數(shù)控車床編程與加工課件

單元一臺階軸編程與加工

認(rèn)識數(shù)控車床任務(wù)1

填寫數(shù)控加工工藝文件任務(wù)2

數(shù)控車床操作（廣州數(shù)控980T）系統(tǒng)任務(wù)3

銷軸的編程與加工任務(wù)4任務(wù)1認(rèn)識數(shù)控車床一、任務(wù)描述數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床中結(jié)構(gòu)較為簡單，用途十分廣泛的機(jī)床之一。它能加工各種回轉(zhuǎn)體零件。下面我們就來認(rèn)識一下數(shù)控車床，并學(xué)習(xí)相關(guān)的安全文明生產(chǎn)等方面的知識。二、任務(wù)分析

本任務(wù)學(xué)習(xí)時(shí)先通過觀看多媒體課件了解數(shù)控機(jī)床，然后進(jìn)行現(xiàn)場參觀，讓學(xué)生對數(shù)控機(jī)床有一定的感性認(rèn)識，為下一步的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，在輕松愉快的氛圍中掌握所學(xué)內(nèi)容。1.數(shù)控車床的組成（1）數(shù)控裝置切斷時(shí)的切削深度等于切斷刀刀體的寬度。（2）輸入/輸出設(shè)備三、相關(guān)知識

圖1-1控制介質(zhì)

a）移動硬盤b）U盤c）磁盤a）b）c）（3）伺服系統(tǒng)

圖1-2驅(qū)動裝置圖1-3伺服電動機(jī)（4）驅(qū)動裝置（5）輔助控制裝置圖1-4可編程控制器PLC（6）檢測裝置

a)直線光柵b)光電編碼器圖1-5常用檢測元件（7）機(jī)床本體2.數(shù)控車床的分類（1）按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類1）開環(huán)控制系統(tǒng)(圖1-6)

圖1-6開環(huán)控制系統(tǒng)①半閉環(huán)控制系統(tǒng)(圖1-7)2）閉環(huán)控制系統(tǒng)圖1-7半閉環(huán)控制系統(tǒng)②全閉環(huán)控制系統(tǒng)(圖1-8)圖1-8全閉環(huán)控制系統(tǒng)（2）按功能分類1)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床2)普通數(shù)控車床3)車削加工中心（3）按主軸的配置形式分類

1）臥式數(shù)控車床(圖1-9)

圖1-9臥式數(shù)控車床圖1-10立式數(shù)控車床圖

2）立式數(shù)控車床(圖1-10)3.數(shù)控車床的用途與特點(diǎn)（1）數(shù)控車床的用途（2）數(shù)控車床的特點(diǎn)

1）適應(yīng)性強(qiáng)

2）適合加工復(fù)雜型面的零件

3）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定

4）生產(chǎn)效率高

5）工序集中，一機(jī)多用

6）減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件

7）價(jià)格較高且調(diào)試和維修較復(fù)雜多媒體設(shè)備、課件，數(shù)控機(jī)床車間。四、任務(wù)準(zhǔn)備五、任務(wù)實(shí)施1.教師利用多媒體課件講解重點(diǎn)知識2.教師帶領(lǐng)學(xué)生數(shù)控車間參觀，進(jìn)行互動學(xué)習(xí)任務(wù)2填寫數(shù)控加工工藝文件一、任務(wù)描述

工藝路線設(shè)計(jì)好后,以表格（卡片）形式記錄下來的技術(shù)文件就是工藝文件。這些技術(shù)文件是對數(shù)控加工的具體說明，目的是讓操作者更明確加工程序的內(nèi)容、裝夾方式、各個(gè)加工部位所選用的刀具切削用量及其它技術(shù)問題。下面介紹工藝文件的三個(gè)卡片，通過填寫工藝文件，掌握工藝文件中所涉及的知識。二、任務(wù)分析

工藝文件是編寫程序前必需掌握的內(nèi)容，是編程前的準(zhǔn)備工作，為零件的編程加工提供參數(shù)選擇依據(jù)。本任務(wù)通過介紹分析數(shù)控加工的工藝路線、刀具、切削用量、工件安裝及加工方案，了解工藝文件的填寫內(nèi)容，掌握工藝路線的設(shè)計(jì)方法、步驟，選擇刀具、切削用量、工件安裝的方法，能確定加工方案。為零件編程及加工做準(zhǔn)備。1.工藝文件（1）數(shù)控加工刀具卡片（2）數(shù)控加工工藝卡片（3）數(shù)控加工程序單三、相關(guān)知識2.工藝文件的相關(guān)知識（1）數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

1）工序的劃分①以一次安裝、加工作為一道工序。②以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。③以加工部位劃分工序。④以粗、精加工劃分工序。（2）工序的安排

1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有普通車床加工工序的也應(yīng)綜合考慮。

2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工。

3）以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)和換刀次數(shù)。

4）數(shù)控加工工序與普通工序的銜接（3）數(shù)控加工工藝處理的原則和步驟1）數(shù)控加工工藝處理的一般原則①因地制宜②總結(jié)經(jīng)驗(yàn)③靈活運(yùn)用④考慮周全2）數(shù)控加工工藝處理的步驟①圖樣分析②工藝分析③工藝準(zhǔn)備④工藝設(shè)計(jì)⑤實(shí)施編程（4）數(shù)控車床刀具的選擇1）刀具性能①強(qiáng)度高。②精度高。③適應(yīng)高速和大進(jìn)給量切削。④可靠性好。⑤使用壽命長。⑥斷屑及排屑性能好。2）刀具材料性能刀具材料必須具備的主要性能同普通車床刀具材料的性能。3）刀具的類型①機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀。②涂層刀具。③非金屬材料刀具。（5）基準(zhǔn)

1）基準(zhǔn)的分類基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。其中，工藝基準(zhǔn)又分為定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)等。

2）定位基準(zhǔn)3）定位基準(zhǔn)的選擇①粗基準(zhǔn)選擇原則Ⅰ.選擇重要表面為粗基準(zhǔn)Ⅱ.選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)Ⅲ.選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn)Ⅳ.選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)Ⅴ.粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用②精基準(zhǔn)的選擇原則Ⅰ.基準(zhǔn)重合Ⅱ.基準(zhǔn)統(tǒng)一Ⅲ.自為基準(zhǔn)Ⅳ.互為基準(zhǔn)Ⅴ.裝夾方便（6）確定切削用量1）背吃刀量的確定2）切削速度的確定3）進(jìn)給量的確定①在滿足表面質(zhì)量的條件下，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給量。②切斷、車削深孔或用高速鋼刀具車削時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給量，如切斷時(shí)取0.05～0.2mm/r③在粗車時(shí)進(jìn)給量的取值可大一些，精車應(yīng)小一些如一般粗車時(shí)取0.3～0.8mm/r。④進(jìn)給量應(yīng)與切削速度和背吃刀量相適應(yīng)（7）制定加工方案

1）常用加工方案①先粗后精②先近后遠(yuǎn)③先內(nèi)后外2）制定加工方案的要求①程序段最少②進(jìn)給路線最短Ⅰ.巧用起刀點(diǎn)。Ⅱ.選擇最短的切削進(jìn)給路線。③靈活選用不同形式的切削路線。（8）程序編制流程1）分析零件圖和工藝方案①數(shù)控機(jī)床上確定工藝方案、工藝路線的原則是:Ⅰ.應(yīng)考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性及經(jīng)濟(jì)性,并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。Ⅱ.保證零件的加工精度和表面粗糙度要求Ⅲ.盡量縮短加工路線,減少空行程時(shí)間和換刀次數(shù),以提高生產(chǎn)率。Ⅳ.盡量使數(shù)值計(jì)算方便,程序段少,以減少編程工作量。Ⅴ.合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式,保證切入過程平穩(wěn),沒有沖擊。Ⅵ.保證加工過程的安全性,避免刀具與非加工面的干涉。②零件的安裝與夾具的選擇,應(yīng)考慮以下三點(diǎn):Ⅰ.盡量選擇通用、組合夾具,一次安裝中把零件的所有加工面都加工出來,Ⅱ.特別注意要迅速完成工件的定位和夾緊過程,以減少輔助時(shí)間,必要時(shí)可以考慮采用專用夾具。Ⅲ.所用夾具應(yīng)便于安裝,便于協(xié)調(diào)工件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。③刀具和切削用量選擇刀具時(shí)應(yīng)根據(jù)工件材料的性能、機(jī)床的加工能力、加工工序的類型、切削用量以及其他與加工有關(guān)的因素來選擇刀具。切削用量包括:主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度等。2）數(shù)學(xué)處理①選擇編程原點(diǎn)圖1-23車削加工的編程原點(diǎn)②基點(diǎn)③非圓曲線數(shù)學(xué)處理的基本過程3）編寫零件加工程序單4）程序的輸入及檢驗(yàn)1.零件圖紙

