項目任務外圓切削

1、8 4外圓切削841 車削外圓表面工藝外圓表面是軸類零件的主作表面，外圓表面的加工中，車到了廣泛的應用。 車削不僅是外面粗加工、半精加工的主要方可以實現(xiàn)外圓表面的精密加工。8-4-1 所示為車刀車削外圓。圖 8-4-1車削外圓要工削得圓表法，也如圖粗車可采用較大的背吃刀量和進給量，以較少的時間切去大部分加工余量，獲得較高的生產(chǎn)率。半精車可以提高工件的加工精度，減小表面粗糙度，因而可以作為中等精度表面的最終工序，也可以作為精車或磨削的預加工。精車可以使工件表面具有較高的精度和較小的粗糙度。通常采用較小的背吃刀量和進給量，較高的切削速度進行加工，可作為外圓表面的最終工序或光整加工的預加工。精細車常

2、用作某些外圓表面的終加工工序。例如，在加工大型精密的外圓表面時，可用精細車來代替磨削；精細車削所用的車床，應具備較高的精度與剛度，車刀具有良好的耐磨性能 ( 如金剛石車刀 ) ，采用高的切削速度 (V 150m min) ，小的背吃刀量 (ap=O 02 0 05mm)和小的進給量 (O 02 0 2mm r) ，使得切削過程中的切削力小，積屑瘤不易生成，彈性變形及殘留面積小，以保證獲得較高的加工質(zhì)量。選擇粗車、精車及其所用的車床時，不能僅僅考慮其所能達到的加工精度和表面粗糙度。而且還要考慮其在工件加工過程中的不同作用，以及不同的生產(chǎn)條件等。842 G01 車削外圓圖 8-4-1 G01車削外

3、圓刀具切削起點編程時，對刀具快速接近工件加工部位的點應精心設計，應保證刀具在該點與工件的輪廓應有足夠的安全間隙。如圖8-4-1 ，工件毛坯直徑 50mm，工件右端面為 Z0，外圓有 5mm的余量，刀具初始點在換刀點（ X100，Z100）?？稍O計刀具切削起點為：（X54， Z2）。刀具趨近運動工件的程序段首先將刀具以G00 的方式運動到點（ X54， Z2），然后 G00移動 X 軸到切深，準備粗加工。N36 T0101；N37 G97 S700 M03；N38 G00 X54 Z2 M08 ；N39 X46；N40刀具切削程序段N40 G01 Z-20 F100 ；圖 8-4-3G90 單一

4、循環(huán)車削圓柱面路線刀具以指令進給速度切削到指定的長度位置。刀具的返回運動刀具的返回運動時，先X 向退到工件之外，再 +Z 向以 G00方式回到起點。N41 G01 X54 ；。843 G90 單一循環(huán)車削圓柱面1G90單一車削循環(huán)上述8 52外圓車削路線可總結(jié)成四個動作：第一動作：刀具從起點以G00 方式 X 方向移動到切削深度；第二動作：刀具G01 方式切削工件外圓（Z 方向）；第三動作：刀具G01 切削工件端面；第四動作：刀具G00 方式快速退刀回起點。四個動作路線圍成一個封閉的矩形刀路，如圖8-4-3 所示，刀路矩形可看成由起點與對角點確定的矩形。G90單一車削循環(huán)是這樣一個指令，可用它

5、來調(diào)用圓柱面車削一系列四個動作。G90單一車削循環(huán)格式：G90 X(U) Z(W) F ；G90單一車削循環(huán)參數(shù)說明：當?shù)毒咭呀?jīng)運動到車削循環(huán)矩形路線的起點，本指令的“X(U) Z(W) ”給定矩形路線的對角點，從而確定矩形的刀路軌跡。指令中的“F”字給定工作進給的速度。只對中間兩步起作用。2G90單一循環(huán)車削圓柱面應用實例：用 G90指令加工如圖8-4-4 所示工件的 30圓，設刀具的起點為與工件具有安全間隙的S 點（ X55， Z2）。O8401G98 T0101；S800 M03G0 X55. Z2. ； ( 快速運動至循環(huán)起點 )外圖 8-4-4 G90 車臺階軸使用舉例G90 X46

