1、項目2 數控車床的加工任務1 臺階軸類零件的加工工藝設計與編程1.1 任務使用數控車床加工的工件如圖8-1所示。毛坯為ø30×50mm的圓鋼，材料為45#鋼，加工批量為單件。通過對圖樣分析，根據工件材料的加工特性，選擇加工機床和加工刀具、卡具，確定加工參數；設計加工工藝卡；編寫加工程序。圖8-1 臺階軸工件圖1.2 工藝設計1.2.1 圖形的分析此工件簡稱為軸頭，加工數量僅1個，所需加工內容為ø26和ø28的外圓，且沒有公差要求，料長50mm，沒有其他特殊要求。1.2.2 45鋼加工性能分析強度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負荷較大的小截面調質件和應

2、力較小的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。調質處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨。可用調質表面淬火提高零件表面硬度。零件毛坯需經校直，粗車后熱處理調質，精車前人工時效以穩定組織，消除應力，減少變形。工序間置放以吊掛為好。1.2.3 選用數控車床分析針對圖8-1所示零件，其最大外形尺寸為ø30mm，而且加工精度要求不是很高，目前市場上見到的數控車床基本都能滿足以上要求。故選用系統FANUC-0i-T系列經濟型，型號CAK613

3、6，無級變速，前置刀架（注：機床選擇滿足加工直徑即可）。 裝卡方式的確定加工件的毛坯相對較長，加工長度較短，且未要求同軸，即可采用三爪卡盤裝卡，要求伸出卡盤長度為35mm左右即可，裝卡要緊。 刀具的選擇刀具的選擇標準為能夠滿足加工刀尖角越大越好。所以刀具的選擇上要根據零件來定。此零件需要加工端面，且有垂直的臺階，故選擇的刀具要滿足這兩個部位切削的要求。這里選擇如圖8-2所示刀具，主偏角93度外圓車刀，刀桿厚度20mm；刀片的選擇可根據所加工的45#鋼來選P類，型號需與刀桿相匹配，故選擇CNMG型號的，刀具的切削刃選擇HM系列的，材質選擇NC3020,刀尖圓弧半徑0.4mm。圖 8-2 93&#

4、176;外圓車刀1.2.6 加工參數的確定背吃刀量：根據刀片的選擇不同，背吃刀量也不一樣，這里選擇的是HM系列的刀片，適合于中切削，背吃刀量按推薦值為1.05.0，經濟的吃刀深度為2.5mm，粗車時選擇背吃刀量2.5mm，精車由于數控刀具刀尖圓弧不同，可選擇背吃刀量為1mm，此件可以一次車完。轉速：根據刀片的斷屑槽與材質的不同，切削速度選擇的不一樣，此工件選用的刀片在80-160m/Min，根據公式Vc=Dn/1000，經計算，選擇轉速為800n/Min。進給量：根據刀片不同，選擇此刀片F一般在0.10-0.50mm/R左右， 此件一次加工成型，考慮表面粗糙度及刀片的強度，選擇F=0.15mm

5、/R。1.2.7 工藝卡的編制表8-1 工藝卡序號工步工步圖說明1建立工件坐標系以右端面旋轉中心為工件原點2車端面如上圖注意刀的高度應對準旋轉中心3車外形如上圖用G00、 G01指令加工外型1.3 程序的編制 機床原點的設置機床原點是指在機床上設置的一個固定點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調試時就已確定下來，是數控機床進行加工運動的基準參考點。1）數控車床的原點 在數控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處（如圖8-3）。同時，通過設置參數的方法，也可將機床原點設定在X、Z坐標的正方向極限位置上。圖8-3 機床原點2）機床參考點 機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固

6、定位置點。機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關精確調整好的，坐標值已輸入數控系統中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數。圖8-4 數控車床的參考點與原點通常在數控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點，圖8-4所示為數控車床的參考點與機床原點。數控機床開機時，必須先確定機床原點，而確定機床原點的運動就是刀架返回參考點的操作，這樣通過確認參考點，就確定了機床原點。只有機床參考點被確認后，刀具（或工作臺）移動才有基準。3）編程坐標系 編程坐標系是編程人員根據零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。編程坐標系一般供編程使用，確定編程坐標

7、系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。編程原點是根據加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。編程原點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數機床相應的坐標軸方向一致。在設定編程原點時，一般設定在工件右端面與主軸軸心線交點處。如圖8-5所示為車削零件的編程點。（也可設定在工件左端面與主軸軸心線交點處）。圖8-5 編程原點的設定4）程序名 FANUC系統程序號的書寫格式為O*，其中O為地址，其后為四位數字，數值從O0000到O9999，在書寫時其數字前的零可以省略不寫。如O0020可寫成O20。另外，需要注意的是，O0000到O8000以后的程

8、序號，有時在數控系統中有特殊的用途，因此在普通數控加工程序中應盡量避免使用。1.3.2 加工程序表8-2 程序卡程序名O0801 O0801；T0101；M03 S800；M08；G00 X22 Z1；G01 X26 Z-1 F0.15；Z-10；X28；W-20；X32；G00 X100 Z100；M09；M05；M30；程序名調刀和刀補；快速定刀在倒角的延長線上；G00 G01 F 屬于模態指令，連續相同指令，后面的指令可以省略。第一次使用車削指令，后邊必須有進給量指令。F默認為轉進給技能拓展任務1 在數控車床上如圖8-7所示的工件，毛坯ø51mm×100mm棒料，材料

