。2.F表示固定循環(huán)切削過程中的進給速度。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

說明：3.R表示圓錐面切削起點處的Z坐標(biāo)值減切削終點處的Z坐標(biāo)值之差值。4.固定循環(huán)軌跡為一封閉的矩形（端面加工）或梯形(錐端面加工)，固定循環(huán)起點X值選在加工部位軸之外/孔之內(nèi)1～2mm，Z值選在加工部位起點之右3～4mm。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

應(yīng)用舉例加工圖示端錐面式中R=39.5×5/37.5=5.27O9883;N10G21G99G97T0101M03S600;N20G00X104.Z2.;N30G94X25.Z0R-5.27F0.35;N40Z-2.5;N50Z-5.;N60G00X100.Z100.;N70M05;N80

M30;臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

應(yīng)用舉例加工圖示端面O9884;N10G21G99G97T0101M03S600;N20G00X104.Z2.;N30G94X25.Z-3.5F0.35;N40Z-7.;N50Z-10.;N60G00X100.Z100.;N70M05;N80

M30;臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與使用說明G92---螺紋加工單一固定循環(huán)

格式G92X(U)__Z(W)__R__F__;說明：1.X(U)__Z(W)__為螺紋切削終點絕對（相對）坐標(biāo)值，實際切削終點選取在螺紋終點再往左一個降速退刀段δ2=（1～1.5）×導(dǎo)程。2.R為圓錐螺紋切削起點處的X坐標(biāo)值減切削終點處的X坐標(biāo)值之差值的一半。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

3.F為螺紋導(dǎo)程的大小，如果是單線螺紋，則為螺紋的螺距。4.固定循環(huán)軌跡為一封閉的的矩形（圓柱螺紋）或梯形(圓錐螺紋)，循環(huán)起點X取值為螺紋頂徑軸之外/孔之內(nèi)1～2mm，Z取值選在螺紋起點之右一個升速進刀段δ1

≥2×導(dǎo)程mm。臥式數(shù)控車床

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二、知識準(zhǔn)備（三）單一固定循環(huán)指令含義與應(yīng)用舉例

應(yīng)用舉例加工圖示圓柱螺紋4次走刀的背吃刀分別為0.8、0.6、0.4、0.16（直徑值）O9885N10G21G97G99;N20T0101M03S400;N30G00X32.Z3.;N40G92X23.2Z-32.F1.5;N50X22.6;N60X22.2;N70X22.04;N80G00X100.Z200.;N90M30;臥式數(shù)控車床

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三、方案設(shè)計(一)零件圖樣分析該零件加工要求較高的部位是表面粗糙度為Ra1.6μm，而且φ36mm、φ24mm、M27×2mm有公差要求。因此在安排粗加工之后還要安排精加工。三、方案設(shè)計2.制定加工方案（1）毛坯選φ40mm×φ20mm×80mm管料（2）使用三爪自定心卡盤裝夾，用工件的外圓定位（3）加工順序安排如下：工序號2程序編號O3001設(shè)備CK6136數(shù)控車夾具：三爪卡盤安裝號工步號工步內(nèi)容定位基準(zhǔn)加工方式安裝11以毛坯外圓定位，粗車一頭工件外圓至φ38mm，長30mm粗基準(zhǔn)：毛坯外圓手動加工安裝21調(diào)頭，以φ38mm外圓定位裝夾，粗車另一頭工件端面精基準(zhǔn)：φ38mm外圓用程序控制自動加工2粗車工件外圓至φ36.5mm，長50mm3粗車內(nèi)孔至φ23.5mm和24.5mm4倒角、精車螺紋底孔到φ24.7mm，內(nèi)孔φ24mm到尺寸5切內(nèi)槽6車內(nèi)螺紋7精車工件φ36.5mm外圓到圖樣尺寸8控制長度到尺寸，切斷三、方案設(shè)計3.確定刀具及切削用量