6、. Z-19.8 F150；(X 向單邊切深量2mm，端面留余量 0.2mm圖 8-4-5 常見的外徑錐面車削的R 值判斷用來精加工 )X42. ；(G90 模態(tài)有效， X 向切深至 42 mm)X38. ；X34. ；X31. ；(X 向留單邊余量0.5 mm 用于精加工 )X30. Z-20 F100 S1200；（精車）G00 X100. Z100. ；M30；844 G90 單一循環(huán)車削圓錐面1G90車削錐面循環(huán)的R 值G90 單一車削循環(huán)不僅可調(diào)用圓柱面車削一系列四個動作，還可用G90單一車削循環(huán)調(diào)用圓錐面車削一系列四個動作。如圖 8-4-5 ，外圓錐面可看成由起始點與對角點形成的基

7、本矩形區(qū)域牽引而成，牽引點為矩形運動路線中，第一個運動到達的點，牽引點把基本矩形區(qū)域向X 負向牽引形成錐面，則R 為負。如圖 8-4-6 中為常見的內(nèi)孔錐面， R 值判斷為正。 R 值的大小就是牽引點移動的距離。G90單一循環(huán)車削錐面格式：G90 X(U) Z(W) R F；G90單一循環(huán)車削錐面參數(shù)說明：R 值的大?。捍肀患庸ゅF面兩端直徑差的 1 2，即表示單邊量錐度差值。 如圖 8-4-5和 8-4-6 。2G90單一循環(huán)車外錐軸應用實例：圖 8-4-6 常見的內(nèi)徑錐面車削的R 值判斷用 G90 指令加工如圖8-4-7 所示工件的外錐面。圖 8-4-7G90 車外錐應用舉例 R 值為正、

8、負判斷：如圖8-4-8，牽引點把基本矩形區(qū)域向 X 負向牽引形成錐面，則R 為負。 R 值計算：為保證刀具切削起點與工件間的安全間隙，刀具起點的 Z 向坐標值宜取 Z1 Z5 ，而不是 Z0 ，因此，實際錐度的起點 Z 向坐標值與圖樣不吻合，所以應該算出錐面起點與終點處的實際的直徑差，否則會導致錐度錯誤。程序中實際R 值可用相似三角形方法求算。實際 R 值為 PP1，如圖8-4-8 可見：PP1MP1刀具起點的及對角點的設計：A1 AAM刀具起點的X 值大于等于加工毛坯外PP1MP1A1 A225.5 徑 2 個 R 值，即，X起 X毛AM5+2R，否則容易導致切深過大的錯誤。設刀20具的起點

9、為與工件具有安全間隙的 S 點（ X62 ， Z2 ）。設第一刀的最大切深為2mm ，第一個對角點的X 坐標是：50 11=57外圓錐面粗精加工程序O8502 如下：O8402N10 G98 T0101 ；S800 M03；N20G0 X61. Z2. ；( 快速走刀至循環(huán)起點 S)N30 G90 X57. Z-19.8 R-5.5 F150 ；( 用 G90 粗車圓錐 )N40 X53. ； (G90 模態(tài)下 X 向切深至 X53)X49.；X45.；X41.；X37.；X33.；X31.； (X 向留單邊余量 0.5 mm)X30.Z-20. F100 S1200 ；( 精車 )圖 8-4

