項(xiàng)目管理及任務(wù)3外圓切削

1、84 外圓切削841車削外圓表面工藝圖8-4-1 車削外圓外圓表面是軸類零件的主要工作表面，外圓表面的加工中，車削得到了廣泛的應(yīng)用。車削不僅是外圓表面粗加工、半精加工的主要方法，也可以實(shí)現(xiàn)外圓表面的精密加工。如圖8-4-1所示為車刀車削外圓。粗車可采用較大的背吃刀量和進(jìn)給量，以較少的時(shí)間切去大部分加工余量，獲得較高的生產(chǎn)率。半精車可可以提高高工件的的加工精精度，減減小表面面粗糙度度，因而而可以作作為中等等精度表表面的最最終工序序，也可可以作為為精車或或磨削的的預(yù)加工工。精車可以以使工件件表面具具有較高高的精度度和較小小的粗糙糙度。通通常采用用較小的的背吃刀刀量和進(jìn)進(jìn)給量，較高的的切削速速度進(jìn)行

2、行加工，可作為為外圓表表面的最最終工序序或光整整加工的的預(yù)加工工。精細(xì)車常常用作某某些外圓圓表面的的終加工工工序。例如，在加工工大型精精密的外外圓表面面時(shí)，可可用精細(xì)細(xì)車來(lái)代代替磨削削；精細(xì)細(xì)車削所所用的車車床，應(yīng)應(yīng)具備較較高的精精度與剛剛度，車車刀具有有良好的的耐磨性性能(如如金剛石石車刀)，采用用高的切切削速度度(V1500mmmin)，小的的背吃刀刀量(aap=OO022005mmm)和和小的進(jìn)進(jìn)給量(O002002mmmrr)，使使得切削削過(guò)程中中的切削削力小，積屑瘤瘤不易生生成，彈彈性變形形及殘留留面積小小，以保保證獲得得較高的的加工質(zhì)質(zhì)量。選擇粗車車、精車車及其所所用的車車床時(shí)，不

3、能僅僅僅考慮慮其所能能達(dá)到的的加工精精度和表表面粗糙糙度。而而且還要要考慮其其在工件件加工過(guò)過(guò)程中的的不同作作用，以以及不同同的生產(chǎn)產(chǎn)條件等等。圖8-4-1 G01車削外圓842 G011車削外外圓刀具切切削起點(diǎn)點(diǎn)編程時(shí)，對(duì)刀具具快速接接近工件件加工部部位的點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)精心心設(shè)計(jì)，應(yīng)保證證刀具在在該點(diǎn)與與工件的的輪廓應(yīng)應(yīng)有足夠夠的安全全間隙。如圖88-4-1，工工件毛坯坯直徑550mmm，工件件右端面面為Z00，外圓圓有5mm的的余量，刀具初初始點(diǎn)在在換刀點(diǎn)點(diǎn)（X1100，Z1000）?？稍O(shè)計(jì)計(jì)刀具切切削起點(diǎn)點(diǎn)為：（X544，Z22）。刀具趨趨近運(yùn)動(dòng)動(dòng)工件的的程序段段首先將刀刀具以GG00的的方式運(yùn)

4、運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)點(diǎn)（X544，Z22），然然后G000移動(dòng)動(dòng)X軸到到切深，準(zhǔn)備粗粗加工。N36 T01101；N37 G977 S7700 M033；N38 G000 X544 Z22 M008；N39 X466；N40刀具切切削程序序段圖8-4-3 G90單一循環(huán)車削圓柱面路線N40 G011 Z-20 F1000；刀具以指指令進(jìn)給給速度切切削到指指定的長(zhǎng)長(zhǎng)度位置置。刀具的的返回運(yùn)運(yùn)動(dòng)刀具的返返回運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，先先X向退退到工件件之外，再+ZZ向以GG00方方式回到到起點(diǎn)。N41 G011 X554；。843 G900單一循循環(huán)車削削圓柱面面1G990單一一車削循循環(huán)上述8522 外外圓車削削路線可可總

