数控加工工艺与编程程俊兰第3章 习题答案.docx

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数控加工工艺与编程程俊兰第3章习题答案

复习思考题3

3-1车刀刀尖圆弧半径补偿有何意义。

数控车床按刀尖对刀，但车刀的刀尖总有一段小圆弧，所以对刀时刀尖的位置是假想刀尖P。

编程时按假想刀尖轨迹编程（即工件的轮廓与假想刀尖p重合），而车削时实际起作用的切削刃是圆弧切点A，B，这样就会引起加工表面的形状误差。

采用刀具半径补偿功能后可按工件的轮廓线编程，数控系统会自动计算刀心轨迹并按刀心轨迹运动，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状的影响。

3-2在数控车床上如何对刀？

在数控加工生产实践中，常用的对刀的方法有找正法对刀、机外对刀仪对刀、自动对刀等三大类。

在数控车床上常采用找正法对刀中的试切法。

有用G50、G54和直接刀补来找到工件原点位置三种方法。

3-3完成如图3-53所示零件的粗加工循环。

图3-53

O1001;

程序名

G54S800M03;

坐标系设定，主轴正转，转速800r/min

T0101;

选择1号刀1号刀补

G00X110.Z5.;

快速定位到循环起点（110，5）

G71U3.0R1.5;

调用外圆粗加工循环G71，切深3mm，退刀量1.5mm

G71P10Q20U1.0W0.5F0.15;

精加工路线是N10至N20.精加工余量0.5mm，粗加工进给量0.15mm/r

N10G00X0.;

精加工路线第一段，沿X轴进给到零件中心

G01Z0;

切削进给到z0

X35.;

平端面

Z-30.;

切削φ35外圆

X55.Z-50.;

切削锥面

Z-65.;

切削φ55外圆

G02X85.Z-80.R15.;

切R15圆弧

G01X100.Z-100.;

切锥面

N20Z-120.;

精加工路线最后一段，切φ100外圆

G00X100.Z100.;

快速返回到（100，100）

M30;

程序结束

3-4编写如图3-54所示工件的加工程序。

图3-54

一、工艺分析

此零件的车削加工包括车端面、倒角、外圆、圆弧过渡面、切槽加工、螺纹加工和切断。

1.选择刀具。

根据加工要求需选用三把刀：

1号刀车外圆，2号刀切槽，刀刃宽3mm，3号刀车螺纹。

（2）工艺路线首先粗、精车削外形，然后进行切槽加工，再车螺纹，最后切断。

（3）确定切削用量粗车外圆：

主轴转速为S600r/min，进给速度为F0.15mm/r；精车外圆：

主轴转速为S1000r/min，进给速度为F0.05mm/r。

切槽：

主轴转速S300r/min，进给速度为F0.15mm/r；车螺纹：

主轴转速为S200r/min。

（4）数值计算

螺纹大径：

D大＝D公称-0.1×螺距＝（60-0.1×5）＝59.5mm

螺纹小径：

D小＝D公称-1.3×螺距＝（60-1.3×5）＝53.5mm

螺纹加工引入量＝6mm，超越量＝3mm

2）数控编程

设定车刀刀尖的起始位置为（100，100），其车削加工程序及程序说明如下：

O1002;

程序名

G54S600M03;

设定坐标系，主轴正转，转速600r/min

T0101;

调用1号刀具1号刀补

G00X100.Z5.;

快速定位到粗车外圆的循环起点（100，5）

G71U2.0R1.0;

粗车外圆

G71P10Q20U0.5W0.1F0.15;

精加工余量0.25，Z向0.1,粗加工进给量0.15mm/r

N10G00X0S1000;

精加工路线第1段，精加工主轴转速1000r/min

G01Z0F0.05;

精加工路线第1段，精加工进给量0.05mm/r

X57.5.;

平端面

X59.5.Z-1.;

加工C1倒角

Z-41.;

切外圆

X70.;

切台阶面

Z-60.;

切φ70外圆

G02X90.Z-70.R10.;

切R10倒圆弧

N20G01Z-90.;

