数控车床加工工艺与编程模块三

模块三锥面与圆弧加工模块三锥面与圆弧加工任务1简单圆锥零件的精加工任务2大余量锥体加工任务3球头零件加工任务1简单圆锥零件的精加工1．掌握刀具补偿号和刀尖圆弧半径补偿指令的用法2．巩固G00、G01指令完成圆锥精加工的编程方法圆锥零件全部123任务分析精加工该零件时应考虑什么问题？产生加工表面形状误差的原因？如何使用刀尖圆弧半径补偿指令？一、刀尖圆弧半径补偿的目的（3－1）理想状态下实际状态下一、刀尖圆弧半径补偿的目的（3－2）车削圆锥面时欠切削产生误差车削圆弧时产生的误差一、刀尖圆弧半径补偿的目的（3－3）结论：在加工圆锥面和圆弧面时可能会发生过切削或欠切削的现象，产生加工表面的形状误差。由此可见，在工件编程时加入刀尖圆弧半径补偿，使切削出来的工件获得正确的加工精度。刀尖圆弧半径补偿可以通过刀具号来实现，即在程序中用指定的T代码来实现。T代码的形式为T××××。二、刀具号补偿（4－1）例如：T××××刀具补偿号刀具号刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号，该寄存器中存放着刀具的几何偏置量和磨损偏置量（X轴偏置和Z轴偏置）。二、刀具号补偿（4－2）刀具形状补偿参数界面R为刀尖圆弧半径T为假想刀尖号位置在零件粗加工后，如果用同一把刀具对零件进行精加工,由于刀具产生磨损，使零件尺寸产生误差，只要在刀具磨耗补偿参数界面中，修改每把刀具相应寄存器中的数值即可。刀具磨耗补偿参数界面二、刀具号补偿（4－3）注意事项：1．刀具补偿程序段内有G00或G01功能才有效。偏移量补偿在一个程序的执行过程中完成，这个过程是不能省略的。例如“G00X20.0Z10.0T0202；”表示调用2号刀具，且有刀具补偿，补偿量在02号寄存器内。2．必须在取消刀具补偿状态下调用其他刀具。二、刀具号补偿（4－4）1．刀尖圆弧半径的左右补偿指令三、刀尖圆弧半径补偿（6－1）（1）G41刀尖圆弧半径左补偿。（2）G42刀尖圆弧半径右补偿。（3）G40取消刀尖圆弧半径左右补偿。指令格式如下：G41G00/G01XZF；G42G00/G01XZF；G40G00/G01XZF；刀尖圆弧半径补偿偏置方向的判别：三、刀尖圆弧半径补偿（6－2）后置刀架，+Y轴向外前置刀架，+Y轴向内三、刀尖圆弧半径补偿（6－3）2．刀尖号位置的确定根据刀尖及刀尖位置的不同，数控车床刀具的刀尖号位置共有9种。刀补加载补偿引入编程轨迹起点编程轨迹终点编程轨迹编程轨迹补偿取消刀补卸载G40状态G40G42G42G42状态三、刀尖圆弧半径补偿（6－4）3．刀尖圆弧半径补偿的编程实例刀补的加载和卸载★刀具半径补偿程序1G41/G42建立刀补刀补建立2刀补执行刀补一旦建立，就一直维持该状态直到刀补撤消为止3程序执行到撤消指令G40时，刀补结束，刀具撤离工件回到退刀点刀补取消知识链接三、刀尖圆弧半径补偿（6－5）例：使用刀尖圆弧半径左右补偿指令，编制右图所示零件的加工程序。编程指令如下：N30G00XA0ZA0；N40G01G42XA1ZA1F50；N50XA2ZA2；N60XA4ZA4；N70G00G40XA5ZA5；其中：A0~A5是刀具在工件移动轨迹中的坐标值。三、刀尖圆弧半径补偿（6－6）使用刀尖圆弧半径补偿时的注意事项：（1）G41、G42、G40只能用在G00、G01指令的程序段内，不允许与G02、G03指令用在同一程序段内，以免产生报警。（2）在编入G41、G42、G40的G00、G01前后的两个程序段中，X、Z值至少有一个值变化，否则会产生报警。（3）在调用新的刀具之前，必须取消前一个刀尖圆弧半径补偿，以免产生加工误差。