項(xiàng)目一零件數(shù)控車削加工任務(wù)一階梯軸外圓加工任務(wù)二階梯軸端面、錐面加工任務(wù)三階梯軸圓弧面加工任務(wù)四階梯軸螺紋加工任務(wù)五齒輪軸零件加工任務(wù)六軸套內(nèi)孔、內(nèi)螺紋加工任務(wù)七組合件車削加工任務(wù)三階梯軸圓弧面加工一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二、工作任務(wù)三、相關(guān)知識(shí)四、任務(wù)實(shí)施五、知識(shí)拓展

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)（1）了解數(shù)控車刀的選用原則；（2）掌握車刀的類型和用途；（3）掌握G02、G03、G41、G42、G40等指令的應(yīng)用。

2.技能目標(biāo)（1）會(huì)編寫圓弧面加工程序；（2）會(huì)正確使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令；（3）會(huì)正確輸入刀具相關(guān)參數(shù)；（4）會(huì)使用數(shù)控車床進(jìn)行階梯軸圓弧面加工。

二、工作任務(wù)階梯軸零件如圖1-27所示，材料為2A12鋁合金，毛坯為φ50mm×101mm棒料，編寫加工程序，加工零件至尺寸要求。圖1-27階梯軸零件圖

三、相關(guān)知識(shí)

（一）圓弧插補(bǔ)指令G02、G03圓弧插補(bǔ)指令是命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進(jìn)給速度作圓弧運(yùn)動(dòng)，切削出圓弧輪廓。圓弧插補(bǔ)指令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G02和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G03。常用數(shù)控車床是兩坐標(biāo)的機(jī)床，只有X軸和Z軸。圓弧順逆的判斷主要與刀架所處的位置有關(guān)，具體如圖1-28所示。后置刀架在ZX平面的正面進(jìn)行圓弧插補(bǔ)，其方向符合常規(guī)情況，而前置刀架在ZX平面的背面進(jìn)行圓弧插補(bǔ)，故G02、GO3的方向恰好與常規(guī)方向相反。圓弧運(yùn)動(dòng)的判定方向?yàn)閺姆遣逖a(bǔ)平面的第三坐標(biāo)正向朝負(fù)向看，順時(shí)針方向就是G02，逆時(shí)針方向就是G03。圖1-28圓弧順逆與刀架的關(guān)系

三、相關(guān)知識(shí)在車床上加工圓弧時(shí)，不僅需要用G02或G03指出圓弧的順逆方向，用X（U），Z（W）指定圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)，而且還要指定圓弧的中心位置。1.用I、K（對(duì)應(yīng)X、Z）指定圓心位置，如圖1-29所示，其格式為：G02X（U）____Z(W)____I_____K_____F_____；其中：X（U），Z（W）為圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)；I、K為圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)。圖1-29順時(shí)針圓弧插補(bǔ)

三、相關(guān)知識(shí)2.用圓弧半徑R指定圓心位置，如圖1-30所示，其格式為：G03X（U）____Z(W)____R_____F____；其中：X（U），Z（W）為圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)；R為圓弧半徑。圖1-30逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)

三、相關(guān)知識(shí)例1如圖1-31所示，其加工相關(guān)程序如下：……N10G54G00X0Z2T0101；（換01號(hào)刀具，從起刀點(diǎn)快速定位到X0Z2）N20G01Z0F0.2；（刀具進(jìn)給到Z0點(diǎn)）N30X8；（移動(dòng)到R6圓弧起點(diǎn)）N40G03X20Z-6R6；（逆時(shí)針插補(bǔ)到R6圓弧終點(diǎn)）N50G01Z-30；（移動(dòng)到R10圓弧起點(diǎn)）N60G02X40Z-40I10K0；（順時(shí)針插補(bǔ)到R10圓弧終點(diǎn)）N70G01X42；（退刀到X42）……

圖1-31圓弧插補(bǔ)三、相關(guān)知識(shí)

