项目2外轮廓加工;任务四圆弧类零件加工;本任务加工如图所示零件,毛坯尺寸为φ55mm×65mm,材料为45钢。该零件需要加工φ50mm、φ44mm和φ40mm外圆,R5mm和R2mm圆弧,以及控制长度15mm、30mm、60mm。由于该零件含有圆弧外形,仅用G01指令无法满足加工要求,需要学习运用圆弧插补指令G02、G03。;一、圆弧插补指令G02/G03;2.指令说明
(1)顺时针圆弧与逆时针圆弧的判别
在使用圆弧插补指令时,需要判断刀具是沿顺时针方向还是逆时针方向加工零件。判别方法是:从圆弧所在平面(数控车床为XZ平面)的另一个轴(数控车床为Y轴)的正方向看该圆弧,顺时针方向为G02,逆时针方向为G03。在判别圆弧的顺逆方向时,一定要注意刀架的位置及Y轴的方向,如下图所示。;(2)圆心坐标的确定
圆心坐标I、K值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在X、Z轴向上的投影,如下图所示。I、K为增量值,带有正负号,且I值为半径值。I、K的正负取决于该矢量方向与坐标轴方向的异同,相同的为正,相反的为负。若已知圆心坐标和圆弧起点坐标,则I=X圆心-X起点(半径差),K=Z圆心-Z起点。下图中I值为-10,K值为-20。;(3)圆弧半径的确定
圆弧半径R有正值与负值之分。当圆弧所对的圆心角小于或等于180°时,R取正值;当圆弧所对的圆心角大于180°并小于360°时,R取负值,如下图所示。通常情况下,在数控车床上所加工的圆弧的圆心角小于180°。;3.实例
编制如下图所示圆弧精加工程序。;
;;当圆弧圆心角比较大时,要求刀具的副偏角过大,造成刀尖强度下降,此时,也可采用反偏刀进行正反向凹圆弧加工方法(图2-4-10)。这种方法先在凹圆弧中间用切槽刀加工出槽口,再用正向偏刀与反向偏刀进行走刀加工圆弧。对于高精度的凹圆弧,一般选用圆弧刀,按刀具半径补偿进行高精度的圆弧加工(图2-4-11)。;;通过上述分析,可采用以下两点工艺措施:
(1)对图样上给定尺寸,编程时全部取其基本尺寸。
(2)由于毛坯去除余量不是太大,可按照工序集中的原则确定加工工序。其加工工序如下:???端面控制总长(可以在普通车床上加工)→粗、精车左端φ50mm外圆和R2倒角→反头装夹,粗、精车右端R5mm圆弧、φ40mm和φ44mm外圆。
2.确定圆弧的起始点坐标
(1)R2圆弧的起终点坐标(以工件左端面与轴心线的交点为坐标系原点)起点(X46.0,Z0),终点坐标(X50.0,Z-2.0)。
(2)R5圆弧的起终点坐标(以工件右端面与轴心线的交点为坐标系原点)起点(X30.0,Z0),终点坐标(X40.0,Z-5.0)。;3.确定刀具
由于工件外形简单,采用一把90°外圆偏刀就能满足加工要求,具体见下表。;N70X56.0;X向退刀
N80G00G40X100.0Z50.0;快速退至安全点,取消刀尖圆弧半径补偿
N85T0100;取消1号刀补
N90M30;程序结束
2右端加工程序
%0902;程序起始符
N5G50S2000;主轴转速最高为2000r/min
N10G96G94M03S100T0101;主轴正转,线速度为100m/min
N15T0101;选1号刀,执行1号刀补
N20G00G42X56.0Z2.0;快速靠近工件,并建立刀尖圆弧半径右补偿
N30G80X51.0Z-30.0F100;第一次循环粗加工φ44mm外圆
N40X48.0;第二次循环粗加工φ44mm外圆
N50X45.0;第三次循环粗加工
N60X41.0Z-15.0;循环粗加工φ40mm外圆
N70G01;N80G03X46.0Z-5.0R5.0;粗车R5圆弧
N90G01Z0F80;Z向退刀
N100X31.0;X向进刀
N110G03X41.0Z-5.0R5.0;粗车R5圆弧
N120G01Z0;Z向退刀
N130X30.0;X向进刀
N140G03X40.0Z-5.0R5.0F80;精车R5圆弧
N150G01Z-15.0;精车φ40mm外圆
N160X44.0;X