数控加工工艺与编程程俊兰第3章习题答案.docx
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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3
3-1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
G54S800M03;
坐标系设定,主轴正转,转速800r/min
T0101;
选择1号刀1号刀补
G00X110。
Z5。
;
快速定位到循环起点(110,5)
G71U3。
0R1.5;
调用外圆粗加工循环G71,切深3mm,退刀量1.5mm
G71P10Q20U1.0W0。
5F0。
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/r
N10G00X0。
;
精加工路线第一段,沿X轴进给到零件中心
G01Z0;
切削进给到z0
X35.;
平端面
Z-30.;
切削φ35外圆
X55。
Z—50。
;
切削锥面
Z—65。
;
切削φ55外圆
G02X85.Z—80.R15.;
切R15圆弧
G01X100.Z-100。
;
切锥面
N20Z—120.;
精加工路线最后一段,切φ100外圆
G00X100。
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3mm,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。
15mm/r;精车外圆:
主轴转速为S1000r/min,进给速度为F0。
05mm/r.切槽:
主轴转速S300r/min,进给速度为F0。
15mm/r;车螺纹:
主轴转速为S200r/min.
(4)数值计算
螺纹大径:
D大=D公称-0。
1×螺距=(60—0。
1×5)=59.5mm
螺纹小径:
D小=D公称-1.3×螺距=(60-1.3×5)=53.5mm
螺纹加工引入量=6mm,超越量=3mm
2)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
G54S600M03;
设定坐标系,主轴正转,转速600r/min
T0101;
调用1号刀具1号刀补
G00X100.Z5.;
快速定位到粗车外圆的循环起点(100,5)
G71U2。
0R1.0;
粗车外圆
G71P10Q20U0。
5W0.1F0.15;
精加工余量0.25,Z向0。
1,粗加工进给量0.15mm/r
N10G00X0S1000;
精加工路线第1段,精加工主轴转速1000r/min
G01Z0F0。
05;
精加工路线第1段,精加工进给量0。
05mm/r
X57。
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
G02X90。
Z—70。
R10.;
切R10倒圆弧
N20G01Z-90。
;
精加工路线最后一段,切φ90外圆
G70P10Q20;
精车外轮廓
G00X100.Z200。
;
快速回到换刀点(100,200)
T0202S300;
换2号切槽刀,主轴转速300r/min
G00X75。
Z-41.;
快速定位到槽正上方(切槽刀左刀尖为刀位点)
G01X53。
5F0.2;
X向直线进给切槽到槽深,进给量0。
2mm/r
G00X75.;
X向退刀到x75
Z—38.;
Z向定位到Z—38
G01X53.5;
第2次切槽
Z-41.;
槽底Z向进给到Z—41,使槽底光滑
G00X75。
;
X向退刀
X100.Z200.;
回换刀点
T0303S200;
换3号螺纹刀,主轴转速200r/min
G00X65.Z6。
;
定位到螺纹加工循环起点(65,6)
G76P010060Q200R150;
螺纹加工复合循环,精加工1次,根部无倒角,刀尖角60度,
G76X53。
5Z-38.P3000Q1000F5.;
螺纹牙型高为3mm,第一刀切深1mm,导程5mm
G00X100.Z100。
;
回换刀点
S300T0202;
换2号切槽刀,切断主轴转速300r/min
G00X100.
快速定位到X100
Z—93.;
定位到切断位置Z—93
G01X1。
F0.15;
切断,剩一点轻轻一掰就断
G00X100。
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—55
O1003;
程序名
G54S800M03;
设定坐标系,主轴正转,转速800r/min
T0101;
调用1号刀具1号刀补
G00X90。
Z5.;
快速定位到粗车外圆的循环起点(90,5)
G71U3.0R1。
5;
粗车外圆
G71P10Q20U1。
0W0.5F0。
15;
精加工余量X向0.5,Z向0.1,粗加工进给量0。
15mm/r
N10G00X0。
S1000;
精加工路线第1段,精加工主轴转速1000r/min
G01Z0F0.08;
Z向进刀
G03X20。
Z—10。
R10.;
切R10圆弧
G01W-20.;
切φ20外圆
G03X60。
W-35.R40.;
切R40圆弧面
G01W-20.;
切φ60外圆
X80.W—10。
;
切锥面
N20W-28。
;
精加工路线最后1段,切φ80外圆
G70P10Q20;
精加工外轮廓
G00X100.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=1000r/min,进给量F=0。
15mm/r。
钻孔时的主轴转速S=500r/min,进给量F=0.1mm/r。
精车外圆时主轴转速S=1400r/min,进给量F=0.08mm/r。
粗车内孔时主轴转速S=800r/min,进给量F=0。
2mm/r,精车内孔时主轴转速S=1000r/min,进给量F=0.1mm/r.切槽时主轴转速S=500r/min,进给量F=0.2mm/r。
切螺纹的主轴转速S=300r/min.
