3.1 简单圆锥零件加工（课件）-《数控车床编程与操作》同步教学（苏教版）

项目3 锥面加工 任务一 简单圆锥零件加工 1.了解锥体加工工艺路线的确定。 2.掌握刀尖圆弧半径补偿指令的应用。 知识目标 技能目标 1.学会锥体零件编程方法及其加工。 2.学会倒角加工编程方法及其加工。 本任务加工如下图 所示零件，毛坯尺寸为φ55×65 mm ，材料为 45 钢。该零件需要加工φ50mm 外圆、锥体、端面和 C2 倒角以及控制长度 30mm、（60±0.05）mm 。由于该零件的外形相对简单，去除的余量也不大，因此可采用直线插补指令 G01 编写加工程序，但要注意加工锥体时的走刀轨迹以及所用刀具的几何形状，避免过切或欠切现象的发生。 一、圆锥车削加工路线的确定 如图（a） 所示为平行法车正锥的加工路线。平行法车正锥时，刀具每次切削的背吃刀量相等，切削运动的距离较短。采用这种加工路线时，加工效率高，但需要计算终刀距 S 。 如图（b）所示为终点法车正锥加工路线。终点法车正锥时，不需要计算终刀距 S ，计算方便，但在每次切削中，背吃刀量是变化的，而且切削运动的路线较长，容易引起工件表面粗糙度不一致。 车倒锥的原理与正锥相同。 二、刀尖圆弧半径补偿 刀具的补偿功能是数控车床的一种主要功能，它分为刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿，项目二中所讲的对刀就是为了建立刀具位置补偿，在此只讲述刀尖圆弧半径补偿。 1.刀尖圆弧半径补偿的目的 在在理想状态下，我们总是将尖形车刀的刀位点假想成一个点，即为假想刀尖，如图（a）所示尖头刀。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一个理想的点，而是一段圆弧，如图（b）所示。该圆弧所构成的假想圆半径就是刀尖圆弧半径。 一般的不重磨刀片刀尖处均呈圆弧过渡，且有一定的半径值。即使是专门刃磨的“尖刀”其实际状态还是有一定的圆弧倒角，不可能绝对是尖角。因此，实际上真正的刀尖是不存在的，这里所说的刀尖只是一“假想刀尖”。但是，编程计算点是根据理论刀尖（假想刀尖）A 来计算的，相当于图（a）中尖头刀的刀尖点。 实际加工中，所有车刀均有大小不等或近似的刀尖圆弧，假想刀尖是不存在的。 当加工与坐标轴平行的圆柱面和端面轮廓时，刀尖圆弧并不影响其尺寸或形状，只是可能在起点与终点处造成欠切，这可采用分别加导入、导出切削段的方法来解决。但当加工锥面、圆弧等非坐标方向轮廓时，刀尖圆弧将引起尺寸或形状误差，出现欠切或过切，如下图所示。 因此，当使用带有刀尖圆弧半径的刀具加工锥面和圆弧面时，必须将假设的刀尖点的路径作适当的修正，使切削加工出来的工件能获得正确的尺寸，这种修正方法称为刀尖圆弧半径补偿。 现代数控车床控制系统一般都具有刀具半径补偿功能。这类系统只需要按零件轮廓编程，并在加工前输入刀具半径数据，通过在程序中使用刀具半径补偿指令，数控装置可自动计算出刀具中心轨迹，并使刀具中心按此轨迹运动。也就是说，执行刀具半径补偿后，刀具中心将自动在偏离工件轮廓一个半径值的轨迹上运动，从而加工出所要求的工件轮廓。 2.刀尖圆弧半径补偿指令 （1） 指令格式 刀具半径左补偿指令 G41 G01（G00） X（U）__ Z（W） __ F __ ； 刀具半径右补偿指令 G42 G01（G00） X（U）__ Z（W） __ F __ ； 取消刀具半径补偿指令 G40 G01（G00） X（U）__ Z（W）__ ； （2）指令说明 刀具半径补偿通过准备功能指令 G41/G42 建立。刀具半径补偿建立后，刀具中心在偏离编程工件轮廓一个半径的等距线轨迹上运动。 沿刀具运动方向看，刀具在工件左侧时，称为刀具半径左补偿，如图 3-6（a）所示；刀具在工件右侧时，称为刀具半径右补偿，如图 3-6（b）所示。在判别时，一定要沿 Y 轴正方向向负方向观察刀具所在位置。 若需要取消刀具左、右补偿，可编入 G40 指令，这时，车刀轨迹按照编程轨迹运动。 3.刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿的过程分为以下三步： 刀补的建立，刀具中心从编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏移量的过程； 刀补的进行，执行 G41 或 G42 指令的程序段后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏移量； 刀补的取消，刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程。 如图 3-7 所示为刀补建立与取消的过程。 4.刀尖方位的确定 执行刀尖半径补偿功能时，除了与刀具刀尖半径大小有关外，还和刀尖的方位有关。不同的刀具，刀尖圆弧的位置不同，刀具自动偏离零件轮廓的方向就不同。如图 3-8 所示，车刀方