1、项目7 内/外轮廓的编程与加工技能要求1掌握内/外径粗车循环指令G71、端面粗车循环指令G72、成型车削循环指令G73及精加工循环指令G70的应用。2了解数控车床加工复杂轴类零件的特点，并能够正确地对复杂零件进行数控车削工艺分析。3通过对复杂轴类零件的加工，掌握数控车床的编程技巧。典型案例在FANUC 0i Mate数控车床上加工如图7-1所示零件，设毛坯是40mm的棒料，材料为硬铝。图7-1典型案例零件图 一、内/外径粗车循环指令（G71）知识学习 该指令只须指定精加工路线，系统会自动给出粗加工路线，适于车削圆棒料毛坯。格式：格式：G71 U d Re G71 Pns Qnf U u W w
2、 F S T 其中 d 是背吃刀量，半径值，且为正值；e 是退刀量；ns 是精车开始程序段号，nf 是精车结束程序段号；u 是 X 轴方向精加工余量，以直径值表示，w 是 Z 轴方向精加工余量。图图图图7-2 7-2 外圆粗车循环加工路线图外圆粗车循环加工路线图外圆粗车循环加工路线图外圆粗车循环加工路线图 外圆粗车循环的加工路线如图 7-2所示。图中 A为精车循环的起点，A 是毛坯外径与轮廓端面的交点，u/2 是 X 方向的精车余量半径值，w 为 Z 方向的精车余量，e 为退刀量，d 为背吃刀量。说明：（1）粗车过程中程序段号为 nsnf 的任何 F、S、T 功能均被忽略，但对G70 有效。（
3、2）在顺序号 ns 至 nf 的程序段中，不能调用子程序。（3）车削的路径必须是单调增大或减小，即不可有内凹的轮廓外形。（4）当使用G71 指令粗车内孔轮廓时，须注意 u 为负值。例如，要粗车图7-3所示短轴的外圆，假设粗车切削深度为 4mm，退刀量为 0.5mm，X向精车余量为 2mm，Z 向精车余量为 2mm，加工程序见表 7-1。程 序说 明O0701；N010 T0101 M03 S450；程序名N020 G00 G42 X125.0 Z12.0 M08；起刀位置N030 G71 U4.0 R0.5；外圆粗车固定循环N040 G71 P50 Q110 U2.0 W2.0 F0.3；N0
4、50 G00 X40.0 Z6.0；/ns 第一段，此段不允许有Z方向的定位N060 G01 Z-30.0 F0.1；N070 X60.0 Z-60.0；N080 Z-80.0；N090 X100.0 Z-90.0；N100 Z-110.0；N110 X120.0 Z-130.0；/nf 最后一段N120 G00 G40 X200.0 Z140.0 M09；N130 M05；主轴停N140 M30；程序结束表7-1 用外圆粗车循环G71编写的数控加工程序 二、端面粗车循环指令（G72）该指令的执行过程除了其切削进程平行于X轴之外，其它与G71相同，如图7-4所示。格式：格式：G72 U d R
5、e G72 Pns Qnf U u W w F S T说明：（1）指令中各项的意义与 G71 相同。其刀具循环路径如图 7-4所示；（2）在 G72 指令中除 G71 指令中提到的注意事项外还需要注意一点，就是在 ns 到 nf程序段中不应编有 X 向移动指令。7-4 7-4 端面粗加工循环指令端面粗加工循环指令端面粗加工循环指令端面粗加工循环指令 三、成型车削循环指令（G73）该指令只须指定精加工路线，系统会自动给出粗加工路线，适于车削铸造、锻造类毛坯或半成品，如图7-5所示。图图7-57-5外圆封闭切削循环加工路线外圆封闭切削循环加工路线格式：格式：G73 U i W k Rd G73 P
6、ns Qnf U u W w F S T 说明：（1）i是X方向总退刀量，半径值；（2）k是Z方向总退刀量；（3）d是循环次数；（4）ns是指定精加工路线的第一个程序段的段号；（5）nf是指定精加工路线的最后一个程序段的段号；（6）u是X方向上的精加工余量，直径值；（7）w是Z方向上的精加工余量。（8）粗车过程中从程序段号nsnf之间的任何F、S、T功能均被忽略，只有G73指令中指定的F、S、T功能有效。例如，要加工如图 7-6所示的短轴，X 方向退刀量 9.5mm，Z 方向退刀量 9.5mm，X 向精车余量为 1mm，Z 向精车余量为 0.5mm，重复加工次数为 3，加工程序见表 72。程
