數(shù)控車床加工技術(shù)（第二版）項目二外輪廓加工項目二外輪廓加工任務1定位軸的加工任務2前頂尖的加工任務3輸出軸的加工任務4端蓋的加工.項目二外輪廓加工任務5球頭銷的加工任務6固定頂尖的加工任務7陀螺模樣的加工任務8手柄的加工項目二外輪廓加工任務1定位軸的加工任務1定位軸的加工企業(yè)接到一項定位軸（見圖2-1-1）零件的加工任務，數(shù)量為20件，毛坯為φ50mm×105mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工?，F(xiàn)生產(chǎn)部門安排數(shù)控車工組完成此項工作任務。任務描述任務1定位軸的加工該任務為直線輪廓零件——定位軸的編程與加工，要完成該項工作任務，需要學習圓柱面的加工工藝和編程知識。工藝方面著重學習數(shù)控車削加工方案和加工路線的確定。編程方面，在熟悉程序和程序段基本格式及編程規(guī)則的基礎(chǔ)上，學習G00、G01指令格式及應用。任務分析一、數(shù)控車削加工路線相關(guān)理論1.加工路線的確定原則任務1定位軸的加工在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線，泛指刀具從對刀點（或機床參考點）開始運動起，直至加工結(jié)束所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程所經(jīng)過的路徑。編程時，加工路線的確定原則主要有以下幾點：（1）加工路線的確定首先必須保證被加工零件的精度及表面粗糙度要求。（2）其次考慮數(shù)值計算簡便，以減少編程工作量。（3）應使走刀路線盡量短、效率較高。（4）加工路線還應根據(jù)工件的加工余量和機床、刀具的剛度等具體情況確定。任務1定位軸的加工2.起刀點與換刀點的選擇起刀點一般作為切削加工程序運行的起點?？紤]到進刀（刀具引入）的安全性，并盡可能減少切削進給時的空行程，起刀點一般選擇在徑向等于或略大于工件毛坯直徑、軸向距工件端面1～2mm的位置上，如圖2-1-2所示。換刀點是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。任務1定位軸的加工3.臺階軸車削加工路線臺階軸的精加工按照離換刀點由近至遠的原則，從右向左沿輪廓進行。臺階軸粗加工路線有分段粗車和分層粗車兩種，其中分段粗車也應遵循先近后遠的原則進行加工，車削進給路線如圖2-1-3所示。任務1定位軸的加工二、基點的概念及基點坐標的確定1.基點的含義構(gòu)成零件輪廓的不同幾何要素的交點或切點稱為基點，它可以直接作為刀位點運動軌跡的起點和終點。2.基點計算的內(nèi)容確定每條運動軌跡（線段）的起點或終點在選定坐標系中的各坐標值和圓弧運動軌跡的圓心坐標值等是基點計算的主要內(nèi)容。任務1定位軸的加工三、切削用量的確定1.切削用量的選用原則切削用量的選用原則是保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具使用壽命；并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。2.背吃刀量ap的確定背吃刀量是根據(jù)機床、工件和刀具等因素來確定的。任務1定位軸的加工3.主軸轉(zhuǎn)速n的確定車削加工主軸轉(zhuǎn)速n應根據(jù)允許的切削速度vc和工件直徑d來選擇，按式vc=πdn/1000計算。切削速度vc的單位為m/min，由刀具使用壽命決定，計算時可參考切削用量手冊選取。4.進給速度vf的確定（1）當工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)率，可選擇較大的進給速度，一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。（2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較小的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。任務1定位軸的加工（3）當加工精度、表面粗糙度要求較高時，應選擇較小的進給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。（4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以選擇機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。四、指令學習1.快速點定位指令G00（1）指令格式G00X（U）_

Z（W）_；任務1定位軸的加工（2）指令說明2）G00指令為模態(tài)指令，可由G01、G02、G03或G33指令注銷。3）G00指令的移動速度不能用程序指令F設(shè)定，而是通過機床系統(tǒng)參數(shù)預先設(shè)置的；快速移動速度可由機床操作面板上的進給倍率旋鈕進行調(diào)節(jié)。4）G00指令的執(zhí)行過程為刀具由程序起點加速到最大速度，然后快速移動，最后減速到終點，實現(xiàn)快速點定位。5）G00指令的實際運動路線有時不是直線，而是折線。任務1定位軸的加工（3）示例如圖2-1-5所示，要求刀具快速從A點移動到B點。1）絕對值方式編程為：G00

