數(shù)控車削技術(shù)訓練課件 項目四 加工外圓錐面零件

數(shù)控車削技術(shù)訓練項目四加工外圓錐面零件項目四加工外圓錐面零件

【相關(guān)知識和技能】1.圓錐面加工固定循環(huán)指令G90；2.復合循環(huán)指令G71、G70；3.刀尖半徑補償指令G41、G42、G40；4.圓錐的基本參數(shù)及其計算方法；5.標準工具圓錐的概念；6.圓錐的檢測方法；7.刀尖半徑補償?shù)哪康模?.實現(xiàn)刀尖圓弧半徑補償功能的準備工作；9.外圓錐面加工質(zhì)量的分析；10.數(shù)控加工刀具卡片和數(shù)控加工工藝卡片的填寫；11.外圓錐面零件的數(shù)控車削加工與檢測。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)目標】知識目標:1.掌握G90（加工外圓錐面）指令格式及應(yīng)用。2.掌握圓錐的基本參數(shù)及其尺寸計算方法。3.了解標準工具圓錐的概念。4.掌握圓錐的檢測方法。5.掌握外圓錐面零件數(shù)控加工方案的制定方法。技能目標：1.能靈活運用G90指令對簡單外圓錐面零件加工進行編程。2.能正確填寫數(shù)控加工刀具卡片，數(shù)控加工工藝卡片。3.能獨立完成該任務(wù)零件的加工。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)描述】工廠需加工一批零件，零件如圖4-1-1所示，要求在數(shù)控車床上加工。已知毛坯材料為上一項目任務(wù)完成加工的零件，材質(zhì)為45鋼，技術(shù)人員需根據(jù)加工任務(wù)，編制零件的加工工藝，選用合適的刀具，選擇合理的切削參數(shù)，編寫零件的加工程序，在數(shù)控車床（FANUC0iMate-TC系統(tǒng)）上實際操作加工出來，并對加工后的零件進行檢測、評價。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)描述】圖4-1-1外圓錐面零件（一）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【知識準備】一、圓錐面加工固定循環(huán)指令（G90）1．指令功能（1）1R（A→B）快速進刀（相當于G00指令）；（2）2F（B→C）車削外圓錐進給（相當于G01指令）；（3）3F（C→D）車削臺階進給（相當于G01指令）；（4）4R（D→A）快速退刀（相當于G00指令）。圖4-1-2圓錐面加工固定循環(huán)任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）一、圓錐面加工固定循環(huán)指令（G90）2．指令格式

G90X（U）

Z（W）

R

F

；其中：X

Z

圓錐面切削終點的絕對坐標值；U

W

圓錐面切削終點相對循環(huán)起點的坐標增量值；R

圓錐面切削起點與圓錐面切削終點的半徑差，有正、負號；F

切削進給量。例：G90X30Z-20R-5F0.2；任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）一、圓錐面加工固定循環(huán)指令（G90）3．指令使用說明（1）加工外圓錐面時，G90走刀路線為一個封閉的直角梯形。（2）G90循環(huán)第一步移動必須是X軸單方向移動。（3）執(zhí)行固定循環(huán)程序段結(jié)束后，刀具回到循環(huán)起點。（4）循環(huán)起點的Z取值應(yīng)距離零件端面1—2mm，以保證進刀安全。（5）G90指令及指令中各參數(shù)均為模態(tài)值。（6）在單段方式下，按一次循環(huán)啟動鍵，執(zhí)行1～4四個動作。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）一、圓錐面加工固定循環(huán)指令（G90）3．指令使用說明（7）增量坐標編程時，U=XC－XA，W=ZC－ZA，有正負號，正負號由計算結(jié)果決定。（8）R=(X切削起點－X切削終點)／2，即R=(XB－XC)／2，有正負號，正負號由計算結(jié)果決定。圖4-1-2圓錐面加工固定循環(huán)任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）一、圓錐面加工固定循環(huán)指令（G90）3．指令使用說明（9）在使用G90進行外圓錐面加工編程時，地址U、W和R后的數(shù)值的符號與刀具軌跡之間的關(guān)系如圖所示。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）一、圓錐面加工固定循環(huán)指令（G90）4．編程實例例4.1.1：如圖所示工件，使用1號外圓車刀進行加工，毛坯為Φ33的棒料，程序名為O4101，其加工程序如下。加工程序（例4.11）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）4．編程實例O4101；

程序名G21G97G99；

參數(shù)初始化（公制尺寸、恒轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)進給）T0101；