精加工路线最后一段，切φ90外圆

G70P10Q20;

精车外轮廓

G00X100.Z200.;

快速回到换刀点（100，200）

T0202S300;

换2号切槽刀，主轴转速300r/min

G00X75.Z-41.;

快速定位到槽正上方（切槽刀左刀尖为刀位点）

G01X53.5F0.2;

X向直线进给切槽到槽深，进给量0.2mm/r

G00X75.;

X向退刀到x75

Z-38.;

Z向定位到Z-38

G01X53.5;

第2次切槽

Z-41.;

槽底Z向进给到Z-41，使槽底光滑

G00X75.;

X向退刀

X100.Z200.;

回换刀点

T0303S200;

换3号螺纹刀，主轴转速200r/min

G00X65.Z6.;

定位到螺纹加工循环起点（65，6）

G76P010060Q200R150；

螺纹加工复合循环，精加工1次，根部无倒角，刀尖角60度，

G76X53.5Z-38.P3000Q1000F5.；

螺纹牙型高为3mm，第一刀切深1mm，导程5mm

G00X100.Z100.;

回换刀点

S300T0202;

换2号切槽刀，切断主轴转速300r/min

G00X100.

快速定位到X100

Z-93.;

定位到切断位置Z-93

G01X1.F0.15;

切断，剩一点轻轻一掰就断

G00X100.Z100.T0200;

回换刀点，取消刀补

M30;

程序结束

3-5图3-55所示零件的毛坯为φ82mm×150mm，试编写其粗、精加工程序。

图3-55

O1003;

程序名

G54S800M03;

设定坐标系，主轴正转，转速800r/min

T0101;

调用1号刀具1号刀补

G00X90.Z5.;

快速定位到粗车外圆的循环起点（90，5）

G71U3.0R1.5;

粗车外圆

G71P10Q20U1.0W0.5F0.15;

精加工余量X向0.5，Z向0.1,粗加工进给量0.15mm/r

N10G00X0.S1000;

精加工路线第1段，精加工主轴转速1000r/min

G01Z0F0.08;

Z向进刀

G03X20.Z-10.R10.;

切R10圆弧

G01W-20.;

切φ20外圆

G03X60.W-35.R40.;

切R40圆弧面

G01W-20.;

切φ60外圆

X80.W-10.;

切锥面

N20W-28.;

精加工路线最后1段，切φ80外圆

G70P10Q20;

精加工外轮廓

G00X100.Z100.T0100;

回换刀点，取消刀补

M30;

程序结束

3-6完成图3-56所示零件的加工。

（1）毛坯：

Φ88mm×125mm，45#钢。

（2）按零件图制定加工工序。

（3）完成加工编程。

图3-56

工序1：

加工右端外圆面、槽及内孔。

工步顺序：

先钻孔、再粗、精车车外圆,切槽,粗车内孔，精车内孔。

工序2：

掉头加工左端外圆面、槽及螺纹。

工步顺序：

粗、精车外形，切槽，车螺纹。

选择刀具：

1号刀为外圆粗车刀，选用80°菱形刀片进行外表面粗车。

2号刀为Φ20钻头，顶角为120°，进行内孔深部的钻削。

3号刀为外圆精车刀，选用55°菱形刀片。

4号刀为内孔的粗精车刀，选用80°菱形刀片。

5号刀为切槽刀，刀刃宽4mm。

6号刀为螺纹刀。

切削用量：

粗车外表面时主轴转速S=1000r/min，进给量F=0.15mm/r。

钻孔时的主轴转速S=500r/min，进给量F=0.1mm/r。

精车外圆时主轴转速S=1400r/min，进给量F=0.08mm/r。

粗车内孔时主轴转速S=800r/min，进给量F=0.2mm/r，精车内孔时主轴转速S=1000r/min，进给量F=0.1mm/r。

切槽时主轴转速S=500r/min，进给量F=0.2mm/r。

切螺纹的主轴转速S=300r/min。

数值计算

螺纹大径：

D大＝D公称-0.1×螺距＝（60-0.1×1.5）＝59.85mm

螺纹小径：

D小＝D公称-1.3×螺距＝（60-1.3×1.5）＝58.05mm

螺纹加工引入量＝3mm，超越量＝2mm

O1004;