（二）刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令G41、G42、G40編程時(shí)，通常將車刀的刀尖作為一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)來考慮，但實(shí)際上刀具或多或少都存在一定的圓角，為了提高刀具強(qiáng)度和工件表面粗糙度，通常將刀具做成圓弧過渡刃，如圖1-32所示。圖1-32刀尖圓角三、相關(guān)知識(shí)當(dāng)用有圓角的刀具而未進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償加工端面、外徑、內(nèi)徑等與軸線平行或垂直的表面時(shí)，是不會(huì)產(chǎn)生誤差的，但在加工錐面、圓弧時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)少切或過切現(xiàn)象，如圖1-33所示。如果加工時(shí)由數(shù)控系統(tǒng)將刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償，編程時(shí)，只需按照工件的實(shí)際輪廓尺寸編程就可得到所需要的工件形狀。圖1-33少切和過切現(xiàn)象三、相關(guān)知識(shí)

1.建立刀尖圓弧半徑補(bǔ)償建立刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)闹噶罡袷剑篏01（G00）G41（G42）X____Z____F____；其中：X____Z____為實(shí)際輪廓點(diǎn)的坐標(biāo)；G41為刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償，如圖1-34所示，沿著刀具進(jìn)給方向看，刀具在加工面的左側(cè)；G42為刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償，沿著刀具進(jìn)給方向看，刀具在加工面的右側(cè)。圖1-34刀尖圓弧半徑補(bǔ)償三、相關(guān)知識(shí)

2.取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)闹噶罡袷剑篏01（G00）G40X____Z____F____；注意：(1)G41或G42指令必須和G00或G01指令一起使用，當(dāng)該把刀加工完成后需用G40指令撤銷補(bǔ)償；(2)建立補(bǔ)償?shù)某绦蚨?，一般?yīng)在切人工件之前且為空行程時(shí)建立；(3)撤銷補(bǔ)償?shù)某绦蚨?，一般?yīng)在切出工件之后進(jìn)行；(4)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值由CRT/MDI面板輸入到刀具號(hào)對(duì)應(yīng)的參數(shù)表中。三、相關(guān)知識(shí)例2如圖1-35所示，用外圓車刀加工A-B-C輪廓，刀尖圓弧半徑為R0.8mm，其加工相關(guān)程序如下：……N10T0101；（換01號(hào)刀具，執(zhí)行01組刀補(bǔ)）N20G54G00X30Z5；（從起刀點(diǎn)快速定位到X30Z5）N30G99G01G42X20Z1F0.2；（建立刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償）N40W-31；（刀具移動(dòng)到B點(diǎn)）N50G02X40Z-40R10；（順時(shí)針插補(bǔ)到R10圓弧終點(diǎn)C）N60G01X42；（退刀到X42）N70G00G40X100Z50；（撤銷補(bǔ)償退刀到X100Z50點(diǎn)）……圖1-35編程實(shí)例三、相關(guān)知識(shí)

3.刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行（1）刀尖圓弧半徑補(bǔ)償建立過程數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行完建立刀尖圓弧半徑補(bǔ)償程序段后，在緊接著的下一程序段起點(diǎn)處的編程軌跡的法線方向上，刀位點(diǎn)偏離編程軌跡一個(gè)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值的R距離。刀尖圓弧半徑補(bǔ)償建立之后，刀位點(diǎn)始終在編程軌跡的法線方向上偏離一個(gè)刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值的距離，刀位點(diǎn)軌跡可以簡(jiǎn)單理解為是編程軌跡的偏置線。（2）刀尖圓弧半徑取消過程執(zhí)行完取消刀具半徑補(bǔ)償G40程序段后，刀位點(diǎn)與編程軌跡重合。

三、相關(guān)知識(shí)4.刀位碼數(shù)控系統(tǒng)FANUC0iMate-TB刀具補(bǔ)償號(hào)為01～64，每個(gè)刀具補(bǔ)償號(hào)(存儲(chǔ)器)中可以存放一組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)包含：X長(zhǎng)度補(bǔ)償、Z長(zhǎng)度補(bǔ)償、X刀長(zhǎng)磨損、Z刀長(zhǎng)磨損、刀具半徑、刀位碼。刀位碼即刀尖方位碼，有1～9個(gè)，不同的刀具，刀位碼不同。圖1-36為前置刀架刀位碼。圖1-37為后置刀架刀位碼。當(dāng)執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償指令時(shí)，必須輸入刀具刀位碼及刀具半徑。在進(jìn)行圖1-35的輪廓加工時(shí)，在01刀具補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)參數(shù)表中，輸入刀具半徑0.8，輸入刀位碼3。圖1-36前置刀架刀位碼圖1-37后置刀架刀位碼如圖1-38為SSCK20A數(shù)控車床后置刀架刀位碼。三、相關(guān)知識(shí)圖1-38SSCK20A數(shù)控車床刀位碼