調(diào)用1號刀具及1號刀具補償M03S800；設(shè)定主軸轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速（主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/min）G00X40Z3；

刀具快速移動至G90的循環(huán)起點（X40Z3）G90X39Z-30R-5.5F0.2；

圓錐面循環(huán)加工第1次G90X36Z-30R-5.5；

圓錐面循環(huán)加工第2次G90X33Z-30R-5.5；

圓錐面循環(huán)加工第3次X30；

圓錐面循環(huán)加工第4次X27；

圓錐面循環(huán)加工第5次X24；

圓錐面循環(huán)加工第6次G00X100Z200；

刀具快速移動至安全位置（X100Z200）M30；

程序結(jié)束，光標返回程序開頭任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）二、圓錐的基本參數(shù)及其尺寸計算1．圓錐的基本參數(shù)（1）最大圓錐直徑D簡稱大端直徑。（2）最小圓錐直徑d簡稱小端直徑。（3）圓錐長度L最大圓錐直徑與最小圓錐直徑之間的軸向距離。圖4-1-5圓錐的基本參數(shù)任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）二、圓錐的基本參數(shù)及其尺寸計算1．圓錐的基本參數(shù)（4）錐度C圓錐的最大圓錐直徑和最小圓錐直徑之差與圓錐長度之比，即：

C＝（4－1）圖4-1-5圓錐的基本參數(shù)任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）1．圓錐的基本參數(shù)（5）圓錐半角α/2圓錐角α是在通過圓錐軸線的截面內(nèi)兩條素線間的夾角。在數(shù)控車削時經(jīng)常用到的是圓錐角α的一半（圓錐半角α/2）。其計算公式為：Tan=

=

圖4-1-5圓錐的基本參數(shù)任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）二、圓錐的基本參數(shù)及其尺寸計算2．圓錐基本參數(shù)的計算（1）錐度C與其他三個參數(shù)（D、d、L）的關(guān)系根據(jù)式（4－1）：

C＝推導出D、d、L三個參數(shù)與C的關(guān)系為：D＝d＋CL（4－3）d＝D－CL（4－4）L＝（4－5）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）二、圓錐的基本參數(shù)及其尺寸計算2．圓錐基本參數(shù)的計算（1）錐度C與其他三個參數(shù)（D、d、L）的關(guān)系例4.1.2：已知錐度C=1:5,D=45mm，圓錐長度L=50mm，

求小端直徑d。解：根據(jù)式（4－4）得：d＝D－CL＝45－×50＝35mm任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）2．圓錐基本參數(shù)的計算（2）圓錐半角α/2與其他三個參數(shù)（D、d、L）的關(guān)系根據(jù)式（4－2）：tan＝推導出D、d、L三個參數(shù)與α/2的關(guān)系為：D＝d＋2L

