1、第四章 外輪廓加工軸類零件第一節 外圓與端面加工第二節 錐面加工第三節 圓弧面加工第四節 復合形狀固定循環加工第五節 外輪廓加工綜合實例第一節 外圓與端面加工一、基本指令代碼1.快速點定位指令G00G00指令是模態代碼，它命令刀具以點定位控制方式從刀具所在點快速運動到下一個目標位置。它只用于快速定位，而無運動軌跡要求，且無切削加工過程。（1）指令書寫格式設零件右端面與軸線的交點為工件原點，則有：G00 X40.0 Z0;（絕對）G00 U-60.0 W-36.0;（相對）G00 X40.0 W-36.0；（混合）G00 U-60.0 Z0；（混合）快速點定位（2）走刀規律指令的運動軌跡按快速進

2、給速度運行，先是兩軸同量、同步進給做斜線運動，先走完距離較短的軸，再走完距離較長的另一軸。2.直線插補指令G01G01指令是模態代碼，它是直線運動命令，規定刀具在兩坐標或三坐標間以插補聯動方式按指定的F進給速度做任意的直線運動。（1）指令書寫格式使用絕對值編程（設右端面與軸線交點為工件原點），從ABD，編程格式如下：G01 X40.0 Z5.0 F0.3;G01 X40.0 Z-15.0;使用增量值編程，從ABD，編程格式如下：G01 U-10.0 W0 F0.3;G01 U0 W-20.0;直線插補指令的應用（2）走刀規律指令的運動軌跡按F給定的進給速度兩軸同時運行到達指定終點。3.外圓切削

3、循環（G90）（1）指令書寫格式外圓切削循環指令（2）編程實例如圖所示，用G90指令粗車零件上40 mm的圓柱面，一共分3刀車削。G90外圓切削循環a）零件圖 b）分析圖加工40 mm的外圓要車掉10 mm的余量，用G90指令加工將分3層車削，第1層車掉2 mm，第2層和第3層車掉4 mm；用3個G90指令進行粗車，其加工程序如下：4.端面切削循環（G94）（1）指令書寫格式端面切削循環（2）編程實例如圖所示，用G94指令粗車零件上30 mm的圓柱面，一共分3刀車削。G94端面切削循環a）零件圖 b）分析圖加工30 mm的外圓時長度方向要車掉6 mm的余量，用G94指令加工將分3層車削，第1層

4、車掉1 mm，第2層和第3層車掉2.5 mm；用3個G94指令進行粗車，其加工程序如下（設右端面中心點為工件原點）：5.刀具偏置（1）刀具偏置的應用刀具位置補償a）刀具安裝位置 b）兩把刀的位置偏差量（2）刀具偏置的步驟1）在工作方式處按 鍵進入手動方式，確保 沒有被按下。單擊MDI鍵盤的 鍵，此時CRT顯示屏上顯示坐標值，按動坐標軸移動鍵 ，將刀具移到工件附近。 移動刀具2）按 鍵，使主軸轉動， 按 鍵，用所選刀具切削工件外圓。沿“+Z”方向退刀。按 鍵，主軸停轉。車削工件外圓3）在主菜單欄中單擊“測量”選項，彈出“圓弧半徑保留”對話框，提示“是否保留半徑小于1的圓弧” 。單擊“否”，打開“

5、測量”對話框，點擊外圓加工部位，選中部位變色并顯示出實際尺寸；同時，對話框下側相應尺寸參數變為藍色亮條顯示。“圓弧半徑保留”對話框尺寸參數顯示4）單擊編輯面板MDI鍵盤上的 鍵，進入刀具補正界面，單擊顯示屏內下端“形狀”按鈕 ，進入刀補界面。刀具補正界面5）單擊坐標軸移動鍵 ，使光標移到01位置，在控制面板上輸入X軸尺寸X41.62，按下測量軟鍵，系統自動換算出X軸相應坐標值；輸入Z軸尺寸Z-5.956，按下測量軟鍵，系統自動換算出Z軸相應坐標值。T01刀具補償輸入界面二、外圓加工臺階軸a）零件圖 b）實物圖1.工藝分析（1）加工工藝分析1）編程原點的確定。2）制定加工路線。（2）工件的裝夾工

6、件的裝夾1三爪自定心卡盤 2工件2.填寫工藝卡片（1）確定加工工藝，填寫數控加工工藝卡。（2）切削用量及刀具選擇3.編寫加工程序三、臺階軸加工復雜臺階軸a)零件圖 b)實物圖1.工藝分析（1）加工工藝分析1）編程原點的確定。2）制定加工路線（2）工件的裝夾工件的裝夾1三爪自定心卡盤 2工件2.填寫工藝卡片（1）確定加工工藝，填寫數控加工工藝卡。（2）切削用量及刀具選擇3.編寫加工程序四、外圓加工質量分析五、端面加工質量分析第二節 錐面加工一、刀尖圓弧半徑補償1.刀尖圓弧半徑補償的目的刀尖圓弧和刀尖車圓錐產生的誤差車圓弧時產生的誤差刀尖半徑補償時的刀具軌跡2.刀尖半徑補償指令（1）刀尖半徑左補償

