数控加工工艺与编程程俊兰习题答案.doc

复习思考题33-1 车刀刀尖圆弧半径补偿有何意义。数控车床按刀尖对刀，但车刀的刀尖总有一段小圆弧，所以对刀时刀尖的位置是假想刀尖P。编程时按假想刀尖轨迹编程（即工件的轮廓与假想刀尖p重合），而车削时实际起作用的切削刃是圆弧切点A，B，这样就会引起加工表面的形状误差。采用刀具半径补偿功能后可按工件的轮廓线编程，数控系统会自动计算刀心轨迹并按刀心轨迹运动，从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状的影响。3-2 在数控车床上如何对刀？在数控加工生产实践中，常用的对刀的方法有找正法对刀、机外对刀仪对刀、自动对刀等三大类。在数控车床上常采用找正法对刀中的试切法。有用G50、G54和直接刀补来找到工件原点位置三种方法。3-3 完成如图3-53所示零件的粗加工循环。 图3-53 O1001;程序名G54 S800 M03;坐标系设定，主轴正转，转速800r/minT0101;选择1号刀1号刀补G00 X110. Z5.;快速定位到循环起点（110，5）G71 U3.0 R1.5;调用外圆粗加工循环G71，切深3mm，退刀量1.5mmG71 P10 Q20 U1.0 W0.5 F0.15;精加工路线是N10至N20.精加工余量0.5mm，粗加工进给量0.15mm/rN10 G00 X0.;精加工路线第一段，沿X轴进给到零件中心G01 Z0;切削进给到z0X35.;平端面Z-30.;切削35外圆X55. Z-50.;切削锥面Z-65.;切削55外圆G02 X85. Z-80. R15.;切R15圆弧G01 X100. Z-100.;切锥面N20 Z-120.;精加工路线最后一段，切100外圆G00 X100. Z100.;快速返回到（100，100）M30;程序结束 3-4 编写如图3-54所示工件的加工程序。图3-54一、 工艺分析此零件的车削加工包括车端面、倒角、外圆、圆弧过渡面、切槽加工、螺纹加工和切断。 1.选择刀具。根据加工要求需选用三把刀：1号刀车外圆，2号刀切槽，刀刃宽3 mm，3号刀车螺纹。（2）工艺路线 首先粗、精车削外形，然后进行切槽加工，再车螺纹，最后切断。（3）确定切削用量 粗车外圆：主轴转速为S600r/min，进给速度为F0.15 mm/r；精车外圆：主轴转速为S1000r/min，进给速度为F0.05 mm/r。切槽：主轴转速S300 r/min，进给速度为F0.15 mm/r；车螺纹：主轴转速为S200 r/min。（4）数值计算螺纹大径：D大D公称-0.1螺距（60-0.1 5）59.5 mm螺纹小径：D小D公称-1.3螺距（60-1.3 5）53.5 mm螺纹加工引入量6 mm，超越量3mm2）数控编程设定车刀刀尖的起始位置为（100，100），其车削加工程序及程序说明如下：O1002;程序名G54 S600 M03; 设定坐标系，主轴正转，转速600r/minT0101;调用1号刀具1号刀补G00 X100. Z5.;快速定位到粗车外圆的循环起点（100，5）G71 U2.0 R1.0; 粗车外圆G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.15;精加工余量0.25，Z向0.1,粗加工进给量0.15mm/rN10 G00 X0 S1000;精加工路线第1段，精加工主轴转速1000r/minG01 Z0 F0.05;精加工路线第1段，精加工进给量0.05mm/rX57.5.;平端面X59.5. Z-1.;加工C1倒角Z-41.;切外圆X70.;切台阶面Z-60.;切70外圆G02 X90. Z-70. R10.;切R10倒圆弧N20 G01 Z-90.;精加工路线最后一段，切90外圆G70 P10 Q20; 精车外轮廓G00 X 100. Z200.;快速回到换刀点（100，200）T0202 S300; 换2号切槽刀，主轴转速300r/minG00 X75. Z-41.;快速定位到槽正上方（切槽刀左刀尖为刀位点）G01 X53.5 F0.2;X向直线进给切槽到槽深，进给量0.2mm/rG00 X75.;X向退刀到x75Z-38.;Z向定位到Z-38G01 X53.5;第2次切槽Z-41.;槽底Z向进给到Z-41，使槽底光滑G00 X75.;X向退刀X100.Z200.;回换刀点T0303 S200; 换3号螺纹刀，主轴转速200r/minG00 X65. Z6.;定位到螺纹加工循环起点（65，6）G76 P010060 Q200 R150；螺纹加工复合循环，精加工1次，根部无倒角，刀尖角60度，G76 X53.5 Z-38. P3000 Q1000 F5.