数控车(铣)床编程与操作课题3-内圆弧面零件加工课件

课题课题3 内圆弧面零件加工内圆弧面零件加工 n1.知识目标n 了解回机床参考点、回固定点指令。n 了解内圆弧车刀特点及选用。n 掌握内圆弧面加工工艺路线的制定方法。n 2.技能目标n 掌握内圆弧面加工方法。n 掌握内圆弧面尺寸测量方法。课题3 内圆弧面零件加工 1.知识目标1数控车(铣)床编程与操作课题3-内圆弧面零件加工课件2 知识学习知识学习一、编程指令1.回参考点指令（1）指令功能 参考点是机床上的一个固定点，用该指令可以使刀具非常方便地移动到该位置。（2）指令格式 见表4-15。表表4-15法那克系法那克系统与西与西门子系子系统回参考点指令格式回参考点指令格式法那克系统西门子系统G28 X_ Z；X、Z指定中间点的坐标例：N1 G28 X40 Z10；中间点（X40，Z10）N2 G28 Z60；中间点（X40，Z60）G74 X0 Z0；占独立程序段例：N20 G74 X0 Z0；回机床参考点 知识学习一、编程指令 表4-15法那克系统与西门子系统3（3）指令使用说明n1）用G28（G74）指令回参考点的各轴移动速度贮存在机床数据中（快速）。n 2）使用回参考点指令前，为安全起见应取消刀具半径补偿和长度补偿。n 3）法那克系统与西门子系统回参考点指令不同，法那克系统须指定中间点坐标，刀具经中间点回到参考点；西门子系统直接回机床参考点。n 4）回参考点指令为程序段有效指令。n 5）西门子系统回参考点程序写成：G74 X30 Z10；程序段后X、Z下编程数值不识别。（3）指令使用说明1）用G28（G74）指令回参考点的各轴移42.返回固定点指令（1）功能 指刀具自动返回到机床上某一指定的固定点，如换刀点。（2）指令格式 见表4-16。表表4-16法那克系法那克系统与西与西门子系子系统回固定点指令格式回固定点指令格式法那克系统西门子系统G29 X_ Z ；X、Z指参考点返回目标点的坐标例：N2 G29 X40 Z60；目标点（X40，Z60）G75 X0 Z0；占独立程序段，固定点的位置固定的存贮在机床数据中例：N40 G75 X0 Z0；回固定点 2.返回固定点指令（1）功能 表4-16法那克系统与西门子5（3）指令使用说明 n1）法那克系统与西门子系统指令、含义各不相同。n 2）返回固定点指令为程序段有效指令。n 3）返回固定点指令之后的程序段中原先的G0、G1、G2、G3将再次生效。n 4）西门子系统回固定点程序写成：G75 X30 Z10；程序段后X、Z下编程数值不识别。n 5）有些法那克系统车床不用G29返回固定点指令。（3）指令使用说明 1）法那克系统与西门子系统指令、含义各不6二、加工工艺分析 1.工、量、刃具选择（1）工具选择：工件装夹在三爪卡盘中，用划线盘校正，其它工具见表4-17。（2）量具选择：长度用游标卡尺测量，外圆用外径千分尺测量，内孔用内径百分表测量，圆弧表面用圆弧样板测量，表面粗糙度用粗糙度样板比对，其规格、参数见表4-17。（3）刀具选择：外圆、端面加工选用外圆车刀，内圆弧面加工前先用麻花钻钻孔（含用中心钻钻中心孔），内圆弧粗、精加工选用内孔车刀车削，内孔车刀主、副偏角应足够大，防止干涉；当内圆弧无预制孔时，内孔车刀主偏角必须大于90，如图4-22所示。具体参数见表4-17。二、加工工艺分析 1.工、量、刃具选择7图4-22内圆弧加工主偏角情况图4-22内圆弧加工主偏角情况8数控车(铣)床编程与操作课题3-内圆弧面零件加工课件92.制定加工工艺路线 坯料较短时夹住毛坯外圆，车右端面、钻中心孔、钻孔、粗精车内轮廓，然后调头以20 内孔定位车另一端面及50 外圆；坯料较长时，夹住毛坯外圆车右端面、50 外圆、钻中心孔、钻孔、车20 内孔及内圆弧表面，最后切断控制总长。本课题采用后一种加工方法。粗车内圆弧时余量不均匀需用分层方法车削，本课题径向尺寸单向增减，采用固定循环粗加工，具体步骤见表4-18。2.制定加工工艺路线 坯料较短时夹住毛坯外圆，车右端面、钻中103.选择合理切削用量 加工材料为45钢，硬度较高，切削力较大，切削速度应选低些；粗加工凹圆弧表面时余量不均匀，背吃量、进给速度选择较小。具体见表4-18。表表4-18凹凹圆弧面零件加工工弧面零件加工工艺工步号工步内容刀具号切削用量背吃量ap/(mm)进给速度f/(mm/r)主轴转速n/(r/min)1车右端面T01120.25002粗车外圆，留0.6mm精车余量T01120.25003精加工500-0.052外圆至尺寸T010.30.17004钻3中心孔（手动）1.50.158005钻18内孔（手动），长40mm90.153006粗车内圆弧面及内孔，留0.6mm精车余量T021.50.155007精车内圆弧面及内孔至尺寸T030.30.17008切断，控制工件总长T0440.083003.选择合理切削用量 加工材料为45钢，硬度较高，切削力较大11三、编写参考程序 1.建立工件坐标系 根据工件坐标系建立原则，工件坐标系设置在工件右端面轴心线上，如图4-20所示。2.计算基点坐标基点P2坐标计算方法为：X=20.052 Z=-202-102=-17.32 故P2点坐标为（-17.32,20.052）；P1点坐标为（0，40）；其余点坐标略。三、编写参考程序 1.建立工件坐标系12 3.