【正文】 【例17】用G80指令分粗、精加工，編寫如圖133所示簡(jiǎn)單圓錐軸零件的程序。具體加工程序如下：圖130 G80切削零件圖%1102N10 T0101； N20 M03 S800；N30 G00 ；（刀具定位到循環(huán)起點(diǎn)）N40 G80 F100；N50 ；N60 ；N70 G00 ； N80 M30；2）端面車削循環(huán)指令G81(1）功能：適用于在零件的端面上毛坯余量較大時(shí)進(jìn)行精車前的粗車，以去除大部分毛坯余量。③I為錐體面切削起始點(diǎn)與切削終點(diǎn)的半徑差,即RbRc，如果切削起點(diǎn)的X向坐標(biāo)小于終點(diǎn)的X向坐標(biāo)，I值為負(fù)，反之為正。(2)編程格式：G80 X（U）_ Z（W）_ I_ F_圖128 G80柱體切削示意圖 圖129 G80錐體切削示意圖(3)說(shuō)明：①如圖128所示,執(zhí)行該指令刀具從循環(huán)起始點(diǎn)開始按A→B→C→D→A作循環(huán)運(yùn)動(dòng), 最后又回到循環(huán)起始點(diǎn)。程序如下：圖126 G01指令車外圓錐程序如下：①絕對(duì)坐標(biāo)方式編程G01 X80 Z80 F100；②增量坐標(biāo)方式編程G01 U20 W80 F100；【例15】車削外圓柱、圓錐面，如圖127所示。 在指定直線插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)的程序段尾，若：加上C，則插入倒角控制功能；加上R，則插入倒圓控制功能。②F是合成進(jìn)給速度。例如，在華中系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)總是先沿 45176。②G00為模態(tài)功能，可由G0G0G03功能注銷?？煲扑俣扔蓹C(jī)床參數(shù)“快移進(jìn)給速度”對(duì)各軸分別設(shè)定，不能用F規(guī)定。G90、G91可用于同一程序段中，但要注意其順序所造成的差異。在一個(gè)程序段中，可以采用混合編程。（五）、數(shù)控車床常用加工編程指令，G21（1）格式： G20G21（2）說(shuō)明：G20：英制輸入制式；G21：公制輸入制式；GG21為模態(tài)功能，可相互注銷，G21為缺省值。編程格式：T □□ □□ T功能指令用于指定加工所用刀具和刀具參數(shù)。如: G94 F100表示進(jìn)給量為100 mm/min。（1)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量( G95 )編程格式：G95 F_ F后面的數(shù)值表示主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量,單位為mm/r。對(duì)圖122所示的零件，為保持A、B、C各點(diǎn)的線速度在150 m/min，則各點(diǎn)在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A：n=1000150247?？刂葡到y(tǒng)執(zhí)行G96指令后, S后面的數(shù)值表示以刀尖所在的X坐標(biāo)值為直徑計(jì)算的切削速度。例如: G97 S600表示主軸轉(zhuǎn)速為600 r/min，系統(tǒng)開機(jī)狀態(tài)為G97狀態(tài)。S所編程的主軸轉(zhuǎn)速可以借助機(jī)床控制面板上的主軸倍率開關(guān)進(jìn)行修調(diào)。使用M30的程序結(jié)束后，若要重新執(zhí)行該程序，只需再次按操作面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”鍵。(2)程序結(jié)束M02M02一般放在主程序的最后一個(gè)程序段中。 表16為常用的輔助功能M代碼、含義及用途其中M00、M0M0MM9M99為非模態(tài)代碼，用于制零件程序的走向，是CNC內(nèi)定的輔助功能。(M功能)輔助功能也叫M功能或M代碼。本部份主要介紹華中世紀(jì)星HNC21/22T數(shù)控車床系統(tǒng)的G代碼,見表15。它是使機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)建立起某種加工方式的指令。（4）數(shù)控車床上工件的毛坯大多為圓棒料，加工余量較大，一個(gè)表面往往需要進(jìn)行多次反復(fù)的加工。一般采用直徑編程。此外，數(shù)控車床還可以采用混合編程，即在同一程序段中絕對(duì)編程方式與增量編程方式同時(shí)出現(xiàn)，如G00 X60 W20。數(shù)控車床通常只有X、Z兩軸，高性能數(shù)控機(jī)床配有C軸，C軸（主軸）的運(yùn)動(dòng)方向判斷方法為：從機(jī)床尾架向主軸看，逆時(shí)針為“＋C”向，順時(shí)針為“?C”向。與車床主軸平行的方向（卡盤中心到尾座頂尖的方向）為Z軸，與車床導(dǎo)軌垂直的方向?yàn)閄軸。