10、-8錐面切削區(qū)域定義及R 值G0 X100 Z100 ；M30；845G71 多重復合循環(huán)粗車外徑1多重復合循環(huán)切削區(qū)域邊界定義FANUC系統(tǒng)允許用循環(huán)指令調(diào)用對完全封閉的切削區(qū)域的多次分層加工動作過程，這種指令稱為多重復合循環(huán)。在多重復合循環(huán)指令中要給定切削區(qū)域的切削工藝參數(shù)。多重復合循環(huán)首先要定義多余的材料的邊界，形成了一個完全封閉的切削區(qū)圖 8-4-9封閉的切削區(qū)域定義域，在該封閉區(qū)域內(nèi)的材料根據(jù)循環(huán)調(diào)用程序段中的加工參數(shù)進行有序切削。從數(shù)學角度上說，定義一個封閉區(qū)域至少需要三個不共線的點，圖8-4-9 （ a）所示為一個由三點定義的簡單邊界和一個由多點定義的復雜邊界。S、P 和 Q點則

11、表示所選 ( 定義 ) 加工區(qū)域的極限點。圖 8-4-9 （ b）中，車削工件輪廓由點 P 開始，到點 Q結(jié)束，它們之間還可以有很多點，如 #1、 #2、 #3、 #4 。這樣由 P 開始到 Q點結(jié)束形成了復雜的輪廓， P、Q點間復雜輪廓應就是精加工的路線。這樣由S 點和 P 到 Q精加工的路線就確定了一個完全封閉的切削區(qū)域。2起點和 P、Q點的設計圖 8-4-9 中的 S 點為任何輪廓切削循環(huán)的起點，它的定義是：起點是調(diào)用輪廓切削循環(huán)前刀具的 X、 Z 坐標位置。認真選擇起點很重要，它應趨近工件，并具有安全間隙。P 點代表精加工輪廓的起點；Q點代表精加工后輪廓終點。P、Q點應在工件之外，與工

12、件有一定的安全間隙。3G71多重復合循環(huán)格式：G71 粗車固定循環(huán)，它適用于對棒料毛坯粗車外徑和粗車內(nèi)徑。在 G71 指令前是運動到循環(huán)起點的程序段；在 G71 指令后面，是描述精加工輪廓的程序段。 CNC 系統(tǒng)根據(jù)循環(huán)起點、精加工輪廓、 G7l 指令內(nèi)的各個參數(shù)， 自動生成加工路徑，將粗加工待切除的余量切削掉，并保留設定的精加工余量。格式如下：圖 8-4-10G71 指令的參數(shù)G71 U （ d ） R（e）；G71 P(ns) Q(nf) U( u) W( w)F S T；格式中參數(shù)含義如下：U(d)循環(huán)的切削深度(半徑值、正值 )；R（ e）每次切削退刀量；P(ns)精加程序的開始程序段

13、段號；Q(nf)精加工結(jié)束循環(huán)程序段的段號；U(u)X 向精車預留量；W( w)Z 向精車預留量。G71指令段內(nèi)部參數(shù)的意義：G71 指令段內(nèi)部參數(shù)的意義如圖8-4-10 所示，CNC 裝置首先根據(jù)用戶編寫的精加工輪廓，在預留出X 和 Z 向精加工余量 u 和 w 后，計算出粗加工實際輪廓的各個坐標值。刀具按層切法將余量去除，在每個切削層刀具指令X 向切深 U（ d ），每個層切削后按R（ e）指令值，沿45方向退刀，然后循環(huán)到下一層切削，直至粗加工余量被切除。然后，刀具沿與精加工輪廓 X 向相距 u 余量、 Z 向相距 w 余量的路線半精加工。 G71 加工結(jié)束后，可使用 G70 指令最終完