工序1程序名

G50X200.Z200.;

建立坐标系

S500M03T0202；

调用2号刀，钻孔

G00X0.Z10.;

定位到（0，10）

G01Z-40.F0.1;

钻孔到Z-40，进给量0.1mm/r

G00Z100.;

Z向退刀

X100.T0200;

X向退刀，并取消刀补

S1000T0101;

换1号刀，切削外轮廓

G00X90.Z2.;

定位到外圆切削循环起点（90，2）

G71U2.0R1.0;

G71外圆切削循环

G71P10Q20U0.02W0.01F0.15;

精加工余量0.01mm,粗加工进给量0.15mm/

N10G00X66.;

快速进刀到X66

G01Z0;

Z向进刀到Z0

X74.

平端面

G01X80.Z-3.;

加工倒角

G01Z-50.;

切φ80外圆

X87.;

切台阶面

N20Z-80.;

切φ87外圆

G00X100.Z100.T0100;

回换刀点，取消刀补

S1400T0303F0.08;

换3号精车刀，精车外轮廓

G00X90.Z2.;

定位到循环起点（90，2）

G70P10Q20;

精加工外轮廓

G00X100.Z100.T0300;

回换刀点，取消刀补

S500T0505;

换5号切槽刀，主轴转速500r/min

G00X90.Z-50.;

定位到槽正上方

G01X69.F0.2;

切槽，进给量0.2mm/r

G04X5.0;

槽底进给暂停5s

G00X90.;

退刀

X100.Z100.T0500;

回换刀点，取消刀补

S800T0404;

换4号内孔车刀，主轴转速800r/min

G00X18.Z5.;

定位到内孔加工循环起点（18，5）

G71U2.R1.;

粗加工内孔

G71P30Q40U-0.02W0.01F0.2;

粗加工进给量0.2mm/r

N30G00X58.S1000;

精加工主轴转速1000r/min

G01Z0.F0.1;

精加工进给量0.1mm/r

G02X50.Z-8.R8.;

切削R8圆弧

G01Z-25.;

切φ50内圆

N40X18.;

X向退刀

G70P30Q40;

精加工内轮廓

G00X100.Z100.T0400;

回换刀点，取消刀补

M30;

程序结束

O1005;

工序2程序名

G50X200.Z200.;

建立坐标系

S1000T0101;

调用1号刀1号刀补

G00X90.Z2.;

定位循环起点（90，2）

G71U2.0R1.0;

G71循环粗加工外轮廓

G71P10Q20U0.02W0.01F0.15;

精加工余量0.01mm，粗加工进给量0.15mm/r

N10G00X30.;

快速进刀到X30

G01X40.Z-3.;

切倒角

G01Z-15.;

切φ40外圆

X55.85.;

切端面

X59.85.W-2.;

倒角

Z-45.;

切φ59.85外圆

N20X87.;

切端面

G00X100.Z100.T0100;

回换刀点，取消刀补

S1400T0303F0.08;

换精车刀，精车外轮廓

G00X90.Z2.;

定位循环起点（90，2）

G70P10Q20;

G70精车循环

G00X100.Z100.T0300;

回换刀点，取消刀补

S500T0505;

换5号切槽刀

G00X90.Z-45.;

定位到槽正上方

G01X57.F0.2;

切槽到深度

G04X5.0;

槽底暂停5s

G00X90.;

退刀

X100.Z100.T0500;

回换刀点，取消刀补

S300T0606;

换6号螺纹刀

G00X65.Z-12.;

定位到螺纹加工循环起点（65，-12）

G92X59.2Z-43.F1.5;

切削螺纹第1刀

X58.6;

切削螺纹第2刀

X58.2;

切削螺纹第3刀

X58.05;

切削螺纹第4刀

G00X100.Z100.T0600;

回换刀点，取消刀补

M30;