X40.0

Z2.0；2）增量值方式編程為：G00

U-40.0

W-38；任務1定位軸的加工2.直線插補指令G01（1）指令格式G01

X（U）

Z（W）

F

；（2）指令說明1）G01指令的進給速度由F指令指定，且F指令是模態(tài)指令，因此不必對每個程序段都指定F。2）如果在應用G01指令的程序段之前沒有F指令，且應用G01指令的程序段中也沒有F指令，則機床不運動。3）G01為模態(tài)指令，可由G00、G02、G03或G33指令注銷。任務1定位軸的加工（3）示例如圖2-1-6所示，用G01指令編寫刀具從B→C→D的運動軌跡。1）絕對值方式編程：G01

Z-40.0

F0.3；B→CX50.0；C→D2）增量值方式編程：G01

W-42.0

F0.3；B→CU10；C→D任務1定位軸的加工3.編程示例（1）車端面如圖2-1-7所示，毛坯直徑為50mm，工件右端面為Z0，右端面有0.5mm的余量，工件右端面中心為編程坐標系原點，選用90°車刀，刀具初始點在換刀點（X100.0，Z50.0）處。任務1定位軸的加工N10T0101；（選擇1號刀具，執(zhí)行1號刀補）N20S700M03；（主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為700r/min）N30G00Z0M08；（沿Z軸負方向到達切削起點）N40X52.0；（沿X軸負方向到達切削起點）N50G01X0F0.1；（沿X軸負方向車端面）N60G00Z2.0；（刀具沿Z軸正方向退出）N70X100.0Z50.0；（返回至換刀點）N80M30；（程序結(jié)束并復位）任務1定位軸的加工（2）車外圓應用G00與G01指令編寫如圖2-1-8所示車削?45mm外圓的加工程序，毛坯直徑為50mm，外圓有5mm的余量。工件右端面中心為編程坐標系原點，選用90°車刀，刀具初始點在換刀點（X100.0，Z50.0）處。任務1定位軸的加工N10T0101；（選擇1號刀具，執(zhí)行1號刀補）N20M03S700；（主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為700r/min）N30G00X42.0Z2.0M08；（快速靠近工件）N40X46.0；（刀具沿X軸負方向進刀）N50G01Z-20.0F0.3；（粗車外圓）N60G01X54.0；（刀具沿X軸正方向退刀）N70G00Z2.0；（刀具沿Z軸正方向退刀）N80X45.0S1200；（刀具沿X軸負方向進刀）N90G01Z-20.0F0.1；（刀具沿Z軸負方向精車φ45mm外圓，進給量為0.1mm/r）N100X54.00；（沿X軸正方向退刀）N110G00X100.0Z50.0；（刀具快速返回換刀點）N120M30；（程序結(jié)束并復位）任務1定位軸的加工任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.加工內(nèi)容的分析2.加工要求的分析（1）尺寸精度：三個外圓柱面直徑的上偏差均為0mm，下偏差均為-0.039mm；定位軸總長為（100±0.1）mm；φ35mm外圓柱面的長度為20mm，φ40mm外圓柱面的長度為30mm，二者均按GB/T1804-m確定尺寸公差。（2）表面粗糙度：三個外圓柱面的表面粗糙度要求為Ra1.6μm，其余加工表面的表面粗糙度要求為Ra3.2μm。任務1定位軸的加工（3）幾何公差：φ35mm對基準φ46mm的同軸度公差為φ0.06mm。（4）材料與熱處理：定位軸材料為45鋼，無熱處理和硬度要求。3.加工方案的制定（1）采用三爪自定心卡盤夾持毛坯外圓，伸出長度大于55mm，手動車削端面，車平即可；粗、精車φ46mm外圓至尺寸，保證長度大于50mm。（2）掉頭夾持φ46mm外圓，手動車削右端面，控制總長（100±0.1）mm；采用分層粗、精車φ40mm和φ35mm外圓柱面至尺寸，控制長度30mm和20mm。