tan（4－6）d＝D－2Ltan（4－7）L＝（4－8）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）二、圓錐的基本參數(shù)及其尺寸計算2．圓錐基本參數(shù)的計算（2）圓錐半角α/2與其他三個參數(shù)（D、d、L）的關(guān)系例4.1.3：有一外圓錐，已知圓錐半角α/2＝77′30″，D＝56mm，L＝44mm，試計算小端直徑d。解：根據(jù)式（4－7）得：d＝D－2Ltan＝56－2×44×tan7°7’30″＝45mm任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）三、標準工具圓錐1．莫氏圓錐（Morse）莫氏圓錐有7種，即0號、1號、2號、3號、4號、5號和6號，其中最小的是0號，最大的是6號。莫氏圓錐號數(shù)不同，圓錐的尺寸和錐度也不相同。2．米制圓錐米制圓錐有8種，即4號、6號、80號、100號、120號、140號、160號和200號，其中140號較少采用。米制圓錐的號碼表示的是大端直徑，錐度固定不變，即C＝1:20。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）四、圓錐的檢測1．角度和錐度的檢測（1）用游標萬能角度尺測量①結(jié)構(gòu)圖4-1-6游標萬能角度尺（a）主視圖；（b）后視圖1-尺身2-直角尺3-游標4-制動器5-基尺6-直尺7-卡塊8-捏手任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）1．角度和錐度的檢測（1）用游標萬能角度尺測量②讀數(shù)方法以常用的分度值為2′的萬能角度尺為例，介紹讀數(shù)方法，如圖所示。a．先從尺身上讀出游標“0”線左邊角度的整度數(shù)（°），尺身上每格為1°；即讀出整度數(shù)為16°。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）1．角度和錐度的檢測（1）用游標萬能角度尺測量②讀數(shù)方法b．然后用與尺身刻線對齊的游標上的刻線格數(shù)，乘以游標萬能角度尺的分度值，得到角度的“′”值，即6×2′=12′。C．兩者相加就是被測圓錐的角度值，即16°+12′=16°12′任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）1．角度和錐度的檢測（1）用游標萬能角度尺測量②讀數(shù)方法例4.1.4：試讀出圖所示游標萬能角度尺的角度值。解：圖所示游標萬能角度尺的角度值為：2°+16′=2°16′任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）1．角度和錐度的檢測（1）用游標萬能角度尺測量③測量方法將90°角尺和直尺都卸下，測量角度為230°～320°的工件。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）四、圓錐的檢測1．角度和錐度的檢測（2）用角度樣板檢驗任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）1．角度和錐度的檢測（3）用涂色法檢驗圓錐量規(guī)分為圓錐套規(guī)和圓錐塞規(guī)2種，圓錐套規(guī)（圖4-1-9（a））用于檢驗外圓錐，圓錐塞規(guī)（圖4-1-9（b））用于檢驗內(nèi)圓錐。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）1．角度和錐度的檢測（3）用涂色法檢驗①首先在工件的圓周上，順著圓錐素線薄而均勻地涂上三條顯示劑，如圖4-1-10所示。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）1．角度和錐度的檢測（3）用涂色法檢驗②然后手握套規(guī)輕輕地套在工件上，稍加周向推力，并將套規(guī)轉(zhuǎn)動半圈，如圖4-1-11所示。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）（3）用涂色法檢驗③最后取下套規(guī)，觀察工件表面顯示劑被擦去的情況。若三條顯示劑全長擦痕均勻，圓錐表面接觸良好，說明錐度正確；若小端擦去，大端未擦去，說明工件圓錐角??；若大端擦去，小端未擦去，說明工件圓錐角大。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）四、圓錐的檢測2．圓錐線性尺寸的檢測（1）用游標卡尺和千分尺測量圓錐的精度要求較低及加工中粗測最大或最小圓錐直徑時，可以使用游標卡尺和千分尺測量。測量時必須注意游標卡尺卡腳或千分尺量桿應(yīng)與工件的軸線垂直，測量位置必須在圓錐的最大或最小圓錐直徑處。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）2．圓錐線性尺寸的檢測（2）用圓錐量規(guī)檢驗臺階長度（或刻線之間的距離）m就是最大或最小圓錐直徑的公差范圍。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】一、零件圖分析圖4-1-1中圓錐小端直徑可根據(jù)式（4-4）計算：d＝D－CLd＝40－×20d＝36圖4-1-1外圓錐面零件（一）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）一、零件圖分析（見圖4-1-1）將刀具的切削起點的實際位置定在Z2的位置上，需要重新計算假想的圓錐延長線（Z2）上的小端直徑尺寸，計算方法如下：根據(jù)式（4-4）計算：d＝D－CLd＝40－×（20＋2）d＝35.6即切削起點的坐標為：（X35.6，Z2）根據(jù)圓錐面加工固定循環(huán)指令G90中R的計算方法得：R＝(X切削起點－X切削終點)／2＝(35.6－40)／2＝－2.2任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】二、工藝分析1．加工步驟的確定（1）手動車平右端面；（2）粗加工Φ40外圓柱面輪廓及臺階；（3）精加工Φ40外圓柱面輪廓及臺階；（4）粗加工圓錐面；（5）精加工圓錐面；（6）檢測。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】二、工藝分析2．數(shù)控加工刀具卡片的制定