9、45#鋼。時間2.5小時。要求設計加工工藝，完成工藝卡，編寫加工程序，完成程序卡，并對加工程序仿真和調試；注意提高加工效率。圖8-7 技能拓展訓練圖任務2 在數控車床上如圖8-8所示的工件，毛坯為圖示工件基礎上留有加工余量1mm，ø50mm處無需加工，材料45#鋼。時間2.5小時。要求設計加工工藝，完成工藝卡，編寫加工程序，完成程序卡，并對加工程序仿真和調試；注意體會精加工特點。圖8-8 技能拓展訓練圖任務2 槽類零件的編程與加工技能點1.掌握槽的加工方法2.槽的尺寸控制知識點：1.數控槽刀的特點2.切槽刀片的選擇3.切槽時切削用量的選擇2.1 任務描述使用數控車床加工如下圖8-9的

10、工件，其毛坯為ø120mm×180mm的棒料，材料45#鋼，件數1件。通過對圖樣分析，根據工件材料的加工特性，選擇加工機床和加工刀具、卡具，確定加工參數；設計加工工藝卡；編寫加工程序；按工藝卡實施加工和檢驗。圖8-9 槽類零件2.2 工藝設計 圖形分析此工件簡稱為槽類工件，加工數量僅1個，所需加工內容為ø100的外圓和4個相同規格的槽，且沒有公差要求，料長180mm，遠遠大于所需長度，沒有其他特殊要求。 材料性能45#鋼的加工性能見本項目2任務2。2.2.3 機床選擇系統采用FANUC-0i-T系列經濟型，型號CAK6150，無級變速，前置刀架。注：機床選擇滿足加

11、工直徑即可，機床剛性相對要好。2.2.4 裝卡方式的確定加工件的毛坯相對較長，加工長度較短，且未要求同軸，即可采用三爪卡盤裝卡，要求伸出卡盤長度為105110mm即可，裝卡要緊。2.2.5 刀具的選擇此零件需要加工端面，且有垂直的臺階，選擇的刀具要滿足這兩個要求，故選擇主偏角93度外圓方刀，刀桿厚度20mm。刀片的選擇：根據所加工的45#鋼來選P類，型號與刀桿相匹配即可，刀尖圓弧半徑0.4mm。切槽刀選擇以槽寬為準，4mm寬，刀頭長度以滿足槽深越短越好為準，此處選20mm長。刀片選擇P類，型號與刀桿相配即可，如圖8-10所示。圖8-10 切槽刀2.2.6 加工參數的確定1）背吃刀量 外圓刀粗車

12、的背吃刀量最大可以到8mm左右，由于數控刀具刀尖圓弧不同，可選擇刀尖圓弧半徑為0.4mm的刀片作為精車刀，背吃刀量為0.5mm，此件可以一次車完，背吃刀量最大2mm，最小1mm。2）轉速 因為不同材料的刀具線速度不同，硬質合金一般在80300m/min，可以根據公式Vc=Dn/1000進行計算，此處選擇800r/min。3）進給量 根據刀片不同，F一般在0.010.4mm/r左右，此件一次加工成型，考慮表面粗糙度及刀片的強度，選擇F=0.15mm/r。4）槽刀 背吃刀量為刀寬4mm，進給量F取0.1mm/r左右（注意選擇時與系統剛性關系密切，建議試切），轉速與背吃刀量和工件直徑有關，被吃刀量越

13、寬，轉速越低，此處選擇300r/min。2.2.7 工藝卡的編制表8-4 工藝卡序號工步工步圖說明1建立工件坐標系以右端面旋轉中心為工件原點2車端面略注意刀的高度應對準旋轉中心3車外型如上圖用G00 G01 G90指令加工外型4車槽G75車槽2.3 程序的編制車槽時應根據所要加工工件的尺寸精度要求進行劃分工序，如果槽寬精度較高時，可以用左右闊刀的方法進行精車，較低時可以粗精車分兩把刀進行，精車刀的寬度正好等于槽寬即可。槽底的表面粗糙度通常通過低轉速加注切削液的方法車削。 加工程序卡表8-5 程序卡程序名O0802 O0802；T0101；M03 S800；M08；G00 X122 Z1；G90

14、 X114 Z-100 F0.15；X108；X102；X100 F0.1；G00 X150 Z100；T0202；M03 S300；G00 X122 Z-8；G75 R0.5；G75 X92 Z-32 P2000 Q8000 R0 F0.1；G00 X150；Z100；M09；M05；M30；程序名調外圓刀和刀補；車外圓調槽刀切槽2.4 程序的試運行和加工 試運行程序將機床鎖住，在自動方式下，點擊循環啟動，觀察圖形，正確之后可以對刀 對刀操作步驟見本項目任務1。 啟動程序加工零件在刀具開始運行之前，將進給倍率和快速倍率都放在最低值，當刀具正確運行到定刀點之后，再將倍率放在合適的位置。 注意事