任務1定位軸的加工4.刀具的選擇該零件為單件加工，車端面選用45°硬質(zhì)合金車刀，粗車和精車外圓選用一把90°外圓車刀即可。5.切削用量的選擇（1）背吃刀量的選擇：粗車時選ap=1.5mm，精車時選ap=0.5mm。（2）主軸轉(zhuǎn)速的選擇：粗車選擇700r/min，精車選擇900r/min。（3）進給速度的選擇：粗車、精車分別為280mm/min和180mm/min。任務1定位軸的加工6.加工路線的制定（1）制定左端加工路線任務1定位軸的加工（2）制定右端加工路線任務1定位軸的加工二、基點坐標的計算1.左端基點坐標的計算任務1定位軸的加工2.右端基點坐標的計算任務1定位軸的加工三、編制加工程序1.編制左端加工程序任務1定位軸的加工任務1定位軸的加工2.編制右端加工程序任務1定位軸的加工任務1定位軸的加工任務1定位軸的加工四、工件的加工1.裝夾工件用三爪自定心卡盤裝夾φ50mm毛坯外圓，伸出長度大于55mm，粗、精加工左端。當左端加工完畢，掉頭，用三爪自定心卡盤夾持φ46mm外圓加工右端；裝夾時，采用銅皮包住，避免夾傷已加工外圓表面。2.裝夾刀具將45°硬質(zhì)合金車刀裝到01號刀具位置，將90°外圓車刀裝夾到02號位置。刀尖要與工件中心等高，刀柄垂直于工件軸線。任務1定位軸的加工3.輸入程序在編輯模式下，將上述編寫的程序O2011和O2012，通過系統(tǒng)控制面板輸入數(shù)控系統(tǒng)中，并檢查輸入正誤。4.對刀（1）設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速，并使主軸正轉(zhuǎn)。（2）X向?qū)Φ叮?）Z向?qū)Φ?.自動加工項目二外輪廓加工任務2前頂尖的加工任務2前頂尖的加工企業(yè)接到一項前頂尖（見圖2-2-1）零件的加工任務，數(shù)量為500件，毛坯為φ50mm×105mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工。現(xiàn)生產(chǎn)部門安排數(shù)控車工組完成此項工作任務。任務描述任務2前頂尖的加工本任務仍為直線輪廓零件的編程與加工，加工輪廓包括圓柱面和圓錐面。在任務1定位軸編程加工的基礎(chǔ)上，本任務側(cè)重于圓錐面的數(shù)控車削加工工藝分析和加工路線的合理選擇。對G00和G01指令的格式、功能及編程規(guī)則進行鞏固也是本任務的要點。任務分析相關(guān)理論一、圓錐面的數(shù)控車削加工路線在車床上車外圓錐面可以分為車正錐和車倒錐兩種情況，每一種情況又有兩種加工路線，如圖2-2-2、圖2-2-3所示。任務2前頂尖的加工任務2前頂尖的加工1.圓錐面各部分尺寸計算二、圓錐面車削加工編程任務2前頂尖的加工2.編程示例O0001；（程序名）N10T0101；（選擇1號刀具，調(diào)用1號刀補）N20S500M03M08；（主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為500r/min，切削液開）N30G00X41.0Z1.0；（快速進刀至起刀點）N40G01X35.0Z0F0.2；（進刀至切入點）N50G01X40.0Z-40.0F0.2；（第一層粗車，進給量為0.2mm/r）N60G00X41.0Z1.0；（退回起刀點）N70G01X32.5Z0F0.2；（進刀至切入點，X向留精加工余量0.5mm）任務2前頂尖的加工2.編程示例N80G01X40.0Z-40.0F0.2；（第二層粗車）N90G00X41.0Z1.0；（退回起刀點）N100S1000；（主軸變速）N110G01X32.0Z0F0.2；（進刀至精加工切入點）N120G01X40.0Z-40.0F0.1；（精車，進給量為0.1mm/r）N130G00X100.0Z50.0；（刀具快速退刀至換刀點）N140M05M09；（主軸停轉(zhuǎn)，切削液關(guān)）N150M30；（程序結(jié)束并復位）任務2前頂尖的加工三、外圓錐的檢測1.