填寫數(shù)控加工刀具卡片（表4-1-3）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】二、工藝分析3．數(shù)控加工工藝卡片的制定填寫數(shù)控加工工藝卡片（表4-1-4）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】三、編制加工程序以工件精加工后的右端面中心位置作為編程原點，建立工件坐標系，其編寫的加工程序如表4-1-5所示。填寫加工程序單（表4-1-5）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】四、程序校驗及加工1．根據(jù)數(shù)控加工刀具卡片要求正確安裝數(shù)控車刀，并在數(shù)控車床進行對刀操作。2．根據(jù)已驗證的加工程序單將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，輸入完成后要再次檢查輸入程序是否正確，檢查程序要做到嚴謹、仔細、認真，以避免發(fā)生錯誤。3．在數(shù)控系統(tǒng)中利用圖形模擬校驗功能，查看所輸入程序的走刀軌跡是否正確。4．將數(shù)控系統(tǒng)置于自動加工運行模式。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】四、程序校驗及加工5．調(diào)出要加工的程序并將光標移動至程序的開始。6．按下“循環(huán)啟動”按鈕，執(zhí)行自動加工程序。7．加工過程中，始終觀察刀尖運動軌跡和系統(tǒng)屏幕上的坐標變化情況，右手放在“急?！卑粹o上，一旦發(fā)生異常，立即按下“急?！卑粹o。8．加工完成后，在數(shù)控車床上利用相關(guān)量具檢測工件。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】四、程序校驗及加工注意：1．加工工件時，刀具和工件必須夾緊，否則會發(fā)生事故。2．注意工件伸出卡爪的的長度，以避免出現(xiàn)刀具與卡盤發(fā)生碰撞事故的現(xiàn)象。3．程序自動運行前必須將光標調(diào)整到程序的開頭。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】五、完成加工并檢測零件加工完成后，對照表4-1-6的相關(guān)要求，將檢測結(jié)果填入表中。填寫數(shù)控車工考核評分表（表4-1-6）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)實施】六、機床維護與保養(yǎng)1．清除切屑、擦拭機床，使機床與環(huán)境保持清潔狀態(tài)。2．檢查潤滑油、冷卻液的狀態(tài)，及時添加或更換。3．依次關(guān)掉機床操作面板上的電源和總電源。4．機床如有故障，應(yīng)立即報修。5．填寫設(shè)備使用記錄。任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)評價】一、操作現(xiàn)場評價填寫現(xiàn)場記錄表（附錄一）二、任務(wù)學習自我評價填寫任務(wù)學習自我評價表（附錄二）任務(wù)一加工外圓錐面零件（一）【任務(wù)總結(jié)】本任務(wù)主要是以一個外圓柱面和一個外圓錐面的階梯軸數(shù)控車削加工為載體，介紹了圓錐面加工固定循環(huán)指令G90、圓錐的基本參數(shù)及其尺寸計算方法、標準工具圓錐的概念以及圓錐的檢測的方法。通過學習圓錐面加工固定循環(huán)G90指令在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用，掌握簡單外圓錐面零件的數(shù)控車削加工方法。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)目標】知識目標:1．掌握G71（加工外輪廓）指令格式及應(yīng)用。2.掌握G70（加工外輪廓）指令格式及應(yīng)用。3．掌握外圓錐面零件數(shù)控加工方案的制定方法。技能目標：1．能靈活運用G71、G70指令對直徑尺寸單調(diào)增大的軸類零件加工進行編程。2．能正確填寫數(shù)控加工刀具卡片，數(shù)控加工工藝卡片。3．能獨立完成該任務(wù)零件的加工。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)描述】工廠需加工一批零件，零件如圖4-2-1所示，要求在數(shù)控車床上加工。已知毛坯材料為上一任務(wù)完成加工的零件，材質(zhì)為45鋼，技術(shù)人員需根據(jù)加工任務(wù)，編制零件的加工工藝，選用合適的刀具，選擇合理的切削參數(shù)，編寫零件的加工程序，在數(shù)控車床（FANUC0iMate-TC系統(tǒng)）上實際操作加工出來，并對加工后的零件進行檢測、評價。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)描述】圖4-2-1外圓錐面零件（二）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【知識準備】一、外圓粗車復合循環(huán)（G71）1．指令功能該指令適用于徑向尺寸單調(diào)增大或單調(diào)減小，需多次走刀才能完成加工的圓柱棒料毛坯的內(nèi)外徑粗加工。應(yīng)用該指令時，只需指定粗加工每次切削深度、精加工余量和精加工路線等參數(shù)，系統(tǒng)便可自動計算出粗加工走刀路線和走刀次數(shù)，自動進行多次循環(huán)，實現(xiàn)多層切削，使毛坯形狀接近工件形狀，完成內(nèi)、外輪廓表面的粗加工，車削進給方向平行于Z軸。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）一、外圓粗車復合循環(huán)（G71）1．指令功能圖4-2-2外圓粗車復合循環(huán)任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）2．指令格式：G71U(Δd)

R(e)；G71P(ns)

Q(nf)

U(Δu)

W(Δw)

F(f)

S(s)

T(t)；N(ns)……；F

；S

；用以描述精加工軌跡T

；

……；N(nf)……；第一行：U(Δd)

X軸方向切削深度（半徑量指定），不帶正負號，該值為模態(tài)量；R(e)；X軸方向退刀量，不帶正負號，該值為模態(tài)量；任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）2．指令格式：G71U(Δd)