（3）斜線切削法。 2．車錐面的走刀路線設(shè)計(jì)（1）階梯切削法。(3)換刀點(diǎn) 換刀點(diǎn)是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。①所選的對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單。 圖114 車刀的刀位點(diǎn)(2)對(duì)刀點(diǎn) 對(duì)刀點(diǎn)是指通過(guò)對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點(diǎn)。具體選擇時(shí)，可參考表14。1mm及以上刀桿。mm，用于3030=表13 按表面粗糙度選擇進(jìn)給量的參考值工件材料表面粗糙度Ra；當(dāng)鋼的硬度為57當(dāng)鋼的硬度為44=254060100400～～～～—～～～—～～～——～～———～注：① 加工斷續(xù)表面及有沖擊的工件時(shí)，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)k254060100400～～～～—～～～—～～～——～～————20H3025(mm)背吃刀量ap(mm)≤33～55～88～12＞12碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼及耐熱鋼16表12 硬質(zhì)合金車刀粗車外圓及端面的進(jìn)給量（mm/r）工件材料車刀刀桿尺寸B當(dāng)?shù)毒呖招谐烫貏e是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度。留給精加工的余量應(yīng)大于零件的變形量和確保零件表面完整性。因此精車時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ惶。┑谋吵缘读縜p和進(jìn)給量f，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度vc。 圖113 常用硬質(zhì)合金車刀刀片表11 被加工表面與適用的刀片形狀8．切削用量的選擇 切削用量(ap、f、vc)選擇是否合理，對(duì)于能否充分發(fā)揮機(jī)床潛力與刀具切削性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。其最大優(yōu)點(diǎn)是車刀幾何角度完全由刀片保證，切削性能穩(wěn)定，刀桿和刀片已標(biāo)準(zhǔn)化，加工質(zhì)量好。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋車刀等。尖形車刀主要用于車削內(nèi)外輪廓、直線溝槽等直線型表面。①尖形車刀：如圖110所示。圖19所示為常用車刀的種類、形狀和用途。 常用于無(wú)沖擊振動(dòng)的連續(xù)高速車削。國(guó)產(chǎn)普通硬質(zhì)合金按化學(xué)成分的不同，可以分為以下幾類： 對(duì)應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為K類（合金代號(hào)為YG）用于短切屑黑色、有色金屬、非金屬脆性材料加工，如鑄鐵、青銅等。普通高速鋼刀具應(yīng)用最廣，大切削量粗加工時(shí)常用。由于機(jī)夾刀在數(shù)控車床上安裝時(shí)，一般不采用墊片調(diào)整刀尖高度，所以刀尖高的精度在制造時(shí)就應(yīng)得到保證。（1）對(duì)刀具、刀座的要求數(shù)控車床常用的刀具如圖18所示。根據(jù)刀具加工零件部件的不同，退刀的路線確定方式也不同，數(shù)控車床加工中常見有3種退刀方式。通過(guò)分析和判斷，按矩形循環(huán)軌跡加工的進(jìn)給路線的長(zhǎng)度總和最短，因此，在同等條件下，其切削所需時(shí)間（不含空行程）最短，刀具的損耗最小。圖16 車螺紋時(shí)軸向進(jìn)給距離（3）確定最短的空行程路線 確定最短的空行程路線，可以節(jié)省整個(gè)加工過(guò)程的執(zhí)行時(shí)間。圖15 鑄鍛件毛坯零件循環(huán)切除余量（2）刀具的切入、切出 在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，要安排好刀具的切入、切出路線，盡量使刀具沿輪廓的切線方向切入、切出，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等。 圖13 軸套類零件循環(huán)切除余量 圖14 盤類零件循環(huán)切除余量c鑄鍛類零件。a軸類零件。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^(guò)多的部位先作一定的切削加工。6．?dāng)?shù)控車削加工路線的確定 加工路線的確定首先必須保持被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單、走刀路線盡量短、效率較高等。