角度和錐度的檢測（1）用游標萬能角度尺檢測任務2前頂尖的加工（2）用角度樣板檢測在成批和大量生產(chǎn)時，為減少輔助時間，可直接將設(shè)定好圓錐角的樣板放置于工件上，通過透光情況檢查確定圓錐角合格與否。（3）用正弦規(guī)檢測任務2前頂尖的加工（4）用圓錐套規(guī)檢測1）在工件表面順著圓錐素線薄而均勻地涂上周向均等的三條顯示劑（印油、紅丹粉、機油的調(diào)和物）。2）手握套規(guī)輕輕地套在工件上，稍加軸向推力，并將套規(guī)轉(zhuǎn)動半圈。3）取下套規(guī)，觀察工件表面顯示劑被擦去的情況。若三條顯示劑全長擦痕均勻，表明圓錐套規(guī)接觸良好，說明錐度正確；若小端擦去，大端未擦去，說明圓錐角小了；若大端擦去，小端未擦去，說明圓錐角大了。任務2前頂尖的加工2.尺寸精度的檢測（1）用卡鉗和千分尺檢測（2）用圓錐套規(guī)檢測在圓錐套規(guī)上，根據(jù)工件的直徑尺寸和公差，在套規(guī)小端處開有軸向距離為m的缺口，表示過端和止端。測量外圓錐時，如果錐體的小端平面在缺口之間，說明其小端直徑尺寸合格；若錐體未能進入缺口，說明其小端直徑大了；若錐體小端平面超過缺口，說明其小端直徑小了，如圖2-2-9所示。任務2前頂尖的加工任務2前頂尖的加工任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盤裝夾毛坯，伸出長度大于65mm，粗、精車左端輪廓。（2）掉頭裝夾，粗、精車右端輪廓。精車右端時，采用數(shù)控車床的恒線速度控制功能。2.制定加工路線二、數(shù)值計算及基點坐標的確定任務2前頂尖的加工任務2前頂尖的加工任務2前頂尖的加工任務2前頂尖的加工任務2前頂尖的加工任務2前頂尖的加工三、程序的編制1.編制左端粗、精加工程序任務2前頂尖的加工三、程序的編制1.編制左端粗、精加工程序任務2前頂尖的加工三、程序的編制2.編制右端粗、精加工程序任務2前頂尖的加工三、程序的編制2.編制右端粗、精加工程序任務2前頂尖的加工三、程序的編制2.編制右端粗、精加工程序任務2前頂尖的加工三、程序的編制2.編制右端粗、精加工程序任務2前頂尖的加工四、工件加工1.裝夾工件用三爪自定心卡盤裝夾φ50mm毛坯外圓，伸出長度大于65mm，粗、精加工左端輪廓。當左端加工完畢，掉頭，用三爪自定心卡盤夾持φ36mm外圓加工右端輪廓；裝夾時，采用銅皮包住，避免夾傷已加工外圓表面。2.裝夾刀具選擇90°外圓車刀，并將其裝到01號刀具位置，刀尖要與工件中心等高，刀柄垂直于工件軸線。任務2前頂尖的加工3.輸入程序在編輯模式下，將上述編寫的程序O2021和O2022，通過系統(tǒng)控制面板輸入數(shù)控系統(tǒng)中，并檢查輸入正誤。4.對刀（1）設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速，并使主軸正轉(zhuǎn)。（2）X向?qū)Φ叮?）Z向?qū)Φ?.自動加工項目二外輪廓加工任務3輸出軸的加工任務3輸出軸的加工企業(yè)接到一項輸出軸（見圖2-3-1）零件的加工任務，數(shù)量為500件，毛坯為φ40mm×142mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工?，F(xiàn)生產(chǎn)部門安排數(shù)控車工組完成此項工作任務。任務描述任務3輸出軸的加工采用固定循環(huán)指令編程可以使編寫的加工程序簡潔明了。本任務引入單一固定循環(huán)G90指令用于簡單圓柱、圓錐表面的粗、精加工。任務分析相關(guān)理論一、內(nèi)、外圓切削單一固定循環(huán)（G90）1.內(nèi)、外圓柱面切削循環(huán)（1）指令格式G90X（U）

