槽类零件加工数控车床编程

在 数 控 车 削 加 工 中 ， 经 常 会 遇 到 各 种 槽 类 零 件 加 工 。 圆 柱 体 车 槽 包 括 内 外 圆 车 槽 和 端 面 槽 。 槽 的 类 型 主 要 包 括 有 直 槽 和 各 种 异 形 槽 。 槽 类 零 件 1.掌 握 G04指 令 的 应 用 。2.掌 握 G94指 令 在 车 槽 中 的 应 用 。3.能 合 理 选 择 车 槽 或 切 断 刀 具 。4.能 对 槽 类 零 件 的 加 工 误 差 进 行 分 析 。 一 、 G04延 时 1. 指 令 格 式 G04 X ； 或 G04 U ； 或 G04 P ； 说 明 ： X、 U、 P指 定 延 时 时 间 ， X（ U） 表 示 延 时 ， 单 位 为秒 ； P表 示 延 时 ， 单 位 为 毫 秒 。 2. 指 令 功 能 G04指 令 可 使 程 序 执 行 到 出 现 该 指 令 的 程 序 段 时 暂 停 。 如车 槽 加 工 时 ， 为 使 槽 底 圆 整 光 滑 ， 可 采 用 该 指 令 。 3. 编 程 实 例 加 工 该 零 件 槽 ， 用 G00、 G01、 G04指 令 编 写 精 加 工 程 序 。 零 件 图 加 工 示 意 图车 槽 加 工 二 、 径 向 车 槽 循 环 指 令 G94 G94 X（ U） Z（ W） F ； 在 指 令 使 用 时 ， 如 果 设 定 Z值 不 移 动 或 设 定 W值 为 零 时 ， 就可 用 来 进 行 车 槽 加 工 。 毛 坯 为 30mm的 棒 料 ， 采 用 G94编 写 加 工 程 序 。 零 件 图 实 物 图等 距 直 槽 车 槽 刀 与 切 断 刀 的 安 装 和 加 工 方 法 车 槽 和 切 断 的 加 工 工 艺 在 前 序 课 程 数 控 加 工 工 艺 学 中略 有 涉 及 ， 这 里 再 针 对 车 槽 、 切 断 刀 具 的 安 装 和 加 工 方 法 等 进行 一 下 复 习 。一 、 车 外 槽 刀 具 的 安 装 1. 刀 具 可 达 加 工 要 求 时 ， 安 装 时 车 槽 刀 不 宜 伸 出 过 长 。 2. 车 槽 ， 横 向 进 给 时 ， 主 刀 刃 高 度 对 工 件 中 心 控 制 在0 0.2mm范 围 内 ， 刀 片 与 工 件 中 心 尽 量 等 高 。 3. 刀 片 尽 量 垂 直 于 中 心 ， 两 个 副 偏 角 对 称 ， 以 保 证 主 刀 刃与 工 件 轴 线 平 行 二 、 切 断 刀 具 的 安 装 1. 安 装 时 ， 切 断 刀 不 宜 伸 出 过 长 ， 同 时 切 断 刀 的 中 心 线 必须 装 得 与 工 件 中 心 线 垂 直 ， 以 保 证 两 个 副 偏 角 对 称 。 2. 切 断 实 心 工 件 时 ， 切 断 刀 的 主 切 削 刃 必 须 装 得 与 工 件 中心 等 高 ， 否 则 不 能 车 到 中 心 ， 而 且 容 易 崩 刃 ， 甚 至 折 断 车 刀 3. 切 断 刀 的 底 平 面 应 平 整 ， 以 保 证 车 削 质 量 。三 、 车 外 直 槽 的 加 工 方 法 1.车 削 不 高 的 和 宽 度 较 窄 的 槽 时 ， 可 采 用 刀 宽 等 于 槽 宽 的车 槽 刀 ， 采 用 一 次 直 进 法 车 出 。 2.有 精 度 要 求 的 槽 ， 一 般 采 用 两 次 直 进 法 车 出 。 四 、 切 断 方 法 1.直 进 法 切 断 工 件 。 所 谓 直 进 法 ， 是 指 垂 直 于 工 件 轴 线 方向 进 行 切 断 。 这 种 方 法 切 断 高 ， 但 对 车 床 、 切 断 刀 的 刃 磨 和 安装 都 有 较 高 的 要 求 ， 否 则 容 易 造 成 刀 头 折 断 。 2.左 右 借 刀 法 切 断 工 件 。 