外部轮廓加工
数控车床外轮廓加工课件
数控车床在加工复杂外轮廓零件方面具有显著优势，可以大大提高生产效率和产品质量。
案例二：不锈钢零件的加工
总结词
材料硬度高、加工难度大
详细描述
该案例以一个不锈钢零件为例，说明了数控车床在加工高硬度材料方面的优越性。不锈钢的硬度较高，加工难度较大 ，需要使用特殊的刀具和加工参数。在数控车床上，通过精确控制刀具的速度和深度，可以实现对不锈钢的高效加工 。
加工效率高
数控车床可以连续进行加工，能够有效提高 生产效率。
技术含量高
数控车床需要专业的技术人员进行编程、操 作和维护，技术含量较高。
数控车床外轮廓加工的工艺流程
装夹
将工件固定在数控车床上，确 保工件位置准确、稳定。
加工
按照程序进行加工，注意控制 加工速度和进给速度。
编程
根据零件图纸和技术要求，编 写数控程序。
加工精度概述
数控车床外轮廓加工的精度是指加工后零件的实际几何参数与理想几何参数的符 合程度，包括尺寸精度、形状精度和位置精度。
影响因素分析
影响数控车床外轮廓加工精度的因素主要包括机床误差、刀具误差、夹具误差、 测量误差、工件误差等。
表面质量及影响因素
表面质量概述
数控车床外轮廓加工的表面质量是指加工后零件表面微观几何形状误差和物理力学性能的总和，包括表面粗糙度 、表面波纹度、表面加工硬化等。
冷却方式选择
根据加工要求和刀具材料选择合 适的冷却方式，如喷雾冷却、切
削液冷却等。
润滑方式选择
根据加工要求和工件材料选择合适 的润滑方式，如切削液润滑、固体 润滑等。
冷却润滑剂选用
根据加工要求和刀具、工件材料选 用合适的冷却润滑剂，如切削液、 润滑油等。
05
数控加工技能实训最新版精品课件-铣加工中心 内外轮廓编程
第三节 孔加工固定循环
3.深孔钻削循环G83 格式：G83X_Y_Z_R_Q_P_F _L_ 应用： 深孔或有位置要求的孔
第三节 孔加工固定循环
4.高速深孔钻削循环 G73 格式： G73X_Y_Z_R_Q_P_F_ L_ 应用： 扩孔
第三节 孔加工固定循环
5.攻丝循环G84 格式： G84X_Y_Z_R_P_F_L_ 应用： 右旋螺纹的加工
1 5 1 5 -4
数控铣床编程基础
R15 20 40 x
G40G80G49 G90G21G17 G54 T01 G90G00X0Y0 G43Z50.H01 Z10. Z2. G01Z-3.F100 G51X0Y0I1000J-1000 G41G01X20.D31 G01Y45. X40. G02Y15.R15. G1X15. G40G00X0Y0 G50 G01Z2.F500 G00Z150.M5 M30
（二）先进行中心圆台的外轮廓加工，再进行内边轮 廓加工。
任务2、指令讲解
刀具半径补偿(G41、G42)
1.格式
G17
X _Y _
GG1198GG
4421GG0010YX
_Z_ _Z_
D
_
其中刀补号地址D后跟的数值是刀具号，它用来调用内存中刀具半径补
偿的数值。
2.功能：
在加工运行时，控制系统将根据程序中的刀补指令自动进行相应的刀具
O1001
X22Y0. X11.Y19.053 X-11. X-22.Y0 X-11.Y-19.053 M99
第三节 孔加工固定循环
4.3.1 孔加工基本动作 1）X、Y 轴快速定位
2）Z轴快速定位到R点 3）孔加工 4）孔底动作 5）Z轴返回R点 6）Z轴快速返回初始点
外圆弧轮廓编程及加工
外圆弧轮廓编程及加工【任务引入】某些轴类零件上有圆弧面，数控车床的圆弧插补功能可以准确加工出这些圆弧面。
这也是数控机床的优点之一。
【任务描述】按照给定的程序和要求完成下图4-37所示工件的加工。
