圆弧成形面零件加工编程优化技巧

例1 圆弧成形面零件1如图2-4所示，试编写数控加工程序。

图2-4 圆弧成形面零件1

1.零件分析

该工件为球面、圆弧面零件，其成品最大直径为ϕ28 mm，毛坯为ϕ30mm×98mm的圆柱棒料。装夹时注意控制毛坯外伸量，提高装夹刚性。

2.工艺分析

先左端装夹，从右端开始车外圆轮廓，切螺纹退刀槽，车螺纹，然后调头装夹，加工左端的球面和圆弧面。粗加工每次背吃刀量为1.5mm，粗加工进给量为0.2mm/r，精加工进给量为0.1mm/r，精加工余量为0.5mm。

【加工工序】

1）车右端面。毛坯用自定心卡盘找正、夹紧，平右端面，用试切法对刀。

2）从右至左粗加工ϕ20mm、R50mm、ϕ28mm外圆轮廓，留0.5mm精加工余量。

3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。

4）切螺纹退刀槽。

5）加工螺纹至图样要求。

6）调头装夹，保证总长（95±0.03）mm。

7）粗加工SR11mm球面及R7mm圆弧面等外轮廓，留0.5mm精加工余量。

8）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。

9）去毛刺，检测工件各项尺寸要求。

3.参考程序

【工件坐标系原点】分别以左右端面回转中心为工件坐标系原点。

【刀具】T01：外圆车刀；T02：外圆车刀（精车）；T03：外切槽刀（刀宽4mm）；T04：外螺纹车刀。刀补号与刀号一一对应。

加工右端外轮廓程序：

O0002；

G99 G21；（定义米制输入、每转进给方式编程）

T0101；（换T01号外圆车刀）

M03 S800；（主轴正转，n=800r/min）

G00 X32.Z2；（快速点定位）

G71 U 1.5.R1.；（外径粗加工循环）

G71 P100 Q 200 U0.5 W0.1 F0.2 M08；（外径粗加工循环）

N100 G00 X 17.8 S1500 F0.1；（精车路线N100～N200）

G01 Z0.；

X19.8.W-1.；（倒角）

Z-24.；

G02 X28.Z-44.R50.；G01 Z-66.

N200 X32.（精车路线N100～N200）

T0202；（换T02号外圆车刀，并调用2号刀补）

G70 P100 Q 200；（用G70循环指令进行精加工）

G00 X100.Z100.；（快速返回到换刀点）

M03 S600；（主轴正转，n=600r/min）

G00 X22.Z-24.；（快速点定位）

G01 X15.；

G04 X2.0；（暂停2S）

G01 X24.；

G00 X100.Z100.；（快速返回到换刀点）

T0404；（换T01号外螺纹车刀）

G00 X 22.Z3.S700；（快速点定位，主轴正转，n=700r/min）

G92 X19.1 Z-22.F2.；（G92指令螺纹循环加工）

X18.5；

X17.9；

X17.5；

X17.4；

G00 X100.Z100.M09；（快速返回到换刀点，切削液关）

M30；（程序结束，返回到程序头）

加工左端外轮廓程序：

O0003；

G99 G21；（定义米制输入、每转进给方式编程）

T0101；（换T01号外圆车刀）

M03 S800；（主轴正转，n=800r/min）

G00 X32.Z2.M08；（快速点定位，切削液开）

G73 U15.W0 R10.；（外轮廓粗加工循环）

G73 P100 Q200 U0.5 W0 F0.2；（外轮廓粗加工循环）

N100 G00 X0 S1500 F0.1；（精车路线N100～N200）G03 X15.22 Z-18.94 R11.；G02 X24.9 Z-31.R7；G01 X26.；

N200 U4.W-2.；（精车路线N100～N200）

T0202；（换T02号外圆车刀，并调用2号刀补）

G70 P100 Q200；（精车路线N100～N200）

G00 X100.Z100.M09；（快速返回到换刀点，切削液关）

M30；（程序结束，返回程序头）

例2 圆弧成形面零件2如图2-5所示，试编写数控加工程序。

1.零件分析

该工件最大直径为ϕ45mm，毛坯可以采用ϕ50mm的棒料，加工后切断即可，这样可以节省装夹料头，并保证各加工表面间具有较高的相互位置精度。装夹时注意控制毛坯外伸量，提高装夹刚性。

