【正文】 這時(shí)粗加工使用G73循環(huán)指令可以節(jié)省時(shí)間，提高功效。 ② 式中ns —精加工第一個(gè)程序段的段號(hào)；nf —精加工最后一個(gè)程序段的段號(hào)；△u—x軸方向的精加工余量（直徑值）；△w —z軸方向的精加工余量；F—粗車時(shí)進(jìn)給量；S—粗車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速；T——刀號(hào)。 ；△i —x軸方向的退出距離和方向；△k —z軸方向的退出距離和方向；△d —粗切次數(shù)。 4) 精加工循環(huán)指令G70格式：G70 P ns Q nf ； 說明：G70為執(zhí)行G71，G72，G73粗加工循環(huán)指令以后的精加工循環(huán)。在G70指令程序段內(nèi)要給出精加工第一個(gè)程序段的序號(hào)和精加工最后一個(gè)程序段序號(hào)。 如圖所示工件，試用G70，G71指令編程。 圖28 G73循環(huán)指令 刀具補(bǔ)償功能 由于刀具的安裝誤差、刀具磨損和刀具刀尖圓弧半徑的存在等，因此在數(shù)控加工中必須利用刀具補(bǔ)償功能予以補(bǔ)償，才能加工出符合圖紙要求的零件。此外合理的利用刀具補(bǔ)償功能還可以簡(jiǎn)化編程。 刀具功能又稱T功能，它是進(jìn)行刀具選擇和刀具補(bǔ)償?shù)墓δ堋８袷剑? T 刀具號(hào) 刀具補(bǔ)償號(hào)說明： (1) 刀具號(hào)從01~12；刀具補(bǔ)償號(hào)從00 ~16，其中00表示取消某號(hào)刀的刀具補(bǔ)償。 (2) 通常以同一編號(hào)指令刀具號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào)，以減少編程時(shí)的錯(cuò)誤，如T0101表示01號(hào)刀調(diào)用01補(bǔ)償號(hào)設(shè)定的補(bǔ)償值，其補(bǔ)償值存在刀具補(bǔ)償存儲(chǔ)器內(nèi)。數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償功能包括刀具位置補(bǔ)償和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償兩個(gè)方面。 刀具位置補(bǔ)償 刀具的位置補(bǔ)償又稱為刀具偏置補(bǔ)償或刀具偏移補(bǔ)償，亦稱為刀具幾何位置及磨損補(bǔ)償。 在下面三種情況下，均需進(jìn)行刀具位置的補(bǔ)償。 (1) 在實(shí)際加工中，通常是用不同尺寸的若干把刀具加工同一輪廓尺寸的零件，而編程時(shí)是以其中一把刀為基準(zhǔn)設(shè)定工件坐標(biāo)系的，因此必須將所有刀具的刀尖都移到此基準(zhǔn)點(diǎn)。利用刀具位置補(bǔ)償功能，即可完成。 (2) 對(duì)同一把刀來說當(dāng)?shù)毒咧啬ズ笤侔阉鼫?zhǔn)確的安裝到程序所設(shè)定的位置是非常困難的，總是存在著位置誤差。這種位置誤差在實(shí)際加工時(shí)便成為加工誤差。因此在加工前，必須用刀具位置補(bǔ)償功能來修正安裝位置誤差。 (3) 每把刀具在其加工過程中，都會(huì)有不同程度的磨損，而磨損后刀具的刀尖位置與編程位置存在差值，這勢(shì)必造成加工誤差，這一問題也可以用刀具位置補(bǔ)償?shù)姆椒▉斫鉀Q，只要修改每把刀具相應(yīng)存儲(chǔ)器中的數(shù)值即可。 例如某工件加工后外圓直徑比要求的尺寸大（或?。?，()修改相應(yīng)刀具的補(bǔ)償值即可。當(dāng)幾何位置尺寸有偏差時(shí)，修改方法類同。 刀具位置補(bǔ)償一般用機(jī)床所配對(duì)刀儀自動(dòng)完成，也可用手動(dòng)對(duì)刀和測(cè)量工件加工尺寸的方法，測(cè)出每把刀具的位置補(bǔ)償量并輸入到相應(yīng)的存儲(chǔ)器中。當(dāng)程序執(zhí)行了刀具位置補(bǔ)償功能后，刀尖的實(shí)際位置就代替了原來的位置。 注意：刀具位置補(bǔ)償一般是在換刀指令后第一個(gè)含有移動(dòng)指令的程序段中進(jìn)行，或者說刀具位置補(bǔ)償是在上個(gè)程序段的執(zhí)行過程中完成的。圖29 刀具補(bǔ)償例如： N50 G00 X50 Z76 T0100；該程序段中沒有刀具補(bǔ)償，刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡如上圖 (a)中實(shí)線所示，即從P0運(yùn)動(dòng)到P1。 N50 G00 X50 Z76 T0101；刀具運(yùn)動(dòng)結(jié)果如圖 (a)中虛線所示，刀尖從運(yùn)動(dòng)到。如果下一個(gè)程序段是車φ50外圓，那么刀尖由點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，加工出的零件表面是符合零件圖樣要求的。 N50 G00 X50 Z76 T0100。 N60 G01 Z15 T0101。對(duì)上兩段執(zhí)行完N50程序段后，刀尖從P0運(yùn)動(dòng)到P1 ，執(zhí)行N60時(shí)再進(jìn)行刀具補(bǔ)償，切削出的工件表面P1 必然是圓錐面，如上圖 (b)中虛線所示，故加工出的是不合格的零件 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償 為提高刀具壽命和降低加工表面的粗糙度Ra的值， ~ 。編程時(shí)以理論刀尖點(diǎn)P （又稱刀位點(diǎn)或假想刀尖點(diǎn)：沿刀片圓角切削刃作X、Z兩方向切線相交于P點(diǎn)）來編程，數(shù)控系統(tǒng)控制P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。