数值计算
螺纹大径:
D大=D公称—0.1×螺距=(60-0.1×1.5)=59.85mm
螺纹小径:
D小=D公称—1。
3×螺距=(60-1。
3×1.5)=58.05mm
螺纹加工引入量=3mm,超越量=2mm
O1004;
工序1程序名
G50X200。
Z200.;
建立坐标系
S500M03T0202;
调用2号刀,钻孔
G00X0.Z10.;
定位到(0,10)
G01Z—40。
F0。
1;
钻孔到Z—40,进给量0.1mm/r
G00Z100。
;
Z向退刀
X100。
T0200;
X向退刀,并取消刀补
S1000T0101;
换1号刀,切削外轮廓
G00X90.Z2。
;
定位到外圆切削循环起点(90,2)
G71U2.0R1。
0;
G71外圆切削循环
G71P10Q20U0。
02W0.01F0.15;
精加工余量0.01mm,粗加工进给量0.15mm/
N10G00X66。
;
快速进刀到X66
G01Z0;
Z向进刀到Z0
X74.
平端面
G01X80。
Z-3。
;
加工倒角
G01Z—50.;
切φ80外圆
X87。
;
切台阶面
N20Z—80.;
切φ87外圆
G00X100。
Z100。
T0100;
回换刀点,取消刀补
S1400T0303F0。
08;
换3号精车刀,精车外轮廓
G00X90。
Z2.;
定位到循环起点(90,2)
G70P10Q20;
精加工外轮廓
G00X100.Z100.T0300;
回换刀点,取消刀补
S500T0505;
换5号切槽刀,主轴转速500r/min
G00X90。
Z—50。
;
定位到槽正上方
G01X69.F0。
2;
切槽,进给量0。
2mm/r
G04X5.0;
槽底进给暂停5s
G00X90.;
退刀
X100。
Z100.T0500;
回换刀点,取消刀补
S800T0404;
换4号内孔车刀,主轴转速800r/min
G00X18.Z5.;
定位到内孔加工循环起点(18,5)
G71U2。
R1.;
粗加工内孔
G71P30Q40U—0.02W0。
01F0.2;
粗加工进给量0。
2mm/r
N30G00X58.S1000;
精加工主轴转速1000r/min
G01Z0。
F0。
1;
精加工进给量0.1mm/r
G02X50。
Z-8。
R8.;
切削R8圆弧
G01Z-25.;
切φ50内圆
N40X18.;
X向退刀
G70P30Q40;
精加工内轮廓
G00X100.Z100。
T0400;
回换刀点,取消刀补
M30;
程序结束
O1005;
工序2程序名
G50X200。
Z200.;
建立坐标系
S1000T0101;
调用1号刀1号刀补
G00X90.Z2。
;
定位循环起点(90,2)
G71U2。
0R1.0;
G71循环粗加工外轮廓
G71P10Q20U0.02W0。
01F0.15;
精加工余量0。
01mm,粗加工进给量0。
15mm/r
N10G00X30.;
快速进刀到X30
G01X40.Z-3.;
切倒角
G01Z-15.;
切φ40外圆
X55。
85。
;
切端面
X59。
85.W-2.;
倒角
Z—45.;
切φ59.85外圆
N20X87。
;
切端面
G00X100.Z100。
T0100;
回换刀点,取消刀补
S1400T0303F0.08;
换精车刀,精车外轮廓
G00X90.Z2。
;
定位循环起点(90,2)
G70P10Q20;
G70精车循环
G00X100.Z100。
T0300;
回换刀点,取消刀补
S500T0505;
换5号切槽刀
G00X90。
Z-45。
;
定位到槽正上方
G01X57。
F0。
2;
切槽到深度
G04X5.0;
槽底暂停5s
G00X90。
;
退刀
X100。
Z100.T0500;
回换刀点,取消刀补
S300T0606;
换6号螺纹刀
G00X65。
Z-12。
;
定位到螺纹加工循环起点(65,-12)
G92X59.2Z—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
G00X100.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=1000r/min,进给量F=0.15mm/r。
精车外圆时主轴转速S=1400r/min,进给量F=0。
08mm/r。
切槽时主轴转速S=500r/min,进给量F=0.2mm/r。
切螺纹的主轴转速S=300r/min.