参考程序 表表4-19法那克系法那克系统与西与西门子系子系统参考程序参考程序程序段号程序内容（法那克系统）程序内容（西门子系统）动作说明N10G40 G99 G80 G21G40 G95 G71 设置初始状态N20M3 S500 T0101 M8M3 S500 T01 D1 M8设置加工参数N30G00 X0 Z5G00 X0 Z5刀具快速移动到进刀点N40G01 Z0 F0.2G01 Z0 F0.2刀具加工至工件原点N50X52.8 X52.8 车右端面N60Z-40 Z-40 粗车50外圆N70X56X56刀具沿X方向退出N80G00 Z5G00 Z5刀具沿Z方向退回至Z5N90X50.6X50.6进刀至X50.6外圆处N100G01 Z-40G01 Z-40继续粗车50外圆轮廓N110X56X56刀具沿X方向退出 3.参考程序 表4-19法那克系统与西门子系统参考程序程序13N120G00 Z5G00 Z5刀具沿Z方向退回N130X49.974 S700X49.974 S700刀具进刀至X49.974N140G01 Z-40 F0.1G01 Z-40 F0.1精加工外圆N150X56X56刀具沿X方向退出N160G28 X65 Z-30G74 X0 Z0刀具回参考点N170M0 M0 程序停，换成手动方式钻中心孔、钻18孔N180M3 S500M3 S500主转转速为500r/minN190T0202T02 D1换内圆弧粗车刀N200G00 X0 Z3G00 X0 Z3刀具进刀至循环起点N210G71 U1.5 R1_CNAME=“FSM”设置循环参数，调用粗加工循环N220G71 P230 Q260 U-0.6 W0.3 F0.15R105=3 R106=0.6 R108=1.5 R109=0 R110=1 R111=0.15 R112=0.1N225LCYC95N230G01 X40 Z0法那克系统含义：内孔轮廓精加工程序段。西门子系统轮廓定义子程序见“FSMSPF”N240G03 X20.026 Z-17.32 R20N250G01 Z-40N260X17N270G28 X20 Z20G74 X0 Z0刀具回参考点N120G00 Z5G00 Z5刀具沿Z方向退回N130X414N280M0 M5M0 M5程序停、主轴停、测量N290T0303T03 D1换内圆弧精加工车刀N300M3 S700M3 S700设置精加工转速N310G00 X40 Z2G00 X40 Z2建立刀尖半径补偿N320G01 Z0 F0.1G01 Z0 F0.1精车内轮廓至P1点N330G03 X20.026 Z-17.32 R20 G03 X20.026 Z-17.32 CR=20 精车内轮廓至P2点N340G01 Z-40G01 Z-40精车内孔N350X19X19X方向退出至X19N360G00 G40 Z10G00 G40 Z10退出刀具,取消刀尖半径补偿N370G28 X50 Z50G74 X0 Z0刀具退回参考点N380M0 M5M0 M5程序停、主轴停、测量N390T0404T04 D1换切断刀N400M3 S300M3 S300转速为300r/minN410G00 X59 Z-40G00 X59 Z-40刀具移动至（-40，59）N420G01 X15 F0.08G01 X15 F0.08切断N430X56 F0.5X56 F0.5刀具沿X方向退出N440G28 X60 Z-40G74 X0 Z0刀具回参考点N450M2M2程序结束N280M0 M5M0 M5程序停、主轴停、测量N290T015表表4-20西西门子子轮廓定廓定义子程序子程序“FSMSFP”程序段号程序内容（西门子系统）动作说明N10G01 X40 Z0精加工至P1N20G03 X20.026 Z-17.32 CR=20圆弧加工至P2N30G01 Z-40直线加工至孔左端N40X17直线加工至毛坯N50M17子程序结束表4-20西门子轮廓定义子程序“FSMSFP”程序内容动作16技能训练技能训练一、加工准备1）检查毛坯尺寸。2）开机、回参考点。3）输入程序。把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。4）装夹工件。把坯料装入三爪卡盘，伸出约45mm左右，用划线盘校正并夹紧。5）装夹刀具。外圆车刀、内孔粗车刀、内孔精车刀及切断刀按要求依次装入T01、T02、T03、T04号刀位，其中切断刀应注意使刀头垂直于工件轴线。技能训练一、加工准备17二、对刀 四把刀依次采用试切法对刀，通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各自长度补偿中,加工时调用。三、空运行及仿真 对输入的程序进行空运行或轨迹仿真，以检测程序是否正确。四、零件自动加工方法及尺寸控制 打开程序，选择AUTO（自动加工）模式，按数控启动按钮进行自动加工。加工过程中进行外圆、内孔尺寸控制，方法同前面课题。二、对刀18操作注意事项操作注意事项n1）内孔车刀安装应避免车刀后刀面干涉，加工前应先调试内孔车刀是否干涉。n 2）零件材料为45钢，加工时应充分浇注切削液。n 3）车端面、钻中心孔、钻孔均采用手动方式加工，不需编写程序；若采用全功能数控车床，则可采用编程加工并需切换成G17平面。n 4）为加工方便，也可在钻孔后，按排切断工序，然后加工内轮廓。操作注意事项1）内孔车刀安装应避免车刀后刀面干涉，加工前19练习题练习题20