15、項1)基本要求與一樣。2正確使用G75切槽指令，注意P、Q的數值單位，此處單位為0.001mm。3)在切槽時加入充足乳化液。2.5 檢測與評估表8-6 檢測與評估檢測項目評分標準分值學生自評教師評估設定工件坐標系工件原點選擇正確得5分，格式正確得5分能正確對刀得10分20加工程序加工程序正確得20分，每錯一處扣2分，扣完為止。20生產效率操作熟練、用時較少得15分。15用時較長得10分。用時很長不得分。安全生產1、按要求穿戴防護用品，得5分。152、不離、竄崗得 5分。3、不在場地上嬉戲、打鬧、喧嘩得5分。現場管理1、工、量、刃具及材料等物品擺放整齊 得5分。102、按指導老師的要求場地、設備

16、的清潔、清掃及日常保養得5分。技能拓展任務1 在數控車床上加工如圖8-11所示的工件，毛坯為ø50mm×100mm棒料，材料45#鋼。要求設計加工工藝，完成工藝卡，編寫加工程序，完成程序卡，并對加工程序仿真和調試；注意體會窄槽加工特點。圖8-11 技能拓展訓練圖任務2 在數控車床上加工如圖8-12所示的工件，毛坯為ø80×150mm棒料，材料45#鋼。要求設計加工工藝，完成工藝卡，編寫加工程序，完成程序卡，并對加工程序仿真和調試；注意體會寬槽加工特點。圖8-12 技能拓展訓練圖任務3 球頭類零件的編程與加工技能點1.如何控制尺寸精度。2.掌握G71、G7

17、0編程格式。3.會編制粗、精加工程序。4.球頭的處理方法。知識點1.尼龍的特點。2.左右補償的區別。3.G02和G03的區別。3.1 任務描述加工如圖8-13所示工件，其毛坯為ø32×1000mm的棒料，材料尼龍，批量生產。通過對圖樣分析，根據工件材料的加工特性，選擇加工機床和加工刀具、卡具，確定加工參數；設計加工工藝卡；編寫加工程序；按工藝卡實施加工和檢驗。圖8-13 軸頭零件3.2 工藝設計 圖形分析此工件簡稱為軸頭，加工數量為批量，所需加工內容為圖示外圓及長度，有公差要求，料長1000mm，遠遠大于所需長度，沒有其他特殊要求。 材料性能澆鑄尼龍棒又稱MC尼龍，中文稱單

18、體澆鑄尼龍。“以塑代鋼、性能卓越”，用途極其廣泛。它具有重量輕、強度高、易切削、自潤滑、耐磨、防腐，絕緣等多種獨特性能。是應用廣泛的工程塑料，幾乎遍布所有的工業領域。其中的尼龍66（奶油色），其機械強度、剛度、耐熱和耐磨性，抗蠕變性能更好，但沖擊強度和機械減震性能下降。 機床選擇系統FANUC-0i-T系列經濟型，型號CAK6136，無級變速，前置方刀臺刀架。注：機床選擇滿足加工直徑即可。 裝卡方式的確定加工件的毛坯相對較長，加工長度較短，一根料可以車20多個，即可采用三爪卡盤裝卡，要求伸出卡盤長度為4550mm即可，由于屬于批量加工，可以選擇一個刀桿，作為每次伸出長度的定位基準。由于料的直徑

19、較主軸內徑要小，所以需要在料的尾部加裝一個外徑比主軸孔略小的卡套，防止料的擺動；裝卡要緊。 刀具的選擇此零件需要加工端面，且有垂直的臺階，然后切斷，故選擇外圓刀和切斷刀。外圓刀主偏角93度，如圖8-2所示；切斷刀選擇數控機夾切斷刀，如圖8-10所示；刀桿厚度20mm。 外圓刀刀片的選擇根據所加工的尼龍料，刀片前角要大，刃要鋒利，容易斷屑。型號與刀桿相匹配，刀尖圓弧半徑0.20.4mm。也可以利用高速鋼刀或硬質合金焊接刀，前角、后角和副偏角都要略大。切斷刀刀片的選擇 切斷刀刀片的前角要適當大些，刀的寬度一般為23mm，此處選3mm，刀工作部分的長度需大于待切斷料半徑34mm。本任務選擇切削鋁合金

20、的刀片，其型號為CNMG-HA系列。 加工參數的確定1）背吃刀量 機夾粗車的背吃刀量最大可以到8mm左右，手磨刀可以到12mm，此件可以選擇背吃刀量4mm，刀片圓弧半徑0.4mm。精車可選擇刀尖圓弧半徑為0.2mm，背吃刀量為1mm。轉速：硬質合金一般在80300m/min，可以根據公式Vc=Dn/1000進行計算，此處選擇1000r/min，如果刀尖圓弧較大，需適當降低轉速，防止產生局部高溫。進給量：尼龍材料硬度較小，粗車F一般在0.30.4mm/r左右，此處選0.3mm/r，精車考慮表面粗糙度，選擇F=0.1mm/r。2）加工路線 如圖8-14所示，確定加工路線：ABOCDEFGA。圖8-

