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數控車床（chuáng）粗車循（xún）環指令的分析與應（yīng）用

2018-5-28 來源：廣州（zhōu）城市職業學院機（jī）電工程係（xì）作者：魯霞肖蘇（sū）華李小曼

摘要: 工藝設計（jì）是數控機床上加工零件的（de）關鍵問題。針對 FANUC 與 GSK 數控係統，以典型的單調和非單調軸（zhóu）類零件為例，對典型（xíng）的工件進行工藝分析，製訂相應的（de）工藝文件並編寫其加工程序。針對工件的單調性不同（tóng），選擇相應（yīng）的粗車循環編（biān）程指令 G71 或 G73，可以減少工人重複編程的時間，避免（miǎn）因重複編（biān）程對（duì）工件精度的影響，提高加工效率與加工（gōng）精度（dù）。

關鍵詞: 數控（kòng）車床工藝分析單調性循環指令

0 、引言

在數控機床上加工零件，首先遇到的（de）問（wèn）題是（shì）零件的工藝處理。與普通機床的加工工藝相比，在（zài）數控機床上加工的（de）零件工藝規（guī）程要複雜得多。在（zài）數控機床加工（gōng）前，要把加工零件的全部（bù）工藝過程、工（gōng）藝參數、刀具參數、切削用量、位（wèi）移參數等編入程序，對工（gōng）件進行工藝設計，然後製（zhì）訂出細致優化的加（jiā）工工（gōng）藝，最後編寫工件的加工程（chéng）序。軸類零件的加工一般分為單調性軸類零件與（yǔ）非單調（diào）性軸類零件兩大類。筆者針對 FANUC 與 GSK 數控係統，以典型的單調和非單調（diào）軸類零件為例（lì），對典（diǎn）型的工件進行工藝分析（xī），製訂相應的工藝文件並編寫其加工（gōng）程序。在（zài）數控車床的編程加工中（zhōng）還常有多次重（chóng）複（fù）進行的動作，若進行簡單重（chóng）複的（de）編程，勢必造成數據計算和（hé）編程工（gōng）作量的增加，編程（chéng）和加（jiā）工時錯誤也增加。本（běn）文運用的循環指令可（kě）解決這個問題（tí）.

1 、加工單調性工件

1．1 外圓 / 內徑粗車循環 G71

G71 指令適用於車削棒料毛坯、粗車外圓（yuán）和粗車圓筒毛坯內徑，須多次走（zǒu）刀才能完成粗加工。

G71 指令編程（chéng）格式為

1．2 工件 1 加工圖紙

工件 1 如圖 1 所示（shì）。毛坯是 Φ50mm 的棒料，材料是 45 號（hào）鋼，製訂數控加工工藝卡，並編寫工件的數控加工程序。

圖（tú） 1 工件 1

1． 3 加工工藝分析

1． 3． 1 工件圖紙分析

(1) 結構分析如圖 1 所示。該工件長度為45mm，左（zuǒ）端（duān）為 R15 的（de）凸圓弧，右端為 C2 倒角 R20 凹（āo）圓弧麵及圓柱麵，圓弧與圓柱之間節（jiē）點處必須光滑連接。從工件的總體結構來看，工件 1 從右至左單調遞增，為了保證（zhèng）工件（jiàn）裝夾安全可靠，可以考慮整體（tǐ）一次性安裝加工完成的工藝方法，從 C2 倒角一端開始向左加工至 R15mm 的凸弧.

(2) 精度分析（xī）該工件重要加（jiā）工部位為 Φ20mm、Φ40mm 的外圓，其次是 R20mm 與 R15mm 的圓弧。要求（qiú） Φ20mm、Φ40mm 外圓麵與 R20mm 凹圓弧光滑（huá）連接，Φ40mm 外圓麵與 R15mm 圓弧光（guāng）滑連接; 表麵粗（cū）糙度 Ra 為 1．6μm，在數控車（chē）床上分粗、精加工可以達到要求。

1．3．2 裝夾（jiá）方案（àn）的確定

毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤定位夾緊，工件伸出長度約為 55mm。工件零點如圖 1 所示設在工件右（yòu）端軸心處（chù）。加工安全點和換刀點可設在（zài）同一點( 100. 0，100. 0) 的位置。

1．3．3 加（jiā）工順序和進給路線的確定

工件分粗、精車進行加（jiā）工。粗車用 G71 指令循環加工 C2 倒角、圓弧輪廓和 Φ20mm、Φ40mm 外圓，精車用 G70 加工上述輪廓。

粗車循環走刀路線為 C2倒角（jiǎo）—Φ20mm 外圓—R20mm 圓弧—Φ40mm 外（wài）圓—R20mm 圓（yuán）弧—切斷。

1.3.4 刀具及切削用量的選擇（zé）

(1) 確定刀具采用 T0101 為 90°外（wài）圓粗（cū）車尖刀; T0202 為 93°外（wài）圓精（jīng）車尖刀（dāo）; T0303 為刀寬為 3mm的切斷刀。