而切削時(shí)，實(shí)際起作用的切削刃是圓弧的各切點(diǎn)，這勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生加工表面的形狀誤差。 而刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能就是用來補(bǔ)償由于刀尖圓弧半徑引起的工件形狀誤差。刀尖圓弧對(duì)車削工件的影響： ① 車削工件的右端面和外圓柱面車削出的工件沒有形狀誤差和尺寸誤差，因此可以不考慮刀尖半徑補(bǔ)償。 ② 車削工件的圓錐面和圓弧面影響到工件的加工精度，而且刀尖圓弧半徑越大，加工誤差越大。 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)姆较?圖210表示了刀尖半徑補(bǔ)償?shù)膬煞N不同方向。① 如果刀尖沿ABCDE運(yùn)動(dòng)（圖a ），順著刀尖運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件的右側(cè)，即為刀具的右補(bǔ)償。用G42指令刀尖半徑右補(bǔ)償。 ② 如果刀尖沿FGHI運(yùn)動(dòng)（圖b），順著刀尖運(yùn)動(dòng)方向看，刀具在工件的左側(cè)，即為刀具的左補(bǔ)償。用G41指令刀尖半徑左補(bǔ)償。 ③ 如果取消刀具的左補(bǔ)償或右補(bǔ)償，可用G40指令編程，則車刀軌跡按理論刀尖點(diǎn)軌跡運(yùn)動(dòng)。 a ) b)圖210 刀尖圓弧半徑補(bǔ)償方向刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒒蛉∠噶罡袷?格式： X（U）＿ Z（W）＿ T＿ F＿ ； 說明： (1) 刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒒蛉∠仨氃谖灰埔苿?dòng)指令(G00、G01)中進(jìn)行。 X(U)、Z(W)為建立或取消刀補(bǔ)程序段中刀具移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)；T代表刀具功能，如T0707是用7號(hào)刀并調(diào)用7號(hào)補(bǔ)償值建立刀補(bǔ)；F表示進(jìn)給速度，用G00編程時(shí)，F(xiàn)值可省略。G4G4G40均為模態(tài)指令。(2) 刀具半徑補(bǔ)償和刀具位置補(bǔ)償一樣，其實(shí)現(xiàn)過程分為三大步驟，即刀補(bǔ)的建立、刀補(bǔ)的執(zhí)行和刀補(bǔ)的取消。 (3) 若指令刀具在刀尖半徑大于圓弧內(nèi)側(cè)移動(dòng)，程序?qū)⒊鲥e(cuò)。 (4) 由于系統(tǒng)內(nèi)部只有兩個(gè)程序段的緩沖存儲(chǔ)器，因此在刀具執(zhí)行刀補(bǔ)過程中，不允許在程序里連續(xù)編制兩個(gè)以上沒有移動(dòng)的指令、以及單獨(dú)編寫的M、S、T程序段等。 例：車削如圖所示零件，采用刀具半徑補(bǔ)償指令編程 圖211 半徑補(bǔ)償指令實(shí)例例：應(yīng)用刀尖圓弧自動(dòng)補(bǔ)償功能加工圖示零件。圖222 半徑補(bǔ)償指令練習(xí) 車削加工編程實(shí)例分析下圖典型軸類零件的數(shù)控車削加工工藝，并編寫其精加工程序，工件右端中心點(diǎn)O為工件坐標(biāo)原點(diǎn)，02號(hào)刀為基準(zhǔn)刀，該刀尖的起始位置為(280，130)。 圖223 車削零件 零件圖工藝分析該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)格的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面S50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀(線輪廓)誤差的作用。，輪廓描述清楚。零件材料為45號(hào)鋼，無熱處理和硬度要求。通過上述分析，采取以下幾點(diǎn)工藝措施。(1) 對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)公差等級(jí)(IT7~IT8)要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編 程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。 (2) 在輪廓曲線上，有三處為過象限圓弧，其中兩處為既過象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。 (3) 為便于裝夾，毛坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分(雙點(diǎn)畫線部分)，右端面也應(yīng)先車出并鉆好中心孔。毛坯選60mm棒料。 確定裝夾方案 確定毛坯件軸線和左端大端面(設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動(dòng)頂尖支承的裝夾方式。 確定加工順序 加工順序按由粗到精的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車()，然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。該零件是從右到左沿零件表面輪廓進(jìn)給加工 數(shù)值計(jì)算 為方便編程，可利用AutoCAD畫出零件圖形，然后取出必要的基點(diǎn)坐標(biāo)值；利用公式對(duì)螺紋大徑、小徑進(jìn)行計(jì)算。 (1) 基點(diǎn)計(jì)算。，則A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)分別為：XA= 40mm、ZA=69 mm；XB= mm、ZB=99 mm；XC=56 mm、ZC= mm。 (2) 螺紋大徑d小徑d2計(jì)算。 d1= d=(2)mm=mm； d2= =(2)mm= 選擇刀具(1) 粗車、精車均選用35176。菱形涂層硬質(zhì)合金外圓車刀，副偏角48176。，為防止與工件輪廓發(fā)生干涉，必要時(shí)應(yīng)用AutoCAD作圖檢驗(yàn)。 (2) 車螺紋選用硬質(zhì)合金60176。外螺紋車刀， 選擇切削用量(1) 背吃刀量。粗車循環(huán)時(shí)，確定其背吃刀量ap=2mm；精車時(shí)，確定其背吃刀量ap=。 (2) 主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量。車直線和圓弧輪廓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速：查表并取粗車時(shí)的切削速度v=90m/min，精車時(shí)的切削速度v=120m/min，根據(jù)坯件直徑(精車時(shí)取平均直徑)，利用式n=1000v/ 計(jì)算，并結(jié)合機(jī)床說明書選取。粗車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min，精車時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=1200r/min。車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速：按公式nP≤1200(n為主軸轉(zhuǎn)速，P為螺距)，取主軸轉(zhuǎn)速n=320r/min。 進(jìn)給速度：粗車時(shí)選取進(jìn)給量f = mm/r，精車時(shí)選取f = mm / r。車螺 紋的進(jìn)給量等于螺紋導(dǎo)程，即f = 2mm/r。 數(shù)控加工工藝文件的制定(1) 數(shù)控加工工序卡片圖224 數(shù)控加工工序卡片(2) 數(shù)控加工刀具卡片圖225 數(shù)控加工刀具卡片 精加工程序 O3000； N010 G50 X280 Z130； N020 M04 S1200 T0200； N030 G00 X26 Z3 M08； N040 G42 G01 Z0 T0202 ； N050 Z2； N060 Z18N070 X26 Z20； N080 W5； N090 U10 W10；N100 W10； N110 G02 U6 W9 R15； N120 G02 X40 Z69 R25； N130 G03 Z99 R25； N140 G02 X34 W9 R15 N150 G01 W5 N160 X56 N170 Z165 N180 G40 G00 U10 T0200 M05 M09； N190 G28 U2 W2； N200 M04 S320 T0300； N210 G00 X40 Z3 T0303 M08； N220 G92 Z22 F2； N230 ； N240 ； N250 ； N260 ； N270 G00 X45 T0300 M09；N280 G28 U2 W2； N290 M30； 第3章 結(jié)論與展望 結(jié)論對(duì)于一個(gè)零件來說并非全部加工工藝過程合在數(shù)床上完成，而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。在數(shù)控加工中無論是手工編程還是自動(dòng)編程，編程以前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。 同時(shí)在編程中，對(duì)一些工藝問題（如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等）也需做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一向十分重要的工作。 展望希望通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以讓同學(xué)們了解數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處理的基本概念和基本內(nèi)容，數(shù)控編程方法、內(nèi)容和步驟。重點(diǎn)讓學(xué)生了解數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處理的方法，數(shù)控加工工藝文件的制定，數(shù)控車床、數(shù)控銑床的手工編程知識(shí)。當(dāng)在生產(chǎn)實(shí)際中遇到具體問題時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的編程知識(shí)，合理而又靈活地去解決實(shí)際問題。 參考文獻(xiàn)[1] 《金屬切削原理與刀具》 陸劍中 孫家寧，機(jī)械工業(yè)出版社，第四版[2] 《數(shù)控編程》 李義德，清華大學(xué)出版社，2006[3] 《數(shù)控加工工藝》 趙長(zhǎng)旭，西安電子科技大學(xué)出版社，2009致謝本設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師朱強(qiáng)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在此，特向朱老師表達(dá)我崇高的敬意和衷心的感謝。班景龍2012年5月 52 / 52