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1、,数控车床加工工艺与编程操作课程 电子教案,主编：任国兴,学习重点：熟练掌握数控车端面的基本方法和确定有关切削用量等。 学习目的：掌握车外圆、车台阶的方法及确定切削用量、循环用法，子程序调用等，并能对加工质量进行分析和处理，提出解决问题的错施。,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,3.1数控加工切削用量及轴类的相关知识 3.2 实例 复习思考题,零件都是由简单的几何形面组合而成，比如圆柱、圆锥、圆弧、平面，将这些基础的简单几何形面加工工艺搞清，下一步才能对复杂机械零件进行加工工艺处理。 （一）切削用量相关知识 对于车削外圆首先应看零件的轴向长短是
2、否属于细件，另外还要看机床的刚性是否需要加顶尖。粗车时选择切削用量时应把背吃刀量放在首位，尽可能大。其次是进给量，最后是切削速度，用硬质合金车刀精车时，尽量提高切削速度和较小的背吃刀量。 在编制数控加工程序时，必须确定每道工序的切削用量，并编入程序单中。其中包括背吃刀量、进给量、主轴转速。 背吃刀量的确定 在机床功率、夹具、刀具及工艺系统刚性允许条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产率，精加工余量一般要约（0.1 0.5）mm 2、进给量的确定,第一节 数控加工切削用量及轴类的相关知识,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,进给量是指单位时间内刀具沿进给方向移动的距离。
3、单位有两种(mm / min 和(mm / r)一般粗加工外圆时可选择F0.3 0.8 (mm / r)、 精加工可选择F0.1 0.3 (mm / r)、切断时可选择F0.05 0.2 (mm / r)。 主轴转速 主轴转速一般根据被加工部位直径，并按工件和刀具的材料和加工性质等条件所允许的切削速度来确定。可查表、计算及实际经验选取。对一般钢料来说粗车外圆应在S1000 r / min以下，精车外圆应在S1000 r / min以上车螺纹时主轴转速将受螺纹螺距（导程）的影响即主轴每转一转，刀具移动一个螺距（导程）所以转速一般S800 r / min以下。 （二）轴类的相关知识 对于车削外圆轴
4、当长度大于直径3倍以上时的杆件称为轴类零件，可分为光轴、台阶轴、偏心轴和空心轴等。 1）技术要求 一般轴类零件除了尺寸精度、表面粗糙度要求外，还有形状和位置精度要求，具体要看零件图的要求。 2）毛坯形式 毛坯常采用热轧圆棒料、冷拉圆棒料。用做机械上的轴类零件，大多数采用锻件、少数结构复杂的轴类零件可采用球墨铸铁、稀土铸铁铸造。 3）常用车刀 （1）900偏刀、 （2）450车刀、 （3）切断刀。,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,第二节 实例 一、车削端面零件 【实例】车端面零件如图31 所示： （一）刀具选择 无断削槽900右偏刀。 （二）工艺分析 1刀具从起刀点快速移动至X= 60
5、、Z= 0点， 切削右端面至X = 1 点。 2从中心点让刀至Z= 2退出至X= 100 （三）参考程序： 【华中HNC21T系统】 %0031 N10 G92 X100 Z50 （工件坐标系的设定） N20 M03 S900 （主轴正转 转速900 r / min） N30 G00 X60 Z0 （刀具快移至X60 、Z0点） N40 G01 X-1 F120 （切削右端面至X-1点） N50 G00 Z2 N60 X100 （让刀后退出至X= 100点）,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,N70 M05 （主轴停转） N80 M30 （主程序结束并返回程序头） 【FANUC 0i系
6、统】 O0031 N10 G50 X100.0 Z50.0； （四）注意事项： 1、注意FANUC系统坐标系的设定用“G50”，不同于华中系统。 2、对于车削件一般先车端面，有利于确定长度方向的尺寸；对于铸件应先车倒角以免刀尖与外皮较大又不均匀或精度要求较高，应分粗车、半精车、精车几个加工阶段；在用刀上对于余量较大的粗车和砂型接触而损坏。如果毛坯余量必须用450端面刀以防刀尖损坏；对于余量很小的精车可以采用900右偏刀。 3、在车削右端面时，为减少换刀次数方便对刀对小余量（1 2mm）切端面时，一般采用900右偏刀车削，而刀尖一定与主轴中心等高，否则将在端面中心处产生小凸台或将刀尖损坏。 4、
7、对于数控车削来说，由于对刀时须车削而刀架上的刀位有限，因此端面一般都用手动车削，编程时可以不将端面程序编出。,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,二车削外圆零件 【实例】车削外圆零件如图32所示。 图 32 车外圆零件 （一）刀具选择 （1）900重磨右偏刀。 （2）450端面刀。 （二）工艺分析 1用三爪自定心卡盘夹持左端，棒料伸出卡爪外60mm 2用900正偏刀加工外圆留精车余量：X = 1 mm粗车与精车采用同一把刀。 （三）参考程序： 【华中HNC21T系统】 %0032（T01为一号重磨右偏刀） N10 T01 N15 G92 X100 Z100 （工件坐标系的设定） N20
