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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： （1）熟练掌握外圆锥加工的基本方法。 （2）按数控车加工要求，进行圆锥角与斜度值之间的换算关系。 （3）检验外锥角度的常用方法。 学习目的：掌握车外圆锥方法、及加工余量的分配、加工路线的正确选择，锥度换算知识，刀具的选用及测量，能分析质量异常的原因，找出解决问题的途径。,课题四、外锥形面的编程与加工操作,课题四、外锥形面的编程与加工操作,4.1车削外圆锥面零件的相关知识 4.2 车外圆锥面 4.3 车倒与双头圆锥面 复习思考题,外圆锥面的应用很广，当圆锥面的锥角较小30以下时，可以传递很大的转矩。另外圆锥面配合同轴度较高，并
2、能做到无间隙配合，可以进行多次装卸仍能保持精确的定心作用。 （1）圆锥种类 1）莫氏圆锥 如：车床主轴锥孔、钻头锥柄、顶尖锥柄、铰刀锥柄等，它分七个号码，0、1、2、3、4、5、6、最小为0号，最大为6号。号数不同时，圆锥半角和尺寸也不同，它是从英制换算过来的，需要时可以查有关手册。 2）米制圆锥有八个号码，4、6、80、100、120、140、160和200号，号码是指大端的直径。特点是号数不同其锥度不变，都是C = 1：20园锥半角/2 = 102556。 （2）圆锥锥度 大端直径与小端直径之差与圆锥长度之比称为圆锥锥度。C =（D d）/ L 锥度一旦确定后，圆锥角也就确定了。 （3）圆
3、锥计算,第一节 车削外圆锥面零件的相关知识,课题四、外锥形面的编程与加工操作,圆锥四个参数之间的关系式即：tan = /2 = （D d）/ 2 L 圆锥半角（/2）须查三角函数表，也可用近似公式： /2 = 28.70（D d）/ L /2 28.70C 第二节 车外圆锥面 一、车正锥 【实例】车削锥面，如图41所示。 （一）刀具选择 （1）选择有断削槽的900正偏刀车削； （2）选择450端面刀。 （二）工艺分析 （1）采用手动切削右端面。 （2）用三爪卡盘夹持左端，棒料伸出卡爪外40mm。 （3）用900正偏车刀加工外圆给精车留余量：X = 0.8 mm。 （三）相关计算 利用斜度比计算
4、锥的长度L： ( D d ) / L = C （C = 1:1. 5 ） 即：L = ( D d ) / C = (50 30) 1.5 = 30,课题四、外锥形面的编程与加工操作,计算“I”的值：I = (d D) / L (车端面时从Z = 3 处入刀 在Z = 3处经三角形比例计算端面直径为28) ，即：I = （28 50 ）/ 2 = 11 （四）参考程序（用单一固定循环G80） 【华中HNC21T系统】 %0041（T01为一号重磨右偏刀） N10 T01 N15 G00 G54 X80 Z50 （设立坐标系，定义对刀点的位置） N20 M03 S900 （主轴正转、转速900r
5、/ min） N30 G00 X50 Z3 （快速移动到循环点处，Z=3 mm处） N40 G80 X46 Z30 I 11 F200 （第一刀粗车锥面直径方向吃刀4mm） N50 X42 Z30 I 11 （第二刀粗车锥面直径方向吃刀4mm） N60 X38 Z30 I 11 （第三刀粗车锥面直径方向吃刀4mm） N70 X34 Z30 I 11 （粗车第四刀锥面直径方向吃刀4mm） N80 X30.8 Z30 I 11 （第五刀粗车锥面X向留精车量0.8） N90 X30 Z30 I 11 （精车锥面至尺寸）,课题四、外锥形面的编程与加工操作,N100 G00 X80 Z50 （退回对刀点
6、） N110 M30 （主程序结束并复位） （五）注意事项 车削圆锥面时，刀尖必须严格对准工件轴线，否则将产生双曲线误差。 （六）锥度测量 锥度：一般用量规检验，用途色法检验其接触大小确定锥度的正确性。用圆锥塞规检验锥孔时，涂层应薄而均匀，套合时用力要轻，转动量一般在半圈以内，转动量过多不便于观察，以致误判，要求套规和外圆锥的接触面积达60%以上。若发现只有大端部分接触，则说明锥角太小；反之，若发现只有小端部分接触，则说明锥角太大。 锥径：一般可用圆锥界限量规检验，当工件的端面在圆锥量规台阶或两刻度线中间即为合格。,课题四、外锥形面的编程与加工操作,第三节 车倒与双头圆锥面 二、车倒锥 【实例
7、】车削倒锥，如图42所示 （一）刀具选择 有断削槽副偏角 为35度的90度正偏机夹刀车削。 （二）工艺分析 （1）采用手动切削右端面。 （2）用三爪自定心卡盘夹持左端，棒料伸出卡爪外70mm。 （3）用900正偏车刀加工外圆，给精车留余量：X = 0.8 mm 。 （4）因为采用机夹刀车削，所以必须对其刀尖圆弧半径进行补偿。 （5）用单一固定循环加工零件的顺序，先加工60 50的圆柱面，后加工倒锥面。 （6）粗车与精车采用同一把刀。 （三）相关计算 利用斜度比计算“I”方法同上图4-1，车倒锥I为正值，车锥面起刀点选在Z -8处进刀，经三角形比例计算可得入刀点处端面直径为50.8mm， 即：I
