42非单调轮廓复合加工.docx
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42非单调轮廓复合加工
宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege
课程名称
数控车削编程与加工
教学主题
4.2非单调轮廓复合加工
授课班级
授课时间
授课地点
数控编程室
教学目标：
1．能力目标：
能正确理解G73循环指令参数含义及走刀路线；
能初步完成非单调轮廓复杂零件的编程及加工。
2．知识目标：
掌握非单调轮廓加工特点及方法；
掌握数控车床FANUC系统G73循环指令。
3．素质目标：
通过分工合作形成团队合作的素质；
通过仿真加工建立规范安全意识。
主要教学方法：
动画演示、案例讲解、实际操作。
教学器材：
零件图纸、ppt、计算机（装有宇龙软件）
教 学 步 骤
教学步骤与过程
备注
步骤：
通过ppt、视频、实物展示及讲授G73循环指令及应用；通过案例零件工艺分析，合理选择刀具并确定切削参数，正确选用、使用装备，让学生掌握非单调轮廓件的编程与加工的基础知识及技能。
1.教学内容
G73循环指令及格式；G73循环指令应用；非调轮廓复杂轴编程与加工。
2.教师活动
（1）展示相关的ppt、视频教学资料。
-----
（2）案例讲解；----
4学时
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教学步骤与过程
备 注
附：
主要知识
新课导入：
如图1所示，对工件毛坯切削区域的粗加工，可以有几种不同切削进给路线选择，如图（a）所示为平行轮廓的“环切”路线，如图（b）所示为平行坐标轴的“行切”走刀路线等。
为使粗加工切削路线最短，要对具体加工条件具体分析。
当工件毛坯为余量均匀的锻造毛坯，粗加工时，平行轮廓的“环切”路线最短。
图1
对FANUC系统来讲，非单调轮廓不能用G71来解决，必须应用G73才能完成该类零件加工。
二、成型加工复式循环（G73）
格式：
G73U（△i）W（△k）R（d）
G73P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）
N（ns）………
…………沿AA’B的程序段号
N（nf）………
△i:
X轴方向退刀距离（半径指定）,
△k:
Z轴方向退刀距离（半径指定）,
d:
分割次数
这个值与粗加工重复次数相同，
ns:
精加工形状程序的第一个段号。
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备 注
nf:
精加工形状程序的最后一个段号。
△u：
X方向精加工预留量的距离及方向。
（直径/半径）
△w:
Z方向精加工预留量的距离及方向。
功能本功能用于重复切削一个逐渐变换的固定形式,用本循环,可有效的切削一个用粗加工段造或铸造等方式已经加工成型的工件。
图2G73循环示意图
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备 注
二、举例
案例一：
毛坯为小40的棒料，有尺寸精度要求，表面粗糙度要求为Ra1.6μm。
图3
1.工艺分析
（1）加工过程
①端面切削。
②用G90在循环方式下，切削Φ32圆柱面和Φ24.5表面。
③用G73粗加工工件圆弧轮廓外圆面。
④用G70精加工工件外圆面。
（2）装夹方案
拟用三爪自定心卡盘进行装夹，夹持左端Φ40mm柱面，伸长100mm。
工件坐标的零点选在右端面的中心。
（3）刀具及切削用量选择
①选用刀尖角80°、主偏角为93°的外圆车刀，切削圆柱面、Φ24.5表面，粗加工工件圆弧轮廓外圆面。
选用刀尖角35°、主偏角为93°的外圆车刀精加工工件圆弧轮廓外圆面。
②背吃刀量的选择。
粗车轮廓时选用aD=2mm,精车轮廓时选用aD=0.5mm
③主轴转速的选择。
主轴转速的选择与工件材料、刀具材料、工件直径的大小、加工精度和表面粗糙度要求等都有联系，选择外轮廓粗加工转速800r/min,精车转速1500r/min
④进给量选择。
选择外轮廓粗、精车的进给量为0.2mm/r和0.1mm/r
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备 注
2.走刀轨迹
图4
3.程序编制
•参考加工程序如下:
•O5105；
•G99;
•T0101；
•M03S600；
•G00X65Z3；
•G90X55Z-96.936F0.3；
•X48.0;
•X42.0;
•X36.0;
•X32.5；
•X32.0；
•G00X45Z0；
•G01X-1F0.1；