Z（W）

F

；（2）指令說明1）運動軌跡。圓柱面切削循環(huán)（即矩形循環(huán)）的執(zhí)行過程如圖2-3-2所示。任務3輸出軸的加工2）在固定循環(huán)切削過程中，M、S、T等功能都不能改變；如需改變，必須在G00或G01指令下變更，然后再指定固定循環(huán)。3）G90指令每一次切削加工結(jié)束后，刀具均返回循環(huán)起點。G90指令第一步移動為X軸方向移動。4）G90指令將AB、BC、CD、DA四段插補指令組合成一條循環(huán)指令進行編程，達到簡化編程的目的。（3）循環(huán)起點的確定Z向應離開加工部位1～2mm。在加工外圓表面時，X向略大于毛坯外圓直徑2～3mm；加工內(nèi)孔時，X向略小于底孔直徑2～3mm。任務3輸出軸的加工（4）分層加工終點坐標的確定任務3輸出軸的加工（5）編程示例任務3輸出軸的加工2.內(nèi)、外圓錐面切削循環(huán)（1）指令格式G90X（U）

Z（W）

R

F

；（2）指令說明如圖2-3-4所示為圓錐面切削循環(huán)運動軌跡，任務3輸出軸的加工（3）R值及循環(huán)起點的確定（4）分層切削起點與終點坐標的確定任務3輸出軸的加工（5）編程示例任務3輸出軸的加工二、外圓尺寸的修調(diào)方法刀具補償參數(shù)界面中的磨耗值通常用于補償?shù)毒叩哪ズ牧?，改變該值可以改變零件的加工尺寸，因此，常用于補償加工誤差值。借助磨耗值修調(diào)尺寸的具體操作過程：粗加工前，在磨耗中預留精加工余量（注意：該余量應與程序中的精加工余量取相同值）。任務3輸出軸的加工為了進行磨耗修調(diào)，需要增加刀具快速退至換刀點、主軸停、程序暫停的程序段，用于檢測并修調(diào)磨耗值。任務3輸出軸的加工任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.制定加工方案（1）在粗加工數(shù)控車床上，用三爪自定心卡盤裝夾工件，車兩端面、鉆兩中心孔，粗加工左、右端輪廓，X向留0.5mm的精加工余量。（2）在精加工數(shù)控車床上，采用兩頂尖（前頂尖采用端面撥動頂尖，后頂尖采用活動頂尖）裝夾工件，精加工左、右兩端輪廓以及2mm×1mm的槽。任務3輸出軸的加工2.制定加工路線左、右兩端外圓輪廓粗加工軌跡任務3輸出軸的加工2.制定加工路線左、右兩端外圓輪廓精加工軌跡任務3輸出軸的加工2.制定加工路線切槽加工軌跡二、基點坐標的確定三、程序編制任務3輸出軸的加工1.左端粗加工程序任務3輸出軸的加工2.右端粗加工程序任務3輸出軸的加工3.輸出軸精加工程序任務3輸出軸的加工3.輸出軸精加工程序任務3輸出軸的加工3.輸出軸精加工程序任務3輸出軸的加工四、工件加工1.裝夾工件在粗加工數(shù)控車床上，采用三爪自定心卡盤裝夾工件。在精加工數(shù)控車床上，以兩中心孔為裝夾基準，采用兩頂尖（前頂尖采用端面撥動頂尖，后頂尖采用活動頂尖）裝夾工件。2.裝夾刀具在粗加工數(shù)控車床上，將90°外圓左偏刀裝到01刀位。在精加工數(shù)控車床上，將90°外圓左偏刀裝到01刀位，將90°外圓右偏刀裝到02刀位，將2mm寬的切槽刀裝到03刀位。任務3輸出軸的加工3.輸入程序在編輯模式下，將上述編寫的程序通過系統(tǒng)控制面板輸入數(shù)控系統(tǒng)中，并檢查輸入正誤。4.加工工件（1）車端面、鉆中心孔（2）粗加工左端輪廓（3）粗加工右端輪廓（4）精加工項目二外輪廓加工任務4端蓋的加工任務4端蓋的加工企業(yè)接到一項端蓋（見圖2-4-1）零件的加工任務，數(shù)量為20件，毛坯為φ65mm×25mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工。現(xiàn)生產(chǎn)部門安排數(shù)控車工組完成此項工作任務。任務描述任務4端蓋的加工圖2-4-1所示為較典型的長徑比較小的盤類工件，可用G90指令進行編程，但X向加工余量比較大，走刀次數(shù)會很多，加工效率較低。此類工件以端面車削為主，在本任務中引入端面切削單一固定循環(huán)G94指令進行編程加工。任務分析相關(guān)理論一、端面切削單一固定循環(huán)（G94）1.平端面切削循環(huán)（1）指令格式任務4端蓋的加工G94X（U）

Z（W）

F

；（2）指令說明1）運動軌跡。刀具從循環(huán)起點A開始以G00方式軸向移動至指令中的Z坐標處（圖中B點），再以G01的方式沿徑向切削進給至終點坐標處（圖中C點），然后以G01方式沿軸向車削至循環(huán)起點的Z坐標處（圖中D點），最后以G00方式快速沿徑向返回循環(huán)起點A處，準備下個動作。任務4端蓋的加工2）G90指令與G94指令的區(qū)別在于G90指令是在工件徑向做分層粗加工，而G94指令是在工件軸向做分層粗加工。G94指令第一步先沿Z軸運動，而G90指令則是先沿X軸運動。（3）循環(huán)起點的確定在加工外圓表面時，該點離毛坯右端面2～3mm，比毛坯直徑大1～2mm；在加工內(nèi)孔時，該點離毛坯右端面2～3mm，比毛坯內(nèi)徑小1～2mm。（4）分層加工終點坐標的確定用硬質(zhì)合金刀具或硬質(zhì)合金涂層刀具切削非合金鋼時，粗加工背吃刀量取1～2mm，精加工背吃刀量取0.3mm。任務4端蓋的加工（5）編程示例任務4端蓋的加工任務4端蓋的加工2.圓錐面切削循環(huán)（1）指令格式G94X（U）