工步号工步内容刀具号刀具规格名称主轴转速（r/min）进给量(mm/r)备注1精车工件外轮廓T0193°外圆精车刀10000.08数控加工工艺卡片一、确定加工工艺二、编制加工程序圆锥零件的加工程序程序说明O0001；N10G99T0101；换1号外圆车刀，并建立1号刀补N20M03S1000；主轴正转，转速为1000r/minN30G00X56.0Z2.0；刀具快速定位N40G01G42X36.0Z0.F0.08；建立刀尖圆弧半径右补偿N50X52.0Z-30.0；车圆锥面N60Z-50.0；车外圆N70G00G40X56.0；退刀，并取消刀尖圆弧半径补偿N80X100.0Z100.0；返回换刀点N90M05；主轴停转N100M30；程序结束，并返回初始位置为什么要用刀尖圆弧半径补偿？刀尖圆弧半径补偿有哪几种指令?12试应用刀尖圆弧半径补偿指令，编写下图所示零件的精加工程序。毛坯尺寸为ø50mm×60mm，材料为45钢。圆锥零件任务2大余量锥体加工1.能熟练制定锥面加工工艺2.掌握G90、G94指令完成锥面加工的编程方法3.能熟练分析和解决锥面加工误差的问题全部锥体零件123任务分析该零件包含哪些加工内容？如何制定锥面的加工工艺？如何使用G90锥面循环加工指令？一、锥面循环加工指令G90（2－1）指令格式：G90X(U)Z(W)IF；圆锥面切削终点的绝对坐标值切削始点与圆锥面切削终点的半径差圆锥面切削终点相对于循环起点的坐标增量一、锥面循环加工指令G90（2－2）圆锥面的方向二、带锥度的端面切削循环（2－1）指令格式：G94X（U）Z（W）KF；切削循环终点相对于循环起点的坐标增量切削循环终点的绝对坐标值端面切削始点至终点位移在Z方向的坐标增量二、带锥度的端面切削循环（2－2）锥面的方向三、G90与G94加工路径对比G90加工路径G94加工路径点击图框播放一、确定加工工艺（2－1）数控加工工艺卡工序名称工艺要求工作者备注1下料ø52mm×80mm2车车端面3数控车工步工步内容刀具号1粗车外轮廓T012精车工件外轮廓T024检验刀具号刀具规格名称数量加工内容主轴转速（r/min）进给速度(mm/r)背吃刀量(mm)T0190°外圆偏刀1粗车工件外轮廓6000.32.5T0293°外圆仿形车刀1精车工件外轮廓10000.080.5数控加工刀具卡一、确定加工工艺（2－2）二、编制加工程序圆锥体零件加工程序程序说明O0002；N10G99T0101；换1号外圆车刀，并建立1号刀补N20M03S600；主轴正转，转速为600r/minN30G00X54.0Z2.0；刀具快速定位至循环起点N40G90X45.0Z-40.I-5.25F0.3；圆锥面粗车循环第一次,I为自起点到终点的X方向半径差N50X40.0；圆锥面粗车循环第二次N60X35.0；圆锥面粗车循环第三次N70X30.5圆锥面粗车循环第四次，并留精车余量，双边0.5mmN80G00X100.0Z100.0T0202;换2号外圆车刀，建立2号刀补N90G00X54.0Z2.0M03S1000;主轴正转，转速为1000r/minN100G90X30.0Z-40.0I-5.25F0.08；精车圆锥面，转速为1000r/minN110G00X100.0Z100.0；返回换刀点N120M05；主轴停转N130M30；程序结束并返回初始位置三、锥面加工误差分析问题产生原因预防和消除锥度（角度）不符合要求1.程序错误2.工件装夹不正确1.检查、修改加工程序2.检查工件安装、增加安装刚度切削过程出现干涉现象工件斜度大于刀具后角1.选择正确的刀具2.改变切削方式表面粗糙度达不到要求1.车刀刚度不足或伸出太长而引起振动2.车刀几何参数不合理，如选用过小的前角和后角3.切削用量选用不合理1.提高车刀刚度，正确装夹车刀2.合理选择车刀角度，如适当增加前角，合理选择后角3.进给量不宜太大，选择适当的精车余量和切削速度锥面径向尺寸不符合要求1.程序错误2.刀具磨损3.没考虑刀尖圆弧半径补偿1.保证编程正确，并考虑刀尖半径补偿2.及时更换磨损大的刀具3.编程时考虑刀尖圆弧半径补偿切削过程出现振动1.工件装夹不正确2.刀具安装不正确3.切削参数不正确1.正确安装工件2.正确安装刀具3.编程时合理选择切削参数12圆锥切削循环指令G90和G94有什么区别？