在 切 削 刚 性 不 足 的 情 况 下 ， 可 采之 用 左 右 借 刀 法 切 断 。 左 右 借 刀 法 是 指 切 断 刀 在 轴 线 方 向 反 复地 往 返 移 动 ， 随 之 两 侧 径 向 进 给 ， 直 至 工 件 切 断 。 3.反 切 法 切 断 工 件 。 反 切 法 是 指 工 件 反 转 ， 车 刀 反 向 装 夹 ，这 种 切 断 方 法 宜 用 于 较 大 直 径 工 件 的 切 断 。 毛 坯 为 45mm 120mm的 45钢 ， 用 系 统 所 学 指 令 G00、 G01、G04进 行 编 程 加 工 该 零 件 。 零 件 图 一 、 工 艺 分 析 1. 夹 住 毛 坯 45mm外 圆 ， 伸 出 大 于 30长 应 用 G71循 环 指令 粗 车 外 轮 廓 ， X轴 留 精 加 工 余 量 0.5mm， 外 圆 车 至 尺 寸 43.5mm、 40.5mm。 2. 精 车 外 轮 廓 至 尺 寸 。 3. 更 换 车 槽 刀 具 T0202， 加 工 槽 以 及 侧 面 倒 角 。 4. 选 择 切 断 刀 将 工 件 切 断 保 证 长 度 20 0.05mm。 二 、 选 择 刀 具 及 确 定 切 削 用 量 1. 刀 具 选 择 机 夹 外 圆 车 刀 ， 刀 具 型 号PCLNR2020K12； 机 夹 车 槽 车 刀 ， 刀 具 型号 为 CFMR2020K04； 切 断 刀 ， 刀 具 型 号CFMR 32-04。 车 槽 刀 图刀 具 参 数 表 切 断 刀 图 刀 具 参 数 表 2. 确 定 切 削 用 量 数 控 加 工 刀 具 及 切 削 用 量 选 择 三 、 程 序 编 制 （ 下 一 页 续 表 ） 续 表 车 削 外 槽 时 产 生 废 品 的 原 因 及 预 防 方 法（ 下 一 页 续 表 ） 续 表 用 FANUC 0i系 统 加 工 该 零 件 。零 件 图 1.掌 握 G75指 令 的 应 用 。2.掌 握 矩 形 槽 加 工 的 类 型 。3.能 合 理 选 择 宽 槽 加 工 参 数 。 一 、 G75指 令 功 能 G75指 令 可 使 程 序 执 行 到 出 现 该 指 令 的 程 序 段 时 暂 停 。 如车 槽 加 工 时 ， 为 使 槽 底 圆 整 光 滑 ， 可 采 用 该 指 令 。 轴 向 （ Z轴 ） 进 刀 循 环 复 合 径 向 断 续 切 削 循 环 ， ； 切削 到 切 削 终 点 后 ， 返 回 起 点 （ G75起 点 和 终 点 相 同 ） ， 径 向 车槽 复 合 循 环 完 成 。 G75的 轴 向 进 刀 和 径 向 进 刀 方 向 由 切 削 终 点 X（ U） Z（ W）与 起 点 的 相 对 位 置 决 定 。 此 指 令 用 于 加 工 径 向 环 形 槽 或 圆 柱 面 ，径 向 断 续 切 削 起 到 断 屑 、 及 时 排 屑 的 作 用 。 车 槽 加 工 示 意 图（ F） 进 给 （ R） 快 速 进 给 本 循 环 可 自 动 断 屑 ， 可 在 X 轴 车 槽 及 X 轴 啄 式 钻 孔 。 二 、 G75径 向 车 槽 复 合 循 环 1. 指 令 格 式 G75 R _ G75 X（ U） _ Z（ W） _ P _ Q _ F_； 说 明 ： R： 车 槽 的 回 退 量 ， 该 值 为 摸 态 值 。 X、 Z： 车 槽 的 终 点 坐 标 （ U、 Z） 。 P： 每 次 X向 切 削 深 度 。 Q： Z向 移 动 量 。 F： 进 给 率 。 2. 编 程 实 例 加 工 该 零 件 槽 ， 用 G00、 G75指 令 编 写 精 加 工 程 序 。零 件 图 车 槽 的 工 艺 方 法一 、 车 槽 的 工 艺 特 点 1. 