5、結(jié)成成四個(gè)動(dòng)動(dòng)作：第一動(dòng)動(dòng)作：刀刀具從起起點(diǎn)以GG00方方式X方方向移動(dòng)動(dòng)到切削削深度；第二動(dòng)動(dòng)作：刀刀具G001方式式切削工工件外圓圓（Z方方向）；第三動(dòng)動(dòng)作：刀刀具G001切削削工件端端面；第四動(dòng)動(dòng)作：刀刀具G000方式式快速退退刀回起起點(diǎn)。四四個(gè)動(dòng)作作路線圍圍成一個(gè)個(gè)封閉的的矩形刀刀路，如如圖8-4-3所示，刀路矩矩形可看看成由起起點(diǎn)與對(duì)對(duì)角點(diǎn)確確定的矩矩形。G90單單一車削削循環(huán)是是這樣一一個(gè)指令令，可用用它來(lái)調(diào)調(diào)用圓柱柱面車削削一系列列四個(gè)動(dòng)動(dòng)作。G90單單一車削削循環(huán)格格式：G90 X(UU) Z(WW) F；G90單單一車削削循環(huán)參參數(shù)說(shuō)明明：當(dāng)?shù)毒咭岩呀?jīng)運(yùn)動(dòng)動(dòng)到車削削循環(huán)矩矩形

6、路線線的起點(diǎn)點(diǎn)，本指指令的“X(UU) Z(WW)”給定矩矩形路線線的對(duì)角角點(diǎn)，從從而確定定矩形的的刀路軌軌跡。指指令中的的“F”字給定定工作進(jìn)進(jìn)給的速速度。只只對(duì)中間間兩步起起作用。圖8-4-4 G90車臺(tái)階軸使用舉例2G990單一一循環(huán)車車削圓柱柱面應(yīng)用用實(shí)例：用G900指令加加工如圖圖8-44-4所示工工件的30外外圓，設(shè)設(shè)刀具的的起點(diǎn)為為與工件件具有安安全間隙隙的S點(diǎn)點(diǎn)（X555，ZZ2）。O84001G98 T01101；S8000 M003G0 XX55. Z22.；(快速運(yùn)運(yùn)動(dòng)至循循環(huán)起點(diǎn)點(diǎn)) G90 X466. ZZ-199.8 F1550；(X向單單邊切深深量2mmm，端端面

7、留余余量0.2mmm用來(lái)精精加工)圖8-4-5常見(jiàn)的外徑錐面車削的R值判斷X42.；(G990模態(tài)態(tài)有效，X向切切深至442 mmm)X38.；X34.；X31. ；(X向向留單邊邊余量00.5 mm用用于精加加工)X30. Z-20 F1000 SS12000；（精車車）G00 X1000. Z100.；M30；844 G900單一循循環(huán)車削削圓錐面面1G990車削削錐面循循環(huán)的RR值G90單單一車削削循環(huán)不不僅可調(diào)調(diào)用圓柱柱面車削削一系列列四個(gè)動(dòng)動(dòng)作，還還可用GG90單單一車削削循環(huán)調(diào)調(diào)用圓錐錐面車削削一系列列四個(gè)動(dòng)動(dòng)作。圖8-4-6常見(jiàn)的內(nèi)徑錐面車削的R值判斷如圖8-4-55，外圓圓錐面