四、任務(wù)準(zhǔn)備圖1-24螺紋軸2.工藝文件（1）數(shù)控加工刀具卡片。（2）數(shù)控加工工藝卡片。1.零件圖工藝分析（1）該零件表面由退刀槽和三角螺紋組成的，尺寸精度和表面粗糙度要求不高。已知毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為Ф35mm×103mm的圓棒料。螺紋加工可用G32或G92或G76指令進(jìn)行編程。五、任務(wù)實(shí)施（2）選擇設(shè)備根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用GSK980T數(shù)控車床。（3）確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式選擇三爪自定心卡盤進(jìn)行裝夾，如果Ф35外圓已精加工，避免夾傷，也可選擇軟卡爪。（4）確定加工順序及進(jìn)給路線

1）粗、精車外圓及倒角。

2）車退刀槽；

3）車螺紋。（5）選擇刀具因表面粗糙度要求不高，可選擇一把YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓右偏刀、一把YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車槽刀、一把YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位螺紋車刀。（6）選擇切削用量

1）背吃刀量的選擇輪廓粗車循環(huán)時(shí)選αp=2mm，精車αp=0.5mm，螺紋每次切深根據(jù)螺距大小確定2）主軸轉(zhuǎn)速的選擇外圓粗車時(shí)n=600r/min，精車n=1250r/min；車槽n=600r/min；螺紋n=500r/min。3）進(jìn)給速度的選擇根據(jù)相關(guān)手冊選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實(shí)際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.2mm/r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.15mm/r，最后根據(jù)公式vf=nf計(jì)算粗車、精車進(jìn)給速度分別為200mm/min和180mm/min。本任務(wù)主要由外圓、圓弧、槽等部分組成程序編制并不復(fù)雜，外圓部分可用復(fù)合指令G71來加工，槽部分可用我們新學(xué)的指令復(fù)合指令G75加工。2.填寫工藝文件卡片任務(wù)3數(shù)控車床操作

（廣州數(shù)控980T系統(tǒng)）一、任務(wù)描述掌握數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)、組成，指令字的含義；理解GSK980T數(shù)控系統(tǒng)面板上各按鍵的功能和作用，并能熟練掌握它的操作方法。二、任務(wù)分析

該任務(wù)是學(xué)習(xí)數(shù)控車床編程與加工的基礎(chǔ)，包括坐標(biāo)系統(tǒng)、程序的結(jié)構(gòu)與組成、程序指令字的意義、數(shù)控操作系統(tǒng)面板上按鍵的作用、數(shù)控車床的操作方法及相關(guān)的安全文明操作規(guī)程等內(nèi)容。學(xué)習(xí)過程中如采用數(shù)控仿真軟件與數(shù)控機(jī)床操作相結(jié)合的方法，效果會更好。1.數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)（1）坐標(biāo)軸和運(yùn)動方向命名的原則三、相關(guān)知識圖1-26右手直角笛卡爾坐標(biāo)系1）運(yùn)動方向的確定①實(shí)際編程時(shí)，假定刀具相對于靜止的工件而運(yùn)動。當(dāng)工件運(yùn)動時(shí)，在坐標(biāo)軸符號上加“′”表示。按相對運(yùn)動的關(guān)系，工件運(yùn)動的正方向恰好與刀具運(yùn)動的正方向相反。②運(yùn)動方向的規(guī)定：將增大刀具與工件距離的方向確定為各坐標(biāo)軸的正方向。③機(jī)床旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)運(yùn)動的正方向是按照右旋螺紋進(jìn)入工件的方向。即車床主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的方向?yàn)椤?C′”。2）坐標(biāo)軸的規(guī)定先確定Z坐標(biāo)軸。按規(guī)定確定X坐標(biāo)軸。最后用右手直角笛卡爾定則確定Y坐標(biāo)軸。①Z坐標(biāo)軸：Z軸與主軸軸線重合，設(shè)Z軸遠(yuǎn)離工件（即增大刀具與工件之間的距離）的方向?yàn)閆軸的正方向（如圖1-27所示）。②X坐標(biāo)軸：X軸垂直于Z軸，對應(yīng)于刀架的徑向移動，設(shè)X軸遠(yuǎn)離工件的軸心線（即增大刀具與工件之間的距離）的方向?yàn)閄軸的正方向。③Y坐標(biāo)軸（車床上通常為虛設(shè)軸）：Y坐標(biāo)軸根據(jù)Z和X坐標(biāo)軸，按照右手直角笛卡爾坐標(biāo)系確定。（2）機(jī)床坐標(biāo)系

1）機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)圖1-28機(jī)床原點(diǎn)圖1-29數(shù)控車床坐標(biāo)系2）機(jī)床參考點(diǎn)圖1-30機(jī)床坐標(biāo)系（3）編程坐標(biāo)系1）編程坐標(biāo)系2）編程原點(diǎn)3）對刀點(diǎn)圖1-31編程坐標(biāo)系及對刀點(diǎn)2.程序的結(jié)構(gòu)及功能代碼（1）零件程序的結(jié)構(gòu)1）程序號2）程序內(nèi)容3）程序結(jié)束4）程序指令字的格式（2）功能代碼1）準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能又稱“G功能”或“G代碼”，是由地址字G和后面的兩位數(shù)來表示的，它用來規(guī)定刀具和工件的相對運(yùn)動軌跡、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)偏置等多種加工操作.2）輔助功能輔助功能也稱M功能，它用于控制零件程序的走向，并用來指定機(jī)床輔助動作及狀態(tài)。①CNC內(nèi)定的輔助功能Ⅰ.M00（程序暫停）Ⅱ.M30(程序結(jié)束并返回)Ⅲ.M98、M99(子程序調(diào)用)②PLC設(shè)定的輔助功能

Ⅰ.主軸控制指令

M03啟動主軸以程序中編制的主軸速度順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

M04啟動主軸以程序中編制的主軸速度逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

M05使主軸停止旋轉(zhuǎn)。

Ⅱ.冷卻控制指令

M08打開切削液。

M09關(guān)閉切削液。3）主軸功能（S功能）主軸功能控制主軸轉(zhuǎn)速，其后的數(shù)值表示主軸轉(zhuǎn)速數(shù)值，單位為r/min。在使用恒線速度功能時(shí)（G96），S指令為切削線速度，單位為m/min。4）刀具功能（T功能）刀具功能也稱T功能，它是由地址符T和后續(xù)數(shù)字組成。5）進(jìn)給功能（F功能）進(jìn)給功能也稱F功能，F(xiàn)指令表示坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度，它的單位取決于G98或G99指令。G98表示每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min。G99表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r。F指令為模態(tài)指令。數(shù)控車床計(jì)算機(jī)模擬仿真軟件、數(shù)控車床。四、任務(wù)準(zhǔn)備1.數(shù)控車床的操作面板（廣州數(shù)控980T）系統(tǒng)（1）數(shù)控系統(tǒng)操作面板

五、任務(wù)實(shí)施屏幕顯示器指示燈編輯鍵盤顯示頁面鍵圖1-32數(shù)控系統(tǒng)操作面板1）顯示頁面按鈕

2）編輯鍵盤按鈕的名稱及用途（2）數(shù)控車床操作面板

1）數(shù)控車床操作面板

2）機(jī)床操作面板各按鈕的名稱及用途2.機(jī)床準(zhǔn)備及參數(shù)選擇（以GSK980T系統(tǒng)數(shù)控仿真軟件為例）

（1）選擇機(jī)床類型圖1-34選擇機(jī)床類型（2）接通機(jī)床電源（3）機(jī)床回零（4）設(shè)置工件坐標(biāo)系原點(diǎn)（對刀）（5）參數(shù)設(shè)置3.機(jī)床操作（1）手動方式

1）手動返回程序起點(diǎn)

2）手動連續(xù)進(jìn)給（2）單步進(jìn)給（3）手輪進(jìn)給（4）手動輔助機(jī)能操作1)手動換刀2)冷卻液開關(guān)3)潤滑開關(guān)4)主軸正轉(zhuǎn)5)主軸反轉(zhuǎn)6)主軸停止7)主軸倍率增加，減少8)快速進(jìn)給倍率增加，減少9)進(jìn)給速度倍率增加，減少（5）自動方式