程序结束

3-7试编写图3-57所示小轴的数控加工程序，材料为45钢。

图3-57

（一）工艺分析

零件两端都需要加工，故划分为两个工序。

因为右端有螺纹，故先加工左端。

工序1：

粗精加工左端外圆面、切槽。

工序2：

掉头加工右端外圆面、切槽及螺纹。

选择刀具：

1号刀为外圆粗车刀，选用80°菱形刀片进行外表面粗车。

2号刀为外圆精车刀，选用55°菱形刀片。

3号刀为切槽刀，刀刃宽2mm。

4号刀为螺纹刀。

切削用量：

粗车外表面时主轴转速S=1000r/min，进给量F=0.15mm/r。

精车外圆时主轴转速S=1400r/min，进给量F=0.08mm/r。

切槽时主轴转速S=500r/min，进给量F=0.2mm/r。

切螺纹的主轴转速S=300r/min。

数值计算

螺纹大径：

D大＝D公称-0.1×螺距＝（16-0.1×1.5）＝15.85mm

螺纹小径：

D小＝D公称-1.3×螺距＝（16-1.3×1.5）＝14.05mm

螺纹加工引入量＝2mm，超越量＝1mm

（二）加工程序

O1006;

工序1程序名

G50X200.Z200.;

设定工件坐标系

S1000T0101;

换1号刀1号刀补

G00X30.Z2.;

快速定位到外圆循环起点（30，2）

G71U2.0R1.0;

G71外圆切削循环

G71P10Q20U0.02W0.01F0.15;

N10~N20为精加工路线

N10G00X0.;

X向进刀

G01Z0;

Z向进刀

G01X15.;

平端面

X17.Z-1.;

加工倒角

Z-18.;

切φ17外圆

X25.;

切端面

N20Z-80.;

切φ25外圆

G00X100.Z100.T0100;

回换刀点，取消刀补

S1400T0202F0.08;

换2号精车刀

G00X30.Z2.;

定位到循环起点（30，2）

G70P10Q20;

精车外轮廓

G00X100.Z100.T0200;

回换刀点，取消刀补

S500T0303;

换3号切槽刀

G00X30.Z-18.;

定位到槽正上方

G01X16.F0.2;

切槽到槽深

G04X5.0;

槽底暂停5s

G00X30.;

退刀

X100.Z100.T0300;

回换刀点，取消刀补

M30;

程序结束

O1007;

工序2程序名

G50X200.Z200.;

设定工件坐标系

S1000T0101;

调用1号刀

G00X30.Z2.;

定位到循环起点（30，2）

G71U2.0R1.0;

G71粗加工外轮廓

G71P10Q20U0.02W0.01F0.15;

N10~N20为精加工路线

N10G00X0.;

X向快速进刀

G01Z0;

Z向进刀

G01X13.85.;

平端面

X15.85.Z-1.;

加工倒角

Z-22.;

切φ15.85外圆

X17.;

切台阶面

Z-40.;

切φ17外圆

N20X25.;

切台阶面

G00X100.Z100.T0100;

回换刀点，取消刀补

S1400T0202F0.08;

换2号精车刀

G00X30.Z2.;

定位到循环起点（30，2）

G70P10Q20;

精车外轮廓

G00X100.Z100.T0200;

回换刀点，取消刀补

S500T0303;

换3号切槽刀

G00X30.Z-22.;

定位到槽正上方

G01X13.F0.2;

切槽到槽深

G04X5.0;

槽底暂停5s

G00X30.;

X向退刀

X100.Z100.T0300;

回换刀点，取消刀补

S300T0404;

换4号螺纹刀

G00X18.Z2.;

定位到螺纹加工循环起点（18，2）

G92X15.2Z-21.F1.5;

切削螺纹第1刀

X14.6;

切削螺纹第2刀

X14.4;

切削螺纹第3刀

X14.05;

切削螺纹第4刀

G00X100.Z100.T0400;

回换刀点，取消刀补

M30;

程序结束

3-8编制如图3-58所示简单回转零件的车削加工程序，包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。

