外部轮廓加工

外圆弧轮廓编程及加工【任务引入】某些轴类零件上有圆弧面，数控车床的圆弧插补功能可以准确加工出这些圆弧面。

这也是数控机床的优点之一。

【任务描述】按照给定的程序和要求完成下图4-37所示工件的加工。

图4-37【任务准备】1.圆弧插补（G02、G03）功能：使刀具从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点格式：⎭⎬⎫⎩⎨⎧0302G G X （U ）_ Z （W ）_ ⎭⎬⎫⎩⎨⎧___K I R F_ ； 说明：①G02-顺时针方向（CW ）；G03-逆时针方向（CCW ）；②圆弧的顺、逆方向的判断：沿与圆弧所在平面（如XOZ ）相垂直的另一坐标轴的负方向（如-Y ）看去，顺时针为G02，逆时针为G03。

③X（U ）_Z （W ）_为圆弧终点坐标；④I_K_为圆弧圆心相对圆弧起点在X ，Z 轴方向的坐标增量，I 为半径值编程；⑤R_为圆弧半径，不带正负号； 2.刀具半径补偿（G40～G42）目前的数控车床都具备刀具半径自动补偿功能。

编程时，只需按工件的实际轮廓尺寸编程即可，不必考虑刀具的刀尖圆弧半径的大小，加工时由数控系统将刀尖圆弧半径加以补偿，便可加工出所要求的工件来。

（1）刀尖圆弧半径的概念任何一把刀具，不论制造或刃磨得如何锋利，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，它的半径值是个难以准确测量的值。

编程时，若以假想刀尖位置为切削点，则编程很简单。

但任何刀具都存在刀尖圆弧，当车削外圆柱面或端面时，刀尖圆弧的大小并不起作用，但当车倒角、锥面、圆弧或曲面时，就将影响零件的加工精度，图4-38表示了以假想刀尖位置编程时的过切削及欠切削现象。

编程时若以刀尖圆弧中心编程，可避免过切削和欠切削现象，但计算刀位点比较麻烦，并且如果刀尖圆弧半径值发生变化，还需改动程序。

数控系统的刀具半径补偿功能正是为解决这个问题所设定的。

它允许编程者以假想刀尖位置编程，然后给出刀尖圆弧半径，由系统自动计算补偿值，生成刀具路径，完成对工件的合理加工。

1、外轮廓零件的程序编写、加工例1、如图所示零件，已知材料为45钢，毛坯为150×120×30，试编写零件的加工程序。

【分析】1．根据图样要求、毛坯，确定工艺方案及加工路线1）以毛坯的底面和侧面为定位基准，用通用台虎钳夹紧工件前后两侧面（宽度），并将台虎钳固定于铣床工作台上。

2）选用平底立铣刀，一次切深5mm，直接加工工件的轮廓外形。

3）采用G41加工方式，有利于保证侧面表面粗糙度。

4）起刀点在工件轮廓左下角下方，并在轮廓外面建立刀补；抬刀点在轮廓左下角左边，并在轮廓外面取消刀补。

刀具在正式加工工件在轮廓时，不允许建立或撤消刀补。

最好在工件轮廓的延长线上（本例以左下角为起刀点）2．选择机床设备根据零件图样要求，选用VMC－600型数控立式铣床。

3．选择刀具与参数现采用Ø 8－Ø20的平底立铣刀皆可，现在选用Ø10立铣刀，并把该刀具的半径输入刀具半径补偿参数表中。

4．确定切削用量主轴转速：n＝1000V/πD （V表示刀具切削速度。

高速钢刀具一般取20m/s；硬质合金刀具一般50-100m/s，具体还应考虑被加工材料的切削性能）进给速度：F＝f z Zn （f z表示每齿进给量；Z表示齿数；n表示转速）切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。

5．确定工件坐标系在XOY平面内选择工件对称中心为工件原点，Z方向选择工件上表面为工件原点，建立工件坐标系（编程坐标系）。

（将X、Y、Z坐标值均输入到G54中去，直接调用G54中的X、Y、Z值）6．编写程序按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。

该工件的加工程序如下（该程序用于VMC－600型数控铣床/加工中心）：O5001；（程序名）N10 G80 G40 G49 G69 G50 G15 G21；（取消所有固定循环功能，并采用公制mm编程）N20 G00 G90 G54 X0 Y0；（绝对编程，调用G54坐标，刀具快速走到编程原点）N30 M03 S600；（启动主轴）N40 G00 X-65 Y-85；（快速到达起刀点）N50 G00 Z10；（刀具快速下到工件表面10mm处）N60 G01 Z-5 F100；（按指定速度到达5mm切深处）N70 G01 G41 X-65 Y-70 D01 F100；（按指定速度从1点切削进给到2点，并在从1点到2点的过程中建立刀具半径补偿左补偿）N80 G01 X-65 Y50 F80；（3点）N90 G01 X65 Y50；（4点）N100 G01 X65 Y-50；（5点）N110 G01 X-85 Y-50；（6点）N120 G01 G40 X-100 Y-50；（按指定速度从6点切削进给到7点，并在从6点到7点的过程中撤消刀具半径补偿）N130 G00 Z100；（快速抬刀至100mm处）N140 M30；（程序结束，光标并返回程序起始处）注上图中，虚线表示刀具在移动过程中的刀具中心轨迹线。