常见锥面加工误差有哪些?任务3球头零件加工1．能熟练制定圆弧加工工艺2．掌握G02、G03指令完成圆弧加工的编程方法3.能熟练分析和解决圆弧加工误差的问题球头手柄其余技术要求：未注倒角不允许锉刀或纱布修整工件表面。123任务分析该零件包含哪些加工内容？如何制定圆弧的加工工艺？如何使用G02、G03圆弧加工指令？一、圆弧插补（G02/G03）（2－1）1.顺时针圆弧插补G02、逆时针圆弧插补G03指令格式:X(U)Z(W)F_；03G02G_R_K_I其中：I、K为圆心在X、Z轴方向上相对圆弧起点的增量坐标值；R为圆弧半径。2.圆弧顺、逆方向的判断前置刀架，+Y轴向内后置刀架，+Y轴向外一、圆弧插补（G02/G03）（2－2）例：编制如图所示零件的加工程序，路径：A→B。二、顺逆圆弧编程实例（4－1）顺逆圆弧编程实例顺圆弧插补二、顺逆圆弧编程实例（4－2）指定圆心I、K指定半径R绝对方式G02X60.0Z-30.0I12.0K0F0.15；G02X60.0Z-30.0R12.0F0.15；增量方式G02U24.0W-12.0I12.0K0F0.15；G02U24.0W-12.0R12.0F0.15；逆圆弧插补指定圆心I、K指定半径R绝对方式G03X60.0Z-25.0I0K-10.0F0.15；G03X60.0Z-25.0R10.0F0.15；增量方式G03U20.0W-10.0I0K-10.0F0.15；G03U20.0W-10.0R10.0F0.15；二、顺逆圆弧编程实例（4－3）二、顺逆圆弧编程实例（4－4）指定半径的圆弧插补注意：当用半径R指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有存在两个圆弧的可能性，如右图所示，为区别二者，规定圆心角≤180°时，R值为正，如图中的圆弧1；180°时，R值为负，如图中的圆弧2。一、确定加工工艺（4－1）1．确定工件的装夹方式及加工工艺路线球头手柄装夹一、确定加工工艺（4－2）2．相关计算球头手柄相关计算3．刀具选择选择外圆粗精车刀具各一把。1号刀为93°外圆仿形粗车刀；2号刀为93°外圆仿形精车刀。一、确定加工工艺（4－3）4.填写相关工艺卡片（1）数控加工工艺卡工序名称工艺要求工作者备注1下料ø60mm×120mm2车车端面3数控车工步工步内容刀具号1粗车ø44mm、ø20mm的外圆，并倒角C1mmT012精车ø44mm、ø20mm至图样要求尺寸T023粗车Sø56mm、R22mm圆弧T014精车Sø56mm、R22mm圆弧T024检验一、确定加工工艺（4－4）（2）数控加工刀具卡刀具号刀具规格名称数量加工内容主轴转速（r/min）进给量(mm/r)背吃刀量（mm）T0193°外圆仿形粗车刀1粗车工件外轮廓6000.22T0293°外圆仿形精车刀1精车工件外轮廓10000.080.5二、编制加工程序（2－1）球头手柄左端加工程序程序说明O0003；N10G99T0101；换1号外圆车刀，并建立1号刀补N20M03S600；主轴正转，转速为600r/minN30G00X62.0Z2.0；刀具快速定位至循环起点N40G71U2.0R1.0；工件左端粗车循环N50G71P60Q140U1.0W0F0.2；加工路线为N60～N140，X方向留精车余量0.5mmN60G00X0S1000；精车起点，转速为1000r/minN70G01Z0；N80X18.0；N90X20.0Z-1.0；车倒角C1mmN100Z-25.0；车φ20mm外圆N110X42.0；N120X44.0W-1.0；车倒角C1mmN130Z-40.0；车φ44mm外圆N140G00X62.0；加工结束N150G00X100.0Z100.0T0202M03S800；换刀，主轴正转，转速为800r/minN160G00X62.0Z2.0；N170G70P60Q140F0.08；精车循环N180G00X100.0Z100.0；返回换刀点N190M05；