单一固定循环指令编程及加工

单一固定循环指令编程及加工知识、技能目标单一切削循环指令G90端面切削循环指令G94操作实训小结三、支撑知识讲解知识、技能目标知识目标掌握内/外圆柱面、内/外圆锥粗加工中固定循环功能的应用。了解G90、G94指令的编程格式及特点。掌握简单形面的加工方法。技能目标掌握指令G90、G94的适用范围及编程技能技巧。掌握圆锥小轴的编程与加工。简单锥套的编程与加工的程序设计思想。能合理选用数控车削加工中的切削用量。三、支撑知识讲解单一切削循环指令G90G90是单一形状固定循环指令，该循环主要用于轴类零件的外圆、锥面的加工。外圆切削循环指令G90指令格式：G90X（U）__Z(W)__F__式中：X、Z取值为圆柱面切削终点坐标值；U、W取值为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量。如图6-1所示的循环，刀具从循环起点开始按矩形1R→2F→3F→4R循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。锥面切削循环指令G90指令格式：G90X（U）__Z(W)__R__F__式中：X、Z取值为圆锥面切削终点坐标值；U、W取值为圆锥面切削终点相对循环起点的坐标分量；R取值为圆锥面切削始点与圆锥面切削终点的半径差，有正、负号。如图6-2所示的循环，刀具从循环起点开始按梯形1R→2F→3F→4R循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。三、支撑知识讲解图6-1外圆切削循环图6-2锥面切削循环三、支撑知识讲解端面切削循环指令G94G94指令用于一些短、面大的零件的垂直端面或锥形端面的加工，直接从毛坯余量较大或棒料车削零件时进行的粗加工，以去除大部分毛坯余量。其程序格式也有加工圆柱面、圆锥面之分。其循环方式如图6-5、图6-6所示车大端面循环切削指令G94指令格式：G94X（U）___Z(W)___F___式中：X、Z取值为端面切削终点坐标值；U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量。车大锥型端面循环切削指令G94指令格式：G94X（U___Z(W)___R___F___式中：X、Z取值为端面切削终点坐标值；U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量；R为端面切削始点至终点位移在Z轴方向的坐标增量。三、支撑知识讲解图6-5端面切削循环图6-6带锥度的端面切削循环三、支撑知识讲解内、外圆锥套的编程与加工图6-11内、外锥套解答过程【案例6.3】毛坯尺寸65mm的棒料，已加工毛坯孔18，材料45#钢，试车削成如图6-11所示零件，T01：93°粗、精车外圆刀，T02：镗孔刀，T04：切断刀（刀宽3mm）。三、支撑知识讲解解答过程零件图工艺分析数值计算工件参考程序与加工操作过程安全操作和注意事项三、支撑知识讲解零件图工艺分析（1）技术要求分析。如图6-11所示，零件包括内外圆锥面、内外圆柱面、端面、切断等加工。零件材料为45#钢，无热处理和硬度要求。（2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。由于工件较小，为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可以设为同一点，放在Z向距工件前端面200mm，X向距轴心线100mm的位置。（3）制定加工方案，确定各刀具及切削用量。加工刀具的确定如表6-7所示，加工方案的制定如表6-8所示表6-7案例6.3刀具卡实训课题单一固定循环指令编程与加工零件名称内外锥套零件图号图6-11序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径数量加工表面备注1T010193°外圆车刀0.2mm1端面、外圆2T0202镗孔刀0.2mm1内孔3T0404B=3mm切断刀（刀位点为左刀尖）0.3mm1切断三、支撑知识讲解表6-8案例6.3工序和操作清单材料45#零件图号6-11系统FANUC工序号063切削用量操作序号工步内容（走刀路线）G功能T刀具转速S（r／min）进给速度F（mm／r）切削深度（mm）主程序1夹住棒料一头，留出长度大约65mm（手动操作），调用主程序1加工（1）车端面G94T01014750.1（2）粗车外表面G90T01014750.32（3）粗镗内表面G90T02026400.31（4）精车外表面G01T01019000.10.2（5）精镗内表面G01T02029000.10.2（6）切断G01T04042360.1（7）检测、校核三、支撑知识讲解数值计算（1）设定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。（2）计算各基点位置坐标值，略。（3）当循环起点Z坐标为Z3时，计算精加工外圆锥面时，切削起始点的直径D值。根据公式，即得d=45.4，则R=。当X留有0.2mm余量时，加工外锥面的切削终点为：（X50.4,Z20）；当还有2.2mm余量时，加工外锥面的切削终点为：（X54.4,Z20）；当还有4.2mm余量时，加工外锥面的切削终点为：（X58.4,Z20）。