(2) 在數（shù）控車削加工中，一般在工件直（zhí）徑方向留出精加（jiā）工餘量 0． 4樼0． 5mm。———粗加工切削（xuē）深度（dù） ap為 1樼1． 5mm，進給量f 取 100mm / min，主軸轉速 n 為 800r / min。———精加工進給量（liàng） f 取 50mm/min，主軸轉速 n為（wéi） 1 200r/min。

1．3．5 數控加工工序卡

工件 1 的數控加（jiā）工工序卡如表 1 所示。

1．4 編（biān）製加工程序

設定 G71 程序（xù）循環起點為( 53． 0，3． 0) ，編寫工件 1 的加工程序如表 2 所示。2 加（jiā）工非單調性工件2． 1 封閉循環指令（lìng） G73封閉循環指令（lìng）為按照一定的切削形狀，逐漸接近最終形狀（zhuàng）的循環切削（xuē）方式。封閉切削循環（huán）適用於對鑄、鍛毛坯切削，對於零件輪廓的單調性則沒有要求。

表 1 數（shù）控加工（gōng）工序卡 1

表 2 工件數控加工程序單( 一次（cì）安（ān）裝即可（kě）完成加工)

2 、加工非單調性工件（jiàn）

2． 1 封閉循環指令

G73封閉循環指令（lìng）為按照一（yī）定的切（qiē）削（xuē）形狀，逐漸接近最（zuì）終形狀的循環切削方式。封閉切（qiē）削循環（huán）適用於對鑄、鍛毛（máo）坯切削，對（duì）於零件輪廓的單調性則沒有要求。

2．2 工（gōng）件（jiàn） 2 加工圖紙

工件 2 如（rú）圖 2 所示，毛坯是 Φ35mm 的棒料，材料是 45 號鋼，製訂數控加工工藝卡，並編寫工件的數控加工程序.

圖 2 工件 2

2．3 加工工藝分析

2．3．1 工件圖紙分（fèn）析（xī）

(1) 結構分析如圖 2 所示，工（gōng）件（jiàn）材料（liào）為 45 號鋼，毛坯為 Φ35mm 的（de）棒料。該工件長度為 50mm，左端為 Φ25mm 的外圓表麵，右端為凸凹圓弧麵（miàn），圓弧與圓弧之間、圓弧（hú）與圓柱之（zhī）間節點處必須光滑連（lián）接（jiē）。從工件的總體結構來看，右端沒有方便裝夾的部位，可以考慮整體一（yī）次性安裝加工完成的工藝方法，從圓弧Φ32mm 的凸弧一端開始向左加工至 R12mm 的凹弧，然後切 Φ25mm 的（de）外圓至規定尺寸。

(2) 精度分析該（gāi）工件重要加工部位為Φ25mm 的外圓，其次是Φ32mm 與 R12mm 的圓（yuán）弧。要求 Φ32mm 與 R12mm 凸凹圓（yuán）弧光滑連接，R12mm的圓（yuán）弧與 Φ25mm 的外圓光滑連接。表麵粗糙度 Ra為 1． 6μm，在數控（kòng）車床上分粗、精加工可以達到要（yào）求。

2．3．2 裝夾方案的確定

毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤定（dìng）位夾緊，工件伸出長度約為 65mm。工（gōng）件零點如圖 2 所示設在工件右端軸心處，加工安全點和換刀點可設在（zài）同一點（diǎn）( 100．0，100．0) 的位置。

2．3．3 加工順序和進給路線的確定

工件分粗、精車進行（háng）加工（gōng），粗車用 G73 指令循環加工（gōng）圓弧輪廓和（hé） Φ25mm 外圓（yuán），精車用 G70 加工上述輪廓。

粗車循環走刀路線為（wéi） Φ32mm 圓弧（hú）—R12mm 圓弧—Φ25mm 外圓。

2．3．4 刀具及切削用量的選（xuǎn）擇

(1) 確定刀具 T0101 為 90° 外圓（yuán）粗車尖刀;T0202 為 93°外圓精車尖刀（dāo）。

(2) 在數控車削加工中，一般在零件直徑（jìng）方向留出精加工餘量 0．4 ~ 0．5mm。

———粗加工（gōng）切削深（shēn）度 ap為1 ~ 1．5mm，進給量（liàng）f 取 100mm / min，主軸轉速 n為800r / min;

———精加（jiā）工進給（gěi）量 f 取 50mm/min，主軸（zhóu）轉速 n為 1 200r/min。

2．3．5 數控加工工序（xù）卡

工件 2 的數控加工工序卡如表（biǎo） 3 所（suǒ）示。

表 3 數控加工工序卡 2

2． 4 編製加工程序

設定 G73 程序循環起點為( 38． 0，3． 0) ，編寫工件 2 的（de）加工程序如表 4 所示。

表 4 工件數控加工程序（xù）單( 一（yī）次安（ān）裝即（jí）可完成加（jiā）工)

3 、結束語

針對工件的（de）單調性不同，選擇相應的粗車循環編程指令 G71 或 G73，可以減少工人重（chóng）複編程的時間，節約數控係統內存，便於修改; 避免因重複編程對工件精（jīng）度的影響（xiǎng），節約時間，提高（gāo）加工效率與加工精度。

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