21、14 加工路線圖3）計算各點坐標 A點坐標（60，50）；B點坐標（0，5）；O點坐標（0，0）；C點坐標（10，-5）；D點坐標（10，-15）；E點坐標（20，-20）；F點坐標（20，-25）；G點坐標（30，-25）。 工藝卡的編制表8-7 工藝卡序號刀號工步工步圖說明1建立工件坐標系以右端面旋轉中心為工件原點2T0101車端面略注意刀的高度應對準旋轉中心3T0101粗車外型用G71指令加工外型4T0202精車外型如上用G70指令加工外型5T0303車左邊倒角用G01指令加工倒角6T0303切斷略用G01指令加工切斷7T0404定位略G00定位3.3 程序的編制 相關知識的鏈接（刀具補

22、償相關知識）1）圓弧指令格式：G02 X Z R F 或 G02 X Z I K FG03 X Z R F 或 G03 X Z I K F說明：X、Z：在絕對和增量編程時都表示為圓弧終點坐標； R：為圓弧半徑X； I、K：表示圓弧起點到圓心的增量坐標；F：為加工圓弧時的切削速度；第一種格式為半徑編程 第二種格式為圓心編程，G02為按指定進給速度的順時針圓弧插補。G03為按指定進給速度的逆時針圓弧插補。圓弧順逆方向的判別 沿著第三坐標軸，由正方向向負方向看，順時針方向G02，逆時針方向G03，如圖8-15所示，圖8-16是加工圓弧的情況。圖8-15 圓弧方向判斷a.XY平面圓弧b.ZX平面圓弧c

23、.YZ平面圓弧圖8-16 加工圓弧的方向2）刀具補償的概念 在數控車床加工中，車刀是基本的必備加工工具。為了能使加工的零件獲得較好的表面粗糙度，希望車刀的刀尖越尖越好，雖然在刃磨車刀時能獲得較尖的刀尖，但是一般車刀均有刀尖半徑。如果刀尖過于尖銳，那么必定會影響刀頭的強度，也會因刀頭的散熱面積減少加劇刀尖的磨損。所以在機夾刀具中，一般的刀片均會制成帶有R角的刀片（一般情況下為0.20.8mm）。車外徑或端面時，刀尖圓弧大小并不起作用，但用于車倒角、錐面或圓弧時，則會影響精度，因此在編制數控車削程序，必須給予考慮。3）刀尖半徑和假想刀尖 如圖8-17所示，圖中假想刀尖的位置與左圖中尖頭刀的刀尖點相

24、當。假想刀尖實際上不存在。但由于刀尖半徑R存在，所以在加工倒角、錐面和圓弧時容量造成過切削及欠切現象。用手動方法計算刀尖半徑補償值時，必須在編程時將補償量加入程序中，一旦刀尖半徑值變化時，就需要改動程序，這樣很繁瑣，刀尖半徑R補償功能可以利用數控裝置自動計算補償值，生成刀具路徑。圖8-17 刀尖半徑與假想刀尖的對比4）刀尖半徑補償模式的設定（G40、G41、G42指令）（1）G40（取消刀具半徑補償） 取消刀尖半徑補償，應寫在程序開始的第一個程序段及取消刀具半徑補償的程序段，取消G41、G42指令。如：G40 G97 G99 S400 M03 T0101 F0.25；下劃線所指代碼的含義是：取

25、消刀具半徑補償、取消恒定線速度、每轉進給，也可以省略，安全情況下最好寫出。（2）G41（刀具半徑左補償） 面朝與編程路徑一致的方向，刀具在工件的左側，則用該指令補償；（3）G42（刀具半徑右補償） 面朝與編程路徑一致的方向，刀具在工件的右側，則用該指令補償；如圖8-18所示。a.G41補償 b.G42補償圖8-18 G41、G42補償的選用刀尖半徑補償量可以通過刀具補償設定界面（圖8-19）來設定，T指令要與刀具補償編號相對應，并且輸入假想刀尖位置序號。假想刀尖位置序號共有10個，如圖8-20所示。圖8- 19 刀具補償設定界面在刀具補償設定界面中第一列為刀具補償編號；第二列為X軸刀具補償量；

26、第三列為Z軸刀具補償量；第四列為刀尖半徑補償（R）；第五列為假想刀尖編號。例如在調用刀具時書寫：T0101，其是T指刀具功能，第一個01是指刀具編號，第二個01是指刀具補償編號（X軸刀具補償量及Z軸刀具補償量）；而在選擇刀具刀尖半徑補償G41和G42就是直接調用刀具補償設定界面的第四列R半徑補償。圖8-20 假想刀尖位置序號結合以上知識，可知在數控車床中，刀具的補償包括刀具的位置補償和刀尖半徑補償。5）刀尖半徑補償注意事項（1）G41、G42指令不能與圓弧切削指令寫在同一個程序段，可以與G00和G01指令寫在同一個程序段內，在這個程序段的下一個程序段點位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過刀尖圓

