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数控加工工艺与编程(程俊兰)第3章 习题答案

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3-53O1001; 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φ35外圆X55. Z-50.; 切削锥面Z-65.; 切削φ55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φ100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/r N10 G00 X0 S1000; 精加工路线第1段,精加工主轴转速1000r/min G01 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φ70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φ90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5mm G00 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φ82mm×150mm,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/minG01 Z0 F0.08; Z向进刀G03 X20. Z-10. R10.; 切R10圆弧G01 W-20.; 切φ20外圆G03 X60. W-35. R40.; 切R40圆弧面G01 W-20.; 切φ60外圆X80. W-10.; 切锥面N20 W-28.; 精加工路线最后1段,切φ80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:Φ88mm×125mm,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Φ20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φ80外圆X87.; 切台阶面N20 Z-80.; 切φ87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φ50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/r N10 G00X30.; 快速进刀到X30G01 X40. Z-3.; 切倒角G01 Z-15.; 切φ40外圆X55.85.; 切端面X59.85 .W-2.; 倒角Z-45.; 切φ59.85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。

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