例如軸類零件加工時(shí)，總是先加工中心孔，再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓表面和端面。 （3）先內(nèi)后外對(duì)既有內(nèi)表面(內(nèi)型、內(nèi)腔),又有外表面的零件,安排加工順序時(shí),應(yīng)先粗加工內(nèi)、外表面, 然后精加工內(nèi)、外表面。這時(shí)，加工刀具的進(jìn)退刀位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切人和切出或換刀及停頓， 以免因切削力突然變化而造成彈性變形， 致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等。在數(shù)控車床上加工零件，應(yīng)按工序集中的原則劃分工序，安排零件車削加工順序一般遵循下列原則： （1)先粗后精 為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精加工質(zhì)量，在切削加工時(shí)，應(yīng)先安排粗加工工序，在較短的時(shí)間內(nèi)，將精加工前大量的加工余量去掉，同時(shí)盡量滿足精加工的余量均勻性要求。這類夾具在粗車時(shí)可以傳遞足夠大的轉(zhuǎn)距，以適應(yīng)于主軸的高速旋轉(zhuǎn)車削。零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差對(duì)尺寸精度的影響。如果工件剛性較好，或加工精度不高，可在一次裝夾中完成粗加工、半精加工工序。有同軸度要求的內(nèi)外圓柱面或外圓和端面之間有垂直度要求的，盡可能在一次裝夾中完成。這種方法適用于零件的待加工表面較多，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，加工程序的編制和檢查難度較大等情況。3．?dāng)?shù)控車削加工工藝過(guò)程的擬定 （1）劃分工序的方法在數(shù)控機(jī)床上加工零件，應(yīng)按工序集中的原則劃分工序，在一次安裝下盡可能完成大部分甚至全部表面的加工，以提高生產(chǎn)效率。 （4）表面粗糙度要求 表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求，也是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。 （2）尺寸精度要求 分析零件圖樣尺寸精度的要求， 以判斷能否利用車削工藝達(dá)到，并確定控制尺寸精度的工藝方法。此外，還要考慮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件、生產(chǎn)周期等情況。 （3）表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件 由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，部分車床數(shù)控裝置還有某些非圓曲線插補(bǔ)功能， 所以可以車削由任意直線和平面曲線組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件和難以控制尺寸的零件。 （1）要求高的回轉(zhuǎn)體零件 ①精度要求高的零件 由于數(shù)控車床的剛性好，制造和對(duì)刀精度高，以及能方便和精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償甚至自動(dòng)補(bǔ)償，所以它能夠加工尺寸精度要求高的零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。數(shù)控車削適合于加工精度和表面粗糙度要求較高、輪廓形狀復(fù)雜或難于控制尺寸、 帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件。一、項(xiàng)目導(dǎo)入如圖11所示的銷軸零件，給定的毛坯φ35100mm的棒料,材料為鋁，要求分析零件的加工工藝、填寫工藝文件、編寫零件的加工程序，并進(jìn)行仿真加工，在數(shù)控車床上加工出合格的零件。數(shù)控車床主要用于加工軸類、 套類等回轉(zhuǎn)體零件。因此，應(yīng)遵循一般的工藝原則并結(jié)合數(shù)控車床的特點(diǎn)，認(rèn)真而詳細(xì)地制定好零件的數(shù)控加工工藝。超精加工的輪廓精度可達(dá) 。但是有一些加工內(nèi)容不宜采用數(shù)控加工：需要較長(zhǎng)時(shí)間占用車床調(diào)整的加工內(nèi)容；不能在一次安裝中完成加工的新型零件或者部位。