1）自動/單段方式的啟動

2）自動運(yùn)行停止

3）檢查程序運(yùn)行軌跡（6）錄入方式（MDI方式）（7）空運(yùn)行方式（8）數(shù)控程序處理

1）新建數(shù)控程序

2）程序字的插入、修改和刪除

3）程序號檢索

4）程序的刪除

5）程序的導(dǎo)出、導(dǎo)入（9）數(shù)據(jù)顯示

1）程序存儲器使用量的顯示

2）當(dāng)前位置的顯示

3）指令值的顯示

4）加工時(shí)間、零件數(shù)顯示任務(wù)4銷軸的編程與加工圖1-61銷軸

一、任務(wù)描述

軸類零件是在數(shù)控車床上加工的典型零件之一，如常見的有臺階軸、細(xì)長軸、偏心軸、復(fù)雜軸等零件，它們的特點(diǎn)是直徑方向尺寸較小，而長度方向尺寸較大，加工的部位主要是外表面，我們稱這樣的零件為軸類零件。如圖1-61所示為一銷軸零件圖，圖1-62為銷軸實(shí)物圖，生產(chǎn)類型為單件或小批量生產(chǎn)，無熱處理工藝要求，試正確設(shè)定工件坐標(biāo)系，制定加工工藝方案，選擇合理的刀具和切削工藝參數(shù)，正確編制數(shù)控加工程序并完成零件的加工。圖1-62銷軸實(shí)物圖

二、任務(wù)分析

該零件只有直徑為Ф20的精度較高，其他尺寸精度要求不高，表面粗糙度全部為Ra3.2，要求一般，外圓端面加工較為簡單，注意保證精度要求即可。零件可以用G01、G90指令加工外圓，可用G94指令來加工端面，但G01編程時(shí)會使程序段增加，且計(jì)算量較大，編程容易出錯(cuò)，如果采用固定循環(huán)指令G90加工會使程序簡短。通過學(xué)習(xí)銷軸的編程與加工，使學(xué)生掌握軸類零件的數(shù)控加工工藝知識、工件安裝、刀具選擇與安裝、常用指令(G00、G01、G94、G90)格式及用法及零件加工與質(zhì)量分析等。三、相關(guān)知識1.加工工藝的確定（1）零件的裝夾1）使用普通三爪自定心卡盤裝夾，工件安裝后一般不需要校正，只控制長度即可。2）用軟卡爪裝夾，并適當(dāng)增加夾持面的長度，以保證定位準(zhǔn)確，裝夾穩(wěn)固。3）同軸度要求高或需經(jīng)多道工序才能完成的工件，可采用一夾一頂或兩頂尖方式裝夾。（2）選擇刀具及加工方式

1）盡量選擇通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。

2）盡量選擇可轉(zhuǎn)位車刀。

3）根據(jù)零件材料選擇特殊刀具。（3）選擇切削用量2.編程指令（1）快速點(diǎn)定位指令G001）指令格式

G00X（U）_Z（W）_；

X、Z：目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)；

U、W：目標(biāo)點(diǎn)相對前一點(diǎn)的增量坐標(biāo)。2）說明：①G00的執(zhí)行過程：刀具由程序起始點(diǎn)加速到最大速度，然后快速移動，最后減速到終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速點(diǎn)定位。②刀具的實(shí)際運(yùn)動路線有時(shí)不是直線，而是折線，因此使用G00時(shí)，要注意刀具與工件是否發(fā)生干涉，對不適合聯(lián)動的場合，兩軸可單動。（2）直線插補(bǔ)指令G011）指令格式

G01X（U）_Z（W）_F

；

X、Z：目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)；

U、W：目標(biāo)點(diǎn)相對前一點(diǎn)的增量坐標(biāo)；

F：進(jìn)給速度。2)說明：①G01指令后的坐標(biāo)值取絕對值編程還是增量值編程，由編程者根據(jù)情況決定。②進(jìn)給速度由F指令決定。F指令也是模態(tài)指令，即：程序中的F指令在沒有新的F指令以前一直有效，不必在每個(gè)程序段中都寫入F指令。（3）內(nèi)外徑切削固定循環(huán)G901）指令格式

G90X(U)__Z(W)__F__；

X，Z：切削終點(diǎn)的絕對坐標(biāo)值；

U，W：切削終點(diǎn)的增量坐標(biāo)值；

F：進(jìn)給速度。例1：加工如圖1-65所示的工件，編寫加工程序見表1-17。

圖1-65外圓切削循環(huán)加工

加工程序程序說明O0001；程序號G99M03S600T0101；主軸正轉(zhuǎn)啟動，轉(zhuǎn)速為600r/min，選擇1號刀及1號刀補(bǔ)G00X42.0Z2.0；刀具快速移動到循環(huán)起點(diǎn)位置G90X35.0Z-25.0F0.2；循環(huán)第一刀外圓車至Ф35mmX31.0；循環(huán)第二刀外圓車至Ф31mm，留余量1mmX30.0；循環(huán)第三刀加工Ф30mm外圓及階臺至尺寸GOOX100.Z100.；車刀遠(yuǎn)離工件M30；程序結(jié)束，光標(biāo)返回程序頭表1-17G90應(yīng)用實(shí)例2）說明①在固定循環(huán)切削過程中，M、S、T等功能不能改變，如需改變，須在G00或G01狀態(tài)下變更。②每執(zhí)行完一句G90切削循環(huán)后，車刀返回循環(huán)起點(diǎn)。（4）端面車削循環(huán)（G94）

1）指令格式

G94X(U)__Z(W)__F__；

X，Z：切削終點(diǎn)的絕對坐標(biāo)值；

U，W：切削終點(diǎn)的增量坐標(biāo)值；

F：進(jìn)給速度例2加工如圖1-67所示的工件，編寫加工程序見表1-18圖1-67G94應(yīng)用實(shí)例加工程序程序說明O0002；程序號G99M03S600T0101；主軸正轉(zhuǎn)啟動，轉(zhuǎn)速為600r/min，選擇1號刀及1號刀補(bǔ)G00X52.Z2.；刀具快速移動至循環(huán)起點(diǎn)G94X20.0Z-3.5F0.2；循環(huán)第一刀加工，Z軸進(jìn)刀3.5mmZ-7.0；循環(huán)第二刀加工，Z軸進(jìn)刀3.5mmZ-10.0；循環(huán)第三刀加工，Z軸進(jìn)刀3mmG00X100.Z100.；刀具遠(yuǎn)離工件M30；程序結(jié)束，光標(biāo)返回程序頭表1-18G94應(yīng)用實(shí)例四、任務(wù)準(zhǔn)備1.設(shè)備選擇選用廣州數(shù)控GSK980Ｔ系統(tǒng)數(shù)控車床；計(jì)算機(jī)及仿真軟件；采用三爪自定心卡盤裝夾。2.零件毛坯選用φ40mm×55mm棒料，多件練習(xí)時(shí)也可以采用加長棒料，毛坯材質(zhì)為45鋼。3.刀具類型選用90°外圓右偏車刀（1）鋼直尺：0～200mm。（2）游標(biāo)卡尺：0.02mm/0～150mm。（3）外徑千分尺：0.01mm/0～25mm。（4）表面粗糙度樣板。4.量具選用五、任務(wù)實(shí)施1.確定加工工藝（1）車削零件左端面。（2）粗、精車零件左端Ф38外圓柱面，長度21mm。（3）工件調(diào)頭，車右端面，保證總長尺寸50mm合要求。（4）粗車Ф200－0.03外圓，留精車余量0.5mm。（5）精車Ф200－0.03外圓和倒角至尺寸要求2.程序的編制和輸入

下面就用兩種指令分別編寫本任務(wù)的加工程序，見表1-21、1-22。（1）程序方案一加工程序程序說明實(shí)物圖O0003；程序名G97G99M03S800T0101F0.15;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min，選擇1號刀及1號刀補(bǔ)G00X42.Z2.;刀具快速靠近工件Z0.;Z向進(jìn)刀G01X-1.;車左端面G00Z2.;Z軸退刀X37.9;X軸退刀G01Z-22.;車Ф38外圓X42.;X向退刀G00X100.Z100.;車刀遠(yuǎn)離工件表1-21用G01指令加工銷軸程序M00;程序暫停，測量、調(diào)頭M03S900T0101;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速900r/minG00X42.Z2.;車刀靠近工件Z1.;Z向進(jìn)刀G01X-1.F0.15;粗車右端面第一刀G00Z2.;Z向退刀X42.;X向退刀Z0;Z向進(jìn)刀G01X-1.;精車右端面G00Z2.;Z向退刀X35.;X向退刀表1-21用G01指令加工銷軸程序（續(xù)表1）G01Z-30.F0.2;粗車Ф200－0.03外圓，留余量0.5mmX42.;G00Z2.;X30.;G01Z-30.;X42.;G00Z2.;X25.;G01Z-30.;X42.;G00Z2.;X20.5;G01Z-30.;X42.;G00Z2.;表1-21用G01指令加工銷軸程序（續(xù)表2）S1200;精車外圓轉(zhuǎn)速G00X16.;X向進(jìn)刀G01Z0F0.1;精車Ф200－0.03外圓至尺寸并倒角X20.Z-2.;Z-30.;X42.;G00X100.Z100.;車刀遠(yuǎn)離工件M30；程序結(jié)束光標(biāo)返回程序頭表1-21用G01指令加工銷軸程序（續(xù)表3）表1-22用G90、G94切削循環(huán)指令加工銷軸程序加工程序程序說明實(shí)物圖O0004程序名G99M03S800T0101F0.15;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min，選擇1號刀及1號刀補(bǔ)G00X42.Z2.;刀具快速移動到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)G94X-1.Z1.F0.15;G94切削循環(huán)車削工件左端面Z0;G90X37.9Z-22.F0.15;G90切削循環(huán)車削Ф38mm外圓G00X100.Z100.;車刀快速退刀，遠(yuǎn)離工件M00;程序暫停，測量、調(diào)頭M03G99S800T0101F0.15;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min，選擇1號刀及1號刀補(bǔ)G00X42.Z2.;車刀快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)G94X-1.Z1.F0.15;G94切削循環(huán)車削工件右端面Z0;S900;主軸轉(zhuǎn)速900r/minG90X35.Z-30.F0.2;粗車Ф200－0.03外圓，留余量0.5mmX30.;X25.;X20.5;S1200;精車外圓轉(zhuǎn)速G00X16.;精車Ф200－0.03外圓至尺寸并倒角G01Z0F0.1;X20.Z-2.;Z-30.;X42.;G00X100.Z100.;車刀遠(yuǎn)離工件M30；程序結(jié)束光標(biāo)返回程序頭表1-22用G90、G94切削循環(huán)指令加工銷軸程序（續(xù)表）3.零件加工模擬圖1-68銷軸加工過程模擬4.工件與刀具的安裝