图4-37【任务准备】1.圆弧插补（G02、G03）功能：使刀具从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点格式：⎭⎬⎫⎩⎨⎧0302G G X （U ）_ Z （W ）_ ⎭⎬⎫⎩⎨⎧___K I R F_ ； 说明：①G02-顺时针方向（CW ）；G03-逆时针方向（CCW ）；②圆弧的顺、逆方向的判断：沿与圆弧所在平面（如XOZ ）相垂直的另一坐标轴的负方向（如-Y ）看去，顺时针为G02，逆时针为G03。
③X（U ）_Z （W ）_为圆弧终点坐标；④I_K_为圆弧圆心相对圆弧起点在X ，Z 轴方向的坐标增量，I 为半径值编程；⑤R_为圆弧半径，不带正负号； 2.刀具半径补偿（G40～G42）目前的数控车床都具备刀具半径自动补偿功能。
编程时，只需按工件的实际轮廓尺寸编程即可，不必考虑刀具的刀尖圆弧半径的大小，加工时由数控系统将刀尖圆弧半径加以补偿，便可加工出所要求的工件来。
（1）刀尖圆弧半径的概念任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，它的半径值是个难以准确测量的值。
编程时，若以假想刀尖位置为切削点，则编程很简单。
但任何刀具都存在刀尖圆弧，当车削外圆柱面或端面时，刀尖圆弧的大小并不起作用，但当车倒角、锥面、圆弧或曲面时，就将影响零件的加工精度，图4-38表示了以假想刀尖位置编程时的过切削及欠切削现象。
编程时若以刀尖圆弧中心编程，可避免过切削和欠切削现象，但计算刀位点比较麻烦，并且如果刀尖圆弧半径值发生变化，还需改动程序。
数控系统的刀具半径补偿功能正是为解决这个问题所设定的。
它允许编程者以假想刀尖位置编程，然后给出刀尖圆弧半径，由系统自动计算补偿值，生成刀具路径，完成对工件的合理加工。
数车外圆轮廓自动加工实训(回顾+实操)
(1)分析零件图样 主要包括对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材 料及毛坯进行分析,明确加工内容与要求。
(2)确定工艺过程 确定加工方案、走刀路线、切削参数及选择刀具与 夹具等内容。
(3)数值计算 根据零件的几何尺寸、加工路线,计算出零件轮廓上几何 要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等内容。 (4)编写数控加工程序单 按照数控系统规定使用的功能指令代码和程 序段格式,编写数控加工程序单。（程序编制可分为手动编程和自动编 程两种）
1号外圆刀 快速接近工件 X、Z向总退刀量设定为9.5mm,循环10次 精加工余量X向0.5mm(半径值)Z向0.5mm
粗车轮廓循环
精车转速 精车车轮廓循环 退刀安全距离
主轴停转
3.编写数控加工程序汇总
4.加工完成的零件
打开仿真软件进行实操
五、掌握编程到实际加工的整个过程注意事项。 1.切削参数的正确选择 2.刀具角度的选择 3.辅助工具的充分准备（夹具、量具）
四、使用G73指令完成阶梯轴外轮廓数控程序的编制和加工
2、G73 特点。
G73成型加工复合循环 对于已有一定的毛坯形状，如图6-8，各部分只是有一定的余 量，加工时选用G71就浪费了大量的时间进行（进刀、退刀） 空切削，如图6-7。所以选用成型加工复合循环是个很好的方 式
图6-8
图6-7
任务三 G73 加工阶梯轴
63
1
9
8 754
2
点1 X Z 点2 X Z 点3 X Z 点4 X Z
16 0
19 -1.5
19 -20
22 -20
点5 X Z 点6 X Z 点7 X Z 点8 X Z
24 -21
24 -33
第四章 外轮廓加工讲解
2. 指令功能
G00是模态代码。 该指令是在工件坐标系中以快速移动速度移动刀具到达由 绝对或增量指令指定的位臵. G00指令中的快移速度由机床参数“快移进给速度”对各 轴分别设定，所以快速移动速度不能在地址F中规定，快移速 度可由面板上的快速修调按钮修正。 在执行G00 指令时，由于各轴以各自的速度移动，不能保 证各轴同时到达终点，因此联动直线轴的合成轨迹不一定是直 线。