；螺纹牙型高为3mm，第一刀切深1mm，导程5mmG00 X100. Z100.;回换刀点S300 T0202; 换2号切槽刀，切断主轴转速300r/minG00 X100.快速定位到X100Z-93.;定位到切断位置Z-93G01 X1. F0.15;切断，剩一点轻轻一掰就断G00 X100. Z100.T0200;回换刀点，取消刀补M30;程序结束3-5 图3-55所示零件的毛坯为82mm150mm，试编写其粗、精加工程序。图3-55O1003;程序名G54 S800 M03;设定坐标系，主轴正转，转速800r/minT0101;调用1号刀具1号刀补G00 X90. Z5.;快速定位到粗车外圆的循环起点（90，5）G71 U3.0 R1.5;粗车外圆G71 P10 Q20 U1.0 W0.5 F0.15;精加工余量X向0.5，Z向0.1,粗加工进给量0.15mm/rN10 G00 X0.S1000;精加工路线第1段，精加工主轴转速1000r/min G01 Z0 F0.08;Z向进刀G03 X20. Z-10. R10.;切R10圆弧G01 W-20.;切20外圆G03 X60. W-35. R40.;切R40圆弧面G01 W-20.;切60外圆X80. W-10.;切锥面N20 W-28.;精加工路线最后1段，切80外圆G70 P10 Q20;精加工外轮廓G00 X100. Z100. T0100;回换刀点，取消刀补M30;程序结束3-6 完成图3-56所示零件的加工。（1）毛坯：88mm125mm，45#钢。（2）按零件图制定加工工序。（3）完成加工编程。图3-56工序1：加工右端外圆面、槽及内孔。 工步顺序：先钻孔、再粗、精车车外圆, 切槽, 粗车内孔，精车内孔。 工序2：掉头加工左端外圆面、槽及螺纹。 工步顺序：粗、精车外形，切槽，车螺纹。选择刀具：1号刀为外圆粗车刀，选用80菱形刀片进行外表面粗车。2号刀为20钻头，顶角为120，进行内孔深部的钻削。3号刀为外圆精车刀，选用55菱形刀片。4号刀为内孔的粗精车刀，选用80菱形刀片。5号刀为切槽刀，刀刃宽4mm。6号刀为螺纹刀。切削用量：粗车外表面时主轴转速S=1000 r/min，进给量F=0.15 mm/r。钻孔时的主轴转速S=500 r/min，进给量F=0.1 mm/r。精车外圆时主轴转速S=1400 r/min，进给量F=0.08 mm/r。粗车内孔时主轴转速S=800 r/min，进给量F=0.2 mm/r，精车内孔时主轴转速S=1000 r/min，进给量F=0.1 mm/r。切槽时主轴转速S=500 r/min，进给量F=0.2 mm/r。切螺纹的主轴转速S=300 r/min。数值计算螺纹大径：D大D公称-0.1螺距（60-0.1 1.5）59.85 mm螺纹小径：D小D公称-1.3螺距（60-1.3 1.5）58.05 mm螺纹加工引入量3 mm，超越量2 mmO1004;工序1程序名G50 X200. Z200.;建立坐标系S500 M03 T0202；调用2号刀，钻孔G00 X0.Z10.;定位到（0，10）G01 Z-40. F0.1;钻孔到Z-40，进给量0.1mm/rG00 Z100.;Z向退刀X100. T0200;X向退刀，并取消刀补S1000 T0101;换1号刀，切削外轮廓G00 X90. Z2.;定位到外圆切削循环起点（90，2）G71 U2.0R1.0;G71外圆切削循环G71 P10 Q20 U0.02 W0.01 F0.15;精加工余量0.01mm, 粗加工进给量0.15mm/N10 G00X66.;快速进刀到X66G01 Z0;Z向进刀到Z0X74.平端面G01 X80. Z-3.;加工倒角G01 Z-50.;切80外圆X87.;切台阶面N20 Z-80.;切87外圆G00 X100.Z100.T0100;回换刀点，取消刀补S1400 T0303 F0.08;换3号精车刀，精车外轮廓G00 X90. Z2.;定位到循环起点（90，2）G70 P10 Q20;精加工外轮廓G00 X100. Z100. T0300;回换刀点，取消刀补S500 T0505;换5号切槽刀，主轴转速500r/minG00 X90. Z-50.;定位到槽正上方G01 X69. F0.2;切槽，进给量0.2mm/rG04 X5.0;槽底进给暂停5sG00 X90.;退刀X100.Z100.T0500;回换刀点，取消刀补S800 T0404;换4号内孔车刀，主轴转速800r/minG00 X18. Z5.;定位到内孔加工循环起点（18，5）G71 U2.R1.;粗加工内孔G71 P30 Q40 U-0.02 W0.01F0.2;粗加工进给量0.2 mm/rN30 G00 