工件和刀具在數(shù)控車床上的安裝方法同普通車床要求基本相同。工件裝夾在三爪自定心卡盤上，裝夾要牢固。車刀安裝時(shí)不宜伸出過長，刀尖高度應(yīng)與機(jī)床中心等高。5.對刀并輸入刀補(bǔ)值正確對刀，輸入對應(yīng)的刀補(bǔ)值，對刀結(jié)6.數(shù)控加工與精度控制（1）加工首件加工應(yīng)單段運(yùn)行，通過機(jī)床控制面板上的“倍率選擇”按鈕修正加工參數(shù)，然后自動運(yùn)行加工，當(dāng)程序暫停時(shí)可以對加工尺寸檢測，以保證精度要求。（2）精度控制加工過程中，各尺寸精度應(yīng)在公差范圍之內(nèi)，如出現(xiàn)誤差可采用刀補(bǔ)修正法或修改程序進(jìn)行修正。7.零件檢測（1）修整工件，去毛刺等。（2）尺寸精度檢測：用游標(biāo)卡尺測量零件總長、階臺長度、倒角及Ф38外圓尺寸，用外徑千分尺檢測Ф200－0.03外圓尺寸。（3）表面質(zhì)量檢測：用表面粗糙度樣板對比檢測零件表面加工質(zhì)量。六、檢查評議七、問題與防治問題現(xiàn)象產(chǎn)生原因解決方法工件外圓尺寸超差1.刀具數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確2.切削用量選擇不當(dāng)產(chǎn)生讓刀3.程序錯(cuò)誤4.工件尺寸計(jì)算錯(cuò)誤1.調(diào)整或重新設(shè)定刀具數(shù)據(jù)2.合理選擇切削用量3.檢查、修改加工程序4.正確計(jì)算工件尺寸外圓表面粗糙度差1.切削速度過低2.刀具中心過高3.切屑控制較差4.刀尖產(chǎn)生積屑瘤5.切削液選用不合理1.調(diào)高主軸轉(zhuǎn)速2.調(diào)整刀具中心高度3.選擇合理的進(jìn)刀方式及切深4.選擇合適的切速范圍5.選擇正確的切削液，并充分噴注臺階處不清根或呈圓角1.程序錯(cuò)誤2.刀具選擇錯(cuò)誤3.刀具損壞1.檢查修改加工程序2.正確選擇加工刀具3.更換刀片表1-24外圓加工中易出現(xiàn)問題、產(chǎn)生的原因及解決方法任務(wù)1軸頭的編程與加工一、任務(wù)描述如圖2-1所示為一模芯零件圖，圖2-2為模芯實(shí)體圖形，生產(chǎn)類型為單件或小批量生產(chǎn)，無熱處理工藝要求，試正確設(shè)定工件坐標(biāo)系，制定加工工藝方案，選擇合理的切削工藝參數(shù)，正確編制數(shù)控加工程序并完成零件的加工。圖2-1模芯圖2-2模芯實(shí)體圖

二、任務(wù)分析

本零件包括外圓、階臺、圓錐面等加工內(nèi)容，除Ф39±0.02mm、Ф33±0.02mm、Ф26±0.02mm外圓精度要求較高外，其他各尺寸精度要求一般，表面粗糙度全部為Ra3.2，要求也不高。零件上各點(diǎn)坐標(biāo)值明確，無需計(jì)算。本零件可以采用前面學(xué)過的G01指令加工，但粗車圓錐部分時(shí)，因背吃刀量太大，不能一次粗車完成，在分次車削時(shí)Z坐標(biāo)值需精確計(jì)算，這樣會給編程工作帶來很多麻煩。又因本零件外形從右至左直徑是逐漸變大的，符合單調(diào)性變化的規(guī)律，因此粗加工時(shí)可采用新的指令：軸向粗車循環(huán)指令G71編程加工，把繁瑣的計(jì)算工作讓數(shù)控系統(tǒng)去完成。在加工圓錐、圓弧或非圓曲面時(shí)，為消除車刀刀尖圓弧造成的加工誤差，還要正確使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令：G41、G42、G40。1.刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（1）零件加工時(shí)為何要進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償當(dāng)加工圓錐或圓弧面時(shí)，實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀尖點(diǎn)之間在X、Z軸方向都存在位置偏差，如圖2-4所示，以理想刀尖點(diǎn)A編程的切削軌跡為實(shí)線A1～A8。刀尖圓弧的實(shí)際切削軌跡為虛線部分，存在欠切和過切現(xiàn)象，造成加工誤差，且刀尖圓弧半徑越大，加工誤差就越大。三、相關(guān)知識

圖2-4刀尖圓弧造成的加工誤差（2）使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能加工零件時(shí)的一般步驟1）選擇刀具，確定刀尖圓弧半徑值及刀位號。2）根據(jù)刀具切削方向，判定補(bǔ)償方向（即左補(bǔ)償還是右補(bǔ)償）。3）正確運(yùn)用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，編寫加工程序并模擬加工過程。4）對刀，輸入車刀X、Z軸刀補(bǔ)值及刀尖圓弧半徑R值和刀位號T。5）運(yùn)行加工程序，完成零件加工過程。（3）刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)姆椒慵庸み^程中不僅刀尖圓弧半徑值對加工精度有影響，刀尖圓弧的位置對加工精度也有影響，因此，刀尖圓弧半徑補(bǔ)償參數(shù)有兩個(gè)：一個(gè)是刀尖圓弧半徑R值；另一個(gè)是刀尖圓弧位置的刀位號T。

（4）刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令（G41、G42、G40）

G41(G42)G01(G00)X

Z

F

；

G40G01(G00)X

Z

F

；刀尖圓弧半徑補(bǔ)償方向的判定方法：順著刀具運(yùn)動方向看，如果刀具在工件左側(cè)，則為刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償（G41）；如果刀具在工件右側(cè)，則為刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償（G42），如圖2-7所示；用G40指令取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償后，假想刀尖軌跡與編程軌跡重合。圖2-7刀尖圓弧半徑補(bǔ)償方向的判定2.編程指令（1）恒線速控制指令G96、主軸最高轉(zhuǎn)速限制指令G501）指令格式G96S；其中：S－切削線速度（米/分）。本指令為模態(tài)指令。G50S；其中：S－設(shè)置的主軸最高轉(zhuǎn)速值（轉(zhuǎn)/分）。

（2）返回機(jī)械零點(diǎn)指令G281）指令格式G28X(U)Z(W)；X－中間點(diǎn)X軸的絕對坐標(biāo)；U－中間點(diǎn)與起點(diǎn)X軸絕對坐標(biāo)的差值；Z－中間點(diǎn)Z軸的絕對坐標(biāo)；W－中間點(diǎn)與起點(diǎn)Z軸絕對坐標(biāo)的差值。（3）軸向固定切削循環(huán)G90（車圓錐面）

1）指令運(yùn)動軌跡（如圖2-8所示）①X軸從循環(huán)起點(diǎn)快速移動到切削起點(diǎn)；②從切削起點(diǎn)切削進(jìn)給到切削終點(diǎn)；③X軸以切削進(jìn)給速度退刀，返回到與起點(diǎn)X軸絕對坐標(biāo)相同處；④Z軸快速移動回到循環(huán)起點(diǎn)，循環(huán)結(jié)束。圖2-8G90指令車圓錐切削循環(huán)2）指令格式