Z（W）

R

F

；（2）指令說明刀具從循環(huán)起點A開始以G00方式快速到達指令中的Z坐標處（圖中B點），再以G01的方式切削進給至切削循環(huán)終點坐標處（圖中C點），并退至循環(huán)起始的Z坐標處（圖中D點），再以G00方式返回循環(huán)起點A，準備下個動作。任務4端蓋的加工（3）循環(huán)起點與R值的確定實際加工中，考慮到G00指令進刀的安全性，循環(huán)起點一般比毛坯直徑大1～2mm，為避免錐度誤差，需重新計算R值，如圖2-4-5所示。（4）分層切削起點與終點坐標的確定粗加工單邊背吃刀量取2mm，精加工單邊背吃刀量取0.2mm，根據(jù)Z向最大切除余量10mm確定分層切削粗加工次數(shù)為5次。任務4端蓋的加工（5）編程示例任務4端蓋的加工二、啟動（取消）恒線速度功能G96（G97）在FANUC系統(tǒng)中，有關(guān)恒線速度功能的指令及格式是：G96S××：啟用恒線速度功能，S為線速度的指定值，單位為m/min。G50S××：限制主軸最高轉(zhuǎn)速，S為主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。G97：取消恒線速度功能。任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盤裝夾工件，車左端面，粗、精加工左端輪廓。（2）掉頭裝夾，粗、精加工右端圓柱面和圓錐面。任務4端蓋的加工2.制定加工路線任務4端蓋的加工2.制定加工路線任務4端蓋的加工任務4端蓋的加工二、基點坐標的確定選擇工件右端面的回轉(zhuǎn)中心作為工件坐標系的原點，確定各基點坐標見表2-4-5，其中X向坐標以直徑表示。三、程序編制1.左端加工程序任務4端蓋的加工2.右端加工程序任務4端蓋的加工四、工件加工1.開機準備2.裝夾工件3.裝夾刀具并對刀4.輸入程序5.自動加工項目二外輪廓加工任務5球頭銷的加工任務5球頭銷的加工企業(yè)接到一項球頭銷（見圖2-5-1）零件的加工任務，數(shù)量為1000件，毛坯為φ40mm×60mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工?，F(xiàn)生產(chǎn)部門安排數(shù)控車工組完成此項工作任務。任務描述任務5球頭銷的加工球頭銷為簡單的圓弧輪廓零件，為完成該任務須掌握圓弧插補指令G02/G03以及圓弧加工工藝。在確定輪廓基點坐標時，學會運用平面幾何的計算方法進行圓弧端點坐標的計算。任務分析相關(guān)理論一、圓弧面的數(shù)控車削加工路線1.凸圓弧車削加工路線（1）圓錐分層切削法采用圓錐分層切削的方法將加工余量去除任務5球頭銷的加工（2）圓弧偏移切削法（3）同心圓分層切削法根據(jù)加工余量，采用相同的圓弧半徑，漸進地向機床的某一坐標軸方向移動，最終將圓弧加工出來在圓心不變的基礎(chǔ)上，根據(jù)加工余量，采用大小不等的圓弧半徑，最終將圓弧加工出來。（4）臺階分層切削法先根據(jù)圓弧面加工出多個臺階，再車削圓弧輪廓任務5球頭銷的加工2.凹圓弧車削加工路線（1）變半徑分層切削法根據(jù)加工余量，采用起點、終點固定，改變半徑的分層切削法將圓弧加工出來，編程時需變半徑值，并應注意半徑值與切深的匹配。（2）切槽法對于深凹圓弧的加工，采用切槽法先去除大部分加工余量，再進行圓弧精加工。任務5球頭銷的加工二、圓弧插補指令G02/G031.指令格式指令格式中各程序字的含義見表2-5-1。任務5球頭銷的加工2.圓弧順、逆方向的判別處在圓弧所在平面的另一個軸的正方向看該圓弧，順時針方向為G02指令，逆時針方向為G03指令。3.圓心坐標的確定圓心坐標I、K值為圓弧起點到圓弧圓心的矢量在X軸、Z軸上的投影，如圖2-5-6所示。I、K為增量值，帶有正負號，且I值為半徑值。任務5球頭銷的加工4.圓弧半徑的確定當圓弧所對的圓心角小于或等于180°時，R取正值；當圓弧所對的圓心角大于180°并小于360°時，R取負值。5.示例編制如圖2-5-8所示圓弧精加工程序。P1→P2圓弧加工程序見表2-5-2。任務5球頭銷的加工三、刀尖圓弧半徑補償1.刀尖圓弧半徑補償?shù)哪康漠斒褂脦в械都鈭A弧半徑的刀具加工圓錐面和圓弧面時，必須將假設(shè)刀尖點的路徑做適當?shù)男拚?，使切削加工出來的工件能獲得正確的尺寸，這種修正方法稱為刀尖圓弧半徑補償。任務5球頭銷的加工2.刀尖圓弧半徑補償?shù)闹噶睿?）