一 个 主 刀 刃 二 个 副 刀 刃 同 时 参 与 三 面 切 削 ， 被 切 削 材 料塑 性 变 形 复 杂 、 摩 擦 阻 力 大 ， 加 工 时 进 给 量 小 、 切 削 厚 度 薄 、平 均 变 形 大 、 单 位 切 削 力 增 大 。 总 切 削 力 与 功 耗 大 ， 一 般 比 外圆 加 工 大 20%左 右 ， 同 时 切 削 热 高 ， 散 热 差 ， 切 削 温 度 高 。 2. 切 削 速 度 在 加 工 过 程 中 不 断 变 化 ， 特 别 是 切 断 加 工 时 ，切 削 速 度 由 最 大 一 直 变 化 至 零 。 切 削 力 和 切 削 热 也 在 不 断 变 化 。 3. 工 件 在 旋 转 过 程 中 ， 刀 具 不 断 切 入 ， 实 际 在 车 槽 底 面 形成 的 是 阿 基 米 德 螺 旋 线 ， 由 此 造 成 实 际 前 角 、 后 角 都 在 不 断 变化 ， 使 过 程 更 为 复 杂 。 4. 因 刀 具 宽 度 窄 ， 相 对 悬 伸 长 ， 刀 具 刚 性 差 ， 易 振 动 ， 特别 是 切 断 ， 切 深 槽 时 该 现 象 更 加 明 显 。 5. 数 控 加 工 中 ， 由 于 被 加 工 槽 的 形 状 、 位 置 、 宽 度 、 深 度不 同 ， 为 尽 可 能 减 少 刀 具 更 换 次 数 ， 因 此 要 选 择 能 够 夹 持 多 种规 格 刀 片 的 刀 具 ， 才 能 优 质 、 高 效 地 完 成 多 种 类 型 的 槽 的 加 工 。二 、 车 槽 的 加 工 工 艺 1. 车 外 宽 槽 （ 1） 车 削 较 宽 的 槽 时 ，可 采 用 多 次 直 进 法 切 削 ， 并在 槽 壁 两 侧 留 一 定 精 车 余 量 。 宽 槽 切 削 示 意 图 （ 2） 车 削 槽 侧 面 倒 角 ， 一 般 斜 向 进 给 ， 编 制 图 样 程 序 ， 考虑 刀 具 的 刀 尖 位 置 。 2. 车 斜 沟 槽 （ 1） 车 削 45 外 沟 槽 ， 可 用 45 专 用 车 刀 ， 编 制 相 应 程 序加 工 。 （ 2） 车 削 圆 弧 沟 槽 时 ， 采 用 专 用 端 面 圆 弧 刀 ， 编 制 对 应 程序 加 工 。 斜 槽 加 工 示 意 图 圆 弧 沟 槽 加 工 示 意 图 毛 坯 为 45mm 120mm的 45钢 ， 用 G00、 G01、 G71、 G70、G75等 指 令 进 行 编 程 加 工 该 零 件 。零 件 图 一 、 工 艺 分 析 1. 夹 住 毛 坯 45mm外 圆 ， 伸 出 大 于 55mm长 应 用 G71循 环指 令 粗 车 外 轮 廓 ， 留 精 加 工 余 量 0.5mm外 圆 尺 寸 43.5mm、 40.5mm。 2. 精 车 外 轮 廓 至 尺 寸 。 3. 更 换 车 槽 刀 具 T0202， 加 工 3个 5mm窄 槽 以 及20mm 0.05mm宽 槽 。二 、 选 择 刀 具 及 确 定 切 削 用 量 1. 刀 具 选 择 PCLNR2020K12机 夹 外 圆 车 刀 和 CFMR 2020K04机 夹 切 槽 车 刀 。 刀 具 参 数 表 2. 确 定 切 削 用 量数 控 加 工 刀 具 及 切 削 用 量 选 择 3 程 序 编 制 （ 下 一 页 续 表 ） 续 表 在 FANUC 0i系 统 数 控 车 床 加 工 该 零 件 。零 件 图 1.掌 握 M98、 M99指 令 的 应 用 。2.了 解 异 形 槽 加 工 的 常 见 类 型 。3.能 合 理 安 排 异 形 槽 的 粗 、 精 加 工 工 艺 。4.能 用 多 个 刀 补 控 制 同 一 把 刀 具 ， 以 简 化 异 形 槽 编 程 。 一 、 子 程 序 的 定 义 数 控 加 工 程 序 种 类 ： 主 程 序 、 子 程 序 。 