图2-5 圆弧成形面零件2

2.工艺分析

由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大，可应用恒线速度切削功能，以提高加工质量和生产效率。从右端至左端轴向走刀车外圆轮廓，粗加工每次背吃刀量为1.2mm，粗加工进给量为0.3mm/r，精加工进给量为0.1mm/r。

【加工工序】

1）车端面。将毛坯找正、夹紧，用外圆端面车刀平右端面，用试切法对刀。

2）从右端至左端粗加工外圆轮廓，留0.5mm精加工余量。

3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。

4）去毛刺，检测工件各项尺寸要求。

3.参考程序

【工件坐标系原点】工件右端面回转中心。

【刀具】T01：外圆车刀（粗车）。

O0001；

N10 G99 G21；（定义米制输入、每转进给方式编程）

N20 M03 S600；（主轴正转，n=600r/min）

N25 T0101；（换T01号外圆车刀，并调用1号刀补）

N30 G50 S1500；（最大主轴转速为1500r/min）

N40 G96 S180；（恒表面速度切削）

N50 G00 X52.0 Z2.0；（快速点定位）

N60 G71 U1.2 R0.5；（用G71循环指令进行粗加工）

N70 G71 P80 Q170 U0.2 W0.05 F0.3；（用G71循环指令进行粗加工）

N80 G00 X0；（精车路线N80～N170）

N90 G01 Z0 F 0.1；

N100 G03 X20.0 Z-10.0 R10.0；

N110 G01 Z-20.0；

N115 X31.0.；

N120 X35.0 W-2.0；

N130 Z-35.0；

N140 X45.0 W-15.0；

N150 Z-65.0；

N160 X50.0；

N170 G00 X52.0；（精车路线N80～N170）

N180 S1500 M03；（主轴正转，n=1500r/min）

N190 G70 P80 Q170；（用G70循环指令进行精加工）

N200 G00 X100.0 Z100.0；（快速返回到换刀点）

N210 M30；（程序结束，返回程序头）

例3 圆弧成形面零件3如图2-6所示，试编写数控加工程序。

1.零件分析

该工件最大直径为ϕ36mm，毛坯可以采用ϕ40mm的圆柱棒料，加工后切断即可，这样可以节省装夹料头，并保证各加工表面间具有较高的相互位置精度。装夹时注意控制毛坯外伸量，提高装夹刚性。

图2-6 圆弧成形面零件3

2.工艺分析

由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大，可应用恒线速度切削功能，以提高加工质量和生产效率。从右端至左端轴向走刀车外圆轮廓，粗加工每次背吃刀量为1mm，精加工余量为0.5mm。

【加工工序】

1）车端面。将毛坯找正、夹紧，用外圆端面车刀平右端面，并用试切法对刀。

2）从右至左粗加工外圆轮廓，留0.5mm精加工余量。

3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。

4）切断并保证总长尺寸要求。

5）去毛刺，检测工件各项尺寸要求。

3.参考程序

【工件坐标系原点】工件右端面回转中心。

【刀具】T01：外圆车刀（粗车）；T02：外切槽刀（刀宽4mm）。

O0001；

N10 G99 G21；（定义米制输入、每转进给方式编程）

N20 T0101 M03 S700；（换T01号外圆车刀，主轴正转，n=700r/min）

N30 G00 X42 Z2；（快速点定位）

N40 G71 U2 R1；（外径粗加工循环）

N50 G71 P60 Q130 U0.5 W0.2 F0.3；（外径粗加工循环）

N60 G01 X0 F0.1；（精车路线N60～N130）

N70 Z0；

N80 G03 X24 Z-12 R12；

N90 G01 Z-20；

N100 G01 X32 Z-40；

N110 G02 X32 Z-53 R20；

N120 G02 X36 Z-58 R10；

N130 G01 Z-53；（精车路线N60～N130）(www.xing528.com)