零件加工的单边余量为2mm，其左端面25mm为夹紧用。

图3-58

O1008;

程序名

G50X200.Z200.;

建立工件坐标系

S1000T0101;

调用1号刀1号刀补

G00X90.Z2.;

定位到循环起点（90，2）

G71U2.0R1.0;

G71粗切外轮廓

G71P10Q20U4.0W2.0F0.15;

N10~N20为精加工路线

N10G00X0.;

X向快速进刀

G01Z0;

Z向进刀

G01X39.;

平端面

X45.Z-3.;

加工倒角

Z-40.;

φ45外圆

G02X50.Z-45.R5.;

加工R5倒圆

G01X74.;

切台阶面

X80.W-3.;

加工倒角

N20Z-50.;

切φ80外圆

G00X100.Z100.T0100;

回换刀点，取消刀补

S1400T0202F0.08;

换2号精车刀

G00X90.Z2.;

定位到循环起点（90，2）

G70P10Q20;

精车外轮廓

G00X100.Z100.T0200;

回换刀点，取消刀补

M30;

程序结束

3-9编制如图3-59所示轴类零件的车削加工程序。

加工内容包括粗精车端面、倒角、外圆、锥角、圆角、退刀槽和螺纹加工等，左端25mm夹紧用。

毛坯为ф85mm×300mm的棒料，精加工余量为0.2mm。

图3-59

1.工艺分析

选择刀具：

1号刀为外圆粗车刀，选用80°菱形刀片进行外表面粗车。

2号刀为外圆精车刀，选用55°菱形刀片。

3号刀为切槽刀，刀刃宽3mm。

4号刀为螺纹刀。

切削用量：

粗车外表面时主轴转速S=1000r/min，进给量F=0.15mm/r。

精车外圆时主轴转速S=1400r/min，进给量F=0.08mm/r。

切槽时主轴转速S=500r/min，进给量F=0.2mm/r。

切螺纹的主轴转速S=300r/min。

数值计算

螺纹大径：

D大＝D公称-0.1×螺距＝（48-0.1×2）＝47.8mm

螺纹小径：

D小＝D公称-1.3×螺距＝（48-1.3×2）＝45.4mm

螺纹加工引入量＝2mm，超越量＝1mm

（二）加工程序

O1009;

程序名

G50X200.Z200.;

建立工件坐标系

S1000M03T0101;

调用1号刀1号刀补

G00X90.Z2.;

定位到循环起点（90，2）

G71U2.0R1.0;

G71粗切外轮廓

G71P10Q20U2.0W1.0F0.15;

N10~N20为精加工路线

N10G00X0.;

X向快速进刀

G01Z0;

Z向进刀

G01X45.8;

平端面

X47.8Z-1.;

倒角

Z-30.;

切φ47.8外圆

X50.;

切台阶面

W-20.;

切φ50外圆

X60.W-27.5;

切锥面

G02X65.Z-80.R2.5;

加工R2.5倒圆

G01W-20.;

切φ65外圆

G02X75.W-5.R5.;

切R5倒圆弧

N20G01X85.;

切台阶面

G00X100.Z100.T0100;

回换刀点，取消刀补

S1400T0202F0.08;

换2号精车刀

G00X90.Z2.;

定位到循环起点（90，2）

G70P10Q20;

精车外轮廓

G00X100.Z100.T0200;

回换刀点，取消刀补

S500T0303;

换3号切槽刀

G00X60.Z-30.;

定位到槽正上方

G01X45.F0.2;

切槽到槽深

G04X5.0;

槽底暂停5s

G00X60.;

X向退刀

X100.Z100.T0300;

回换刀点，取消刀补

S300T0404;

换4号螺纹刀

G00X55.Z2.;

定位到螺纹加工循环起点（55，2）

G92X47.1Z-28.F2.;

切削螺纹第1刀

X46.5;

切削螺纹第2刀

X45.9;

切削螺纹第3刀

X45.5;

切削螺纹第4刀

X45.4;

切削螺纹第5刀

G00X100.Z100.T0400;

回换刀点，取消刀补

M30;

程序结束