7、（G41）。（2）刀尖半徑右補償（G42）。（3）取消刀尖左右補償（G40）。刀尖圓弧半徑補償的選擇a)后置刀架 b)前置刀架3.刀尖半徑補償指令（G40，G41，G42）的格式（1）指令書寫格式（2）指令說明刀尖方位號a)后置刀架 b)前置刀架4.編程實例試采用刀尖半徑補償指令車削如圖所示的零件。刀尖半徑補償實例a）無刀具補償 b）刀具左補償5.刀具補償存儲刀具補償寄存器界面a）輸入并存儲X坐標值 b)輸入刀尖半徑值磨耗輸入界面a）輸入修改數值前 b）輸入修改數值后二、錐面零件工藝分析1.圓錐加工路線圓錐加工路線2.常用圓錐加工指令（1）直線插補指令（G01）車削圓錐面的加工路線（2）外圓循

8、環加工錐面（G90）1）指令書寫格式錐面切削循環2）指令說明圓錐面的方向圓錐面切削循環加工實例3）完成加工后的錐面零件實物圖如圖所示。錐面零件實物圖（3）端面循環加工錐面（G94）1）指令書寫格式帶錐度的端面切削循環2）指令說明圓錐面的方向端面切削循環實例3）完成加工后的錐度端面零件實物圖如圖所示。錐度端面零件實物圖三、錐面零件加工帶外圓錐面的零件圖1.加工工藝分析（1）編程原點的確定 以工件右端面與軸線的交點為編程原點。（2）制定加工路線先車端面粗車 mm的外圓粗車零件右端外圓錐面精車零件右端外圓錐面，控制長度30 mm精車 mm的外圓并控制長度60 mm。2.工件的裝夾工件的裝夾3.填寫工

9、藝卡片（1）確定加工工藝，填寫數控加工工藝卡。（2）切削用量及刀具選擇4.編寫加工程序四、圓錐面加工質量分析第三節 圓弧面加工 一、圓弧插補指令（G02和G03）圓弧插補指令是模態代碼，其中順時針圓弧插補用G02指定，逆時針圓弧插補用G03指定。1.指令書寫格式2.指令說明G02和G03插補方向a)后置刀架 b)前置刀架（1）指定圓心的圓弧插補指定圓心的圓弧插補a）G02 b）G03其指令書寫格式如下：（2）指定半徑的圓弧插補指令書寫格式如下：（3）編程實例圓弧插補指令的應用a）順時針圓弧插補 b）逆時針圓弧插補3.圓心坐標的確定圓心坐標I值和K值為圓弧起點到圓弧圓心的矢量在X軸和Z軸方向上的

10、投影。若已知圓心坐標和圓弧起點坐標，則I=X圓心-X起點（半徑差）；K=Z圓心-Z起點。圓心坐標I值和K值的確定4.圓弧半徑的確定圓弧半徑R正負的確定5.編程實例車削如圖所示的球頭手柄，試寫出刀尖從工件原點O出發，車削凸、凹球面的程序段。球頭手柄（1）任務分析如圖所示，計算圓弧起點、終點坐標。兩圓弧相切于A點，在直角三角形AEF中，因為AF=28，EF=22，所以AE= =17.32，則A點的Z坐標ZA=（28+17.32）=45.32。圓弧起點、終點坐標分別為：O（0，0），A（44，45.32），B（44，75）。（2）程序編制（3）完成加工后的零件實物圖零件實物圖二、圓弧面工藝路線1.車

11、削圓弧的加工路線車削圓弧的加工路線a）車錐法 b）移圓法 c）車圓法 d）臺階車削法2.編程實例（1）用車錐法加工圓弧用車錐法加工圓弧1）相關計算。確定A和B兩點坐標，經平面幾何的推算，得出一簡單公式：所以A點坐標為（22，0），B點坐標為（44，11）。2）編制程序。用車錐法車掉以AB為母線的圓錐面外的余量。（2）用車圓法加工圓弧用車圓法加工圓弧時，圓心不變，圓弧插補半徑依次減小（車凹形圓弧時圓弧插補半徑依次增大）一個背吃刀量，直到達到尺寸要求為止。用車圓法加工圓弧1）相關計算。圓弧BC的起點坐標為（X20.0，Z0），終點坐標為（X44.0，Z12.0），半徑為12；以此類推，可知同心圓的