刀尖圓弧半徑左補償（G41）如圖2-5-11所示，順著刀具運動方向看，刀具在工件的左側(cè)，稱為刀尖圓弧半徑左補償，用G41指令編程。（2）刀尖圓弧半徑右補償（G42）如圖2-5-11所示，順著刀具運動方向看，刀具在工件的右側(cè)，稱為刀尖圓弧半徑右補償，用G42指令編程。（3）取消刀尖圓弧半徑補償（G40）任務5球頭銷的加工3.刀尖圓弧半徑補償?shù)倪^程（1）刀補的建立刀尖圓弧中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏移量的過程，如圖2-5-12a所示。（2）刀補的進行執(zhí)行G41或G42指令的程序段后，刀尖圓弧中心始終與編程軌跡相距一個偏移量。（3）刀補的取消任務5球頭銷的加工4.刀尖方位的確定假想刀尖方位共有9種5.刀尖圓弧半徑補償注意事項（1）G41、G42、G40指令不能與圓弧切削指令寫在同一個程序段內(nèi)，可與G01、G00指令在同程序段出現(xiàn)。（2）在調(diào)用新刀具前或要更改刀尖圓弧半徑補償方向時，中間必須取消刀尖圓弧半徑補償，目的是避免產(chǎn)生加工誤差或干涉。（3）刀尖圓弧半徑補償取消程序段G40在G41或G42程序段后面。（4）G41、G42、G40是模態(tài)指令。任務5球頭銷的加工四、圓弧面切削加工編程示例試按圓弧偏移切削法的加工工藝編寫圖2-5-14所示工件的圓弧加工程序。1.相關(guān)計算（1）確定X向毛坯切除余量Δi（2）估算粗切次數(shù)d粗切次數(shù)可由公式d=（X方向毛坯切除余量Δi-精加工余量Δu）/單邊背吃刀量ap進行估算。任務5球頭銷的加工2.程序編制任務5球頭銷的加工任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盤裝夾工件，車左端面，粗、精加工左端輪廓。（2）掉頭裝夾，粗、精加工右端圓柱面、半球面和倒角。2.制定加工路線左端輪廓為圓柱面，可采用G90指令進行編程，其加工路線為矩形軌跡。右端輪廓為圓柱面、半球面和倒角，其加工路線見表2-5-4。任務5球頭銷的加工2.制定加工路線二、基點坐標的確定任務5球頭銷的加工三、程序編制1.左端加工程序任務5球頭銷的加工2.右端加工程序任務5球頭銷的加工2.右端加工程序任務5球頭銷的加工四、工件加工1.開機準備2.裝夾工件3.裝夾刀具并對刀4.輸入程序5.自動加工項目二外輪廓加工任務6固定頂尖的加工任務6固定頂尖的加工企業(yè)接到一項固定頂尖（見圖2-6-1）零件的加工任務，數(shù)量為200件，毛坯為φ35mm×165mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工?，F(xiàn)生產(chǎn)部門安排數(shù)控車工組完成此項工作任務。任務描述任務6固定頂尖的加工對于用棒料直接車削過渡尺寸較大的軸類零件，需要多次重復進行車削，使用G90或G94指令編程仍然比較麻煩，而用G71、G70等復合固定循環(huán)指令，只要編寫出精加工進給路線，給出每次背吃刀量、退刀量、精加工程序范圍和精加工余量等參數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)即可自動計算出粗加工時的刀具路徑，完成重復切削直至加工完畢。任務分析相關(guān)理論一、內(nèi)、外圓復合固定粗車循環(huán)（G71）G71指令適用于毛坯余量較大的外徑和內(nèi)徑粗車任務6固定頂尖的加工1.指令格式任務6固定頂尖的加工2.加工軌跡分析數(shù)控裝置首先根據(jù)用戶編寫的精加工輪廓，在預留出X和Z向精加工余量Δu和Δw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（刀具向X向進刀Δd，切削外圓后按e值45°退刀，循環(huán)切削直至粗加工余量被切除）。3.循環(huán)起點確定考慮到安全性，Z向注意留安全裕量（1～2mm），X向略大于或等于毛坯直徑均可。任務6固定頂尖的加工4.指令說明（1）G71固定循環(huán)指令主要用于對徑向尺寸要求比較高、軸向切削尺寸大于徑向切削尺寸的毛坯工件進行粗車循環(huán)。（2）在FANUC0i系統(tǒng)中，G71粗加工循環(huán)要求所加工的輪廓外形必須采用單調(diào)遞增或單調(diào)遞減的形式。（3）X向、Z向精加工余量Δu和Δw的符號任務6固定頂尖的加工（4）G71指令中的F和S值是指粗加工循環(huán)中的F和S值，而在“ns”和“nf”程序段之間所有的F和S值為精加工時的F和S值。