主 程 序 一 个 完 整 的 零 件 加 工 程 序 ， 或 是 零 件 加 工 程 序的 主 体 部 分 。 特 点 ： 和 被 加 工 零 件 或 加 工 要 求 一 一 对 应 ； 不 同 的 零 件 或不 同 的 加 工 要 求 ， 都 有 唯 一 的 主 程 序 。 子 程 序 一 组 程 序 段 在 一 个 程 序 中 多 次 出 现 ， 或 者 在 几个 程 序 中 都 要 使 用 它 ， 这 个 典 型 的 加 工 程 序 可 以 做 成 固 定 程 序 ，并 单 独 命 名 。 特 点 ： 不 独 立 的 加 工 程 序 ， 只 能 通 过 调 用 ， 实 现 加 工 中的 局 部 动 作 ; 子 程 序 执 行 结 束 后 ， 能 自 动 返 回 到 调 用 的 程 序 中 。 二 、 子 程 序 的 嵌 套 子 程 序 的 嵌 套 子 程 序 调 用 另 一 个 子 程 序 的 功 能 。 一 级 子 程 序 ： 被 主 程 序 调 用 的 子 程 序 。 在 FANUC 0i系 统 中 ， 子 程 序 可 以 嵌 套 4级 。三 、 子 程 序 的 格 式 子 程 序 和 主 程 序 并 无 本 质 区 别 。 区 别 ： 结 束 标 记 不 同 。 主 程 序 结 束 指 令 ： M02或 M3。 子 程 序 结 束 指 令 ： M99， 并 可 以 自 动 返 回 主 程 序 。 子 程 序 格 式 如 下 ： O0100； G91 G01 Z-2.0； G91 G28 Z0； M99； 注 意 ： 子 程 序 结 束 指 令 M99， 可 以 与 它 上 面 的 语 句 并 写 在一 句 中 ， 如 “ G91 G28 Z0 M99 ； ” 。 四 、 子 程 序 调 用 1. 指 令 格 式 在 FANUC-0i系 统 中 ， 子 程 序 的 调 用 可 通 过 辅 助 功 能 代 码M98指 令 进 行 ， 且 在 调 用 格 式 中 将 子 程 序 的 程 序 号 改 为 P。 常 用 的 子 程 序 调 用 格 式 有 两 种 。 M98 P L ； 如 M98 P00100 L5或 M98 P50010 都 表 示 连 续 5次 调 用0010号 程 序 。 2. 指 令 功 能 地 址 P后 面 的 四 位 数 字 为 子 程 序 序 号 ， 地 址 L后 的 数 字 表 示重 复 调 用 的 次 数 ， 子 程 序 号 及 调 用 次 数 前 的 0可 省 略 不 写 。 如果 只 调 用 一 次 ， 则 地 址 L及 其 后 的 数 字 可 省 略 。 3. 编 程 实 例 加 工 该 零 件 中 的 两 个 直 槽 ， 用 G00、 G01、 G04、 M98、 M99等 指 令 编 写 精 加 工 程 序 。 零 件 图 （ 下 一 页 续 表 ） 续 表 一 、 一 夹 一 顶 装 夹 车 削 时 ， 工 件 必 须 在 车 床 夹 具 中 定 位 并 夹 紧 。 粗 车 时 一 般 采 用 一 夹 一 顶 的 装 夹 方 法 。 一 夹 一 顶 装 夹 方 法 装 夹 时 ， 将 工 件 的 一 端 用 三 爪 自 定心 卡 盘 夹 紧 ， 而 另 一 端 用 后 顶 尖 支 顶 的 装 夹 方 法 。 为 了 工 件 轴向 位 移 ， 可 以 在 主 轴 前 端 锥 孔 内 安 装 一 个 限 位 支 撑 。1 限 位 支 撑2 卡 盘3 工 件4 后 顶 尖 一 夹 一 顶 装 夹 二 、 一 夹 一 顶 车 削 工 艺 要 求 注 意 以 下 几 点 ： 1. 工 件 端 面 中 心 必 须 钻 中 心 孔 。 2. 必 须 车 削 工 艺 台 阶 。 3. 卡 盘 部 分 不 能 夹 持 太 长 。 4. 车 床 尾 座 的 轴 线 必 须 与 主 轴 轴 线 重 合 。 5. 