12、起點、終點及半徑分別為：（X20.0，Z2），（X48.0，Z12.0），R14；（X20.0，Z4），（X52.0，Z12.0），R16；（X20.0，Z6），（X56.0，Z12.0），R18；（X20.0，Z8），（X60.0，Z12.0），R20。2）編制程序（3）用移圓法加工圓弧用移圓法加工圓弧1）相關計算。A點坐標為（X38.0，Z13.0），B點坐標為（X38.0，Z47.0）；C點坐標為（X42.0，Z13.0），D點坐標為（X42.0，Z47.0）；E點坐標為（X46.0，Z13.0），F點坐標為（X46.0，Z47.0）。2）編制程序三、圓弧面零件加工編制如圖所示帶圓弧的零

13、件的加工程序并進行加工。材料可沿用上節課練習用料（或采用45 mm150 mm的棒料），材料為45鋼。帶圓弧的零件1.加工工藝分析（1）編程原點的確定將編程原點設在工件右端面與軸線的交點處。（2）制定加工路線先車端面粗車 mm和 mm的外圓粗車零件右端R5 mm的圓弧精車零件右端R5 mm的圓弧精車 mm的外圓至尺寸精車R3 mm的過渡圓弧精車 mm的外圓至尺寸。2.工件的裝夾工件的裝夾1三爪自定心卡盤 2工件3.填寫工藝卡片（1）確定加工工藝，填寫數控加工工藝卡。（2）切削用量及刀具選擇4.編寫加工程序四、圓弧加工質量分析第四節 復合形狀固定循環加工一、精車循環加工指令（G70）當用G71，

14、G72和G73指令粗車工件后，用G70指令指定精車循環，切除精加工余量。1.指令書寫格式G70 P（ns）Q（nf）；ns精加工循環中的第一個程序號；nf精加工循環中的最后一個程序號。2.指令說明（1）在精車循環G70狀態下，（ns）至（nf）程序段中指定的F，S，T有效；如果（ns）至（nf）程序段中不指定F，S，T時，粗車循環中指定的F，S，T有效。（2）執行G70循環時，刀具沿工件的實際軌跡進行切削，循環結束后刀具返回循環起點。（3）G70指令用在G71，G72和G73指令的程序內容之后，不能單獨使用。二、內孔、外圓粗車復合固定循環(G71)內孔、外圓粗車循環指令G71適用于切除棒料毛坯

15、的大部分加工余量。1.指令書寫格式 2.指令說明G71粗車循環的運動軌跡G71復合循環下X(u)和Z(w）的符號選擇a)后置刀架 b)前置刀架當加工如圖所示的凹槽ABC段時，陰影部分為加工余量，在粗車循環時，因其X軸方向的遞增與遞減形式并存，故無法進行分層切削，而在半精車時一次性進行切削。粗車凹槽3.編程實例編制如圖所示零件的加工程序，用外圓粗車復合循環指令編程，其中細雙點畫線部分為工件毛坯。 G71外圓復合循環編程實例4.零件加工程序三、端面粗車復合固定循環（G72）1.指令書寫格式2.指令說明 端面粗車復合固定循環G72復合循環下X(u)和Z(w）的符號選擇a)后置刀架 b)前置刀架3.編

16、程實例編制如圖所示零件的加工程序，用端面粗車復合循環指令編程，其中細雙點畫線部分為工件毛坯。G72端面粗車復合循環編程實例4.零件加工程序四、仿形切削粗車固定循環（G73）1.指令書寫格式例如：G73 U9.0 W1.5 R5； G73 P100 Q200 U0.3 W0.05 F150；2.指令說明G73粗車循環的運動軌跡3.編程實例編制如圖所示零件的加工程序,用仿形切削粗車固定循環指令編程，其中細雙點畫線部分為工件毛坯。G73仿形切削粗車固定循環編程實例4.零件加工程序第五節 外輪廓加工綜合實例試采用復合循環加工指令編寫如圖所示工件的數控加工程序，并進行加工。復合循環加工實例1.工藝分析（

17、1）此零件為回轉類零件，外形結構簡單，無幾何公差要求，但精度要求較高。（2）該零件主要包括零件左端 mm和 mm的外圓以及 mm的大外圓；零件右端 mm和 mm的外圓。2.工藝處理（1）選取工件端面中心為工件坐標系（編程）原點。（2）由于工件較小，為了使加工路徑清晰，加工起刀點與換刀點可以設為同一點。（3）加工路線零件裝夾示意圖（一）1三爪自定心卡盤 2工件零件裝夾示意圖（二）1三爪自定心卡盤 2工件二、填寫工藝卡片1.確定加工工藝2.切削用量及刀具選擇三、編制加工程序四、零件評價1.試述刀具位置補償的作用。2.常見外圓加工的問題有哪些？3.常見端面加工的問題有哪些？4.試述工件外圓尺寸超差的原因及解決方法。5.試用G00和G01指令