R(e)；G71P(ns)

Q(nf)

U(Δu)

W(Δw)

F(f)

S(s)

T(t)；N(ns)……；F

；S

；用以描述精加工軌跡T

；

……；N(nf)……；第二行：P（ns）精車加工程序第一個程序段的段號；

Q（nf）精車加工程序最后一個程序段的段號；

U（Δu）

X軸方向精加工余量的大小（直徑量指定）和方向，帶正負號。該加工余量具有方向性，即外圓的加工余量為“＋”（正號可省略），內(nèi)孔的加工余量為“－”。

W（Δw）

Z軸方向精加工余量的大小和方向，帶正負號；

F（f）

S（s）

T（t）粗車循環(huán)中的進給量、主軸轉(zhuǎn)速和刀具功能。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）一、外圓粗車復合循環(huán)（G71）2．指令格式：注意包含在ns到nf程序段中的F、S和T功能在G70精車時被執(zhí)行，在執(zhí)行G71粗車循環(huán)中被忽略例：G71U1R0.5；

G71P100Q200U0.5WO.O5F0.2；執(zhí)行G71粗車復合循環(huán)指令，X方向每次的切削深度（半徑量）為1mm，X方向每次的退刀量（半徑量）為0.5

mm，粗加工進給量為0.2mm/r，精車加工程序第一個程序段的段號為N100，精車加工程序最后一個程序段的段號為N200，X軸方向的精加工余量（直徑量）為0.5

mm，Z軸方向的精加工余量為0.05

mm。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）3．指令使用說明（1）使用G71指令時，零件的徑向尺寸必須是單調(diào)遞增或單調(diào)遞減。（2）ns程序段中必須用指令G00或G01，必須沿X軸方向進刀，且不能出現(xiàn)Z坐標字，否則系統(tǒng)會報警。（3）G71指令必須帶有P、Q地址ns、nf，且與精加工路徑起止段號對應(yīng)，否則不能進行該循環(huán)加工。（4）刀具返回循環(huán)起點運動是自動的，因而在ns到nf程序段中不需要進行編程。（5）在MDI方式中不能指令G71，否則報警。（6）ns到nf之間的程序段中不能調(diào)用子程序。（7）ns到nf之間的程序段中不應(yīng)包含刀尖半徑補償，而在調(diào)用循環(huán)前編寫刀尖半徑補償，循環(huán)結(jié)束后取消半徑補償。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）3．指令使用說明（8）△u、△w精加工余量的正負判斷常用兩種情況簡化示意圖見圖4-2-3所示。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）4．編程實例例4.2.1如圖4-2-4所示工件，使用1號外圓車刀進行粗加工，毛坯為Φ55的棒料，程序名為O4201，其粗加工程序如下。粗加工程序O4201（例4.2.1）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）二、精車循環(huán)（G70）1．指令功能當用G71（G72或G73）指令粗車工件之后，可以用G70指令進行精加工，切除粗加工循環(huán)中留下的余量。圖4-2-5精車循環(huán)任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）二、精車循環(huán)（G70）2．指令格式：G70

P(ns)