因此在分析零件圖時(shí)應(yīng)注意： ①零件圖上是否漏掉某尺寸，使其幾何條件不充分，影響到零件輪廓的構(gòu)成； ②零件圖上的圖線位置是否模糊或尺寸標(biāo)注不清，使編程無(wú)法下手； ③零件圖上給定的幾何條件是否不合理，造成數(shù)學(xué)處理困難； ④零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控車床加工的特點(diǎn)，應(yīng)以同一基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。加工時(shí)，要按照其要求確定零件的定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)，還可以根據(jù)數(shù)控車床的特殊需要進(jìn)行一些技術(shù)性處理，以便有效的控制零件的形狀和位置精度。（5）材料與熱處理要求 零件圖樣上給定的材料與熱處理要求，是選擇刀具、數(shù)控車床型號(hào)、確定切削用量的依據(jù)。為了減少換刀次數(shù)和空行程時(shí)間，可以將同一把刀具加工完零件上所有該刀具應(yīng)加工的表面后，再換第二把刀具。這種方法適合于加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。這種劃分方法適用于加工后變形較大，需粗、精加工分開的零件，如毛坯為鑄件、焊接件或鍛件類零件，粗加工后，應(yīng)擱置一段時(shí)間使內(nèi)應(yīng)力部分釋放或進(jìn)行去應(yīng)力退火后進(jìn)行半精加工和精加工。（2）確定零件裝夾方法 數(shù)控車床上零件安裝方法與普通車床一樣，要盡量選用已有的通用夾具裝夾，且應(yīng)注意減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次裝夾中能把零件上所有要加工表面都加工出來(lái)。數(shù)控車床加工軸類零件時(shí)，坯件裝夾在主軸頂尖和尾座頂尖之間，由主軸上的撥盤或撥齒頂尖帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。5．加工順序的確定 零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序，合理安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問(wèn)題，可以提高零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率，降低加工成本。在安排可以一刀或多刀進(jìn)行的精加工工序時(shí)， 其零件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成。對(duì)于車削加工，先近后遠(yuǎn)有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。（4）基面先行 用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來(lái)，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。(6)同一把車刀盡量連續(xù)加工原則在加工中盡量使用一把車刀把零件的所有加工部位連續(xù)加工出來(lái)，以減少換刀次數(shù)，縮短刀具移動(dòng)距離，特別在精加工時(shí)，同一表面一定要連續(xù)切削加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，則要注意程序的靈活安排。③循環(huán)切除余量數(shù)控車削中應(yīng)根據(jù)毛坯類型和工件形狀確定切除余量的方法，以達(dá)到減少走刀次數(shù)，提高加工效率的目的。盤類零件安排走刀路線的原則是徑向走刀、軸向進(jìn)刀，與軸套類零件相反，如圖14所示。這種方法實(shí)質(zhì)上是采用輪廓仿形車削的方式，如圖15所示。這樣可避免因車刀升降而影響螺距的穩(wěn)定。圖17所示為粗車工件時(shí)3種不同的切削路線，其中圖（a）所示為利用數(shù)控車削系統(tǒng)具有的封閉式復(fù)合循環(huán)指令控制車刀沿零件輪廓加工的切削路線，圖（b）所示為利用其程序循環(huán)功能安排的 “三角形”軌跡加工的切削路線，圖（c）所示為利用矩形循環(huán)指令加工的切削路線。 在快速運(yùn)動(dòng)中，首先應(yīng)考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的安全性，即在退刀過(guò)程中不能與工件發(fā)生碰撞；然后考慮縮短快速運(yùn)動(dòng)時(shí)間，使退刀路線最短。③軸—徑向退刀方式，適用于鏜孔等加工的退刀，軸—徑向退刀方式的順序與徑—軸向退刀方式恰好相反。為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡可能使用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片，以減少換刀時(shí)間