8、可可看成由由起始點(diǎn)點(diǎn)與對(duì)角角點(diǎn)形成成的基本本矩形區(qū)區(qū)域牽引引而成，牽引點(diǎn)點(diǎn)為矩形形運(yùn)動(dòng)路路線中，第一個(gè)個(gè)運(yùn)動(dòng)到到達(dá)的點(diǎn)點(diǎn)，牽引引點(diǎn)把基基本矩形形區(qū)域向向X負(fù)向向牽引形形成錐面面，則RR為負(fù)。如圖8-4-66中為常常見(jiàn)的內(nèi)內(nèi)孔錐面面， RR值判斷斷為正。R值的的大小就就是牽引引點(diǎn)移動(dòng)動(dòng)的距離離。G90單單一循環(huán)環(huán)車削錐錐面格式式：G90 X(UU)ZZ(W)RF；G90單單一循環(huán)環(huán)車削錐錐面參數(shù)數(shù)說(shuō)明：R值的大大?。捍肀患蛹庸ゅF面面兩端直直徑差的的122，即表表示單邊邊量錐度度差值。如圖88-4-5和88-4-6。2G990單一一循環(huán)車車外錐軸軸應(yīng)用實(shí)實(shí)例：圖8-4-7 G90車外錐應(yīng)用舉例

9、用G900指令加加工如圖圖8-44-7所所示工件件的外錐錐面。R值為為正、負(fù)負(fù)判斷：如圖88-4-8，牽引引點(diǎn)把基基本矩形形區(qū)域向向X負(fù)向向牽引形形成錐面面，則RR為負(fù)。R值計(jì)計(jì)算：為為保證刀刀具切削削起點(diǎn)與與工件間間的安全全間隙，刀具起起點(diǎn)的ZZ向坐標(biāo)標(biāo)值宜取取Z1Z5，而不是是Z0，因此，實(shí)際錐錐度的起起點(diǎn)Z向向坐標(biāo)值值與圖樣樣不吻合合，所以以應(yīng)該算算出錐面面起點(diǎn)與與終點(diǎn)處處的實(shí)際際的直徑徑差，否否則會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致錐度度錯(cuò)誤。程序中中實(shí)際RR值可用相似似三角形形方法求求算。實(shí)際R值值為PPP1，如圖圖8-44-8可見(jiàn)：刀具起起點(diǎn)的及及對(duì)角點(diǎn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)計(jì)：刀具起點(diǎn)點(diǎn)的X值值大于等等于加工工毛坯外外徑

10、2個(gè)個(gè)R值，即，XX起X毛+2RR，否則則容易導(dǎo)導(dǎo)致切深深過(guò)大的的錯(cuò)誤。設(shè)刀具具的起點(diǎn)點(diǎn)為與工工件具有有安全間間隙的SS點(diǎn)（XX62，Z22）。設(shè)設(shè)第一刀刀的最大大切深為為2mmm，第一一個(gè)對(duì)角角點(diǎn)的XX坐標(biāo)是是：50111=577外圓錐錐面粗精精加工程程序O885022如下：O84002N10 G988 T001011；S8000 M003；圖8-4-8 錐面切削區(qū)域定義及R值N20 G0 X611. ZZ2.；(快速速走刀至至循環(huán)起起點(diǎn)S)N30 G900 X557. Z-119.88 R-5.55 FF1500；(用用G900粗車圓圓錐)N40 X533.；(G900模態(tài)下下X向切切深至

11、XX53)X49.；X45.；X41.；X37.；X33.；X31.； (X向留留單邊余余量0.5 mmm)X30. Z-20. F1100 S112000；(精精車)G0 XX1000 Z1100； M30；845 G711多重復(fù)復(fù)合循環(huán)環(huán)粗車外外徑 1多重重復(fù)合循循環(huán)切削削區(qū)域邊邊界定義義FANUUC系統(tǒng)統(tǒng)允許用用循環(huán)指指令調(diào)用用對(duì)完全全封閉的的切削區(qū)區(qū)域的多多次分層層加工動(dòng)動(dòng)作過(guò)程程，這種種指令稱稱為多重重復(fù)合循循環(huán)。在在多重復(fù)復(fù)合循環(huán)環(huán)指令中中要給定定切削區(qū)域域的切削削工藝參參數(shù)。圖8-4-9 封閉的切削區(qū)域定義多重復(fù)合合循環(huán)首首先要定定義多余余的材料料的邊界界，形成成了一個(gè)個(gè)完全封封