7、序说 明O0702；N010 T0101；程序名N020 M03 S800；N030 G00 G42 X140.0 Z5.0 M08；N050 G73 U9.5 W9.5 R3.0；X/Z 向退刀量9.5mm，循环 3 次N060 G73 P70 Q130 U1.0 W0.5 F0.3；精加工余量，X向余 1mm，Z 向余量 0.5mmN070 G00 X20.0 Z0；/nsN080 G01 Z-20.0 F0.15；N090 X40 Z-30.0；N100 Z-50.0；N110 G02 X80.0 Z-70.0 R20.0；N120 G01 X100.0 Z-80.0；N130 X105
8、.0；/nfN140 G00 G40 X200.0 Z200.0；N150 M30；程序结束表7-2 用成型车削循环G73编写的数控加工程序 四、成型车削循环指令（G70）用G71、G72、G73粗车完毕后，可用G70指令，使刀具进行精加工。格式：格式：G70 Pns Qnf说明：（1）ns是指定精加工路线的第一个程序段的段号；（2）nf是指定精加工路线的最后一个程序段的段号。例如，在 FANUC 0i Mate-TC数控车床上加工如图 7-7所示零件，设毛坯是50mm 的棒料，编程原点选在工件右端面的中心处，在配置后置式刀架的数控车床上加工。采用 G71进行粗车，然后用G70 进行精车，最后
9、切断。程 序说 明O0703；程序名N2 T0101；限制主轴最高转速为1500m/min N6 G50 S1500；N8 G00 X52.0 Z0；N10 G96 S120 M03 S120；切换工件转速，恒线速度为120m/minN12 G01 X0 F0.15；车端面N14 G97 S800；切换工件转速，转速为800r/minN16 G00 Z2.0；N18 X52.0；N20 G71 U2.0 R1.0；外圆粗车循环N22 G71 P24 Q38 U0.2 W0 F0.15；精车路线为N24N38指定N24 G01 G42 X0 Z0 F0.08；N26 G03 X20.0 W-10
10、.0 R10.0；N28 G01 Z-20.0；表7-3 用G71/G70编写的数控加工程序N30 G02 X30.0 Z-25.0 R5.0；N32 G01 Z-35.0；N34 G01 X45.0 Z-45.0；N36 W-20.0；N38 G00 G40 X50.0；N40 G00 X150.0；N42 Z150.0；N44 T0202；N46 G00 X45.0 Z2.0 S1000 M03；精车加工N48 G70 P24 Q38；N50 G00 X150.0；N52 Z150.0；N54 S300 M03 T0303；切断N56 G00 X52.0 Z-64.0；N58 G01 X1
11、.0 F0.05；N60 G00 X150.0；N62 Z150.0；N64 M05；N66 M30；程序结束典型案例实施2 2刀具与切刀具与切削用量选择削用量选择 1零件工艺分析零件工艺分析 3参考程序参考程序图7-1零件可以采用一次装夹加工出外圆面、圆弧面、退刀槽及螺纹，然后切断。工件用三爪自定心卡盘装夹，用划线盘校正。根据工件坐标系建立原则，将工件坐标系原点设定在其装夹后的工件右端面轴线上。该零件外形轮廓为单向递增，可采用G71复合循环进行编程加工。M241.5的螺纹采用G92固定循环指令进行编程，每次的背吃刀量分别为0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.15mm。如图7-8所示，根据
12、AOB计算出A点的坐标为：X=38.0，Z=42.0。1零件工艺分析零件工艺分析2.刀具与切削用量选择刀具与切削用量选择表7-4 刀具选择表产品名称或代号课内实训样件零件名称综合加工零件零件图号7-1序号 刀具号刀具名称数量加工表面刀具半径Rmm刀具补偿号备注1T0190外圆车刀1粗精车各外圆面及端面0.401 2T02切槽刀1加工螺纹退刀槽及切断B=4mm02 3T0360外螺纹车刀1车削外螺纹 03 编制 审核 批准 共1页第1页表7-5 工艺卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号课内实训样件综合加工零件7-1工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统场地007O0704三爪卡盘数控车床C