用右偏刀车பைடு நூலகம்端面向
主偏角不能小于90°，否则会使端面的平面度超差或者在 车削台阶端面时造成台阶端面与工件轴线不垂直的现象，通常 在车削端面时，右偏刀的主偏角应在90°～93°范围内。
三、车削外圆与端面时对车刀安装的工艺要求
车刀安装得是否正确，将直接影响切削能否顺利进行和工 件的加工质量。车刀安装后，必须保证做到： 1.车刀的伸出长度不宜过长。通常车削外圆时，车刀伸出 刀架部分的长度，一般为刀杆厚度的1～5倍左右为宜。 2.车刀下面的垫片数量不宜过多。垫片要平整，并应与刀 架前端对齐。 3.压紧车刀用的螺钉不能少于两个，并逐个拧紧。
（3）G90循环第一步移动必须是X轴单方向移动。
3. 编程实例
应用G90循环指令编写零件加工程序。
零件图
（下一页续表）
续表
四、G94——单一形状固定循环（端面）
1. 指令格式
G94 X（U） Z（W） F ；
说明：
X、Z：切削终点的绝对坐标值；U、W表示切削终点的增量 坐标值。 F：进给率。
2. 指令功能
G94车削端面循环轨迹——刀具从循环起点开始按矩形循 环，最后又回到循环起点。
G94切削循环轨迹——无锥度切削
G94车削端面锥度：刀具 移动轨迹——1→2→3→4。 1（R）、4（R）——快 速运动 2（F）、3（F）——按 照F指定的进给速度运行。
外轮廓零件的程序编写、加工
1、外轮廓零件的程序编写、加工例1、如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯为150×120×30，试编写零件的加工程序。
【分析】1．根据图样要求、毛坯，确定工艺方案及加工路线1）以毛坯的底面和侧面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面（宽度），并将台虎钳固定于铣床工作台上。
2）选用平底立铣刀，一次切深5mm，直接加工工件的轮廓外形。
3）采用G41加工方式，有利于保证侧面表面粗糙度。
4）起刀点在工件轮廓左下角下方，并在轮廓外面建立刀补；抬刀点在轮廓左下角左边，并在轮廓外面取消刀补。
刀具在正式加工工件在轮廓时，不允许建立或撤消刀补。
最好在工件轮廓的延长线上（本例以左下角为起刀点）2．选择机床设备根据零件图样要求，选用VMC－600型数控立式铣床。
3．选择刀具与参数现采用Ø 8－Ø20的平底立铣刀皆可，现在选用Ø10立铣刀，并把该刀具的半径输入刀具半径补偿参数表中。
4．确定切削用量主轴转速：n＝1000V/πD （V表示刀具切削速度。
高速钢刀具一般取20m/s；硬质合金刀具一般50-100m/s，具体还应考虑被加工材料的切削性能）进给速度：F＝f z Zn （f z表示每齿进给量；Z表示齿数；n表示转速）切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
5．确定工件坐标系在XOY平面内选择工件对称中心为工件原点，Z方向选择工件上表面为工件原点，建立工件坐标系（编程坐标系）。
（将X、Y、Z坐标值均输入到G54中去，直接调用G54中的X、Y、Z值）6．编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。