N150 M03 S1000；（主轴正转，n=1000r/min）

N160 G70 P60 Q130；（用G70循环指令进行精加工）

N170 G00 X100 Z100；（快速返回到换刀点）

N180 T0202 M03 S500；（换T02号外切槽刀，主轴正转，n=500r/min）

N190 G00 X42 Z-20；（快速点定位）

N200 G01 X20 F0.15；（切槽）

N210 G04 X3；（暂停3s）

N220 G01 X47；

N230 G00 X100 Z100；（快速返回到换刀点）

N240 T0303 S500；（主轴正转，n=500r/min）

N250 G00 X45 Z-51；（快速点定位）

N260 G01 X-1 F0.1；（切断）

N270 G00 X100 Z100；（快速返回到换刀点）

N280 M30；（程序结束，返回程序头）

例4 圆弧成形面零件4如图2-7所示，试编写数控加工程序

1.零件分析

该工件最大直径为ϕ45mm，毛坯可以采用ϕ50mm的棒料，加工后切断即可，这样可以节省装夹料头，并保证各加工表面间具有较高的相互位置精度。装夹时注意控制毛坯外伸量，提高装夹刚性。

2.工艺分析

由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大，可应用恒线速度切削功能，以提高加工质量和生产效率。从右端至左端轴向走刀车外圆轮廓，切螺纹退刀槽，车螺纹，最后切断。粗加工每次单边吃刀量为1mm，精加工余量为0.5mm。