8、 = （50.8 30 ）/ 2 = 10.4。,课题四、外锥形面的编程与加工操作,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） N110 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
9、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,课题四、外锥形面的编程与加工操作,【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 m
10、m。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 G00 X100 Z100 （选择工件坐标系）,课题四、外锥形面的编程与加工操作,（四）参考程序（用单一固定循环） 【华中HNC21T系统】 %0241（T01为一号重磨右偏刀） N10 T01 N15 G54 G00 X100 Z100 （设立坐标系，定义对刀点的位置） N20 G40 G97 G
11、99 S800 M03 （取消刀补、主轴正转恒转速800 r / min） N30 G00 Z3 （快速移动到循环点处，Z=3 mm处） N40 G80 X58 Z-60 F200 （粗车第一刀外圆） N50 G80 X54 Z-60 （粗车第二刀外圆） N60 G80 X51 Z-60 （粗车第三刀外圆） N70 G80 X50 Z-30 （精车50外圆） N80 G00G42 X 70.8 Z-8 （加右刀补、快速移动到车锥循环点处） N90 G80 X46 Z-60 I10.4 F200 （粗车第一刀倒锥面） N100 G80 X42 Z-60 I10.4 （粗车第二刀倒锥面） N110
12、 G80 X38 Z-60 I10.4 （粗车第三刀倒锥面） N120 G80 X34 Z-60 I10.4 （粗车第四刀倒锥面） N130 G80X30.2 Z-60 I10.4 （粗车第五刀倒锥面X向留精车量0.8）,课题四、外锥形面的编程与加工操作,N140 G80 X30 Z-60 I10.4 （精车倒锥面至尺寸） N150 G00 G40 X100 （取消刀具半径补偿） N160 M05 （主轴停） N170 M30 （主程序结束并复位） 【FANUC 0i系统】 O0041 N10 G54 G00 X100.0 Z100.0； （工件坐标系的设定） N40 G90 X58.0 Z-
13、60.0 F0.2； （粗车第一刀外圆） 二、车双头圆锥 【实例】车削双头锥零件如图 43所示 （一）刀具选择 有断削槽副偏角为350的正偏机夹车刀 两把（分粗车与精车）。2、450端面刀。 （二）工艺分析 1、采用手动切削右端面。,课题四、外锥形面的编程与加工操作,2、粗车精车须对两次刀，精车刀对右端面时应采用增量贴近法确认。 3、三爪自定心卡盘夹持左端，棒料伸出卡爪外80mm。 4、先用1号粗车刀加工，给精车留余量：X = 0.8 mm , Z = 0.4 mm 5、粗车加工完后再换2号精车刀加工。 6、每次进刀时不能用G00 贴近工件，刀尖应停在右侧圆锥面的延长线上，为计算方便这里设停在
14、Z = 3 mm 处的延长线上。 （三）相关计算 在Z = 3 mm 处的延长线上X的值根据三角形之比求得，如图 44两个直角三角形相似有：10 / h = 30 / 33，即：h = 11 因此在Z = 3 mm 处的延长线上X切入点为X = 50 -（211）= 28 mm （四）程序举例（采用多重复合循环G71编程，用G54/ G55对刀） 【华中HNC21T系统】 %0042 N10 T01 （调用一号粗车刀） N20 G54 G00 X100 Z100 （选定坐标系G54到程序起点位置） N30 M03 S900 （主轴正转、转速900r / min） N40 G00 X61 Z3 （快速移动到循环起点处） N50 G71 U1.5 R1.2 P100 Q130 X0.8 Z0.4 F200,课题三 外圆、端面和台阶的编程与加工操作,课题四、外锥形面的编程与加工操作,N60 G00 X100 Z100 M05 (粗车后，到换刀点位置、主轴停) N70 T02 （调用二号精车刀） N80 G55 G00 X100 Z100 （选定坐标系G55到程序起点位置） N85 M03 S1200 （主轴正转、转速1200r / min） N90 G00 G42 X61 Z3 （二号精车刀加入刀尖圆弧半径补偿） N100 G00 X28 Z