G90X(U)

Z(W)

R

F

;

指令說明：X－切削終點(diǎn)X軸絕對坐標(biāo)；

U－切削終點(diǎn)與起點(diǎn)X軸絕對坐標(biāo)的差值；

Z－切削終點(diǎn)Z軸絕對坐標(biāo)；

W－切削終點(diǎn)與起點(diǎn)Z軸絕對坐標(biāo)的差值；

R－切削起點(diǎn)與切削終點(diǎn)X軸絕對坐標(biāo)的差值（半徑值，有符號），或者說切出點(diǎn)到切入點(diǎn)X軸方向的位移，位移方向遠(yuǎn)離工件時(shí)符號為正，反之為負(fù)；

F－進(jìn)給量；

例1：用G90指令編寫如圖2-9所示圓錐部分加工程序。圖2-9圓錐體零件圖加工程序程序說明○0001；程序號G99M03S800T0101；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min，1號刀及1號刀補(bǔ)G00X42.Z3.；1號刀快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)G94X-1.Z0F0.15；G94指令車右端面G00G42Z2.；

車刀快速到達(dá)Z2點(diǎn)，刀尖圓弧補(bǔ)償G90X40.Z-5.R-2.8F0.15；G90指令車削圓錐第一刀Z-10.R-4.8；G90指令車削圓錐第二刀Z-15.R-6.8;G90指令車削圓錐第三刀Z-20.R-8.8;G90指令車削圓錐第四刀Z-25.R-10.8;G90指令車削圓錐第五刀X37.R-10.8;G90指令車削圓錐第六刀X35.R-10.8;G90指令車削圓錐第七刀G00G40X100.Z100.;1號刀快速退刀，取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償M30;

程序結(jié)束，光標(biāo)返回程序頭表2-1圓錐體零件加工程序（4）徑向固定切削循環(huán)G94（車圓錐面）

1）指令運(yùn)動軌跡（如圖2-10所示）①Z軸從循環(huán)起點(diǎn)快速移動到切削起點(diǎn)；②從切削起點(diǎn)切削進(jìn)給到切削終點(diǎn)；③Z軸以切削進(jìn)給速度退刀，返回到與起點(diǎn)Z軸絕對坐標(biāo)相同處；④X軸快速移動回到循環(huán)起點(diǎn)，循環(huán)結(jié)束。2）指令格式

G94X(U)

Z(W)

R

F

;

指令說明：X－切削終點(diǎn)X軸絕對坐標(biāo)；

U－切削終點(diǎn)與起點(diǎn)X軸絕對坐標(biāo)的差值；

Z－切削終點(diǎn)Z軸絕對坐標(biāo)；

W－切削終點(diǎn)與起點(diǎn)Z軸絕對坐標(biāo)的差值；

R－切削起點(diǎn)與切削終點(diǎn)Z軸絕對坐標(biāo)的差值（有符號）或者說切出點(diǎn)到切入點(diǎn)Z軸方向的位移，位移方向遠(yuǎn)離工件時(shí)符號為正，反之為負(fù)；

F－進(jìn)給量；例2：用G94指令編寫如圖2-11所示錐臺圓錐部分加工程序。圖2-11錐臺加工程序程序說明○0001；程序號G99M03S800T0101；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min，1號刀及1號刀補(bǔ)G00X42.Z2.；1號刀快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)G94X-1.Z0F0.15；G94指令車右端面G00G41X2.1；

車刀快速到達(dá)車圓錐循環(huán)起點(diǎn)，刀尖圓弧補(bǔ)償G94X33.Z0.R-1.3F0.15；G94指令車削圓錐第一刀X26.R-2.3；G94指令車削圓錐第二刀X19.R-3.3;G94指令車削圓錐第三刀X12.R-4.3;G94指令車削圓錐第四刀X5.R-5.3;G94指令車削圓錐第五刀Z-1.5.R-5.3;G94指令車削圓錐第六刀Z-3.R-5.3;G94指令車削圓錐第七刀G00G40X100.Z100.;1號刀快速退刀，取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償M30;

程序結(jié)束，光標(biāo)返回程序頭表2-2錐臺加工程序（5）精加工復(fù)合切削循環(huán)指令G701）指令運(yùn)動軌跡

G70指令軌跡由ns～nf之間程序段的編程軌跡決定。刀具從循環(huán)起點(diǎn)位置沿著ns～nf程序段給出的工件精加工軌跡進(jìn)行精加工，在G71、G72或G73進(jìn)行粗加工后，用G70指令進(jìn)行精車，單次完成精加工余量的切削。2）指令格式

G70P（ns）

Q（nf）;

其中：ns－精車軌跡的第一個(gè)程序段的程序段號；

nf－精車軌跡的最后一個(gè)程序段的程序段號。（6）軸向粗車循環(huán)指令G711）指令運(yùn)動軌跡系統(tǒng)根據(jù)精車軌跡、精車余量、進(jìn)刀量、退刀量等數(shù)據(jù)自動計(jì)算粗加工路線，沿與Z軸平行的方向切削，通過多次進(jìn)刀、切削、退刀的切削循環(huán)完成工件的粗加工，G71的起點(diǎn)和終點(diǎn)相同。本指令適用于非成型毛坯（棒料）的成形粗車，運(yùn)動軌跡如圖2-12所示。圖2-12G71指令循環(huán)軌跡2）指令執(zhí)行過程①從起點(diǎn)A快速移動到A′，X軸移動Δu、Z軸移動Δw。②從A′點(diǎn)X軸移動Δd（進(jìn)刀），進(jìn)刀方向與A點(diǎn)→B點(diǎn)的方向一致。③Z軸切削進(jìn)給到粗車輪廓，進(jìn)給方向與B點(diǎn)→C點(diǎn)Z軸變化一致。④X軸、Z軸按切削進(jìn)給速度退刀e（45°直線），退刀方向與各軸進(jìn)刀方向相反。⑤Z軸以快速移動速度退回到與A′點(diǎn)Z軸絕對坐標(biāo)相同的位置。⑥X軸再次進(jìn)刀→切削→退刀循環(huán)，直至到達(dá)或超過B′點(diǎn)后，X軸進(jìn)刀至B′點(diǎn)。⑦沿粗車輪廓從B′切削進(jìn)給至C′點(diǎn)。⑧從C′點(diǎn)快速移動到A點(diǎn)，G71循環(huán)結(jié)束。3）指令格式

G71U(Δd)R(e)F

S

T

；

G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)；

N

（ns）……；

……；

……F；

……S；

……；

N

（nf）……；4）留精車余量時(shí)坐標(biāo)偏移方向

Δu、Δw反應(yīng)了精車時(shí)坐標(biāo)偏移和切入方向，按Δu、Δw的符號有四種不同的組合，如圖2-13a)、b)、c)、d)所示。圖中B→C為精車軌跡，B′→C′為粗車輪廓，A為起刀點(diǎn)。a)?u<0、?w>0b)?u<0、?w<0c)?u>0、?w>0d)?u>0、?w<0

在確定?u、?w的正負(fù)號時(shí)，我們可以簡單的總結(jié)為兩句話：當(dāng)X軸向遠(yuǎn)離工件的方向留精加工余量時(shí)，?u的符號為正，反之為負(fù)；當(dāng)Z軸向遠(yuǎn)離工件的方向留精加工余量時(shí)，?w的符號為正，反之為負(fù)5）指令說明①ns～nf程序段必須緊跟在G71程序段后編寫。②執(zhí)行G71時(shí)，ns～nf程序段僅用于計(jì)算粗車輪廓，程序段并未被執(zhí)行。ns～nf程序段中的F、S、T指令在執(zhí)行G71時(shí)無效，G71程序段的F、S、T指令有效。執(zhí)行G70精加工循環(huán)時(shí)，ns～nf程序段中的F、S、T指令有效。③G96、G97、G98、G99、G40、G41、G42指令執(zhí)行G71循環(huán)中無效，執(zhí)行G70精加工循環(huán)時(shí)有效。④?d、?u都用同一地址U指定，其區(qū)分是根據(jù)該程序段有無指定P、Q指令。四、任務(wù)準(zhǔn)備設(shè)備選擇選用GSK980Ｔ系統(tǒng)數(shù)控車床；計(jì)算機(jī)及仿真軟件。2.零件毛坯選用Ф44mm×75mm圓棒料，毛坯材質(zhì)為45鋼。