14、成精加工。其他說明： 描述精加工輪廓的程序段中指定的F、S 和 T 功能，對粗加工循環(huán)無效，但對精加工有效； 在 G71 程序段或前面程序段中指定的F、 S 和 T 功能，對粗加工循環(huán)有效。 X 向和 Z 向精加工余量 u 和 w 的正負符號判斷的方法是：留余量的輪廓形狀相對零件的最終輪廓形狀，向X 、Z 的正向偏移則符號為正，向X、Z 的負向偏移則符號為負。 G71 固定循環(huán)第一個走刀動作應是X 方向走刀動作。4G71多重復合循環(huán)應用實例：圖 8-4-11 工件外形加工例工件如圖 8-4-11所示，毛坯直徑50，工件右端面為Z0，刀具初始點在換刀點（X100， Z100）。切削區(qū)域、切削起點

15、 P、Q點設計如圖 8-4-12所示。利用 G71 多重復合循環(huán) 編制粗 加工程序如下：O8403G99T0101；G0 X54. Z2 S500 M3 ；（到達G71固定循環(huán)起始點）G71 U2. R0.5 ；（每層切深2 mm，退刀 0.5 mm）圖 8-4-12切削區(qū)域、起點P、 Q 點設計G71 P10 Q20 U0.3 W0.1 F0.2；（ X 向留單邊精加工余量0.3 mm，Z 向 0.1mm。 粗加工切進給量0.2 mmr，P10 Q20 為描述零件的輪廓形狀的程序段的起、止段號）N10 G0 X20；（ P 點；精加工輪廓開始程序段，第一個動作是X 向運動）G1Z0.；G1X

16、30.Z-25. ；G1 Z-22. ；G03 X36 Z-25 ；G01 X46. ；N20 G1X52.Z-28 ；（ Q點，精加工輪廓結(jié)束）M03 S1000G70P10Q20 F0.1；（調(diào)用精加工循環(huán)）G0 X100. Z100. ；N120 M30；846精車固定循環(huán)G70格式： G70P(ns) Q(nf) ：說明如下：G70 指令用于 G71 、 G72、 G73 指令粗車工件后的精車加工。 G70 指令總是在粗加工循環(huán)之后，調(diào)用粗加工循環(huán)指令后的精加工輪廓路線。宜在 G70 程序段之前編寫刀具T 指令和主運動指令，若不指定，則維持粗車指定的F、S、T 狀態(tài)。 G70到 G73

17、 中 ns 到 nf 間的程序段不能調(diào)用子程序。當G70 循環(huán)結(jié)束時，刀具返回到起點，并讀下一個程序段。應用示例 :O8403圖 8-4-13切削區(qū)域與粗加工切削路線M03 S1000N100G70P10Q20 F0.1；（調(diào)用精加工循環(huán)）N110G0 X100. Z100. ；N120 M30；847G73 成型加工復合循環(huán)粗車外徑1鍛造毛坯與圓棒料毛坯切削區(qū)域和粗車路線如圖8-4-13 ，對工件毛坯切削區(qū)域的粗加工，可以有幾種不同切削進給路線選擇，如（a）所示的平行輪廓的“環(huán)切”路線，（b）所示的平行坐標軸的“行切 ”走刀路線等。為使粗加工切削路線最短，要對具體圖 8-4-14G73X 向

18、進刀的路線加工條件具體分析。當工件毛坯為余量均勻的鍛造毛坯，粗加工時，平行輪廓的“環(huán)切”路線最短。G73 指令稱之為成型加工復合循環(huán)，調(diào)用平行工件輪廓的“環(huán)切”路線，適合于余量均勻的鍛造毛坯粗車。2G73指令介紹和格式：G73 格式如下：G73 U ( i) W ( k) R( d) ；G73 P (ns) Q (nf) U ( u) W( w) F ；格式中各參數(shù)含義如下：U ( i)X 方向毛坯切除余量 (半徑值、正值 )W ( k)Z 方向毛坯切除余量 (正值 )；R(d)粗切循環(huán)的次數(shù)；P (ns)精加工程序的開始循環(huán)程序段的行號；Q (nf)精加工程序的結(jié)束循環(huán)程序段的行號U ( u)X 向精車預留量；W( w)Z 向精車預