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;

G54 S800 M03; T0101;

G00 X110. Z5.; G71 U3.0 R1.5;

G71 P10 Q20 U1.0 W0.5 F0.15;

程序名

坐标系设定，主轴正转，转速800r/min 选择1号刀1号刀补

快速定位到循环起点（110，5）

调用外圆粗加工循环G71，切深3mm，退刀量1.5mm

精加工路线是N10至N20.精加工余量

N10 G00 X0.; G01 Z0; X35.; Z-30.;

X55. Z-50.; Z-65.;

G02 X85. Z-80. R15.; G01 X100. Z-100.; N20 Z-120.;

G00 X100. Z100.; M30;

3-4 编写如图3-54所示工件的加工程序。

0.5mm，粗加工进给量0.15mm/r 精加工路线第一段，沿X轴进给到零件中心 切削进给到z0 平端面

切削φ35外圆 切削锥面

切削φ55外圆 切R15圆弧 切锥面

精加工路线最后一段，切φ100外圆 快速返回到（100，100） 程序结束

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＝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; G54 S600 M03; T0101; G00 X100. Z5.; G71 U2.0 R1.0; G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.15; N10 G00 X0 S1000; G01 Z0 F0.05; X57.5.; X59.5. Z-1.; Z-41.; X70.; Z-60.; G02 X90. Z-70. R10.; N20 G01 Z-90.; G70 P10 Q20; G00 X 100. Z200.; T0202 S300; G00 X75. Z-41.; G01 X53.5 F0.2; G00 X75.; Z-38.; G01 X53.5; Z-41.; G00 X75.; X100.Z200.; T0303 S200; G00 X65. Z6.; G76 P010060 Q200 R150； G76 X53.5 Z-38. P3000 Q1000 F5.； G00 X100. Z100.; S300 T0202; G00 X100. Z-93.; G01 X1. F0.15; G00 X100. Z100.T0200;

程序名 设定坐标系，主轴正转，转速600r/min 调用1号刀具1号刀补 快速定位到粗车外圆的循环起点（100，5） 粗车外圆 精加工余量0.25，Z向0.1,粗加工进给量0.15mm/r 精加工路线第1段，精加工主轴转速1000r/min 精加工路线第1段，精加工进给量0.05mm/r 平端面 加工C1倒角 切外圆 切台阶面 切φ70外圆 切R10倒圆弧 精加工路线最后一段，切φ90外圆 精车外轮廓 快速回到换刀点（100，200） 换2号切槽刀，主轴转速300r/min 快速定位到槽正上方（切槽刀左刀尖为刀位点） X向直线进给切槽到槽深，进给量0.2mm/r X向退刀到x75 Z向定位到Z-38 第2次切槽 槽底Z向进给到Z-41，使槽底光滑 X向退刀 回换刀点 换3号螺纹刀，主轴转速200r/min 定位到螺纹加工循环起点（65，6） 螺纹加工复合循环，精加工1次，根部无倒角，

刀尖角60度，

螺纹牙型高为3mm，第一刀切深1mm，导程5mm 回换刀点 换2号切槽刀，切断主轴转速300r/min 快速定位到X100 定位到切断位置Z-93 切断，剩一点轻轻一掰就断 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; G54 S800 M03; T0101; G00 X90. Z5.; G71 U3.0 R1.5; G71 P10 Q20 U1.0 W0.5 F0.15; N10 G00 X0.S1000; G01 Z0 F0.08; G03 X20. Z-10. R10.; G01 W-20.; G03 X60. W-35. R40.; G01 W-20.; X80. W-10.; N20 W-28.; G70 P10 Q20; G00 X100. Z100. T0100; M30;

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。

程序名 设定坐标系，主轴正转，转速800r/min 调用1号刀具1号刀补 快速定位到粗车外圆的循环起点（90，5） 粗车外圆 精加工余量X向0.5，Z向0.1,粗加工进给量0.15mm/r 精加工路线第1段，精加工主轴转速1000r/min Z向进刀 切R10圆弧 切φ20外圆 切R40圆弧面 切φ60外圆 切锥面 精加工路线最后1段，切φ80外圆 精加工外轮廓 回换刀点，取消刀补 程序结束

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 mm O1004; 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/r G00 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.; G71 U2.0R1.0;

G71 P10 Q20 U0.02 W0.01 F0.15; N10 G00X66.; G01 Z0; X74.