12、閉的切切削區(qū)域域，在該該封閉區(qū)區(qū)域內(nèi)的的材料根根據(jù)循環(huán)環(huán)調(diào)用程程序段中中的加工工參數(shù)進(jìn)進(jìn)行有序序切削。從數(shù)學(xué)角角度上說(shuō)說(shuō)，定義義一個(gè)封封閉區(qū)域域至少需需要三個(gè)個(gè)不共線線的點(diǎn)，圖8-4-9（aa）所示示為一個(gè)個(gè)由三點(diǎn)點(diǎn)定義的的簡(jiǎn)單邊邊界和一一個(gè)由多多點(diǎn)定義義的復(fù)雜雜邊界。S、PP和Q點(diǎn)點(diǎn)則表示示所選(定義)加工區(qū)區(qū)域的極極限點(diǎn)。 圖8-4-99（b）中，車車削工件輪輪廓由點(diǎn)點(diǎn)P開(kāi)始始，到點(diǎn)點(diǎn)Q結(jié)束束，它們們之間還還可以有有很多點(diǎn)點(diǎn)，如#1、#2、#3、#4。這樣樣由P開(kāi)開(kāi)始到QQ點(diǎn)結(jié)束束形成了了復(fù)雜的的輪廓，P、QQ點(diǎn)間復(fù)復(fù)雜輪廓廓應(yīng)就是是精加工工的路線線。這樣樣由S點(diǎn)點(diǎn)和P到到Q精加加工的路路

13、線就確確定了一一個(gè)完全全封閉的的切削區(qū)區(qū)域。2起點(diǎn)點(diǎn)和P、Q點(diǎn)的的設(shè)計(jì) 圖8-44-9中中的S點(diǎn)點(diǎn)為任何何輪廓切切削循環(huán)環(huán)的起點(diǎn)點(diǎn)，它的的定義是是：起點(diǎn)點(diǎn)是調(diào)用用輪廓切切削循環(huán)環(huán)前刀具具的X、Z坐標(biāo)標(biāo)位置。認(rèn)真選選擇起點(diǎn)點(diǎn)很重要要，它應(yīng)應(yīng)趨近工工件，并并具有安安全間隙隙。圖8-4-10 G71指令的參數(shù)P點(diǎn)代表表精加工工輪廓的的起點(diǎn)；Q點(diǎn)代代表精加加工后輪輪廓終點(diǎn)點(diǎn)。P、Q點(diǎn)應(yīng)應(yīng)在工件件之外，與工件件有一定定的安全全間隙。3G771多重重復(fù)合循循環(huán)格式式：G71粗粗車固定定循環(huán)，它適用用于對(duì)棒棒料毛坯坯粗車外外徑和粗粗車內(nèi)徑徑。在GG71指指令前是是運(yùn)動(dòng)到到循環(huán)起起點(diǎn)的程程序段；在G771指令

14、令后面，是描述述精加工工輪廓的的程序段段。CNNC系統(tǒng)統(tǒng)根據(jù)循循環(huán)起點(diǎn)點(diǎn)、精加加工輪廓廓、G77l指令令內(nèi)的各各個(gè)參數(shù)數(shù)，自動(dòng)生生成加工工路徑，將粗加加工待切切除的余余量切削削掉，并并保留設(shè)設(shè)定的精精加工余余量。格格式如下下： G71 U（d ）R（ee）；G71 P(nns) Q(nnf) U( u) W(w) F S T； 格式中參參數(shù)含義義如下：U(dd)循環(huán)的切切削深度度(半徑徑值、正正值)；R（e）每次切削削退刀量量；P(nss)精加程序序的開(kāi)始始程序段段段號(hào)；Q(nff)精加工結(jié)結(jié)束循環(huán)環(huán)程序段段的段號(hào)號(hào)；U(uu)X向精車車預(yù)留量量；W(ww)Z向精車車預(yù)留量量。G71指指令段內(nèi)