27、心。（2）必須用G40指令取消刀尖半徑補償，在指定G40程序段的前一個程序段的終點位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過刀尖圓心。（3）在使用G41或G42指令模式中，不允許有兩個連續的非移動指令，否則刀具在前面程序段終點的垂直位置停止，且產生過切或欠切現象。（4）在G74-G76、G90-G92固定循環指令中不用刀尖半徑補償。（5）在手動輸入（MDI）中不用刀尖半徑補償。（6）在加工比刀尖半徑小的圓弧內側時，產生報警。6）內、外徑粗車循環G71 該復合循環適用于切除圓柱毛坯料外徑和圓筒毛坯料內徑，非一次加工即能加工到規定尺寸的場合，如圖8-21所示。利用復合固定循環功能，只要編出最終加工路線，

28、給出每次切除的余量深度或循環次數，機床即可自動地重復切削直到工件加工完為止。指令格式：G71 U（d）R（e）G71 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F（f）S（s）T（t）其中，d背吃刀量（沿垂直軸線方向即AA方向）；e退刀量；ns循環程序中第一個程序段的順序號；nf循環程序中最后一個程序段的順序號；u徑向（X軸方向）的精車余量（直徑值），w軸向（Z軸方向）的精車余量；f、s、tF、S、T代碼注意：nsnf程序段中即使指令了F、S、T功能，對粗車循環也無效。圖8-21 內、外徑粗車循環G71當上述程序指令的是工件內徑輪廓時，G71就自動成為內徑粗車循環，此時徑向精車留量u應指定為負值。G

29、71只能完成外徑或內徑粗車。7）精車循環G70 當用G71粗車工件后，必須用G70來指定精車循環，切除粗加工中留下的余量。在精車循環G70狀態下，nsnf程序中指定的F、S、T有效；當nsnf程序中不指定的F、S、T時，粗車循環中指定的F、S、T有效。指令格式：G70 P（ns）Q（nf）其中，ns指定精車循環的第一個程序段的順序號；nf指定精車循環的最后個程序段的順序號。3.3.2 加工程序卡表8-8 程序卡程序名O0803.O0803；T0404；G00 X100 Z100；T0101；M03S1000；G00 X33 Z1；G01 Z0 F0.3；X-1；G00 Z2；X32；G71 U

30、4. R0.1；G71 P1 Q2 U2 W0 F0.3；N1 G00 X-1 G42；G01 Z0；X0；G03 X9.98 Z-5 R5；G01 Z-15；G02 X20 Z-20 R5；G01 Z-25；X30；Z-35；N2 X32；G00 X100 Z100 ；T0202；M03 S1200；G00 X32 Z2；G70 P1 Q2 F0.1；G00 X100 Z100 G40 ；T0303；M03 S800；G00 X32 Z-38；G01 X26；G00 X32；Z-37；G01 X30；X28 Z-38；X-1；G00 X100；Z100；T0404；G00 X28 Z1；M0

31、5；M30；程序名調定位刀桿遠離工件調外圓刀和刀補車端面定刀G71只適合車削外徑逐漸遞增的，內孔逐漸遞減的工件。且循環第一句有且只有X向的移動量。球頭部分要多車一點X，否則由于刀尖圓弧半徑的原因，球頭會留有凸頭。在補償界面中，應先對刀，再輸入刀位號、圓弧半徑以及X或Z向磨耗。G02和G03使用時，要注意順逆之分。調4號刀桿進行下一件的定位3.4 程序的試運行和加工 試運行程序將機床鎖住，在自動方式下，點擊循環啟動，觀察圖形，正確之后可以對刀。 對刀操作步驟1、2、3、4、依次對刀，且2、3、4號剛剛與1號刀所車端面接觸即可輸入“Z0”，以保證Z向統一。 啟動程序加工零件在刀具開始運行之前，將進

32、給倍率和快速倍率都放在最低值，當刀具正確運行到定刀點之后，再將倍率放在合適的位置。 注意事項1)基本的事項同2）注意在加工過程中防止料尾部的防擺套甩出。3)定位刀桿在程序車削之前一定要調出。4)加工首件時，應先在磨耗中在留出1倍精車余量，用千分尺測量完后，再走一遍精車祛除余量。5)批量加工要注意抽測，防止刀具磨損，造成廢品。6)注意尼龍不易斷屑，防止纏屑。7）G02/G03指令的使用與判斷。8）注意刀具刀尖半徑補償指令的使用。9）注意刀具刀尖半徑對于加工工件過切的影響。10）注意G71指令的格式，在精加工指令的第一句只能有X向的移動。3.5 檢測與評估在檢測過程中使用卡尺、千分尺進行測量，注意

33、尺的測量方法，測量時防止產生誤差。表8-9 檢測與評估序號檢測項目評分標準分值學生自評教師評估1長35mm每超差0.01mm扣1分32長25mm每超差0.01mm扣1分33長20mm每超差0.01mm扣1分34長15mm每超差0.01mm扣1分35ø30每超差0.01mm扣1分36ø10每超差0.01mm扣2分87SR5半徑不對扣5分形狀不對扣10分有凸頭扣2分108R5半徑不對扣5分形狀不對扣10分109倒角每個1分210加工程序加工程序正確得20分，每錯一處扣2分，扣完為止。2011生產效率操作熟練、用時較少得15分。1512用時較長得10分。13用時很長不得分。14安