G01 X80. Z-3.; G01 Z-50.; X87.;

N20 Z-80.;

G00 X100.Z100.T0100; S1400 T0303 F0.08; G00 X90. Z2.; G70 P10 Q20;

G00 X100. Z100. T0300; S500 T0505; G00 X90. Z-50.; G01 X69. F0.2; G04 X5.0; G00 X90.;

X100.Z100.T0500; S800 T0404; G00 X18. Z5.; G71 U2.R1.;

G71 P30 Q40 U-0.02 W0.01F0.2; N30 G00 X58.S1000; G01 Z0.F0.1; G02 X50.Z-8.R8.; G01 Z-25.; N40 X18.; G70 P30 Q40;

G00 X100. Z100. T0400; M30;

O1005;

G50 X200. Z200.; S1000 T0101; G00 X90. Z2.; G71 U2.0R1.0;

定位到外圆切削循环起点（90，2） G71外圆切削循环

精加工余量0.01mm, 粗加工进给量0.15mm/ 快速进刀到X66 Z向进刀到Z0 平端面 加工倒角 切φ80外圆 切台阶面 切φ87外圆

回换刀点，取消刀补

换3号精车刀，精车外轮廓 定位到循环起点（90，2） 精加工外轮廓

回换刀点，取消刀补

换5号切槽刀，主轴转速500r/min 定位到槽正上方

切槽，进给量0.2mm/r 槽底进给暂停5s 退刀

回换刀点，取消刀补

换4号内孔车刀，主轴转速800r/min 定位到内孔加工循环起点（18，5） 粗加工内孔

粗加工进给量0.2 mm/r 精加工主轴转速1000 r/min 精加工进给量0.1 mm/r 切削R8圆弧 切φ50内圆 X向退刀

精加工内轮廓

回换刀点，取消刀补 程序结束

工序2程序名 建立坐标系

调用1号刀1号刀补 定位循环起点（90，2） 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X30 G01 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5s G00 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。

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=1000 r/min，进给量F=0.15 mm/r。精车外圆时主轴转速S=1400 r/min，进给量F=0.08 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＝（16-0.1 ×1.5）＝15.85 mm 螺纹小径：D小＝D公称-1.3×螺距＝（16-1.3 ×1.5）＝14.05 mm 螺纹加工引入量＝2 mm，超越量＝1 mm （二）加工程序 O1006;

G50 X200. Z200.; S1000 T0101; G00 X30. Z2.; G71 U2.0R1.0;

G71 P10 Q20 U0.02 W0.01 F0.15; N10 G00X0.; G01 Z0; G01 X15.; X17. Z-1.; Z-18.; X25.;

N20 Z-80.;

G00 X100.Z100.T0100; S1400 T0202 F0.08; G00 X30. Z2.; G70 P10 Q20;

G00 X100. Z100. T0200; S500 T0303; G00 X30. Z-18.; G01 X16. F0.2; G04 X5.0; G00 X30.;

工序1程序名 设定工件坐标系 换1号刀1号刀补

快速定位到外圆循环起点（30，2） G71外圆切削循环

N10~N20为精加工路线 X向进刀 Z向进刀 平端面 加工倒角 切φ17外圆 切端面

切φ25外圆

回换刀点，取消刀补 换2号精车刀

定位到循环起点（30，2） 精车外轮廓

回换刀点，取消刀补 换3号切槽刀 定位到槽正上方 切槽到槽深 槽底暂停5s 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 G50 X200. Z200.; 设定工件坐标系 S1000 T0101; 调用1号刀 G00 X30. Z2.; 定位到循环起点（30，2） G71 U2.0R1.0; G71粗加工外轮廓 G71 P10 Q20 U0.02 W0.01 F0.15; N10~N20为精加工路线 N10 G00X0.; X向快速进刀 G01 Z0; Z向进刀 G01 X13.85.; 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 N20 X25.; 切台阶面 G00 X100.Z100.T0100; 回换刀点，取消刀补 S1400 T0202 F0.08; 换2号精车刀 G00 X30. Z2.; 定位到循环起点（30，2） G70 P10 Q20; 精车外轮廓 G00 X100. Z100. T0200; 回换刀点，取消刀补 S500 T0303; 换3号切槽刀 G00 X30. Z-22.; 定位到槽正上方 G01 X13. F0.2; 切槽到槽深 G04 X5.0; 槽底暂停5s G00 X30.; X向退刀 X100.Z100.T0300; 回换刀点，取消刀补 S300 T0404; 换4号螺纹刀 G00 X18. Z2.; 定位到螺纹加工循环起点（18，2） G92 X15.2 Z-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 G00 X100.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;

G50 X200. Z200.; S1000 T0101; G00 X90. Z2.; G71 U2.0R1.0;

G71 P10 Q20 U4.0 W2.0 F0.15; N10 G00X0.; G01 Z0; G01 X39.; X45. Z-3.; Z-40.;

G02 X50. Z-45. R5.; G01 X74.; X80. W-3.; N20 Z-50.;

G00 X100.Z100.T0100; S1400 T0202 F0.08; G00 X90. Z2.; G70 P10 Q20;

G00 X100. Z100. T0200; 程序名

建立工件坐标系 调用1号刀1号刀补

定位到循环起点（90，2） G71粗切外轮廓

N10~N20为精加工路线 X向快速进刀 Z向进刀 平端面 加工倒角 φ45外圆 加工R5倒圆 切台阶面 加工倒角 切φ80外圆

回换刀点，取消刀补 换2号精车刀

定位到循环起点（90，2） 精车外轮廓

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。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fcq2.html