•X45Z0；
•G00X100Z100；
M05；
•M00；
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备 注
•G99；
•T0202；
•M03S800；
•G00X40Z2；
•G73U12R6；
•G73P80Q120U0.2W0.1F0.3；
•N80G00X0；
•G01Z0.0;
•G03X10.29Z-2.91R6F0.05；
•X17.45Z-44.43R48.0；
•G02X22Z-78.94R40；
•G01W-10；
•N120X40;
•G00X100Z100；
•M05；
•M00；
•T0202M03S1500；
•G00X40Z2；
•G70P80Q120F0.1；
•G00X100Z100；
•M05；
•M30；
案例二：
仿真加工
用复合循环编制图示台阶轴零件的加工程序：
X方向精加工余量为0.4mm，Z方向精加工余量为0.1mm。
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图5
2、工艺分析
该零件主要加工内容包括外圆粗、精加工、切槽及螺纹的加工。
参考工艺如下：
（1）车制工艺台阶
在零件图中需要加工螺纹的部位以背吃刀量2mm手动车削一个长15mm的工艺台阶，为零件右端加工提供可靠的装夹基准。
（2）零件右端加工
1）由于
的外圆和
外圆有同轴度要求，所以右端加工时，两处外圆在一次装夹过程中应加工完毕。
2）考虑到仅夹持15mm的工艺台阶，工件悬伸量较大，易产生“让刀”现象，故尽量采用一夹一顶的装夹方式加工。
3）此处外轮廓包含圆弧和圆锥面，为避免“欠切”和“过切”现象的产生，程序中应采用刀尖圆弧半径补偿功能。
（3）零件左端加工
左端加工较简单，只需夹住
外圆，用一夹一顶的装夹方式切槽和加工螺纹即可。
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3、刀具选择
1、选用
A型中心钻钻削中心孔。
2、粗、精车外轮廓及车削端面时选用93°硬质合金机夹式外圆刀（刀尖角35°、刀尖圆弧半径0.4mm）。
3、螺纹退刀槽采用4mm切槽刀加工。
4、车削螺纹选用60°硬质合金外螺纹车刀。
具体刀具参数见下表。
表1螺纹球面短轴加工刀具卡
序号
刀具号
刀具类型
刀具半径
数量
加工表面
备注
1
T0101
93°外圆刀
0.4mm
1
从右至左外轮廓
刀尖角35°
2
T0202
外切槽刀
4mm槽宽
1
螺纹退刀槽
3
T0303
外螺纹刀
1
外螺纹
刀尖角60°
4、切削用量选择
1、背吃刀量的选择。
粗车轮廓时选用ap=2mm，精车轮廓时选用ap=0.5mm。
2、主轴转速的选择。
主轴转速的选择与工件材料、刀具材料、工件直径的大小及加工精度和表面粗糙度要求等都有联系，根据图2-34要求，选择外轮廓粗加工转速800r/min,精车转速1500r/min。
车螺纹时，主轴转速n=400r/min。
切槽时，主轴转速n=400r/min。
3、进给速度的选择。
根据背吃刀量和主轴转速选择进给速度，分别选择外轮廓粗精车的进给速度为130mm/min和120mm/min；切槽的进给速度为30mm/min。
具体工步顺序、工作内容、各工步所用的刀具及切削用量等（不含工艺台阶车削工步）见表。
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螺纹球面短轴加工切削用量表
操作序号
工步内容
刀具号
切削用量
主轴转速
r/min
进给速度mm/min
切削深度mm
1
加工工件端面
T0101
800
100
0.5
2
粗车工件外轮廓（右端）
T0101
800
130
2
3
精车工件外轮廓（右端）
T0101
1500
120
0.5
4
粗、精车螺纹大径表面
T0101
粗800精1500
120
粗2精0.5
5
车螺纹退刀槽
T0202
400
30
4x2
6
车削外螺纹M20x2
T0303
400
螺距2
0.3
7
检验、校核
5、加工程序
（略，见PPT、或在黑板上边编程边讲解）
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3.学生活动
用外径粗加工复合循环编制图示台阶轴零件的加工程序：
要求循环起始点在A（45，3），切削深度为1.5mm（半径量）。
X方向精加工余量为0.2mm，Z方向精加工余量为0.1mm。
（毛坯：
φ45×150）
图6
课后小结
作业
布置
任务单4..2
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