13、KA6140FANUC 0i Mate数控实训中心机房、车间工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速n（r/min）进给量f(mm/r)背吃刀量mm备注01车端面T 0101 5000.212 02粗车左端外形轮廓，留0.4mm精车余量T 0101 6000.212 03精车左端外形轮廓T 0101 10000.10.2 04加工螺纹退刀槽T 0202 4000.14 05车削螺纹T 0303 600螺距1.5 06切断T 0202 4000.1 编制 审核 批准 共1页第1页3参考程序参考程序表7-6 数控加工程序程 序说 明O0704；程序名 N010 T0101；调用外圆车刀N020
14、M03 S600；N030 G00 G99 X42.0 Z3.0；N040 G71 U1.5 R0.5；粗车外圆轮廓N050 G71 P060 Q150 U0.4 W0 F0.2；N060 G42 G00 X20.0 S1000；N070 G01 Z1.0 F0.1；N080 X23.85 Z-1.0；N090 Z-20.0；N100 X27.0；N110 Z-30.0；N120 X30.0；N130 G02 X38.0 Z-42.0 R20.0；N140 G01 Z-60.0；N150 G40 X42.0；N160 G70 P060 Q150；精车外轮廓N170 G00 X100.0；N18
15、0 Z100.0；刀具退至换刀点N190 M05；N200 M00；N210 T0202；调用切槽刀N220 M03 S400；N230 G00 G99 X28.0 Z-20.0；加工退刀槽N240 G01 X20.1 F0.1；N250 X28.0；N260 W2.0；N270 X24.0；N280 X22.0 W-1.0；N290 X20.0；N300 W-1.0；N310 X28.0；N320 G00 X100.0；N330 Z100.0；刀具退至换刀点N340 M05；N350 M00；N360 T0303；调用外螺纹刀N370 M03S 600；N380 G00 G99 X26.0
16、Z4.0；N390 G92 X23.2 Z-17.5 F1.5；车削螺纹N400 X22.6；N410 X22.2；N420 X22.05；N430 X22.05；N440 G00 X100.0；N450 Z100.0；刀具退至换刀点N460 M30；程序结束实施步骤1.完成本次加工任务按以下完成本次加工任务按以下7个步骤完成：个步骤完成：（1）检查机床，确认机床正常时，开机并回零；）检查机床，确认机床正常时，开机并回零；（2）装刀及工件装夹；）装刀及工件装夹；（3）对刀，将工件坐标系原点设置在右端面回转中心；）对刀，将工件坐标系原点设置在右端面回转中心；（4）输入并检查加工程序；）输入并检查
17、加工程序；（5）各项工作准备好后开始切削。）各项工作准备好后开始切削。（6）在加工一定尺寸后测量其精度，示范精度检验方法。指导学生利用修）在加工一定尺寸后测量其精度，示范精度检验方法。指导学生利用修改刀补设置，校正尺寸精度。改刀补设置，校正尺寸精度。（7）加工完毕后将工件取出，去除毛刺，同时清扫机床，擦净刀具、量具）加工完毕后将工件取出，去除毛刺，同时清扫机床，擦净刀具、量具等相关工件，并按规定摆放整齐。等相关工件，并按规定摆放整齐。评价标准考核分类考核项目考核指标权重备注职业素养着装着装规范5劳动纪律、劳动态度遵守规章制度，劳动态度端正5职业行为符合车间管理规定10产品质量加工工艺工艺合理20加工程序正确、效率高20加工质量尺寸合格、符合技术要求40拓展训练在FANUC 0i Mate数控车床上加工如图7-9所示零件，设毛坯是4585mm的棒料，材料为45钢，要求编制数控加工程序并完成零件的加工。图7-9拓展训练题图