34、全生產1、按要求穿戴防護用品，得4分。10152、不離、竄崗得 3分。163、不在場地上嬉戲、打鬧、喧嘩得3分。17現場管理1、工、量、刃具及材料等物品擺放整齊 得5分。10182、按指導老師的要求場地、設備的清潔、清掃及日常保養得5分。技能拓展任務1 在數控車床上加工如圖8-22所示的工件，毛坯為ø50mm×1000mm棒料若干，材料尼龍。時間6小時。要求設計加工工藝，完成工藝卡，編寫加工程序，完成程序卡，并對加工程序仿真和調試；注意提高加工效率。圖8-22 技能拓展圖任務2 在數控車床上加工如圖8-23所示的工件10件，毛坯為ø40mm×1000mm

35、棒料若干，材料45#鋼。時間2.5小時。要求設計加工工藝，完成工藝卡，編寫加工程序，完成程序卡，并對加工程序仿真和調試；注意提高加工效率。圖8-23 技能拓展訓練圖任務4 螺紋類零件的編程與加工技能點1.合理選擇工件坐標系3.會使用切斷刀和螺紋刀對刀4.會編寫切斷與車螺紋的程序5.會使用絕對編程或相對編程6.會編制臺階軸的精加工程序7.程序的校驗。8.會調用程序加工知識點1.數控外圓尖刀的特點2.數控切斷刀的特點3.數控螺紋刀的特點4.刀片的選擇5.切削三要素的選擇6.坐標系的概念4.1 任務描述：使用數控車床加工如下圖工件，其毛坯為ø50×120mm的棒料，材料45#鋼，

36、件數1件。通過對圖樣分析，根據工件材料的加工特性，選擇加工機床和加工刀具、卡具，確定加工參數；設計加工工藝卡；編寫加工程序；按工藝卡實施加工和檢驗。圖8-24 螺紋軸4.2 工藝設計 圖形分析此工件簡稱為螺紋軸，加工數量僅1個，所需加工內容為ø45和ø30的外圓，一個錐度，有一個螺紋退刀槽，還有一個M30×2的螺紋且沒有公差要求，料長120mm，遠遠大于所需長度，沒有其他特殊要求。 材料性能45#鋼的加工性能見本項目。 機床選擇采用系統FANUC-0i-T系列經濟型，型號CAK6136，無級變速（注：機床選擇滿足加工直徑即可）。 裝卡方式的確定加工件的毛坯相對較長

37、，加工長度較短，且未要求同軸，即可采用三爪卡盤裝卡，要求伸出卡盤長度為85mm90mm即可，裝卡要緊。 刀具的選擇此零件需要加工端面、外圓柱面、內凹的圓弧、螺紋退刀槽和螺紋。選擇如下刀具：1）外圓刀 可以用它來平工件的端面。主偏角93º，常用外圓車刀，刀桿厚度20mm。刀片的選擇，根據所加工的45#鋼，選P類，型號與刀桿相匹配即可，刀尖圓弧半徑0.4。見本項目任務1圖8-2所示。2）外圓尖刀 外圓尖刀在加工時可以做向工件內扎入的走刀（如圖8-26），螺紋軸工件圖8-24所示凹圓弧R15就可以使用這把刀來完成。主偏角93º，常用外圓尖刀，刀尖角度為35°，最大切入角

38、度52°，刀桿厚度20mm，根據所加工的材料為45鋼，刀片的選擇VNMG型號，刀具的切削刃選擇HM系列的，材質選擇NC3020,型號與刀桿相匹配即可，刀尖圓弧半徑0.4。圖8-25 外圓刀圖8-26 外圓尖刀的最大切入角3）切槽刀 在數控機床上使用的切刀可以分為三類：外切槽刀、外切斷刀、內溝槽刀。這個訓練主要是使用外切槽刀，它的刀片伸出量不是很大，能很好的保證刀具的剛性，而且外切槽刀和切斷刀的刀片寬度B一般都是整數，如3mm、4mm、5mm。這里選B=4mm的切槽刀。見任務2圖8-10所示。刀桿厚度20mm，刀片的選擇，根據所加工的45#鋼來選，P類，型號與刀桿相匹配即可，刀尖圓弧半

39、徑0.4。4）螺紋刀 在數控機床上使用的外螺紋刀大致有兩種情況如圖8-27所示。如左圖所示刀具可以適應更小的工件和活頂尖間的距離，而右側所示刀具是常用的外圓螺紋刀。圖8-27 數控外螺紋刀4.2.6 加工參數的確定1）數控外圓方刀 （1）背吃刀量 此件使用數控方刀只是為了平斷面，所以背吃刀量不用太大，能夠使端面見光即可。選擇0.4的刀片，背吃刀量為0.5mm左右，此件可以一次車完端面。（2）轉速 因為不同車家的刀具線速度不同，硬質合金一般在180300m/min，可以根據公式Vc=Dn/1000進行計算，此處選擇800r/min。（3）進給量 根據刀片不同，F一般在0.010.4mm/r左右，