四、任務(wù)實(shí)施

（一）刀具選擇如圖1-39所示，通過對(duì)刀，用CRT/MDI方式在數(shù)控機(jī)床的參數(shù)表中設(shè)定G54工件坐標(biāo)系。圖中右端R10圓弧面與軸中心線交點(diǎn)設(shè)定為G54工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，起刀點(diǎn)遠(yuǎn)離毛坯，可在任意位置。車外圓、錐度及圓弧面用一把刀具加工，根據(jù)零件圖選擇93°偏頭外圓車刀T01，刀尖圓弧半徑為R0.4mm。圖1-39零件尺寸圖

四、任務(wù)實(shí)施（二）編寫加工程序O1003；（程序名，1003號(hào)程序）N10M03S800T0101；（換01號(hào)刀，執(zhí)行01組刀補(bǔ)，主軸800轉(zhuǎn)/分正轉(zhuǎn)）N20G99G54G00X51Z2；（選擇G54坐標(biāo)系，快速定位到外圓循環(huán)起點(diǎn)X51Z2）N30G90X45Z-69.5F0.3；（車外圓單一循環(huán)指令，Z向留精車余量0.5mm）N40X41；（車φ40外圓留精車量1mm）N50X36Z-20；（車φ20外圓至φ36）N60X31；（車φ20外圓至φ31）N70X26；（車φ20外圓至φ26）N80X21；（車φ20外圓留精車量1mm）N90G00X42Z-19；（刀具快速定位到錐面循環(huán)起點(diǎn)X42Z-19）N100G90X41Z-25R-3F0.2；（第一次錐面循環(huán)，車錐體長(zhǎng)度5mm）N110X41Z-30R-5.5；（第二次錐面循環(huán)，車錐體長(zhǎng)度10mm）N120X41Z-35R-8；（第三次錐面循環(huán)，車錐體長(zhǎng)度15mm）N130G01X21；（X向工進(jìn)到φ20外圓）N140X41Z-40；（車錐體留精車量1mm）N150G00Z3；（Z向快速退刀）N160X0；（X向快速進(jìn)刀）N170G03X26Z-10R13F0.2；（粗車R10圓弧至R13）N180G00Z1；（Z向快速退刀）

四、任務(wù)實(shí)施N190G01X0F0.3；（X向進(jìn)刀）N200G03X22Z-10R11F0.2；（粗車R10圓弧至R11）N210G00Z1；（Z向快速退刀）N213G41X20Z0；

（建立刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償）N216G01X0F0.2；

（車端面）N220G40X-1Z1；

（撤銷刀尖圓弧半徑補(bǔ)償，退刀到X-1Z1點(diǎn)）N230G96S120；（調(diào)用恒表面切削速度指令，切削速度為120m/分）N240G50S1800；（主軸最高轉(zhuǎn)速嵌制到1800轉(zhuǎn)/分）N250G01G42X0Z0F0.15；（建立刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償）N260G03X20Z-10R10；（車R10圓?。㎞270G01Z-20；（車φ20外圓）N280X40Z-40；（車錐體）N290Z-44；（車φ40外圓）N300G02X40Z-66R30；（車R30圓?。㎞310G01Z-70；（車φ40外圓）N320X51；（車φ40外圓內(nèi)端面）N330G00G40X100Z50；（撤銷刀尖圓弧半徑補(bǔ)償退刀到X100Z50點(diǎn)）N340M05；（主軸停止）N350M30；（程序結(jié)束，光標(biāo)返回到程序號(hào)處）

四、任務(wù)實(shí)施（三）刀尖圓弧半徑補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入加工圖1-39輪廓時(shí)，刀尖圓弧半徑補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入步驟：1.按下MDI面板上OFFSET/SETTING鍵，用軟鍵查找到刀具設(shè)置頁(yè)面；2.移