若“ns”和“nf”程序段之間未指定F和S值，系統(tǒng)沿用G71指令中的F和S值進行精加工。（5）對于G71指令中的“ns”程序段，應特別注意其書寫格式，如下例所示：N100G01X30.0；（正確的“ns”程序段）N100G01X30.0Z2.0；（錯誤的“ns”程序段，程序段中出現(xiàn)了Z坐標字）（6）G71指令中的“nf”程序段應盡量退至毛坯。（7）在“ns”和“nf”之間的程序段中，不能含有固定循環(huán)指令、參考點返回指令、螺紋切削指令、宏程序調(diào)用或子程序調(diào)用指令。任務6固定頂尖的加工二、精加工復合固定循環(huán)（G70）1.指令格式G70P（ns）Q（nf）；2.指令說明執(zhí)行精車循環(huán)G70指令時，ns至nf程序中指定的F、S、T有效；如果ns至nf程序中不指定F、S、T時，粗車循環(huán)中指定的F、S、T有效。在使用G70精車循環(huán)指令時，要特別注意快速退刀路線，防止刀具與工件發(fā)生干涉。任務6固定頂尖的加工三、應用示例試用G71、G70指令編寫如圖2-6-5所示零件右端輪廓加工程序。毛坯為φ45mm×110mm棒料，材料為45鋼。任務6固定頂尖的加工任務6固定頂尖的加工任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盤裝夾毛坯外圓，粗、精加工左端輪廓。（2）掉頭裝夾，粗、精加工右端輪廓。2.制定加工路線采用G71指令粗車左、右端輪廓，只需要確定左、右端精加工路線即可。左、右端精加工路線見表2-6-2。任務6固定頂尖的加工2.制定加工路線二、基點坐標的確定任務6固定頂尖的加工三、程序編制1.左端加工程序任務6固定頂尖的加工2.右端加工程序任務6固定頂尖的加工四、工件加工1.開機準備2.裝夾工件3.裝夾刀具并對刀4.輸入程序5.自動加工項目二外輪廓加工任務7陀螺模樣的加工任務7陀螺模樣的加工企業(yè)接到一項陀螺模樣（見圖2-7-1）零件的加工任務，數(shù)量為10件，毛坯為φ50mm×55mm棒料，材料為2A12，工期為5d，來料加工。現(xiàn)生產(chǎn)部門安排數(shù)控車工組完成此項工作任務。任務描述任務7陀螺模樣的加工本任務零件右端輪廓徑向切削尺寸大于軸向切削尺寸，對于這類毛坯工件采用徑向粗車循環(huán)進行編程較為合適。工件左端輪廓的軸向切削尺寸大于徑向切削尺寸，所以左端輪廓仍采用外圓粗車循環(huán)較為合適。任務分析相關(guān)理論一、端面復合固定粗車循環(huán)（G72）端面復合固定粗車循環(huán)指令主要用于加工長徑比較小的盤類工件，它的車削特點是利用刀具的端面切削刃作為主切削刃。任務7陀螺模樣的加工1.指令格式2.加工軌跡數(shù)控裝置首先根據(jù)用戶編寫的精加工輪廓，在預留出X和Z向精加工余量Δu和Δw后，計算出粗加工實際輪廓的各個坐標值。任務7陀螺模樣的加工3.循環(huán)起點G72循環(huán)指令起點盡量靠近毛坯，對外輪廓宜取在毛坯外一點，X向略大于毛坯直徑，Z向距端面1～2mm，對內(nèi)輪廓X向略小于底孔直徑。4.指令說明（1）G72指令主要用于對端面精度要求比較高、徑向切削尺寸大于軸向切削尺寸的毛坯工件進行粗車循環(huán)。（2）G72指令所加工的輪廓形狀，必須采用單調(diào)遞增或單調(diào)遞減的形式。（3）對于G72指令中的“ns”程序段，同樣應特別注意其書寫格式N100G01Z-30.0；（正確的“ns”程序段）N100G01X30.0Z-30.0；（錯誤的“ns”程序段，程序段中出現(xiàn)了X坐標字）任務7陀螺模樣的加工二、編程示例試用G72、G70指令編寫如圖2-7-3所示零件右端輪廓加工程序。毛坯尺寸為φ50mm×47mm，45鋼。任務7陀螺模樣的加工任務7陀螺模樣的加工任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.制定加工方案（1）采用手動切削方式粗、精加工工件左端面，在加工過程中進行對刀操作。（2）采用外圓粗、精車循環(huán)指令加工工件左端輪廓，加工時將?48mm外圓表面加工至Z-35.0位置，以防止出現(xiàn)接刀痕跡。（3）掉頭裝夾（如用軟爪或銅皮包裹裝夾則更好），對?48mm外圓表面進行精確找正。（4）采用手動切削方式粗、精加工工件右端面，注意應精確保證工件的總長，在加工過程中進行對刀操作。（5）采用徑向粗、精車循環(huán)指