Q(nf)；其中：P(ns)精加工軌跡的第一個程序段的段號；

Q(nf)精加工軌跡的最后一個程序段的段號。注意在G71程序段中指令的F、S、T，在G70執(zhí)行時無效，G70執(zhí)行段號ns到nf程序段指定的F、S、T功能。例：G70P10Q20；執(zhí)行從N10至N20程序段之間的精加工程序。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）二、精車循環(huán)（G70）3．指令使用說明（1）G70指令用在G71、G72和G73指令的程序內(nèi)容之后，不能單獨使用。（2）執(zhí)行G70時，刀具沿工件的實際軌跡進行切削，循環(huán)結(jié)束后刀具返回循環(huán)起點。（3）精車循環(huán)起點一定要與粗車循環(huán)起點重合。（4）G70循環(huán)結(jié)束后，執(zhí)行G70程序段的下一個程序段。（5）在MDI方式中不能指令G70，否則報警。（6）G70中ns到nf之間的程序段不能調(diào)用子程序。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）4．編程實例例4.2.2如圖4-2-4所示工件，毛坯為Φ55的棒料，使用1號外圓車刀進行粗、精加工，其完整加工程序如下：完整加工程序O4202（例4.2.2）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】一、零件圖分析（見圖4-2-1）圖4-2-1外圓錐面零件（二）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】二、工藝分析1．加工步驟的確定（1）手動車平右端面；（2）粗加工外輪廓；（3）精加工外輪廓；（4）檢測。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】二、工藝分析2．數(shù)控加工刀具卡片的制定填寫數(shù)控加工刀具卡片（表4-2-1）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】二、工藝分析3．數(shù)控加工工藝卡片的制定數(shù)控加工工藝卡片（表4-2-2）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】三、編制加工程序以工件精加工后的右端面中心位置作為編程原點，建立工件坐標系，其編寫的加工程序如表4-2-3所示。填寫加工程序單（表4-2-3）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】四、程序校驗及加工1．根據(jù)數(shù)控加工刀具卡片要求正確安裝數(shù)控車刀，并在數(shù)控車床進行對刀操作。2．根據(jù)已驗證的加工程序單將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，輸入完成后要再次檢查輸入程序是否正確，檢查程序要做到嚴謹、仔細、認真，以避免發(fā)生錯誤。3．在數(shù)控系統(tǒng)中利用圖形模擬校驗功能，查看所輸入程序的走刀軌跡是否正確。4．將數(shù)控系統(tǒng)置于自動加工運行模式。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】四、程序校驗及加工5．調(diào)出要加工的程序并將光標移動至程序的開始。6．按下“循環(huán)啟動”按鈕，執(zhí)行自動加工程序。7．加工過程中，始終觀察刀尖運動軌跡和系統(tǒng)屏幕上的坐標變化情況，右手放在“急?！卑粹o上，一旦發(fā)生異常，立即按下“急?！卑粹o。8．加工完成后，在數(shù)控車床上利用相關(guān)量具檢測工件。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】四、程序校驗及加工注意：1．加工工件時，刀具和工件必須夾緊，否則會發(fā)生事故。2．注意工件伸出卡爪的的長度，以避免出現(xiàn)刀具與卡盤發(fā)生碰撞事故的現(xiàn)象。3．程序自動運行前必須將光標調(diào)整到程序的開頭。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】五、完成加工并檢測零件加工完成后，對照表4-2-4的相關(guān)要求，將檢測結(jié)果填入表中。數(shù)控車工考核評分表（表4-2-4）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)實施】六、機床維護與保養(yǎng)1．清除切屑、擦拭機床，使機床與環(huán)境保持清潔狀態(tài)。2．檢查潤滑油、冷卻液的狀態(tài)，及時添加或更換。3．依次關(guān)掉機床操作面板上的電源和總電源。4．機床如有故障，應(yīng)立即報修。5．填寫設(shè)備使用記錄。任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)評價】一、操作現(xiàn)場評價填寫現(xiàn)場記錄表（附錄一）二、任務(wù)學習自我評價填寫任務(wù)學習自我評價表（附錄二）任務(wù)二加工外圓錐面零件（二）【任務(wù)總結(jié)】本任務(wù)是以三個外圓柱面和一個外圓錐面組成的簡單階梯軸零件數(shù)控車削加工為載體，介紹了外圓粗車復合循環(huán)指令G71和精車循環(huán)指令G70。通過學習G71、G70指令在數(shù)控車削加工中的應(yīng)用，掌握簡單外圓錐面零件的數(shù)控車削加工方法。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）【任務(wù)目標】知識目標:1．了解刀具半徑補償?shù)哪康摹?．掌握刀尖圓弧半徑和刀尖方位代碼的含義。3．掌握刀尖半徑圓弧補償方向簡易判斷方法。4．掌握G42、G41、G40指令格式及應(yīng)用。5．掌握外圓錐面零件加工質(zhì)量分析的方法。技能目標：1．