仿形轮廓数控车削的编程与加工技巧

如图2－24所示的零件，未注长度尺寸允许偏差±0.1 mm，未注倒角为C1，未注粗糙度值为Ra3.2μm，毛坯为φ30 mm×120 mm的棒料，材料为45钢。分析零件的加工工艺，完成零件的粗、精加工程序编制，并在数控车床上加工。

1.技术要求分析

该零件图有哪些技术要求？

图2－24　仿形轮廓的轴类零件

二维码立体图视频

2.加工方案

1）装夹方案

加工该零件应采用何种装夹方案？

2）位置点选择

（1）工件零点设置在什么位置最好？

（2）换刀点应设置在什么位置？说出理由。

（3）循环起刀点应设置在什么位置？

3.确定工艺路线

该零件的加工工艺路线应怎样安排？

视频2－3－1：仿形粗车复合固定循环指令（G73）

仿形车削循环加工指令（G73）：主要用于车削固定轨迹的轮廓，这种切削循环可以有效切削铸造成形、锻造成形或已粗加工成形的工件。对不具备类似成形条件的工件，若采用G73指令进行编程与加工，反而会增加刀具在切削过程中的空行程，而且也不便于计算粗车余量。

（1）指令格式：

G73 U（Δi）W（Δk）R（d）；

G73 P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）；

其中：Δi——X向总退刀距离（半径值）；

Δk——Z向总退刀距离；

d——分割次数，这个值与粗加工重复次数相同；

ns——精加工形状程序的第一个段号；

nf——精加工形状程序的最后一个段号；

Δu——X向精加工余量（直径值）；

Δw——Z向精加工余量。

（2）指令说明：

G73复合循环的轨迹如图2－25所示。

刀具从循环起点（G点）开始，快速退刀至D点（在X向的退刀量为Δu／2＋Δi，在Z向的退刀量为Δw＋Δk）；快速进刀至E点（E点坐标值由A点坐标、精加工余量、退刀量Δi和Δk及粗切次数确定）；沿轮廓形状偏移一定值后进行切削至F点；快速返回D1点，准备第二层循环切削；如此分层（分层次数由循环程序指定的参数d确定）切削至循环结束后，快速退回循环起点（G点）。A点和B点间的运动指令指定在从顺序号ns～nf的程序段中。

图2－25　G73指令运行轨迹

①ns～nf程序段中的F、S、T功能在循环时无效，而在G70时有效。

②Δu、Δw精加工余量的正、负判断如图2－26所示。

图2－26　精加工余量的正、负判断

（3）使用内、外圆复合固定循环（G71、G73、G70）的注意事项如下：

①G71固定循环主要用于对径向尺寸要求比较高、轴向尺寸大于径向切削尺寸的毛坯工件进行粗车循环。编程时，X向的精车余量取值一般大于Z向精车余量的取值。有单调递增或单调递减形式的限制。

②G73固定循环主要用于已成形工件的粗车循环，其精车余量根据具体的加工要求和加工形状来确定。G73程序段中，“ns”所指程序段可以向X轴或Z轴的任意方向进刀；G73循环加工的轮廓形状，没有单调递增或单调递减形式的限制。

③使用内、外圆复合固定循环进行编程时，在其ns～nf之间的程序段中，不能含有以下指令：固定循环指令、参考点返回指令、螺纹切削指令、宏程序调用或子程序调用指令。(www.xing528.com)

④执行G71、G73循环时，只有在G71、G73指令的程序段中，F、S、T功能才是有效的，在调用的程序段ns～nf之间编入的F、S、T功能将被全部忽略。相反，在执行G70精车循环时，在G71、G72、G73指令的程序段中，F、S、T功能无效。这时在程序段ns～nf之间编入的F、S、T功能将有效。

⑤在G71、G73程序段中的Δw、Δu是指精加工余量值，该值按其余量的方向有正、负之分，其正、负值是根据刀具位置各进刀、退刀方式来判定的。

练一练

【例2－6】　毛坯为φ50 mm×80 mm的棒料，材料为铝合金。按图2－27所示的零件尺寸编写G73＋G70切削循环加工程序。参考程序见表2－23。

图2－27　零件尺寸

表2－23　参考程序及说明

续表

1.图样分析

如图2－24所示，该零件为由外圆锥面、外圆柱面和圆弧面构成的轴类零件，φ24 mm的外圆表面粗糙度为Ra1.6μm，要求较高，可以通过粗、精加工两工序保证尺寸及粗糙度要求，其余外圆直径和长度均为自由公差，容易保证。

2.加工方案

1）装夹方案

该零件采用三爪自定心卡盘夹持零件的毛坯外圆，确定伸出合适的长度（应将机床的限位距离考虑进去）。零件的加工长度为67 mm，则零件伸出约80 mm装夹后找正工件。

2）位置点

（1）工件零点。设置在工件右端面上。

（2）换刀点。为防止刀具与工件或尾座碰撞，换刀点设置在（X100，Z100）的位置上。

（3）起刀点。零件毛坯尺寸为φ30 mm×120 mm，该零件外轮廓的加工采用循环指令，为了使走刀路线短，减少循环次数，循环起点可以设置在（X32，Z2）的位置上。

3.工艺路线的确定

（1）平端面。

（2）粗车各部分。

（3）沿零件轮廓连续精车。

（4）切断。

4.制定工艺卡片

刀具选择见表2－24刀具卡。

表2－24　刀具卡

车削用量的选择见表2－25工序卡。

表2－25　工序卡

5.编制程序

零件加工的程序如表2－26所示。

表2－26　任务三零件加工参考程序（G73、G70指令）

续表

6.零件加工

按表2－26所示程序加工零件。

教师与学生评价表参见附表，包括程序与工艺评分表、安全文明生产评分表、工件质量评分表和教师与学生评价表。表2－27所示为本工件的质量评分表。

表2－27　工件质量评分表