40、 此件一次加工成型，考慮表面粗糙度及刀片的強度，選擇F=0.15mm/r。2）數控外圓尖刀（1）背吃刀量 粗車的背吃刀量最大可以到4mm左右，精車由于數控刀具刀尖圓弧不同，通常選擇0.4的刀片作為精車刀，背吃刀量為0.6mm，由于在加工向工件里面凹的部分容易切屑擠刀，此件可以一次車完，背吃刀量最大2mm。（2）轉速 因為不同車家的刀具線速度不同，硬質合金一般在180300m/min，可以根據公式Vc=Dn/1000進行計算，此處選擇粗加工600r/min，精加工800r/min。（3）進給量 根據刀片不同，F一般在0.010.4mm/r左右，此件一次加工成型，考慮表面粗糙度及刀片的強度，選擇粗

41、加工F=0.15mm/r，精加工F=0.05mm/r。3）外切槽刀（1）背吃刀量 加工時的背吃刀量最大可以到4mm。（2）轉速 因為不同廠家的刀具線速度不同，硬質合金一般在180300m/min，可以根據公式Vc=Dn/1000進行計算，此處選擇粗加工600r/min。（3）進給量 根據刀片不同，F一般在0.010.4mm/r左右，此件一次加工成型，考慮表面粗糙度及刀片的強度，選擇粗加工F=0.12mm/r。由于切槽的時候要讓工件壓住刀具，進給量小了反而容易振動。4）數控螺紋刀（1）背吃刀量 加工時隨著刀具參與切削的刀刃逐漸變大，切削阻力也是在變大的，所以隨著刀數的增多，背吃刀量是逐漸變小的，

42、一般2個螺距的第一刀控制在0.4左右。而最后一刀也是關鍵，要讓工件壓住刀不然會出現振紋。（2）轉速 因為不同車家的刀具線速度不同，硬質合金一般在180300m/min，可以根據公式Vc=Dn/1000進行計算，此處選擇粗加工600r/min.車螺紋是要注意查操作手冊，轉速不能太高，不然進給會超出極限，或者出現螺距不對的情況。（3）進給量 螺紋刀具的進給是每轉一個導程。4.2.7 工藝卡的編制表8-10 工藝卡序號工步工步圖說明1建立工件坐標系以右端面旋轉中心為工件原點2車端面注意刀的高度應對準旋轉中心3車外型用G00/G01/G02指令加工外形4車螺紋退刀槽使用G00/G01指令5車螺紋使用G

43、92指令4.3 程序的編制 相關知識1）G00/G01 見任務1。2）圓弧指令 見任務3。3）螺紋指令（1）單行程螺紋加工指令G32格式：G32 X（U） Z（W） R F ；說明：G32指定為單刀切削螺紋指令，其中X（U）、Z（W）坐標指螺紋終點坐標。F螺紋導程，R為起始端面與終止端面的半徑差，正錐為負，倒錐為正。螺紋切削應注意在兩端設置足夠的升速進刀段1和降速退刀段2。例：試編寫圖8-28所示螺紋的加工程序。（螺紋導程4mm，升速進刀段1=3mm，降速退刀段2=1.5mm，螺紋深度2.165mm）。圖8-28 加工螺紋示例G00 U-62； G32 W-74.5 F4；G00 U62；W7

44、4.5；U-64；G32 W-74.5； G00 U64；W74.5；（2）螺紋切削循環G92螺紋切削循環G92為簡單螺紋循環，該指令可切削錐螺紋和圓柱螺紋。指令格式：G92 X（U）Z（W） R F；a.圓錐螺紋循環 b.圓柱螺紋循環圖8-29 螺紋循環G92如圖8-29所示，a為圓錐螺紋循環，b為圓柱螺紋循環。刀具從循環點開始，按A、B、C、D進行自動循環，最后又回到循環起點A。圖中虛線表示按R快速移動，實線表示按F指定的工作進給速度移動。X、Z為螺紋終點（C點）的坐標值；U、W為螺紋終點坐標相對于螺紋起點的增量坐標，R為錐螺紋起點和終點的半徑差。加工圓柱螺紋時R為零，可省略。例如，車削如

45、圖8-30所示的M30×2-6g的普通螺紋。圖8-30 G92圓柱螺紋切削例圖由GB/Tl97-2003知：該螺紋大徑為ø30mm，所以編程大徑取為ø29.7mm，設牙底由單一圓弧形狀構成，取編程小徑為ø27.3mm，加工程序如下：N01 G50 X270.0 Z260.0；建立工件坐標系N02 M03 S800 T0101；主軸正轉，建立刀補N03 G00 X35.0 Z104.0；建立循環起點N04 G92 X28.9 Z53.0 F2.0；N05 X28.2；N06 X27.7；N07 X27.3；N08 G00 X270.0 Z260.0 T01