能靈活運用刀尖圓弧補償指令（G42、G41、G40）和復合循環(huán)指令（G71、G70）對直徑尺寸單調(diào)增大的軸類零件加工進行編程。2．能正確填寫數(shù)控加工刀具卡片，數(shù)控加工工藝卡片。3．能獨立完成該任務(wù)零件的加工。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）【任務(wù)描述】工廠需加工一批零件，零件如圖4-3-1所示，要求在數(shù)控車床上加工。已知毛坯材料為上一任務(wù)完成加工的零件，材質(zhì)為45鋼，技術(shù)人員需根據(jù)加工任務(wù)，編制零件的加工工藝，選用合適的刀具，選擇合理的切削參數(shù)，編寫零件的加工程序，在數(shù)控車床（FANUC0iMate-TC系統(tǒng)）上實際操作加工出來，并對加工后的零件進行檢測、評價。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）【任務(wù)描述】圖4-3-1外圓錐面零件（三）任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）【知識準備】一、刀尖圓弧半徑補償?shù)哪康脑跀?shù)控車削編程中，刀具路徑是根據(jù)理想中的刀位點P進行編程，而實際加工中刀具的刀尖不可能絕對尖銳為一個點，總有一個小圓弧，如圖4-3-2所示。圖4-3-2理想刀尖與實際刀尖圓弧任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）一、刀尖圓弧半徑補償?shù)哪康膱D4-3-3刀尖圓弧半徑在車圓錐時產(chǎn)生欠切削或過切削現(xiàn)象任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）一、刀尖圓弧半徑補償?shù)哪康臑橄都鈭A弧半徑的影響，采用數(shù)控系統(tǒng)的刀尖半徑補償功能，編程者只需按工件輪廓線編程，執(zhí)行刀尖半徑補償后，刀具自動計算出偏離方向，并按計算出的偏離方向偏離工件輪廓一個刀具半徑值，從而消除了刀尖圓弧半徑對工件形狀的影響，如圖4-3-4所示。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）二、實現(xiàn)刀尖圓弧半徑補償功能的準備工作1．確定刀尖半徑數(shù)控車刀刀尖半徑常用的有R0.2、R0.4、R0.8、R1.2，一般情況下，粗加工時，數(shù)控車刀刀尖半徑選用R0.8或R1.2；半精加工時；數(shù)控車刀刀尖半徑選用R0.4；精加工時，數(shù)控車刀刀尖半徑選用R0.2。若粗、精加工采用同一把數(shù)控車刀，則數(shù)控車刀刀尖半徑選用R0.4。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）二、實現(xiàn)刀尖圓弧半徑補償功能的準備工作1．確定刀尖半徑使用刀具半徑補償前，必須將刀尖圓弧半徑R輸入到數(shù)控系統(tǒng)的存儲器中，見圖4-3-5所示。圖4-3-5輸入刀尖半徑值任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）2．確定刀尖方位代碼不同的刀具，刀尖圓弧的位置不同，刀具自動偏移工件輪廓的方向就不同。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）二、實現(xiàn)刀尖圓弧半徑補償功能的準備工作2．確定刀尖方位代碼使用刀具半徑補償前，必須將刀尖方位代碼輸入到數(shù)控系統(tǒng)的存儲器中，見圖4-3-7所示。圖4-3-7輸入刀尖方位代碼任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）二、實現(xiàn)刀尖圓弧半徑補償功能的準備工作3．判斷刀尖圓弧半徑補償方向判斷刀尖圓弧半徑補償方向時，一定要沿Y軸由正向向負向觀察，順著刀具前進的方向看，當?shù)毒咛幵诩庸け砻娴淖髠?cè)時，即為刀尖圓弧半徑左補償，用G41指令；當?shù)毒咛幵诩庸け砻娴挠覀?cè)時，即為刀尖圓弧半徑右補償，用G42指令。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）3．判斷刀尖圓弧半徑補償方向其簡易判斷方法如圖4-3-8所示。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）三、刀尖圓弧半徑補償指令（G40、G41、G42）1．指令功能為解決刀尖圓弧半徑在車削圓錐時造成的過切削和欠切削的現(xiàn)象，數(shù)控系統(tǒng)提供了具備刀具半徑自動補償功能。編程時，只需按工件的實際輪廓尺寸編程即可，不必考慮刀具的刀尖圓弧半徑的大小。加工時由數(shù)控系統(tǒng)將刀尖圓弧半徑加以補償，由系統(tǒng)自動計算補償值，產(chǎn)生刀具路徑，完成對工件的合理加工。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）1．指令功能刀尖圓弧半徑補償?shù)倪^程如圖4-3-9所示，分為三步：（1）刀補的建立：理想刀尖從編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏移量的過程。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）1．指令功能（2）刀補的執(zhí)行：執(zhí)行G41或G42指令的程序段后，理想刀尖始終與編程軌跡保持設(shè)定的偏置距離。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）1．指令功能（3）刀補的取消：理想刀尖從編程軌跡偏離過渡到與編程軌跡重合的過程。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）三、刀尖圓弧半徑補償指令（G40、G41、G42）2．指令格式：（1）指令格式一G41