简单外轮廓加工,心得体会近年来，随着社会经济的迅猛发展，科学技术日新月异，为人们带来了许多先进的、便利的生产力。

在一些领域中采用高端制造业已成为一种潮流趋势。

其中激光技术就是非常具有代表性的先进设备之一。

与传统加工相比，简单外轮廓加工要求十分严格。

在简单外轮廓加工过程中，加工时间短，效率快；可靠性好；无公害污染，是对环境友好型产品。

但是，该系列机床大部分还只能满足现阶段市场需求，仍然存在许多问题和缺陷，如：自动化水平低下，操作复杂，切割速度慢等，并且数控设备占据空间大，功耗高。

而对于现今所面临的各类机械零件几乎都以热处理工艺或者电镀方式进行防腐蚀处理，若是直接将铸铁材料加工成不锈钢材料，容易导致加工后零件出现微小裂纹等问题，因此在选择金属表面防腐蚀处理技术上，要依照实际情况，合理地选择适当的防腐措施，提升质量和降低成本。

不锈钢板表面光滑，色泽美观，可以在很大程度上减少工序流程，节约了生产周期和材料损耗，同时还缩短了加工时间，提高了整体生产效率，由于这个特点也被广泛应用于不锈钢管道制造商之中。

但在使用不锈钢的过程中却不得不考虑诸多因素影响，如使用寿命、可焊性、加工费用等。

“有多少机器能够达到这样的精度？”这一话题始终困扰着我。

与车削相似，铣削是用平面轮廓形状来达到孔内表面的加工方法，不同的是，车刀在前面走，而铣刀则从工件侧面开始。

与传统机械加工方式相比，数控铣削主要有两大优点：首先，可以通过改变坐标位置实现工件在平面范围内任意移动，也即刀尖所指的点不受限制，所以工作台的安装和调整非常方便；第二，铣削可以避免高温热源对刀具及加工区域的影响，对保护模具起到重要作用。

另外，数控铣削更适宜批量化生产，它具有灵活、柔性强的特点，可以根据实际生产条件来选择工件毛坯的尺寸。

然而，除了铣削的优点之外，它也有一定的局限性。

它不像车削那样能实现零件的全断面加工，也不能生产难以加工的材料，而且成本较高。

总之，这种工艺方法目前在国外还没有得到普遍推广，只是在某些国家还有一定应用。

任务二外形轮廓件加工（正方形外形加工）工作页学习目标1. 在教师的指导下，叙述数控铣削加工程序的基本结构；2．叙述G01、G90、G00、G54、M03、M05、M30、M08、G80、G91等指令的含义及格式；3.按安全文明生产操作要求，根据零件图纸，以小组工作的形式，制定正方形外形轮廓件的加工工艺；4．按照安全操作规范动作和步骤，手工录入加工程序并对程序进行校验和编辑；5．对工件进行分中对刀和建立坐标系；6．使用指令编写正方形加工程序；7．在单段模式下完成平面、矩形轮廓的首件试切加工。

任务描述如图所示正方形凸台，毛坯100×100×30，根据零件图的要求，完成该零件的铣削加工，任务完成后提交成品及检验报告。

图2-1 正方形凸台实训图纸第一部分学习准备使用数控机床加工零件时，可以编写数控程序并将其输入机床的数控系统中，用程序控制机床完成加工，那么，数控程序的结构和格式是怎样的呢？一、数控程序结构与格式1．指令字1.1顺序号字N顺序号又称程序段号或程序段序号。

顺序号位于程序段之首，由顺序号字N和后续数字组成。

1.2准备功能字G准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。

1.3尺寸字尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。

其中，第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组 A，B，C，D，E 用于确定终点的角度坐标尺寸。

1.4进给功能字F进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。

对于数控铣床，F指令指定的是每分钟进给量。

F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。

1.5主轴转速功能字S主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速，单位为r/min。

1.6刀具功能字T刀具功能字的地址符是T ，又称为T 功能或T 指令，用于指定加工时所用刀具的编号。

外轮廓加工心得体会
经过近一周来我对外轮廓加工实训的学习,使我对外轮廓加工有了更深的认识,在这段时间里让我受益匪浅。

在车间老师的细心指导和同学的帮助下,在本次实训过程中我顺利加工了一个工件出来,虽然工件的尺寸精度不太理想,但我还会继续努力的。

在这次实训的同时,刚好我隔壁机床是数控班的同学也在实训,通过交流,得知他们实训的加工程序全是用自己手动编程的,而我们用的全部都是通过编程软件自动编程的。

这次数控加工实训,让我深深的了解:数控自动编程比手动编程大大的降低了编程的时间和难度,既提高了效率又减少劳动强度。