打造独一无二的饰品葫芦——加工技巧

一、任务引入

制订如图4-2-61 所示零件的加工工艺方案，应用G73、G70 指令编写程序并加工，毛坯选用φ30 mm×70 mm 的铝棒。

二、相关知识

1.车削内凹结构工件对刀具角度的要求及车刀的选择

在加工具有内凹结构工件时（如图4-2-62 所示）。为了保证刀具后刀面在加工过程中不与工件表面发生摩擦，往往要求刀具的副偏角κ′r较大（κ′r＞β），由于刀具的主偏角κr一般取值在90°～93° 范围内，所以应选择刀尖角εr较小的刀具，俗称“菱形刀”。

图4-2-61　饰品葫芦

图4-2-62　内凹结构工件对刀具角度的要求

实际生产和实训中可根据实际选择焊接车刀，按加工要求磨出相应的副偏角κ′r，也可以选择机夹车刀。常用的数控机夹车刀如图4-2-63 所示，刀片的刀尖角有80° （C 型）、55° （D 型）、35° （V 型）三种。

2.仿形粗车复合循环（G73）

（1）指令格式

G73 U（Δi）W（Δk）R（d）；

G73 PQUWF_；

其中：Δi——X 轴方向退刀量的大小和方向（半径量指定），该值是模态值；

Δk——Z 轴方向退刀量的大小和方向，该值是模态值；

d——分层次数（粗车重复加工次数）；

其余参数请参照G71 指令。

例：G73 U3 R3；

G73 P100 Q200 U0.3 W0.05 F0.2；

图4-2-63　内凹轮廓用刀具

（a）菱形外圆车刀；（b）菱形内孔车刀

（2）指令的运动轨迹及工艺说明

G73 复合循环的轨迹如图4-2-64 所示。

①刀具从循环起点（点C）开始，快速退刀至点D （在X 轴方向的退刀量为Δu/2 ＋Δi，在Z 轴方向的退刀量为Δk ＋Δw）。

图4-2-64　G73 复合循环的轨迹

②快速进刀至点E （点E 的坐标值由点A 的坐标值、精加工余量、退刀量Δi 和Δk 及粗切次数确定）；

③沿轮廓形状偏移一定值后进行切削至点F。

④快速返回点G，准备第二层循环切削。

⑤如此分层（分层次数由循环程序中的参数d 确定）切削至循环结束后，快速退回循环起点（点C）。

⑥G73 循环主要用于车削固定轨迹的轮廓。这种复合循环，可以高效地切削铸造成形、锻造成形或已粗车成形的工件。对不具备类似成形条件的工件，若采用G73 进行编程与加工，不但会增加刀具在切削过程中的空行程，而且也不便计算粗车余量。

⑦G73 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。

⑧G73 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（G71、G72、G73、G70）时的注意事项

①选用内、外圆复合固定循环，应根据毛坯的形状、工件的加工轮廓及其加工要求适当进行。

●G71 固定循环主要用于对径向尺寸要求比较高、轴向切削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 轴方向的精车余量取值一般大于Z 轴方向精车余量的取值，参见程序“O0205”。

●G72 固定循环主要用于对端面精度要求比较高、径向切削尺寸大于轴向切削尺寸的毛坯工件进行粗车循环。编程时，Z 轴方向的精车余量取值一般大于X 轴方向精车余量的取值，参见程序“O0207”。

●G73 固定循环主要用于已成形工件的粗车循环。精车余量根据具体的加工要求和加工形状来确定，参见程序“O0208”。

②使用其他内、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（G73 指令除外）或子程序调用指令。(www.xing528.com)

③执行G71、G72、G73 循环时，只有在G71、G72、G73 指令的程序段中F、S、T 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，G71、G72、G73 程序段中指令的F、S、T 功能无效，这时，F、S、T 的值取决于程序段ns～nf之间编入的F、S、T 功能。

④在G71、G72、G73 程序段中，Δd （Δi）、Δu 都用地址符U 进行指定，而Δk、Δw 都用地址符W 进行指定，系统是根据G71、G72、G73 程序段中是否指定P、Q 来区分Δd（Δi）、Δu 及Δk、Δw 的。当程序段中没有指定P、Q 时，该程序段中的U 和W 分别表示Δd（Δi）和Δk；当程序段中指定了P、Q 时，该程序段中的U、W 分别表示Δu 和Δw。

⑤在G71、G72、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。另外，G73 指令中的Δi、Δk 值也有正、负之分，其正负值是根据刀具位置和进退刀方式来判定的。

4.G71、G72 及G73 指令的选用方法

G71、G72 及G73 指令均为粗加工循环指令，G71 和G72 指令主要用于加工棒料毛坯，G73 指令主要用于加工毛坯余量均匀的铸造、锻造成形工件。G71、G72 及G73 指令的选择原则主要看余量的大小及分布情况，选择不当会导致空走刀轨迹很多。

5.选择恒线速度加工G96，达到图样表面粗糙度

指令格式：G50 S_；（限制主轴最高转速）

G96 S_；（恒线速度，m/min）

G97；（恒转速，r·min-1）

例：G50S1500；

G96S150；

…

G97；

三、任务实施

1.编程准备

（1）分析零件图样

该工件表面由直线、圆弧表面组成，加工后不但要符合图纸尺寸要求，而且要求圆弧顶端没有凸台。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。工件材料为铝棒。外轮廓形状采用外轮廓循环指令G73、G70 即可完成编程。

（2）工艺分析

工件轮廓简单，首先完成工件右轮廓，完成R2.36 mm、R1 mm、R5.96 mm、R1.2 mm、R7.54 mm、R1 mm 圆弧和φ4.72 mm、φ11.89 mm 外圆的加工。卸下工件，用铣床加工φ2 mm的孔，通过车床二次装夹，换切槽刀，完成长度为34 mm 的尺寸要求。注：切断、退刀应先退出X 轴。

（3）夹具分析

工件为一般轴套类工件，采用三爪自定心卡盘装夹，装夹方便、快捷，定位精度高。

（4）刀具选择

粗、精加工都选用93° （副偏角为47°）外圆车刀。

（5）切削用量

切削用量推荐值有：粗加工切削速度n=700 r·min-1，进给量f=0.15 mm·r-1；精加工切削速度取n=1 200 r·min-1，进给量f=0.1 mm·r-1。在加工时，切削速度和进给量可以通过操作面板上的“倍率”修调按键随时调整。

2.编写数控加工工艺

填写数控加工工艺卡，如表4-2-23 所示。

表4-2-23　饰品葫芦数控加工工艺卡

续表

3.编写加工程序

①选择编程原点。如图4-2-65 所示，选择工件右端面的中心作为工件编程原点。精车轨迹为O-A-B-C-D-D-F-G-H。

图4-2-65　饰品葫芦精车轨迹

②X 轴方向精车余量留0.5 mm，Z 轴方向精车余量为0 mm，循环起点定在（32，2）。

③编制数控加工程序。采用G73、G70 编程指令编写的数控车床加工程序见表4-2-24。

表4-2-24　饰品葫芦数据加工程序

续表

四、加工练习

车削如图4-2-66 所示的宫廷酒杯，毛坯尺寸为φ40 mm×120 mm，材料为铝棒。

图4-2-66　宫廷酒杯