15、內(nèi)部參數(shù)數(shù)的意義義：G71指指令段內(nèi)內(nèi)部參數(shù)數(shù)的意義義如圖88-4-10所所示，CCNC裝裝置首先先根據(jù)用用戶編寫(xiě)寫(xiě)的精加加工輪廓廓，在預(yù)預(yù)留出XX和Z向向精加工工余量u和w后，計(jì)算出出粗加工工實(shí)際輪輪廓的各各個(gè)坐標(biāo)標(biāo)值。刀具按層層切法將將余量去去除，在在每個(gè)切切削層刀刀具指令令X向切切深U（d ），每個(gè)個(gè)層切削削后按RR（e）指令值值，沿445方向退退刀，然然后循環(huán)環(huán)到下一一層切削削，直至至粗加工工余量被被切除。然后，刀具沿沿與精加加工輪廓廓X向相相距u余量、Z向相相距w余量的的路線半半精加工工。G711加工結(jié)結(jié)束后，可使用用G700指令最最終完成成精加工工。 其他說(shuō)明明： 描述精加加工輪廓

16、廓的程序序段中指指定的FF、S和和T功能能，對(duì)粗粗加工循循環(huán)無(wú)效效，但對(duì)對(duì)精加工工有效；在G711程序段段或前面面程序段段中指定定的F、S和TT功能，對(duì)粗加加工循環(huán)環(huán)有效。X 向向和Z向向精加工工余量u和w的正正負(fù)符號(hào)號(hào)判斷的的方法是是：留余余量的輪輪廓形狀狀相對(duì)零零件的最最終輪廓廓形狀，向X、Z的正正向偏移移則符號(hào)號(hào)為正，向X、Z的負(fù)負(fù)向偏移移則符號(hào)號(hào)為負(fù)。 G771固定定循環(huán)第第一個(gè)走走刀動(dòng)作作應(yīng)是XX方向走走刀動(dòng)作作。 圖8-4-11工件外形加工例4G771多重重復(fù)合循循環(huán)應(yīng)用用實(shí)例：工件如圖圖8-44-111所示，毛坯直直徑500，工件件右端面面為Z00，刀具具初始點(diǎn)點(diǎn)在換刀刀點(diǎn)（XX

17、1000，Z1100）。切削削區(qū)域、切削起起點(diǎn)P、Q點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)如圖圖8-44-122所示。利用GG71多多重復(fù)合合循環(huán)編編制粗加加工程序序如下：O84003 G99T01001；G0 XX54. Z22 S5500 M3；（到達(dá)達(dá)G711固定循循環(huán)起始始點(diǎn)）圖8-4-12 切削區(qū)域、起點(diǎn)P、Q點(diǎn)設(shè)計(jì)G71 U2. R00.5 ；（每每層切深深2 mmm，退退刀0.5 mmm）G71 P100 Q220 UU0.33 W00.1 F0.2 ；（X向留留單邊精精加工余余量0.3 mmm，ZZ向0.1mmm。 粗粗加工切切進(jìn)給量量0.22 mmmr ，P110 QQ20為為描述零零件的輪輪廓形狀狀的程

18、序序段的起起、止段段號(hào)）N10 G0 X200；（P點(diǎn)點(diǎn)；精加加工輪廓廓開(kāi)始程程序段，第一個(gè)個(gè)動(dòng)作是是X向運(yùn)運(yùn)動(dòng)）G1Z00.；G1X330.ZZ-255.；G1 ZZ-222.；G03 X366 Z-25；G01 X466.；N20 G1XX52.Z-228；（Q點(diǎn)點(diǎn)，精加加工輪廓廓結(jié)束）M03 S10000G70PP10QQ20 F0.1；（調(diào)用精精加工循循環(huán)）G0 XX1000. ZZ1000.；N1200 M330；846 精車固固定循環(huán)環(huán)G700格式：GG70PP(nss)Q(nf) ：說(shuō)明如下下：G70指指令用于于G711、G772、GG73指指令粗車車工件后后的精車車加工。G70