序號加工面刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進給速度（mm/r）類型材料1端面T0193°外圓刀硬質(zhì)合金5000.12外圓粗、精車T0193°外圓刀600/10000.2/0.13內(nèi)孔粗、精車T0293°內(nèi)孔車刀800/12000.1/0.14內(nèi)切槽T03刃寬4mm4000.055內(nèi)螺紋T0460°內(nèi)螺紋刀20026切斷刀T05刃寬4mm2000.05三、方案設(shè)計4.確定編程原點

設(shè)定編程原點在零件右端面中心處。5.確定毛坯粗加工方法選用G90單一固定循環(huán)編程，實現(xiàn)毛坯的分層切削。主要任務(wù)有確定固定循環(huán)起點坐標(biāo)及使用單一固定循環(huán)的切削終點坐標(biāo)值；粗加工時每次進給背吃刀量一般取相等值，半精加工與精加工余量不等，半精加工余量一般取0.5mm～1.0mm，精加工余量一般取0.2mm～0.5mm。三、方案設(shè)計6.數(shù)學(xué)處理（1）編程基本尺寸的確定φ36mm、φ24mm公差帶為非對稱，要求轉(zhuǎn)化為對稱公差帶并確定其基本尺寸值。（2）螺紋M27×2-6G編程尺寸確定查表得出內(nèi)螺紋6G的基本偏差+0.038mm和公差0.375mm，通過公式D1=D-1.0825P(D為公稱直徑，P為螺距）計算出螺紋小徑值。由此可得內(nèi)螺紋小徑范圍為24.873∽25.248mm，平均值25.06。再通過查表1-15得出螺紋分幾次切削時的X直徑值。四、任務(wù)實施（一）編寫零件加工程序臥式數(shù)控車床

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程序說明O3001;

N10G97G99G21

N20T0101S500M03F0.1;換刀帶刀補、起動主軸，設(shè)定進給量N30G00X45.Z0.;快速接近工件N40G01X18.;車端面N60G00X42.Z2.;快速接近工件到固定循環(huán)起點N70S600F0.2;改變主軸轉(zhuǎn)速和進給量N80G90X38.Z-50.;粗車外圓第一刀N90X36.5;第二刀外圓N100G00X100.Z100.;快退到換刀點四、任務(wù)實施（一）編寫零件加工程序臥式數(shù)控車床

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N110T0202S800M03F0.2;換內(nèi)孔車刀帶刀補、起動主軸，設(shè)定進給量N120G00X18.Z2.;快速接近工件到固定循環(huán)起點N130G90X22.Z-50.;粗車內(nèi)孔第一刀N140X23.5;粗車內(nèi)孔第二刀N150X24.5Z-35.;粗車內(nèi)孔第三刀N160G00Z100.;快退N170S1200F0.1;改變主軸轉(zhuǎn)速和進給量N180G00X18.Z2.;快速接近工件到加工起點N190G00X33.;X方向快進N200X25.Z-2;倒角N210G01Z-35.;車螺紋底孔四、任務(wù)實施（一）編寫零件加工程序臥式數(shù)控車床

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N220X24.01;車內(nèi)臺階面N230Z-50.;車φ24.01內(nèi)孔N240X20.;X方向退刀N250G00Z100.;Z方向快退N255G00X100.X方向快退至換刀點N265T0303S400M03F0.05;換切槽刀帶刀補、起動主軸，設(shè)定進給量N270G00X23.Z2.;

N280Z-35.;快進N290G01X29.;切內(nèi)孔槽N300G04X3.0;

暫停3秒N310G00X23.;X方向快退刀N320Z100.;z方向快退刀四、任務(wù)實施（一）編寫零件加工程序臥式數(shù)控車床

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N330T0404S200M03;換螺紋刀帶刀補、起動主軸N340G00X24.Z4.;快速接近工件到加工起點N350G92X25.9Z-33.F2;車削螺紋第一刀N360X26.5;第二刀N370X27.1;第三刀N380X27.2;第四刀N400G00X100.Z100.;快退到換刀點N410T0101S1000M03F0.1;改變主軸轉(zhuǎn)速和進給量N420G00X40.Z2.;快速接近工件到加工起點N430G00X35.985;進刀四、任務(wù)實施（一）編寫零件加