数值计算
螺纹大径:
D大=D公称-0。
1×螺距=(16—0.1×1.5)=15.85mm
螺纹小径:
D小=D公称-1.3×螺距=(16-1。
3×1.5)=14.05mm
螺纹加工引入量=2mm,超越量=1mm
(二)加工程序
O1006;
工序1程序名
G50X200.Z200。
;
设定工件坐标系
S1000T0101;
换1号刀1号刀补
G00X30。
Z2。
;
快速定位到外圆循环起点(30,2)
G71U2。
0R1。
0;
G71外圆切削循环
G71P10Q20U0。
02W0.01F0。
15;
N10~N20为精加工路线
N10G00X0。
;
X向进刀
G01Z0;
Z向进刀
G01X15.;
平端面
X17。
Z-1.;
加工倒角
Z—18。
;
切φ17外圆
X25。
;
切端面
N20Z-80.;
切φ25外圆
G00X100.Z100。
T0100;
回换刀点,取消刀补
S1400T0202F0。
08;
换2号精车刀
G00X30.Z2。
;
定位到循环起点(30,2)
G70P10Q20;
精车外轮廓
G00X100.Z100.T0200;
回换刀点,取消刀补
S500T0303;
换3号切槽刀
G00X30.Z—18.;
定位到槽正上方
G01X16。
F0.2;
切槽到槽深
G04X5.0;
槽底暂停5s
G00X30.;
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
G50X200.Z200.;
设定工件坐标系
S1000T0101;
调用1号刀
G00X30。
Z2。
;
定位到循环起点(30,2)
G71U2。
0R1。
0;
G71粗加工外轮廓
G71P10Q20U0。
02W0.01F0.15;
N10~N20为精加工路线
N10G00X0.;
X向快速进刀
G01Z0;
Z向进刀
G01X13.85。
;
平端面
X15。
85。
Z-1。
;
加工倒角
Z-22.;
切φ15。
85外圆
X17.;
切台阶面
Z-40。
;
切φ17外圆
N20X25.;
切台阶面
G00X100。
Z100。
T0100;
回换刀点,取消刀补
S1400T0202F0.08;
换2号精车刀
G00X30.Z2.;
定位到循环起点(30,2)
G70P10Q20;
精车外轮廓
G00X100.Z100.T0200;
回换刀点,取消刀补
S500T0303;
换3号切槽刀
G00X30.Z—22.;
定位到槽正上方
G01X13。
F0。
2;
切槽到槽深
G04X5.0;
槽底暂停5s
G00X30.;
X向退刀
X100.Z100.T0300;
回换刀点,取消刀补
S300T0404;
换4号螺纹刀
G00X18。
Z2.;
定位到螺纹加工循环起点(18,2)
G92X15。
2Z-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
G00X100.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—58
O1008;
程序名
G50X200.Z200。
;
建立工件坐标系
S1000T0101;
调用1号刀1号刀补
G00X90。
Z2。
;
定位到循环起点(90,2)
G71U2。
0R1。
0;
G71粗切外轮廓
G71P10Q20U4。
0W2.0F0。
15;
N10~N20为精加工路线
N10G00X0。
;
X向快速进刀
G01Z0;
Z向进刀
G01X39.;
平端面
X45。
Z-3.;
加工倒角
Z-40。
;
φ45外圆
G02X50。
Z—45。
R5。
;
加工R5倒圆
G01X74.;
切台阶面
X80.W—3.;
加工倒角
N20Z-50.;
切φ80外圆
G00X100。
Z100。
T0100;
回换刀点,取消刀补
S1400T0202F0。
08;
换2号精车刀
G00X90.Z2.;
定位到循环起点(90,2)
G70P10Q20;
精车外轮廓
G00X100。
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ф85mm×300mm的棒料,精加工余量为0。
2mm。
图3-59
1。
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=1000r/min,进给量F=0。
15mm/r.精车外圆时主轴转速S=1400r/min,进给量F=0。
08mm/r。
切槽时主轴转速S=500r/min,进给量F=0.2mm/r.切螺纹的主轴转速S=300r/min。
数值计算
螺纹大径:
D大=D公称—0.1×螺距=(48-0.1×2)=47。
8mm
螺纹小径:
D小=D公称—1.3×螺距=(48—1.3×2)=45。
4mm
螺纹加工引入量=2mm,超越量=1mm
(二)加工程序
O1009;
程序名
G50X200.Z200.;
建立工件坐标系
S1000M03T0101;
调用1号刀1号刀补
G00X90.Z2.;
定位到循环起点(90,2)
G71U2.0R1.0;
G71粗切外轮廓
G71P10Q20U2.0W1。
0F0.15;
N10~N20为精加工路线
N10G00X0。
;
X向快速进刀
G01Z0;
Z向进刀
G01X45.8;
平端面
X47。
8Z-1.;
倒角
Z-30。
;
切φ47.8外圆
X50.;
切台阶面
W—20.;
切φ50外圆
X60.W—27。
5;
切锥面
G02X65。
Z—80。
R2.5;
加工R2.5倒圆
G01W—20。
;
切φ65外圆
G02X75.W—5.R5.;
切R5倒圆弧
N20G01X85。
;
切台阶面
G00X100。
Z100.T0100;
回换刀点,取消刀补
S1400T0202F0.08;
换2号精车刀
G00X90.Z2.;
定位到循环起点(90,2)
G70P10Q20;
精车外轮廓
G00X100.Z100。
T0200;
回换刀点,取消刀补
S500T0303;
换3号切槽刀
G00X60.Z-30.;
定位到槽正上方
G01X45。
F0。
2;
切槽到槽深
G04X5.0;
槽底暂停5s
G00X60.;
X向退刀
X100.Z100。
T0300;
回换刀点,取消刀补
S300T0404;
换4号螺纹刀
G00X55。
Z2.;
定位到螺纹加工循环起点(55,2)
G92X47。
1Z-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
G00X100。
Z100。
T0400;
回换刀点,取消刀补
M30;
程序结束
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