（4）内锥小端直径：根据公式，即，得d=20。（5）当加工内锥孔循环起点Z坐标为Z3时，计算精加工内圆锥面时，切削起始点的直径D值。根据公式，即，得D=31。则R=。当留有0.2mm余量时，加工内锥面的切削终点为：（X19.6,Z30）；当留有1.2mm余量时，加工内锥面的切削终点为：（X17.6,Z30）；当留有2.2mm余量时，加工内锥面的切削终点为：（X15.6,Z30）。LdDC235051dC3.22504.45LdDC303031dCLdDC33031DC5.522031三、支撑知识讲解工件参考程序与加工操作过程（1）工件的参考程序如表6-9所示。（2）输入程序。（3）数控编程模拟软件对加工刀具轨迹仿真，或数控系统图形仿真加工，进行程序校核及修整。（4）安装刀具，对刀操作，建立工件坐标系。（5）启动程序，自动加工。（6）停车后，按图纸要求检测工件，对工件进行误差与质量分析。三、支撑知识讲解安全操作和注意事项（1）毛坯已有18毛坯孔；当用棒料时18孔可在普通车床上加工出。（2）对刀时，切槽刀左刀尖作为编程刀位点。（3）加工内孔时应先使刀具向直径缩小的方向退刀，再Z向退出工件，然后才能退回换刀点。（4）镗孔刀的换刀点应较远些，否则会在换刀或快速定位时碰到工件。（5）车锥面时刀尖一定要与工件轴线等高，否则车出工件圆锥母线不直，呈双曲线形。三、支撑知识讲解表6-9案例6.3程序卡（供参考）编程原点工件右端面与轴线交点编写日期零件名称内外锥套零件图号图6-11材料45#数控车床程序卡机床型号CAK6150DJ夹具名称三爪卡盘实训车间数控中心程序号O6003编程系统FANUC序号程序简要说明N010G50X200Z200建立工件坐标系N020M03S475T0101主轴正转，选择1号外圆刀N030G99设定进给速度单位为mm/rN040G00X70Z3快速定位至70直径，距端面正向3mmN050G94X0Z0.5F0.1N060Z0加工端面N070G90X62Z43F0.3N080X60.4粗加工60外圆，留精加工余量0.2mmN090G90X58.4Z20R2.3N100X54.4N110X50.4粗加工外锥面，每次切深2mm，留精加工余量0.2mmN120G00X200Z200T0100M05返回刀具起始点，取消刀补，停主轴N130M01选择停止，以便检测工件N140M03S640T0202主轴正转，换镗孔刀N150G00X13Z3定位至13直径外，距端面正向3mm续表三、支撑知识讲解续表1表6-9案例6.3程序卡（供参考）编程原点工件右端面与轴线交点编写日期零件名称内外锥套零件图号图6-11材料45#数控车床程序卡机床型号CAK6150DJ夹具名称三爪卡盘实训车间数控中心程序号O6003编程系统FANUC序号程序简要说明N160G90X19.6Z43F0.3粗加工20孔，留0.2mm的余量N170X15.6Z30R5.5N180X17.6N190X19.6粗加工锥孔，每次切深1mm，留0.2mm的精加工余量N200G00X200Z200T0200M05返回刀具起始点，取消刀补，停主轴N210M01选择停止，以便检测工件N220M03S900T0101换速，主轴正转，选1号外圆刀N230G00X45.4Z3快速定位至（X45.4，Z3），即精加工锥面的始点N240G01X50Z20F0.1精加工外锥面N250X60N260Z43N270X70精加工60外圆右台阶面精加工60外圆径向退刀N280G00X200Z200T0100M05返回刀具起始点，取消刀补，停主轴N290M01选择停止，以便检测工件N300M03S900T0202主轴正转，换速，选2号镗刀续表三、支撑知识讲解续表2表6-9案例6.3程序卡（供参考）编程原点工件右端面与轴线交点编写日期零件名称内外锥套零件图号图6-11材料45#数控车床程序卡机床型号CAK6150DJ夹具名称三爪卡盘实训车间数控中心程序号O6003编程系统FANUC序号程序简要说明N310G00X31Z3快速定位（X31，Z3）的位置，即精加工锥孔的起始点N320G01X20Z30F0.1精加工锥孔N330Z43精加工20内圆N340X18径向退刀N350G00Z3轴向退刀，快速退出工件孔N360G00X200Z200T0200M05返回刀具起始点，取消刀补，停主轴N370M01选择停止，以便检测工件N380M03S236T0404换切断刀，主轴正转N390G00X70Z43快速定位至（X70，Z43）N400G01X15F0.1切断N410G00X70径向退刀N420G00X200Z200T0400M05返回刀具起始点，取消刀补，停主轴N430T01001号基准刀返回,取消刀补N440M30程序结束三、支撑知识讲解小结所有不同型号的数控车床、铣床都必须用到G00、G01、G02、G03指令，这四个指令在所有数控系统中都通用。在数控车、铣床自动编程中，任何平面、曲面加工的路径最后都是由直线、圆弧插补组成。所以说，这四个指令是数控编程的最基本组成单元。用G02、G03指令加工圆弧面时，要注意顺、逆方向及圆弧半径和圆心坐标编程的不同之处。通过实训项目的学习，了解数控车床对刀与工件坐标系之间的关系；通过半精加工、精加工掌握如何控制工件尺寸。三、支撑知识讲解