3.刀具類型產(chǎn)品名稱或代號：零件名稱：模芯零件圖號：序號刀具號刀具規(guī)格及名稱材質(zhì)數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T0190°外圓車刀YT151粗精車外圓、階臺、圓錐R0.4編制：審核：4.量具選用（1）鋼直尺：0～300mm。（2）游標(biāo)卡尺：0.02mm/0～150mm。（3）外徑千分尺：0.01mm/25～50mm。（4）角度尺。（5）表面粗糙度樣板。五、任務(wù)實(shí)施1.確定加工工藝（1）三爪自定心卡盤夾持工件一端，伸出長度35mm左右，車削零件左端面、Ф39±0.02mm外圓及C2倒角至尺寸。（2）工件調(diào)頭，夾持Ф39±0.02mm外圓，伸出長度55mm左右并找正。車零件右端面，保證總長尺寸合格，粗車Ф33±0.02mm、Ф26±0.02mm外圓、兩圓錐面。（3）精車零件外圓、圓錐面及倒角至尺寸。2．程序的編制和輸入表2-5模芯的加工程序加工程序程序說明實(shí)物圖O0001;程序號G99M03S800T0101;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min，1號刀及1號刀補(bǔ)G00X44.Z2.;1號刀快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)G94X-1.Z1.F0.15;G94循環(huán)車工件左端面Z0;G90X39.5Z-30.F0.2;G90循環(huán)粗車Ф39mm外圓S900;精車主軸轉(zhuǎn)速為900r/minG00X35.;車刀X軸快速移動準(zhǔn)備精車G01G42Z0F0.1;建立刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償X39.Z-2.;精車C2倒角Z-30.;精車Ф39±0.02mm外圓G01G40X44.;退刀，取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償表2-5模芯的加工程序(續(xù)表1）G00X100.Z100.;快速退刀M00;程序暫停，測量并調(diào)頭G96M03S75T0101;主軸正轉(zhuǎn)、恒線速，轉(zhuǎn)速為75m/min，1號刀及1號刀補(bǔ)G50S1000;限制主軸最高轉(zhuǎn)速為1000r/minG00X44.Z2.;車刀快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)G94X-1.Z1.F0.15;G94循環(huán)車工件右端面Z0;表2-5模芯的加工程序(續(xù)表2）G71U1.5R0.5;G71復(fù)合循環(huán)粗車G71P10Q11U0.4W0.03;N10G00X10.;工件右端精加工程序G01G42Z0F0.1;X20.Z-15.;X23.;X26.Z-16.5;Z-23.;X33.Z-35.;Z-45.;X37.;X39.Z-46.;N11G01G40X43.;S900;精車主軸轉(zhuǎn)速為900r/minG70P10Q11;G70復(fù)合循環(huán)精車G00X100.Z100.;1號刀快速退刀M30;程序結(jié)束，光標(biāo)返回程序頭3．零件加工模擬圖2-14模芯加工模擬4．工件與刀具的安裝

工件裝夾在自定心卡盤上，裝夾要牢固。刀具在刀架上安裝時(shí)，號碼應(yīng)與程序中的刀具號一致，車刀安裝時(shí)不宜伸出過長，刀尖高度應(yīng)與機(jī)床中心等高。5．對刀并輸入刀補(bǔ)值車刀分別試切工件外圓和端面，測量后正確輸入對應(yīng)的刀補(bǔ)值，對刀結(jié)束。6．?dāng)?shù)控加工與精度控制（1）加工首件加工應(yīng)單段運(yùn)行，通過機(jī)床控制面板上的“倍率選擇”按鈕適當(dāng)降低刀具運(yùn)動速度，第一件加工無誤后方可正常運(yùn)行加工，當(dāng)程序暫停時(shí)可以對加工尺寸檢測，以保證尺寸精度要求（2）精度控制加工過程中，各尺寸精度都要保證在公差允許范圍之內(nèi)，如出現(xiàn)誤差應(yīng)及時(shí)修改程序或修改刀補(bǔ)予以解決。7．零件檢測（1）修整工件，去毛刺等。（2）尺寸精度檢測：用游標(biāo)卡尺測量零件階臺長度、總長、圓錐直徑及長度等尺寸；用外徑千分尺檢測零件Ф39±0.02mm、Ф33±0.02mm、Ф26±0.02mm外圓；用角度尺檢測圓錐角度。（3）表面質(zhì)量檢測：用粗糙度樣板對比檢測零件表面加工質(zhì)量。六、檢查評議七、問題及預(yù)防問題現(xiàn)象產(chǎn)生原因解決方法錐度不符合要求1.程序錯(cuò)誤2.工件裝夾不正確3.刀尖沒嚴(yán)格對準(zhǔn)工件中心1.檢查、修改加工程序2.正確安裝工件，增加安裝剛性3.調(diào)整刀尖高度，對準(zhǔn)工件中心切削過程出現(xiàn)振動1.工件裝夾不正確2.刀具安裝不正確3.切削參數(shù)選擇不正確1.正確安裝工件2.正確安裝刀具，增強(qiáng)刀具剛性3.合理選擇切削參數(shù)圓錐徑向尺寸不合要求1.程序錯(cuò)誤2.刀具磨損3.沒使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償1.修改加工程序2.及時(shí)更換或刃磨刀具3.正確使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償切削過程發(fā)生干涉現(xiàn)象工件斜度大于刀具副偏角1.合理選擇刀具2.改變切削方式表2-7圓錐加工誤差分析任務(wù)2軸頭的編程與加工一、任務(wù)描述

如圖2-19所示為一軸頭零件圖，圖2-20為軸頭實(shí)體圖形，生產(chǎn)類型為單件或小批量生產(chǎn)，無熱處理工藝要求，試正確設(shè)定工件坐標(biāo)系，制定加工工藝方案，選擇合理的刀具和切削工藝參數(shù)，正確編制數(shù)控加工程序并完成零件的加工。圖2-19軸頭圖2-20軸頭實(shí)體圖二、任務(wù)分析

本零件加工內(nèi)容包括外圓、階臺、圓錐、圓弧面等，各尺寸精度要求一般，表面粗糙度全部為Ra3.2。圓弧面的加工在普通車床上難度較大（尤其是大圓弧車削），而在數(shù)控車床上將變得很簡單，需用到圓弧加工指令G02或G03。此零件外形起伏變化較大，不符合單調(diào)變化規(guī)律，因此不能選用軸向粗車循環(huán)指令G71編程加工，而應(yīng)選擇適合本零件外形變化的新指令即：封閉切削循環(huán)指令G73加工。加工R20mm圓弧時(shí)應(yīng)選擇合適的刀具，防止發(fā)生干涉現(xiàn)象。零件上各點(diǎn)坐標(biāo)值明確，無需計(jì)算。1.加工刀具選擇由于零件外形不符合單調(diào)性變化規(guī)律，如選用普通90°外圓車刀，車削時(shí)會因副偏角過小發(fā)生刀具干涉現(xiàn)象，因此工件外形加工應(yīng)選擇刀尖角為35°的外圓車刀。三、相關(guān)知識2.圓弧加工工藝路線（1）階梯形車削圓弧路線如圖2-21所示為車圓弧的階梯形切削路線，先粗車成階梯形，最后再精車出圓弧。此方法在確定了每次背吃刀量后，需計(jì)算出粗車的終刀距S，即圓弧與直線的交點(diǎn)。此法刀具切削路徑較短，但數(shù)值計(jì)算較復(fù)雜。圖2-21階梯形車削圓弧路線（2）同心圓法車削圓弧路線如圖2-22所示為同心圓法車圓弧的切削路線，即沿不同半徑的圓弧來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次背吃刀量后，對90°圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)較易確定，數(shù)值計(jì)算簡單，編程方便。圖2-22同心圓法車削圓弧路線（3）車圓錐法加工圓弧切削路線如圖2-23所示為車圓錐法加工圓弧切削路線，即粗車時(shí)先車出一個(gè)圓錐，再車圓弧。圖2-23車圓錐法加工圓弧切削路線3．編程指令（1）圓弧插補(bǔ)指令G02、G031）指令功能

G02指令運(yùn)動軌跡為從起點(diǎn)到終點(diǎn)的順時(shí)針圓弧。如圖2-24所示。

G03指令運(yùn)動軌跡為從起點(diǎn)到終點(diǎn)的逆時(shí)針圓弧。如圖2-25所示。圖2-24順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02圖2-25逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G032）指令格式G02(G03)X(U)__Z(W)__R__F__;G02(G03)X(U)__Z(W)__I__K__F__;。（2）封閉切削循環(huán)指令G731）指令運(yùn)動軌跡系統(tǒng)根據(jù)精車余量，退刀量、切削次數(shù)等數(shù)據(jù)自動計(jì)算粗車偏移量、粗車的單次進(jìn)刀量和粗車軌跡，每次切削的軌跡都是精車軌跡的偏移，切削軌跡逐步靠近精車軌跡，最后一次切削軌跡為按余量偏移的精車軌跡，G73的起點(diǎn)和終點(diǎn)相同。本指令適用于成型毛坯的粗車，運(yùn)動軌跡如圖2-26所示。圖2-26G73指令運(yùn)動軌跡2）指令執(zhí)行過程①A→A1：快速移動。②第一次粗車，A1→B1→C1：