车 床 尾 座 套 筒 伸 出 长 度 不 易 过 长 。 三 、 钻 中 心 孔 的 工 艺 要 求 1. 中 心 孔 和 中 心 钻 的 类 型 中 心 孔 种 类 （ GB/T1452001规 定 ） ：A型 （ 不 带 护 锥 ）B型 （ 带 护 锥 ）C型 （ 带 护 锥 和 螺 纹 ）R型 （ 弧 形 ） 中 心 孔 的 类 型 、 结 构 及 用 途 2. 钻 中 心 孔 的 方 法 （ 1） 校 正 尾 座 中 心 启 动 车 床 ， 使 主 轴 带 动 工 件 回 转 。 移 动 尾 座 ， 使 中 心 钻 接 近 工 件 端 面 ，观 察 中 心 钻 头 部 是 否 与 工 件 回 转 中 心 一 致 ， 校 正 并 紧 固 尾 座 。 （ 2） 切 削 用 量 的 选 择 和 钻 削 由 于 中 心 钻 直 径 小 ， 钻 削 时 应 取 较 高 的 转 速 （ 一 般 取 9001120r/min） ， 进 给 量 应 小 而 均 匀 （ 一 般 为 0.050.2mm/r） 。 手 摇 尾 座 手轮 时 切 勿 用 力 过 猛 ， 当 中 心 钻 钻 入 工 件 后 应 及 时 加 切 削 液 冷 却 、 润 滑 ； 中心 孔 钻 好 后 ， 中 心 钻 在 孔 中 应 稍 作 停 留 ， 然 后 退 出 ， 以 修 光 中 心 孔 ， 提 高中 心 孔 的 形 状 精 度 和 表 面 质 量 。 （ 3） 钻 中 心 孔 时 的 质 量 分 析 由 于 中 心 钻 的 直 径 较 小 ， 钻 中 心 孔 时 极 易 出 现 各 种 问 题 。 钻 中 心 孔 时 容 易 出 现 的 问 题 以 及 产 生 原 因 四 、 一 夹 一 顶 时 顶 尖 使 用 的 工 艺 要 求 后 顶 尖 有 固 定 顶 尖 和 回 转 顶 尖 两 种 。 1. 固 定 顶 尖 特 点 ： 刚 度 好 ， 定 心 准 确 ； 顶 尖 与 工 件 中 心 孔 的 滑 动 摩 擦 ，容 易 产 生 过 多 热 量 ， 而 将 中 心 孔 或 顶 尖 “ 烧 坏 ” 。 用 途 ： 只 适 用 于 低 速 加 工 、 精 度 要 求 较 高 的 工 件 。 普 通 固 定 顶 尖 镶 硬 质 合 金 固 定 顶 尖 2. 回 转 顶 尖 优 点 ： 能 在 很 高 的 转 速 下 正 常 工 作 。 缺 点 ： 存 在 一 定 的 装 配 累 积 误 差 ， 且 滚 动 轴 承 磨 损 后 会 使顶 尖 产 生 径 向 圆 跳 动 ， 从 而 降 低 了 定 心 精 度 。 用 途 ： 应 用 非 常 广 泛 。 回 转 顶 尖 毛 坯 为 45mm 120mm的 45钢 ， 用 FANUC 0i系 统 所 学 指 令G00、 G01、 G04、 M98、 M99进 行 编 程 加 工 该 零 件 。零 件 图 一 、 分 析 加 工 工 艺 步 骤 1. 夹 住 毛 坯 45mm外 圆 ， 伸 出 大 于 45mm长 车 端 面 钻 中心 孔 。 2. 采 用 一 夹 一 顶 装 夹 应 用 G71循 环 指 令 粗 车 外 轮 廓 ， 留精 加 工 余 量 0.5mm。 3. 精 车 外 轮 廓 至 尺 寸 。 4. 更 换 车 槽 刀 T0202， 调 用 子 程 序 加 工 槽 以 及 槽 侧 面 。 二 、 选 择 刀 具 及 确 定 切 削 用 量 1. 刀 具 选 择 机 夹 外 圆 车 刀 ， 刀 具 型 号 PCLNR2020K12； 机 夹 车 槽 车 刀 ，刀 具 型 号 CFMR 2020K04。 2. 确 定 切 削 用 量 数 控 加 工 刀 具 及 切 削 用 量 选 择 三 、 程 序 编 制 （ 下 一 页 续 表 ） 续 表 （ 下 一 页 续 表 ） 续 表 在 FANUC 0i系 统 加 工 该 零 件 。零 件 图