8、M03 S900 （主轴正转转速900 r / min） N30 G00 X42 Z2 （刀具快移至X42、Z2循环点） N40 G80 X36 Z-55 F200 （第一刀直径方向粗车4 mm） N50 X32 Z-55 F200 （第二刀直径方向粗车4 mm） N60 X29 Z-55 F200 （第三刀直径方向粗车3 mm）,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,N70 X27 Z-55 F200 （第四刀直径方向半精车2mm） N80 X26 Z-55 F200 （第五刀直径方精车1mm） N90 G00 X100 Z100 （退刀至起刀点位置） N100 M05 （主轴停转） N
9、110 M30 （主程序结束并返回程序头） 【FANUC 0i系统】 O0031 N10 G50 X100.0 Z50.0； （工件坐标系的设定） N40 G90 X36.0 Z55.0 F0.2； （第一刀直径方向粗车4 mm） （四）注意事项 若仅车削外圆和倒角可以用450车刀，也可以用900右偏刀，450车刀的刀尖角等于900要比900右偏刀的刀头强度高，车削后的零件表面粗糙度值较小，此件有台阶只能用900右偏刀。 三、车削台阶零件,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,【实例】车削台阶零件如图33所示。 （一）刀具选择 （1）选900重磨右偏刀； （2）450端面刀； （二）工艺分
10、析 1用三爪自定心卡盘夹持左端，棒料伸出卡爪外60mm。 2用900正偏刀加工外圆留精车余量X = 1 mm。 3本题用子程序编程时暂时先补考虑精车余量。 （三）相关计算 当采用子程序编程时须计算整个零件X向退出量（双边量）为：40 20 = 20 mm，所以整个零件加工时进刀点与出刀点相差20 mm。而20 mm分10份切削则每次进刀需要2 mm，而加工10份需要车削11刀次，因毛坯为42所以第一次车削至40，以后每次进刀2 mm，再车削10刀后到零件尺寸。 （三）参考程序（用子程序编程举例） 【华中HNC21T系统】 %0033 （T01为一号重磨右偏刀） N10 T01 N15 G54
11、G00 X100 Z100 （选择工件坐标系）,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,N20 M03 S800 （主轴正转转速800 r / min） N30 G00 X42 Z2 （移到子程序起点处） N40 M98 P0002 L11 （调用子程序，并循环11次） N50 G00 X100 Z100 （返回对刀点） N60 M05 （主轴停） N70 M30 （主程序结束并复位） %0002 （子程序名） N80 G01 U 2 F200 (从X42进到切削起点40) N90 W27 （加工20园柱段） N100 U10 （加工20 30过渡台阶） N110 W30 （加工30园柱段）
12、 N120 G00 U10 （离开已加工表面） N130 W57 （退到循环起点处） N140 U20 （调整每次循环的切削量） N150 M99 （子程序结束，回到主程序） （四）注意事项 1车削台阶轴时，首先应车直径较大的一端以免过早地降低零件的刚性，在车削时不能采用450外圆车刀，左向台阶和工件外圆只能用90度右偏刀，,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,90度右偏刀也适合于车削直径较大和长度较短的工件端面。 2工件若过长应采用一夹一顶的装夹方式，这种方式在编程时退刀时应注意刀具不能与尾座相撞。 3练习过程中如何修改加工程序内的数据或刀具补偿值，要经教师允许后方可修改，学生自己不要
13、随意修改加工程序内的数据。 4精车后若直径尺寸波动幅度超过图示公差要求，应查找原因。 （1）如果直径尺寸均增大或减小同一数值可以判断是对刀点位置调整问题。 （2）如果直径尺寸参差不齐应从“机”、“电”、“刀具”等多方面找原因。 （3）如果表面粗糙度达不到要求时，应从刀具刃磨和切削用量选择两个方面查找原因。,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,思考练习题 3-1 已知：如下列图用子程序编程或用单一固定循环编程，零件原点给出自己设定起刀点位置，用一把外圆车刀进行粗、精车削试编程并上机运行，图3-4要求循环7次，图 3-5要求循环11次，图 3-6 要求循环11次，图 3-7 要求用单一固定循环编程。,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,