该工件的加工程序如下（该程序用于VMC－600型数控铣床/加工中心）：O5001；（程序名）N10 G80 G40 G49 G69 G50 G15 G21；（取消所有固定循环功能，并采用公制mm编程）N20 G00 G90 G54 X0 Y0；（绝对编程，调用G54坐标，刀具快速走到编程原点）N30 M03 S600；（启动主轴）N40 G00 X-65 Y-85；（快速到达起刀点）N50 G00 Z10；（刀具快速下到工件表面10mm处）N60 G01 Z-5 F100；（按指定速度到达5mm切深处）N70 G01 G41 X-65 Y-70 D01 F100；（按指定速度从1点切削进给到2点，并在从1点到2点的过程中建立刀具半径补偿左补偿）N80 G01 X-65 Y50 F80；（3点）N90 G01 X65 Y50；（4点）N100 G01 X65 Y-50；（5点）N110 G01 X-85 Y-50；（6点）N120 G01 G40 X-100 Y-50；（按指定速度从6点切削进给到7点，并在从6点到7点的过程中撤消刀具半径补偿）N130 G00 Z100；（快速抬刀至100mm处）N140 M30；（程序结束，光标并返回程序起始处）注上图中，虚线表示刀具在移动过程中的刀具中心轨迹线。
外轮廓加工 数控车床编程
三、程序编制
（下一页续表）
续表
外圆和端面加工误差分析
（下一页续表）
续表
在FANUC 0i系统中加工该零件。
零件图
第二节 车削圆弧面
1.掌握G02、G03指令的应用。 2.掌握G40、G41、G42指令的应用。 3.能正确合理地安排圆弧加工工艺路线。
一、G02/G03——顺圆加工/逆圆加工 1. 指令格式
第三章 外轮廓加工
在数控车床上经常加工类似中间轴的轴类零件，其外表面多为 外圆、端面、锥面及圆弧轮廓加工，是零件加工的基本步骤和 前期工步。
中间轴
第一节 车削外圆/端面及外锥面 第二节 车削圆弧面 第三节 外圆粗车复合循环G71/G70的应用 第四节 端面粗车复合循环G72/G70的应用 第五节 仿形切削粗车复合循环G73/G70
就会造成“欠切”或“过切”现象，产生加工表面的形状误差。
刀尖圆弧对加工产生的影响——车削锥面
消除车削加工产生误差的方法：采用刀具半径补偿功能。 编程时只需按工件轮廓编程，执行刀具半径补偿后，刀具自动 补偿误差值，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状和尺寸的影 响。
（2）刀尖方位号 对应每个刀具补偿号，都有一组偏置量X、Z，刀尖圆弧半径 补偿量R和刀尖方位号TIP。
（2）在调用新刀具前或更改刀具补偿方向时，中间必须取消 前一个刀具补偿，避免产生加工误差。
（3）在G41或G42程序段后面加G40程序段，便可以取消刀尖 圆弧半径补偿。
程序的最后必须以取消偏置状态结束，否则刀具不能在终点定 位，而是停在与终点位置偏移一个矢量的位置上。
（4）G41、G42、G40是模态代码。 （5）在G41方式中，不要再指定G42方式，否则补偿会出错； 同样，在G42方式中，不要再指定G41方式。 （6）在使用G41和G42之后的程序段中，不能出现连续两个或 两个以上的不移动指令，否则G41和G42指令会失效。
简单外轮廓加工,心得体会
简单外轮廓加工,心得体会近年来，随着社会经济的迅猛发展，科学技术日新月异，为人们带来了许多先进的、便利的生产力。
在一些领域中采用高端制造业已成为一种潮流趋势。
其中激光技术就是非常具有代表性的先进设备之一。
与传统加工相比，简单外轮廓加工要求十分严格。
在简单外轮廓加工过程中，加工时间短，效率快；可靠性好；无公害污染，是对环境友好型产品。
但是，该系列机床大部分还只能满足现阶段市场需求，仍然存在许多问题和缺陷，如：自动化水平低下，操作复杂，切割速度慢等，并且数控设备占据空间大，功耗高。
而对于现今所面临的各类机械零件几乎都以热处理工艺或者电镀方式进行防腐蚀处理，若是直接将铸铁材料加工成不锈钢材料，容易导致加工后零件出现微小裂纹等问题，因此在选择金属表面防腐蚀处理技术上，要依照实际情况，合理地选择适当的防腐措施，提升质量和降低成本。
不锈钢板表面光滑，色泽美观，可以在很大程度上减少工序流程，节约了生产周期和材料损耗，同时还缩短了加工时间，提高了整体生产效率，由于这个特点也被广泛应用于不锈钢管道制造商之中。