X58.S1000;精加工主轴转速1000 r/minG01 Z0.F0.1;精加工进给量0.1 mm/rG02 X50.Z-8.R8.;切削R8圆弧G01 Z-25.;切50内圆N40 X18.;X向退刀G70 P30 Q40;精加工内轮廓G00 X100. Z100. T0400;回换刀点，取消刀补M30;程序结束O1005;工序2程序名G50 X200. Z200.;建立坐标系S1000 T0101;调用1号刀1号刀补G00 X90. Z2.;定位循环起点（90，2）G71 U2.0R1.0;G71循环粗加工外轮廓G71 P10 Q20 U0.02 W0.01 F0.15;精加工余量0.01mm，粗加工进给量0.15mm/rN10 G00X30.;快速进刀到X30G01 X40. Z-3.;切倒角G01 Z-15.;切40外圆X55.85.;切端面X59.85 .W-2.;倒角Z-45.;切59.85外圆N20 X87.;切端面G00 X100.Z100.T0100;回换刀点，取消刀补S1400 T0303 F0.08;换精车刀，精车外轮廓G00 X90. Z2.;定位循环起点（90，2）G70 P10 Q20;G70精车循环G00 X100. Z100. T0300;回换刀点，取消刀补S500 T0505;换5号切槽刀G00 X90. Z-45.;定位到槽正上方G01 X57. F0.2;切槽到深度G04 X5.0;槽底暂停5sG00 X90.;退刀X100.Z100.T0500;回换刀点，取消刀补S300 T0606;换6号螺纹刀G00 X65. Z-12.;定位到螺纹加工循环起点（65，-12）G92 X59.2 Z-43.F1.5;切削螺纹第1刀X58.6;切削螺纹第2刀X58.2;切削螺纹第3刀X58.05;切削螺纹第4刀 G00 X100.Z100.T0600;回换刀点，取消刀补 M30;程序结束3-7 试编写图3-57所示小轴的数控加工程序，材料为45钢。图3-57（一） 工艺分析 零件两端都需要加工，故划分为两个工序。因为右端有螺纹，故先加工左端。工序1：粗精加工左端外圆面、切槽。工序2：掉头加工右端外圆面、切槽及螺纹。选择刀具：1号刀为外圆粗车刀，选用80菱形刀片进行外表面粗车。2号刀为外圆精车刀，选用55菱形刀片。3号刀为切槽刀，刀刃宽2mm。4号刀为螺纹刀。切削用量：粗车外表面时主轴转速S=1000 r/min，进给量F=0.15 mm/r。精车外圆时主轴转速S=1400 r/min，进给量F=0.08 mm/r。切槽时主轴转速S=500 r/min，进给量F=0.2 mm/r。切螺纹的主轴转速S=300 r/min。数值计算螺纹大径：D大D公称-0.1螺距（16-0.1 1.5）15.85 mm螺纹小径：D小D公称-1.3螺距（16-1.3 1.5）14.05 mm螺纹加工引入量2 mm，超越量1 mm（二）加工程序O1006;工序1程序名G50 X200. Z200.;设定工件坐标系S1000 T0101;换1号刀1号刀补G00 X30. Z2.;快速定位到外圆循环起点（30，2）G71 U2.0R1.0;G71外圆切削循环G71 P10 Q20 U0.02 W0.01 F0.15;N10N20为精加工路线N10 G00X0.;X向进刀G01 Z0;Z向进刀G01 X15.;平端面X17. Z-1.;加工倒角Z-18.;切17外圆X25.;切端面N20 Z-80.;切25外圆G00 X100.Z100.T0100;回换刀点，取消刀补S1400 T0202 F0.08;换2号精车刀G00 X30. Z2.;定位到循环起点（30，2）G70 P10 Q20;精车外轮廓G00 X100. Z100. T0200;回换刀点，取消刀补S500 T0303;换3号切槽刀G00 X30. Z-18.;定位到槽正上方G01 X16. F0.2;切槽到槽深G04 X5.0;槽底暂停5sG00 X30.;退刀X100.Z100.T0300;回换刀点，取消刀补 M30;程序结束O1007;工序2程序名G50 X200. Z200.;设定工件坐标系S1000 T0101;调用1号刀G00 X30. Z2.;定位到循环起点（30，2）G71 U2.0R1.0;G71粗加工外轮廓G71 P10 Q20 U0.02 W0.01 F0.15;N10N20为精加工路线N10 G00X0.;X向快速进刀G01 Z0;Z向进刀G01 X13.85.;平端面X15.85. Z-1.;加工倒角Z-22.;切15.85外圆X17.;切台阶面Z-40.;切17外圆N20 X25.;切台阶面G00 X100.Z100.T0100;回换刀点，取消刀补S1400 T0202 