【加工工序】

1）车端面。将毛坯找正、夹紧，用外圆端面车刀平右端面，并用试切法对刀。

2）从右端至左端粗加工外圆轮廓，留0.5mm精加工余量。

图2-7 圆弧成形面零件4

3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。

4）切螺纹退刀槽。

5）加工螺纹至图样要求。

6）切断并保证总长尺寸要求。

7）去毛刺，检测工件各项尺寸要求。

3.参考程序

【工件坐标系原点】工件右端面回转中心。

【刀具】T01：外圆车刀（粗车）；T02：外切槽刀（刀宽5mm）；T03：外螺纹车刀。

O0003；

N10 G98 G21；（定义米制输入、每分钟进给方式编程）

N20 T0101 M03 S700；（换T01号外圆车刀，主轴正转，n=700r/min）

N30 G00 X42 Z2；（快速点定位）

N40 G71 U1.5 R1；（用G71循环指令进行粗加工）

N50 G71 P60 Q120 U0.5 W0.5 F150；（用G71循环指令进行粗加工）

N60 G01 X20；

N70 Z0；

N80 X24 Z-2；

N90 Z-40；

N100 G03 X40 Z-56 R20；

N110 G01 X40 Z-64；

N115 X45 Z-70；

N120 Z-85；

N130 M03 S1100；

N140 G70 P60 Q120；（用G70循环指令进行精加工）

N150 G00 X100；（退刀）

N160 Z100；（退刀）

N180 T0202 S400；（换T02号5mm外切槽刀，并调用2号刀补）

N190 G00 X52 Z-30；（快速点定位）

N200 G01 X20 F80；（切槽）

N210 G04 X3；（程序暂停3s）

N220 G01 X52；（退刀）

N230 G00 X100.Z100.；（快速返回到换刀点）

N240 T0303 S300；（换T03号外螺纹车刀，并调用3号刀补）

N250 G00 X28 Z2；（快速点定位到螺纹循环起点）

N260 G92 X23.2 Z-27 F1.5；（第一刀车进0.8mm）

N270 X22.6；（第二刀车进0.6mm）

N280 X22.2；（第三刀车进0.4mm）

N290 X22.04；（第四刀车进0.16mm）

N310 G00 X100 Z100；（快速返回到换刀点）

N320 T0202 S500；（主轴正转，n=500r/min）

N330 G00 X52 Z-80；（快速点定位）

N340 G01 X-1 F150；（切断）

N350 G00 X100；（退刀）

N360 Z100；（退刀）

N370 M05 M09；（主轴停止，切削液关）

N380 M30；（程序结束，返回程序头）

例5 圆弧成形面零件5如图2-8所示，试编写数控加工程序

1.零件分析

该工件最大直径为ϕ40mm，毛坯可以采用ϕ42mm的圆柱棒料，加工后切断即可，这样可以节省装夹料头，并保证各加工表面间具有较高的相互位置精度。装夹时注意控制毛坯外伸量，提高装夹刚性。

2.工艺分析

从右至左轴向走刀车外圆轮廓，切螺纹退刀槽，车螺纹，最后切断。粗加工每次背吃刀量为1.5mm，粗加工进给量为0.2mm/r，精加工进给量为0.1mm/r，精加工余量为0.5mm。

图2-8 圆弧成形面零件5

【加工工序】

1）车端面。将毛坯找正、夹紧，用外圆端面车刀平右端面，用试切法对刀。

2）从右端至左端粗加工外圆轮廓，留0.5mm精加工余量。

3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。

4）切螺纹退刀槽。

5）加工螺纹至图样要求。

6）切断并保证总长尺寸要求。

7）去毛刺，检测工件各项尺寸要求。

3.参考程序

【工件坐标系原点】工件右端面回转中心。

【刀具】T01：外圆车刀（粗车）；T02：外切槽刀（刀宽4mm）；T03：外螺纹车刀。

O0004；

N10 G99 G21；（定义米制输入、每转进给方式编程）

N20 M03 S600；（主轴正转，n=600r/min）

N25 T0101；（换T01号外圆车刀，并调用1号刀补）

N30 G50 S1500；（最大主轴转速为1500r/min）

N40 G96 S180；（恒表面速度切削）

N50 G00 X45 Z2.；（快速点定位）

N60 G71 U1.5 R1；（用G71循环指令进行粗加工）

N70 G71 P80 Q190 U0.5 W0.2 F0.2；（用G71循环指令进行粗加工）

N80 G00 X0；

N90 G01 Z0 F0.05；

N100 G03 X17.83 Z-10.22 R9；

N110 G02 Z-15 R5.0；

N115 G01 X26 Z-25；

N120 X32；

N130 Z-60；

N140 X38；

N150 Z-70.；

N160 X40.；

N170 Z-78；

N180 X42；

N190 G40 X44；

N200 G70 P80 Q190；（用G70循环指令进行精加工）

N210 G00 X100；（X向快速退刀）

N220 Z100；（Z向快速退刀）

N230 M3 S400 T0202；（换T02号外切槽刀，主轴正转，n=400 r/min）

N240 G00 X45 Z-60；

N250 G01 X28 F0.1；（切槽）

N260 G00 X00；（X向快速退刀）

N270 Z100；（Z向快速退刀）

N280 T0303 M3 S300；（换T03号外螺纹车刀，主轴正转，n=300 r/min）

N290 G00 X32 Z24；（快速定位到螺纹起刀点）

N300 G92 X31.8 Z-56 F1.5；（用螺纹加工循环指令G92车螺纹，螺纹导程1.5mm）

N310 X31.2；（车进0.6mm）

N320 X30.8；（车进0.4mm）

N330 X30.64；（车进0.16mm）

N340 G00 X100（X向快速退刀）

N350 Z100；（Z向快速退刀）

N360 T0202 S300；（换T02号4mm外切槽刀，主轴正转，n=300 r/min）

N370 G00 X45 Z-79；

N380 G01 X-1 F150；（切断）

N390 G00 X100；（X向快速退刀）

N400 Z100；（Z向快速退刀）

N410 M05 M09；（切削液关，主轴停转）

N420 M30；（程序结束，返回程序头）