但在使用不锈钢的过程中却不得不考虑诸多因素影响，如使用寿命、可焊性、加工费用等。
“有多少机器能够达到这样的精度？”这一话题始终困扰着我。
与车削相似，铣削是用平面轮廓形状来达到孔内表面的加工方法，不同的是，车刀在前面走，而铣刀则从工件侧面开始。
与传统机械加工方式相比，数控铣削主要有两大优点：首先，可以通过改变坐标位置实现工件在平面范围内任意移动，也即刀尖所指的点不受限制，所以工作台的安装和调整非常方便；第二，铣削可以避免高温热源对刀具及加工区域的影响，对保护模具起到重要作用。
另外，数控铣削更适宜批量化生产，它具有灵活、柔性强的特点，可以根据实际生产条件来选择工件毛坯的尺寸。
然而，除了铣削的优点之外，它也有一定的局限性。
它不像车削那样能实现零件的全断面加工，也不能生产难以加工的材料，而且成本较高。
总之，这种工艺方法目前在国外还没有得到普遍推广，只是在某些国家还有一定应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
M05
M30
练习二：
1.零件图
2.程序
上表面程序如练习1
外部轮廓程序：
O1090
G54G17G40
M03S800
G00X-150Y-150Z20
G01Z-6.8F40
G41G01X-40.425Y-80D01;
G01X-40.425Y0;
X-20.21Y35
X20.21
X40.425Y0
G54G17G40
M03S800
G00X-150Y-150Z20
G01Z-6.8F50
G41G01X-45Y-80D01
Y25
G02X-35Y35R10
G01X35
G02X45Y25R10
G01Y-25
G02X35Y-35R10
G01X-35;
G02X-45Y-25R10;
G01Y50;
G40G00X-100;
课题四：外部轮廓在数控铣床上的加工
实训目的要求：
一、加强机床操作练习
二、学会应用刀具半径补偿G41/G42/G40
三、学会应用刀具长度补偿G43/G44/G49
六
实训重难点：
重点：刀具补偿的应用
难点：刀具半径补偿G41/G42/G40的合理应用
刀具长度补偿G43/G44/G49的合理应用
实训教学方法：
现场讲解、示范、让学生自己操作
设备：宇龙仿真软件
工具：电脑（扳手、铣刀、量具）
材料：45#钢课时：4
一、练习
练习一
1.
2.程序
上表面程序
O1001G40G90G54;
M03S800;
G00Z10;
X200Y0;
Z-2;
G01X-100F80;
G00Z100;
M05;
M30;
%
外部轮廓程序：
O7090
（2）建立取消的平面
取消刀补：
执行刀补：
刀具长度补偿原理刀具长度补偿应用
则零件加工失败为废品；若大，重新运行精加工程序段，采用二次精加工来修整零件。
五、评价
1.小组互评
大家互相测评对方工件，指出对方的优点、缺点，共同找出出现加工缺陷的原因，并找出最好的工件。
2.教师讲评
X20.21Y-35
X-20.21Y-35
X-40.425Y0
Y50;
G40G00X-100;
G00Z100
M05
M30
二、加工
练习一加工实体练习二加工实体
三、实训铣削加工注意事项：
1、刀具半径补偿的建立与取消
（1）怎样选用G41/G42
(2)建立取消的平面
2、刀具半径补偿的建立与取消
（1）H值的输入
针对常出现的问题，和班中比较集中的问题进一步给大家讲解，为今后的零件加工奠定一个良好的基础。
六、小结
1.G41/G42/G40
2.G43/G44/G49
七、作业布置
1.加强操作。
2.预习内部轮廓加工
要求：
（1）加强练习，理解刀具补偿的实质。
（2）做到文明生产并严格遵守安全操作规程。
八、教后感
通过本次的实训学生基本掌握刀具半径补偿、长度补偿，但由于大三有的学生找工作有时会缺课，再加上每周练习时间较短，学生加工不熟练，编程还是有困难，因此需要加强操作练习。