G01/G00

X（U）

Z(W)

；其中：G41刀尖圓弧半徑左補償指令；

G01/G00選擇G01或G00刀具運動方式；

X

Z

運動目標點的絕對坐標值；U

W

運動目標點的增量坐標值；例：G41G00

X30

Z3；刀具刀尖圓弧半徑左補償，快速運動到點（X30，Z3）位置。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）三、刀尖圓弧半徑補償指令（G40、G41、G42）2．指令格式：（2）指令格式二G42

G01/G00

X（U）

Z(W)

；其中：G42刀尖圓弧半徑右補償指令；

G01/G00選擇G01或G00刀具運動方式；

X

Z

運動目標點的絕對坐標值；U

W

運動目標點的增量坐標值；例：G42

G00

X52

Z2；刀具刀尖圓弧半徑右補償，快速運動到點（X52，Z2）位置。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）三、刀尖圓弧半徑補償指令（G40、G41、G42）2．指令格式：（3）指令格式三G40

G01/G00

X（U）

Z(W)

；其中：G40取消刀尖圓弧半徑補償指令；

G01/G00選擇G01或G00刀具運動方式；

X

Z

運動目標點的絕對坐標值；U

W

運動目標點的增量坐標值；例：G40G00X100Z200；取消刀具刀尖圓弧半徑補償，刀具快速運動到點（X100，Z200）位置。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）三、刀尖圓弧半徑補償指令（G40、G41、G42）3．指令使用說明（1）G41、G42、G40指令都是模態(tài)指令，可相互注銷。（2）建立刀具刀尖圓弧半徑補償應(yīng)在輪廓加工前進行，取消刀具刀尖圓弧半徑補償應(yīng)在輪廓加工完畢后進行。（3）不能在加工圓弧指令段建立或取消刀尖圓弧半徑補償，只能在G00或G01指令段建立或取消，否則會出現(xiàn)報警。（4）在編入G41、G42、G40的G00與G01前后的兩個程序段中，X、Z值至少有一個值變化，否則產(chǎn)生報警。（5）在建立、執(zhí)行或取消刀具刀尖圓弧補償時，刀具移動的距離必須大于刀尖圓弧半徑。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）三、刀尖圓弧半徑補償指令（G40、G41、G42）3．指令使用說明（6）如果指令刀具在刀尖半徑大于圓弧半徑的圓弧內(nèi)側(cè)移動，程序?qū)⒊鲥e。（7）由于系統(tǒng)內(nèi)部只有兩個程序段的緩沖存儲器，因此在刀尖圓弧半徑補償執(zhí)行過程中，不允許在程序里連續(xù)編制兩個或兩個以上的非移動指令，以及單獨編寫的M、S、T程序段等，否則會失效，產(chǎn)生過切或欠切。（8）刀尖圓弧半徑補償指令（G41、G42、G40）使用前，必須通過機床數(shù)控系統(tǒng)的操作面板向系統(tǒng)存儲器中輸入刀尖半徑補償?shù)南嚓P(guān)參數(shù)（刀尖圓弧半徑R和刀尖方位代碼T），作為刀具刀尖圓弧半徑補償?shù)囊罁?jù)。刀尖圓弧半徑取值要以實際刀尖圓弧半徑為準。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）三、刀尖圓弧半徑補償指令（G40、G41、G42）3．指令使用說明（9）機床通電后，默認狀態(tài)為G40狀態(tài)。（10）在MDI狀態(tài)下不能進行刀具刀尖圓弧半徑補償。（11）G18必須處于有效狀態(tài)。（12）只加工外圓和端面的工件時，可以不考慮刀尖圓弧半徑補償。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）三、刀尖圓弧半徑補償指令（G40、G41、G42）3．指令使用說明注意：1．在使用具有刀具刀尖圓弧半徑補償功能的數(shù)控系統(tǒng)編程，只需要按零件的輪廓編程，但要確定刀尖圓弧半徑及補償方向和刀尖方位代碼并將其輸入到數(shù)控系統(tǒng)的存儲器中。2．不論是前置刀架還是后置刀架，刀尖方位代碼是一樣的，從右向左車外圓，刀尖方位代碼都是3，從右向左車內(nèi)孔，刀尖方位代碼都是2。任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）4．編程實例例4.3.1如圖所示工件，采用刀尖圓弧半徑補償指令，用1號外圓車刀進行精加工，程序名為O4301，其精加工程序如下。精加工程序O4301（例4.3.1）任務(wù)三加工外圓錐面零件（三）4．編程實例未采用刀尖圓弧半徑補償指令時，刀具以假想刀尖軌跡運動，圓錐面產(chǎn)生誤差δ，如圖（a）所示