46、00；返回起刀點，取消刀補N09 M05；N10 M30；4）仿形粗加工指令G73成型加工復合循環（1）概述：成型加工復合循環也稱為固定形狀粗車循環，它適用于加工鑄、鍛件毛坯零件。通常軸類零件為節約材料，提高工件的力學性能，往往采用鍛造等方法使零件毛坯尺寸接近工件的成品尺寸，其形狀已經基本成型，只是外徑、長度較成品大一些。此類零件的加工適合采用G73方式。當然G73方式也可用于加工普通未切除余料的棒料毛坯。（2）格式：G73 U（i）W（k）R（d）G73 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F（f）S（s）T（t）式中：iX方向毛坯切除余量（半徑值、正值）；kZ方向毛坯切除余量；（正值）d粗

47、切循環的次數；ns精加工描述程序的開始循環程序段的行號；nf精加工描述程序的結束循環程序段的行號；uX向精車預留量；wZ向精車預留量。粗加工結束后，可使用G70指令完成精加工。（3）其他說明：A當值i和k，或者u和w分加由地址U和W規定時，它們的意義由G73程序段中地址P和Q決定。當P和Q沒有指定在同一個程序段中時，U和W分別表示i和k；當P和Q指定在同一個程序段時，U、W分別表示u和w。B有P和Q的G73指令執行循環加工時，不同的進刀方式（共有四種），u、w和ki的符號不同（如8-31所示），應注意。加工循環結束時，刀具返回到A點。另；F、S、T的意義同G71、G72。圖8-31 G73指令

48、中u、w、k、i的符號（4）G73指令應用示例及詳解 加工如圖8-32所示工件，其毛坯為鍛件。工件X向殘留余量不大于5mm，Z向殘留余量不大于3mm。要求采用G73方式切削出該零件。程序示例如下：O0011（G73指令外形切削的應用）N10 T0101；N20 G0 X110. Z10. S800 M3；N30 G73 U5.W3.R3.；N40 G73 P50 Q110 U0.4 W0.1 F0.3；N50 G0 X50. Z1. S1000；N60 G1 Z-10. F0.15；N70 X60.Z-15.；N80 Z-25.；N90 G2 X80. Z-35. R10.；N100 G1 X

49、90. Z-40.；N110 G0 X110. Z10.；N120 G70 P50 Q110N130 G00 X100. Z150.；N140 M30；（5）G73同樣可以切削沒有預加工的毛坯棒料。假如將程序中的N30N50行進行調整，增加循環次數和改變起點的位置，即可采用不同的漸進方式將工件加工成型。由于G73在每次循環中的走刀路徑是確定的，因此必須使循環起刀點與工件間保持一段距離，且其進刀方向不同，程序段也有所不同。X、Z向雙向進刀，如圖8-33所示。N30 G0 X150. Z30.；N40 G73 U25. W10. R13.；N50 G73 P60 Q120 U0.4 W0.1 F0

50、.3；.N110 G0 X150. Z30.； 圖8-32 G73加工示例 圖8-33 G73指令X、Z雙向進刀圖8-34 G73指令X向進刀圖8-35 G73指令Z向進刀X向進刀，如圖8-34所示。N30 G0 X150.Z2.；N40 G73 U25.W0.R13.；N50 G73 P60 Q120U0.4 W0.1 F0.3；N110 G0 X150.Z2.；Z向進刀，如圖8-35所示。N30 G0 X92. Z45.；N40 G73 U0.W40. R13.；N50 G73 P60 Q120 U0.4 W0.1 F0.3；N110 G0 X92. Z45.；N120 G0 X46. Z

51、0.5 S500 M3；G73用于內凹型體的切削程序如下（假定工件外圓已加工完成，如圖8-36）：O0012N10 T0101；菱形刀片N20 G0 X50. Z-10. S500 M3；N30 G73 U4. W0 R3N40 G73 P50 Q70 U0.4 W0. F0.3；N50 G1 X30. F0.8；N60 G2 X30. Z-30. R15. F0.15；N70 G0 X50. Z-10.；N80 G70 P50 Q70；N90 G00 X100 Z90；N110 M30；圖8-36 工件外圓加工完成 加工程序卡表8-11 程序卡程序名O0804 O0804；T0101；M03

52、S800；M08；G00 X55 Z0；G01 X0 Z0；G00 X100 Z100；T0202S600 M03G00 X52 Z2；G73 U12 W0 R6；G73 P1 Q2 U0.6 W0 F0.15；N1 G00 X25.9 Z2；G01 Z0 ；G01X29.9 Z-2；G01 Z-22；G01 X30；G01 Z-24；G01 X45 Z-39；G01 W-12；G02 X45 Z-67 R15；G01 W-12；G01 X52；N2 G00 Z2；S800 M03；G04 X2；G70 P1 Q2 F0.05；G00 X100 Z100T0303；S600 M03；G00 X55 Z-24；G00 X36；G01 X26 F0.12；G04 X1；G00 X100；G00 Z100；T0404；S600 M03；G00 X35 Z5；G92 X29.2 Z-22 F2；X28.5；X28.1；X27.6；X27.4；G00 X100 Z100M09；M05；M30；程序名調數控方刀和刀補；（平端面）調用數控尖刀車外形切螺紋退刀槽車螺紋程序結束。4.4 程序的試運行和加工見本項目任務1。注意事項：1）同2）注意G73指令的格式。4.5 檢測與評估：表8-12 檢測與評估檢測項目評分標準分值學生自評教師評估設定