A1→B1：ns程序段一般是G00快速移動；B1→C1：切削進(jìn)給。③C1→A2：快速移動。④第二次粗車，A2→B2→C2：

A2→B2：ns程序段G00快速移動；B2→C2：切削進(jìn)給。

…………

第n次粗車，An→Bn→Cn：

…………

最后一次粗車，Ad→Bd→Cd：3）指令格式

G73U(Δi)W(Δk)R(d)F

S

T

；

G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)；

N

（ns）……；

……；

……F；

……S；

……；

N

（nf）……；4）粗、精車時(shí)坐標(biāo)的偏移方向

Δi、Δk反應(yīng)了粗車時(shí)坐標(biāo)偏移方向，Δu、Δw反應(yīng)了精車時(shí)坐標(biāo)偏移方向；Δi、Δk、Δu、Δw可以有多種組合，一般Δi和Δu的符號一致，Δk和Δw的符號一致，常見的有四種組合，如圖2-27a、b、c、d所示。圖中B→C為工件輪廓，B′→C′為粗車輪廓，B″→C″為精車軌跡，A為起刀點(diǎn)。（a）Δi<0、Δk>0、?u<0、?w>0（b）Δi>0、Δk>0、?u>0、?w>0（c）Δi<0、Δk<0、?u<0、?w<0（d）Δi>0、Δk<0、?u>0、?w<0在確定Δi、Δk、?u、?w的正負(fù)號時(shí)，我們可以簡單的總結(jié)出兩句話：當(dāng)X軸向遠(yuǎn)離工件的方向偏移和留余量時(shí)，Δi、?u的符號為正，反之為負(fù)；當(dāng)Z軸向遠(yuǎn)離工件的方向偏移和留余量時(shí)，Δk、?w的符號為正，反之為負(fù)5）指令說明①ns～nf程序段必須緊跟在G73程序段后編寫。②執(zhí)行G73時(shí)，ns～nf程序段僅用于計(jì)算粗車輪廓，程序段并未被執(zhí)行。ns～nf程序段中的F、S、T指令在執(zhí)行G73時(shí)無效，G73程序段的F、S、T指令有效。執(zhí)行G70精加工循環(huán)時(shí)，ns～nf程序段中的F、S、T指令有效。③ns程序段只能是G00、G01、G02、G03指令。④運(yùn)行程序前要檢查光標(biāo)是否在程序頭或有完整程序的位置。⑤G96、G97、G98、G99、G40、G41、G42指令執(zhí)行G73循環(huán)中無效，執(zhí)行G70精加工循環(huán)時(shí)有效。⑥執(zhí)行進(jìn)給保持、單程序段的操作，在運(yùn)行完當(dāng)前軌跡的終點(diǎn)后程序暫停。1.設(shè)備選擇選用GSK980Ｔ系統(tǒng)數(shù)控車床；計(jì)算機(jī)及仿真軟件。2.零件毛坯選用φ42mm×120mm圓棒料，多件加工時(shí)可選用加長棒料，毛坯材質(zhì)為45鋼四、任務(wù)準(zhǔn)備3．刀具類型產(chǎn)品名稱或代號：零件名稱：軸頭零件圖號：序號刀具號刀具規(guī)格及名稱材質(zhì)數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T0135°外圓車刀YT151粗精車外圓、圓弧面R0.22T024mm切斷刀YT151切斷工件編制：審核：4．量具選用（1）鋼直尺：0～300mm。（2）游標(biāo)卡尺：0.02mm/0～150mm。（3）外徑千分尺：0.01mm/0～25mm，0.01mm/25～50mm。（4）R規(guī)：R2mm、R3mm、R5mm、R20mm。（5）表面粗糙度樣板。1.確定加工工藝以零件軸線與右端面交點(diǎn)為零件編程坐標(biāo)系原點(diǎn)，采用從右到左加工的原則。工藝路線安排如下：（1）三爪自定心卡盤夾持工件一端，伸出長度90mm左右，車削零件右端面。（2）粗車零件外圓及圓弧面，留精加工余量0.4mm。（3）精車零件外圓及圓弧面至尺寸。（4）切斷工件并倒角。五、任務(wù)實(shí)施2.程序的編制和輸入表2-10軸頭的加工程序加工程序程序說明實(shí)物圖O0001;程序號G99M03S800T0101F0.15;主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min，1號刀及1號刀補(bǔ)G00X44.Z2.;1號刀快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)G94X-1.Z1.F0.15;G94循環(huán)車右端面Z0;表2-10軸頭的加工程序（續(xù)表1）G73U17.3W0R0.012;G73復(fù)合循環(huán)粗車外圓G73P10Q11U0.4W0;N10G00X5.;外圓精加工程序G01G42Z0F0.1;G03X15.Z-5.R5.;G01Z-18.;G02X19.Z-20.I2.K0.;G01X24.;G03X30.Z-23.R3.;G01Z-30.;G02X30.Z-58.R20.;G01X38.Z-70.;Z-85.;N11G01G40X43.;S900;調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速為900r/minG70P10Q11;G70復(fù)合循環(huán)精車外圓表2-10軸頭的加工程序（續(xù)表2）G00X100.Z100.;1號刀快速退刀T0202S500F0.1;換2號刀及2號刀補(bǔ)，主軸轉(zhuǎn)速為500r/minG00X44.Z2.;2號刀快速靠近工件Z-84.;2號刀快速到達(dá)切斷位置G01X33.;切斷刀車至Ф33mmG00X39.;切斷刀快速退刀Z-82.;Z向移動2mm準(zhǔn)備倒角G01X38.;切斷刀靠近Ф38mm外圓G03X34.Z-84.R2.;倒工件左端R2mm圓角G01X0;切斷工件G00X100.Z100.;2號刀快速退刀M30;程序結(jié)束，光標(biāo)返回程序頭3．零件加工模擬圖2-28軸頭加工模擬4．工件與刀具的安裝

工件裝夾在自定心卡盤上，裝夾要牢固。刀具在刀架上安裝時(shí)，號碼應(yīng)與程序中的刀具號一致，車刀安裝時(shí)不宜伸出過長，刀尖高度應(yīng)與機(jī)床中心等高，切斷刀刀頭的中心線必須與工件中心線垂直，以保證副偏角的對稱，底平面應(yīng)平整，以保證兩個(gè)副后角的對稱。5．對刀并輸入刀補(bǔ)值

兩把刀分別對刀，注意切斷刀對刀刀尖應(yīng)與程序中的一致，然后正確輸入對應(yīng)的刀補(bǔ)值，對刀結(jié)束。6．?dāng)?shù)控加工與精度控制（1）加工首件加工應(yīng)單段運(yùn)行，通過機(jī)床控制面板上的“倍率選擇”按鈕適當(dāng)降低刀具運(yùn)動速度，第一件加工無誤后方可正常運(yùn)行加工，當(dāng)程序暫停時(shí)可以對加工尺寸檢測，以保證尺寸精度要求（2）精度控制加工過程中，各尺寸精度都要保證在公差允許范圍之內(nèi)，如出現(xiàn)誤差應(yīng)及時(shí)修改程序或修改刀補(bǔ)予以解決。7．零件檢測（1）修整工件，去毛刺等。（2）尺寸精度檢測：用游標(biāo)卡尺測量零件階臺、圓錐、總長等尺寸；用外徑千分尺檢測零件外圓；用R規(guī)檢測圓弧尺寸。（3）表面質(zhì)量檢測：用粗糙度樣板對比檢測零件表面加工質(zhì)量。任務(wù)1臺階孔套的編程與加工圖3-1臺階孔套

一、任務(wù)描述

實(shí)際生產(chǎn)中，套類零件中的孔一般有直孔、錐孔、階梯孔、通孔、盲孔等形式，它們的加工、測量均比軸類零件困難。如圖3-1所示為一臺階孔套零件，3-2為實(shí)物圖生產(chǎn)類型為單件或小批量生產(chǎn)，無熱處理工藝要求，試正確設(shè)定工件坐標(biāo)系，制定加工工藝方案，選擇合理的刀具和切削工藝參數(shù)，正確編制數(shù)控加工程序并完成零件的加工。圖3-2臺階孔套實(shí)物圖二、任務(wù)分析