F0.08;换2号精车刀G00 X30. Z2.;定位到循环起点（30，2）G70 P10 Q20;精车外轮廓G00 X100. Z100. T0200;回换刀点，取消刀补S500 T0303;换3号切槽刀G00 X30. Z-22.;定位到槽正上方G01 X13. F0.2;切槽到槽深G04 X5.0;槽底暂停5sG00 X30.;X向退刀X100.Z100.T0300;回换刀点，取消刀补S300 T0404;换4号螺纹刀G00 X18. Z2.;定位到螺纹加工循环起点（18，2）G92 X15.2 Z-21.F1.5;切削螺纹第1刀X14.6;切削螺纹第2刀X14.4;切削螺纹第3刀X14.05;切削螺纹第4刀G00 X100.Z100.T0400;回换刀点，取消刀补 M30;程序结束3-8 编制如图3-58所示简单回转零件的车削加工程序，包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。零件加工的单边余量为2mm，其左端面25mm为夹紧用。 图3-58O1008;程序名G50 X200. Z200.;建立工件坐标系S1000 T0101;调用1号刀1号刀补G00 X90. Z2.;定位到循环起点（90，2）G71 U2.0R1.0;G71粗切外轮廓G71 P10 Q20 U4.0 W2.0 F0.15;N10N20为精加工路线N10 G00X0.;X向快速进刀G01 Z0;Z向进刀G01 X39.;平端面X45. Z-3.;加工倒角Z-40.;45外圆G02 X50. Z-45. R5.;加工R5倒圆G01 X74.;切台阶面X80. W-3.;加工倒角N20 Z-50.;切80外圆G00 X100.Z100.T0100;回换刀点，取消刀补S1400 T0202 F0.08;换2号精车刀G00 X90. Z2.;定位到循环起点（90，2）G70 P10 Q20;精车外轮廓G00 X100. Z100. T0200;回换刀点，取消刀补M30;程序结束3-9 编制如图3-59所示轴类零件的车削加工程序。加工内容包括粗精车端面、倒角、外圆、锥角、圆角、退刀槽和螺纹加工等，左端25mm夹紧用。毛坯为85mm300mm的棒料，精加工余量为 0.2mm。图3-591.工艺分析选择刀具：1号刀为外圆粗车刀，选用80菱形刀片进行外表面粗车。2号刀为外圆精车刀，选用55菱形刀片。3号刀为切槽刀，刀刃宽3mm。4号刀为螺纹刀。切削用量：粗车外表面时主轴转速S=1000 r/min，进给量F=0.15 mm/r。精车外圆时主轴转速S=1400 r/min，进给量F=0.08 mm/r。切槽时主轴转速S=500 r/min，进给量F=0.2 mm/r。切螺纹的主轴转速S=300 r/min。数值计算螺纹大径：D大D公称-0.1螺距（48-0.1 2）47.8 mm螺纹小径：D小D公称-1.3螺距（48-1.3 2）45.4 mm螺纹加工引入量2 mm，超越量1 mm（二）加工程序O1009;程序名G50 X200. Z200.;建立工件坐标系S1000 M03 T0101;调用1号刀1号刀补G00 X90. Z2.;定位到循环起点（90，2）G71 U2.0R1.0;G71粗切外轮廓G71 P10 Q20 U2.0 W1.0 F0.15;N10N20为精加工路线N10 G00X0.;X向快速进刀G01 Z0;Z向进刀G01 X45.8;平端面X47.8 Z-1.;倒角Z-30.;切47.8外圆X50.;切台阶面W-20.;切50外圆X60. W-27.5;切锥面G02 X65. Z-80. R2.5;加工R2.5倒圆G01 W-20.;切65外圆G02 X75.W-5.R5.;切R5倒圆弧N20 G01 X85.;切台阶面G00 X100.Z100.T0100;回换刀点，取消刀补S1400 T0202 F0.08;换2号精车刀G00 X90. Z2.;定位到循环起点（90，2）G70 P10 Q20;精车外轮廓G00 X100. Z100. T0200;回换刀点，取消刀补S500 T0303;换3号切槽刀G00 X60. Z-30.;定位到槽正上方G01 X45. F0.2;切槽到槽深G04 X5.0;槽底暂停5sG00 X60.;X向退刀X100.Z100.T0300;回换刀点，取消刀补S300 T0404;换4号螺纹刀G00 X55. Z2.;定位到螺纹加工循环起点（55，2）G92 X47.1 Z-28.F2.;切削螺纹第1刀X46.5;切削螺纹第2刀X45.9;切削螺纹第3刀X45.5;切削螺纹第4刀X45.4;切削螺纹第5刀G00 X100.Z100.T0400;回换刀点，取消刀补M30;程序结束