19、0指令總總是在粗粗加工循循環(huán)之后后，調(diào)用用粗加工工循環(huán)指指令后的的精加工工輪廓路線線。宜在G770程序序段之前前編寫(xiě)刀刀具T指指令和主主運(yùn)動(dòng)指指令，若若不指定定，則維維持粗車車指定的的F、SS、T狀狀態(tài)。GG70到到G733中nss到nff間的程程序段不不能調(diào)用用子程序序。當(dāng)GG70循循環(huán)結(jié)束束時(shí)，刀刀具返回回到起點(diǎn)點(diǎn)，并讀讀下一個(gè)個(gè)程序段段。應(yīng)用示例例:O84003 圖8-4-13 切削區(qū)域與粗加工切削路線M03 S10000N1000G700P100Q200 F00.1；（調(diào)用精精加工循循環(huán)）N1100G0 X1000. Z1000.；N1200 M330；847G733成型加加工復(fù)合合循

20、環(huán)粗粗車外徑徑 1鍛造造毛坯與與圓棒料料毛坯切切削區(qū)域域和粗車車路線如圖8-4-113，對(duì)對(duì)工件毛坯坯切削區(qū)區(qū)域的粗粗加工，可以有有幾種不不同切削削進(jìn)給路路線選擇擇，如（a）所所示的平平行輪廓廓的“環(huán)切”路線，（b）所示的的平行坐坐標(biāo)軸的的“行切切”走刀刀路線等等。為使粗粗加工切切削路線線最短，要對(duì)具體加工工條件具具體分析析。當(dāng)工件毛坯坯為余量量均勻的的鍛造毛毛坯，粗粗加工時(shí)時(shí)，平行行輪廓的的“環(huán)切”路線最短短。圖8-4-14 G73X向進(jìn)刀的路線G73指指令稱之之為成型型加工復(fù)復(fù)合循環(huán)環(huán)，調(diào)用用平行工工件輪廓廓的“環(huán)切”路線，適適合于余余量均勻勻的鍛造造毛坯粗粗車。2G773指令令介紹和和格

21、式：G73格格式如下下：G73 U (i) WW (k) R(d)；G73 P (ns) Q (nff) UU (u) W(w) F；格式中各各參數(shù)含含義如下下：U (i)X方向毛毛坯切除除余量(半徑值值、正值值)W (k)Z方向毛毛坯切除除余量(正值)；R(dd)粗切循環(huán)環(huán)的次數(shù)數(shù)；P (nns)精加工程程序的開(kāi)開(kāi)始循環(huán)環(huán)程序段段的行號(hào)號(hào)；Q (nnf)精加工程程序的結(jié)結(jié)束循環(huán)環(huán)程序段段的行號(hào)號(hào)U (u)X向精車車預(yù)留量量；W(ww)Z向精車車預(yù)留量量。G73指指令段內(nèi)內(nèi)部參數(shù)數(shù)的意義義：G73指指令段內(nèi)內(nèi)部參數(shù)數(shù)的意義義如圖88-4-14所所示，CCNC裝裝置首先先根據(jù)用用戶編寫(xiě)寫(xiě)的精加加工輪廓廓，在預(yù)預(yù)留出XX和Z向向精加工工余量u和w后，刀具按按平行于于精加工工輪廓的的偏離路路線進(jìn)行行粗加工工，切深深為粗加加工余量量除以指指令的粗粗加工次次數(shù)（RR）。粗粗加工結(jié)結(jié)束后，可使用用G700指令最最終完成成精加工工。 用G733粗加工工循環(huán)模模式用于于毛坯為為棒料的工工件切削削時(shí)，會(huì)會(huì)有較多多的空刀刀行程，棒料毛毛坯應(yīng)盡盡可能使使用G771、GG72粗粗加工循循環(huán)模式式。3G773指令令應(yīng)用示示例如圖8-4-115，工件件毛坯為為鍛