此零件除Ф28+0.0210mm的內(nèi)孔有較高的精度要求外，其它內(nèi)容精度要求一般，表面粗糙度全部為Ra3.2，內(nèi)孔結(jié)構(gòu)較為簡單，注意保證精度要求即可。內(nèi)孔尺寸變化不大，用G00、G01指令編程加工時(shí)，程序會變的冗長，編程容易出錯(cuò)，如果用循環(huán)指令G90、G71編程加工，會使程序簡潔。1.孔加工刀具孔加工刀具按其用途可分為兩大類：一類是鉆頭，它主要用于在實(shí)心材料上鉆孔（有時(shí)也用于擴(kuò)孔）。根據(jù)鉆頭構(gòu)造及用途不同，又可分為麻花鉆、扁鉆、中心鉆及深孔鉆等；另一類是對已有孔進(jìn)行再加工的刀具，如鏜刀、擴(kuò)孔鉆及鉸刀等。鏜刀分通孔和盲孔兩種。三、相關(guān)知識由于內(nèi)孔車刀的刀體強(qiáng)度較差，在選擇切削用量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小其數(shù)值。總的來說，內(nèi)孔車刀的切削用量主要根據(jù)其截面尺寸、刀具材料，工件材料以及加工性質(zhì)等因素來選擇，截面尺寸大的切削用量選的大些，硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀比高速鋼內(nèi)孔車刀選用的切削用量要大，車塑性材料時(shí)的切削速度比車脆性材料時(shí)的切削速度要高，而進(jìn)給量要略小一些。2.切削用量的選擇1.設(shè)備選擇

選用廣州數(shù)控GSK980Ｔ系統(tǒng)數(shù)控車床；計(jì)算機(jī)及仿真軟件；采用三爪自定心卡盤裝夾2.零件毛坯選用Ф42mm×65mm圓鋼，毛坯材質(zhì)為45鋼。3.刀具類型選用90°外圓車刀、主偏角為93°內(nèi)孔車刀及刀寬為4mm的切斷刀。四、任務(wù)準(zhǔn)備4.量具選用（1）鋼直尺：0～300mm。（2）游標(biāo)卡尺：0.02mm/0～150mm。（3）外徑千分尺：0.01mm/25～50mm、內(nèi)卡鉗。（4）塞規(guī)：Ф28mm。（5）表面粗糙度樣板。1.確定加工工藝以零件右端面軸心處為編程原點(diǎn)，采用從右到左的加工方式。工藝路線安排如下：（1）鉆孔Ф18mm。（2）粗、精車工件右端面及外圓。（3）粗車零件內(nèi)圓柱面，留精加工余量0.5mm。（4）精車零件內(nèi)圓柱面至尺寸要求。（5）切斷。五、任務(wù)實(shí)施2.程序的編制和輸入

本任務(wù)是套類零件中較簡單的，可以采用G01指令進(jìn)行加工，也可以采用循環(huán)指令G90、G71編程加工，下面就用兩種指令分別編寫本任務(wù)的加工程序，見表3-3、3-4。表3-3臺階孔套加工程序（用固定循環(huán)指令G90編寫）加工程序程序說明實(shí)物圖O0001；程序名G99M03T0101S1000F0.15；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1000r/min，選擇1號刀及1號刀補(bǔ)G00X44.Z2.;1號刀快速移動到循環(huán)起點(diǎn)G94X17.Z1.F0.15;粗、精車工件右端面Z0;G90X39.8.Z-45.F0.15車工件外圓至尺寸G00X100.Z100.;1號刀快速退刀T0202S800;換2號刀及2號刀補(bǔ)，轉(zhuǎn)速800r/minG00X17.Z2.;2號刀快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)G90X19.5Z-42.F0.15;粗車Ф20mm內(nèi)孔X21.5Z-25.;粗車Ф28mm內(nèi)孔X23.5;X25.5;X27.5;G00X27.;2號刀改變切削循環(huán)起點(diǎn)G90X29.5Z-4.F0.15;粗車Ф35mm內(nèi)孔X31.5;X33.5;X34.5;表3-3臺階孔套加工程序（用固定循環(huán)指令G90編寫）續(xù)表1G00X35.1;精車內(nèi)孔G01Z-4.F0.1;X28.01;Z-25.;X20.1;Z-42.;X17.;G00Z120.;2號刀Z軸快速退刀X120.;2號刀X軸快速退刀M00;程序暫停，測量零件尺寸M03T0303S600;換3號刀及3號刀補(bǔ)，機(jī)床轉(zhuǎn)速600r/minG00X44.Z2.;3號刀快速靠近工件Z-44.;3號刀快速到達(dá)切斷位置G01X19.F0.1;切斷工件G00X100.Z100.;3號刀快速退刀M30；程序結(jié)束光標(biāo)回程序頭表3-3臺階孔套加工程序（用固定循環(huán)指令G90編寫）續(xù)表2加工程序程序說明實(shí)物圖O0002；程序名G99M03T0101S1000F0.15；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為1000r/min，選擇1號刀及1號刀補(bǔ)G00X44.Z2.;1號刀快速移動到循環(huán)起點(diǎn)G94X17.Z1.F0.15;粗、精車工件右端面Z0;G90X39.8.Z-45.F0.15車工件外圓至尺寸G00X120.Z120.;1號刀快速退刀T0202S800F0.15;換2號刀及2號刀補(bǔ)，轉(zhuǎn)速800r/minG00X17.Z2.;2號快速到達(dá)循環(huán)起點(diǎn)表3-4臺階孔套加工程序（用復(fù)合循環(huán)指令G71編寫）G71U1.R0.5;G71粗加工循環(huán)G71P10Q11U-0.5W0.03;N10G00X35.1;內(nèi)孔精加工程序G01Z-4.F0.1;X28.01;Z-25.;X20.1;Z-42.;N11G01X17.;G70P10Q11；G70精加工循環(huán)表3-4臺階孔套加工程序（用復(fù)合循環(huán)指令G71編寫）續(xù)表1G00X120.Z120.;2號刀快速退刀M00;程序暫停，測量尺寸M03T0303S600;換3號刀及3號刀補(bǔ)，機(jī)床轉(zhuǎn)速600r/minG00X44.Z2.;3號刀快速靠近工件Z-44.;3號刀快速到達(dá)切斷位置G01X19.F0.1;切斷工件G00X120.Z120.;3號刀快速退刀M30；程序結(jié)束光標(biāo)回程序頭表3-4臺階孔套加工程序（用復(fù)合循環(huán)指令G71編寫）續(xù)表23.零件加工模擬（視頻）圖3-3臺階孔套的加工過程模擬4.工件與刀具的安裝

工件裝夾在三爪自定心卡盤軟爪上，毛坯右端面伸出50mm左右，裝夾要牢固。車刀安裝時(shí)不宜伸出過長，車孔刀刀尖高度應(yīng)與機(jī)床中心等高或略高，保證主偏角大于90°，以保證臺階面與軸線垂直。5.對刀并輸入刀補(bǔ)值三把刀分別對刀，然后正確輸入對應(yīng)的刀補(bǔ)值，對刀結(jié)束。6.數(shù)控加工與精度控制（1）加工首件加工應(yīng)單段運(yùn)行，通過機(jī)床控制面板上的“倍率選擇”按鈕修正加工參數(shù)，然后自動運(yùn)行加工，當(dāng)程序暫停時(shí)可以對加工尺寸檢測，以保證精度要求。（2）精度控制加工過程中，各尺寸精度都要保證在公差范圍之內(nèi)，如出現(xiàn)誤差可采用刀補(bǔ)修正法進(jìn)行修正。7.零件檢測

（1）修整工件，去毛刺等。（2）尺寸精度檢測：用游標(biāo)卡尺測量Ф40mm外圓尺寸，Ф20mm、Ф35mm內(nèi)孔尺寸，深度25mm、4mm及總長40mm尺寸，用內(nèi)卡鉗配合外徑千分尺或塞規(guī)檢測Ф28+00.021mm內(nèi)孔。（3）表面質(zhì)量檢測：用粗糙度樣板對比檢測零件加工表面質(zhì)量。六、檢查評議七、問題及防治問題現(xiàn)象產(chǎn)生原因解決方法切削過程出現(xiàn)干涉現(xiàn)象1.刀具參數(shù)不正確2.刀具安裝不正確1.正確設(shè)置刀具參數(shù)2.正確安裝刀具尺寸不對1．對刀不正確2．產(chǎn)生積屑瘤3．程序中計(jì)算錯(cuò)誤1．仔細(xì)對刀，認(rèn)真測量。2．研磨前刀面，使用切削液，增大前角，選擇合理的切削速度3．認(rèn)真計(jì)算內(nèi)孔有錐度1．刀具磨損2．刀柄剛性差，產(chǎn)生“讓刀”現(xiàn)象1．采用耐磨的車刀材料2．盡量采用大尺寸的刀柄，減小切削用量內(nèi)孔表面粗糙度差1．車刀磨損2．車刀刃磨不良，表面粗糙度大3．車刀幾何角度不合理，裝刀低于中心4．切削用量選擇不當(dāng)5．刀柄細(xì)長，產(chǎn)生振動1．重新刃磨車刀2．保證刀刃鋒利，研磨車刀前后面3．合理選擇刀具角度，精車裝刀時(shí)可略高于工件中心4．適當(dāng)降低切削速度，減小進(jìn)