轴类零件数控加工编程实例
实训项目四轴类零件的加工
模块一外圆轮廓加工
课题一单一指令加工
一、实训目的与要求
1．运用单一指令，掌握轴类零件的外圆轮廓车削加工工艺的制定
2．掌握零件加工程序的调试和图形校验
二、实训难点与重点
1．掌握数控车床外圆轮廓车削加工的单一指令的应用
2．能够正确地对零件进行数控车削工艺分析
3．通过对轴类零件外圆轮廓车削的加工，掌握数控车床的编程技巧
三、实训内容
（一）实训内容
编制如图4-1所示零件的加工程序，零件图上的螺纹和切槽不加工。材料为尼龙棒或45钢，毛坯尺寸 40×90mm。
图4-1
（二）工艺分析
1．刀具设置
1号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；
2号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；
2．工艺路线
（1）棒料伸出卡盘外约90mm，找正后夹紧。
（2）用1号刀，进行零件的轮廓粗加工。
（3）用2号刀，进行零件的轮廓精加工。
3．加工工艺卡片
1．FANUC0i mate-TC系统
（1）粗加工程序
O1000 程序名
G54G98G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位S600M3；主轴正转，600r/min
T0101；换1号外圆粗加工刀
G0X42Z0；
G1X-1F100；
车端面
Z2；
G0X39；
G1Z-80F100；粗车Φ39外圆
X45；
G0Z2；
G1X31F100；粗车Φ31外圆
Z-40；
X45；
G0Z2；
G1X23F100；粗车Φ23外圆
Z-20；
X26；
X31Z-40；粗车螺纹右倒角
X45；
G0Z2；
G1X19F100；
G3X23Z-2R11；第一次粗车R11圆弧
X35；
G0Z2；
G1X15F100；
G3X23Z-4R11；第二次粗车R11圆弧
X35；
G0Z2；
G1X11F100；
G3X23Z-6R11；第三次粗车R11圆弧
X35；
G0Z2；
G1X7F100；
G3X23Z-8R11；第四次粗车R11圆弧
X35；
G0Z2；
G1X3F100；
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M30；主程序结束
（2）精加工程序
O1001 程序名
G54G98G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位
S1000M3；主轴正转，1000r/min
T0202；换2号外圆精加工刀
G0X45Z2；
X0；
G1Z0F60；
G3X22Z-11R11；精车R11圆弧
G1Z-20；
X25；精车台阶
X30Z-40；精车圆锥
X34；精车台阶
X37.8Z-42；精车倒角
Z-80；精车Φ38外圆
X50；退出加工范围
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M30；主程序结束
2．华中HNC-21T/22T系统
指令编程与FANUC—0i编程基本一致，把“G98”改成“G94”或者省略“G98”。3．Sinumerik802D系统
（1）粗加工程序
%_N_LATHE01_MPF 程序名
;$PA TH=/_N_MPF_DIR 传输格式
M42；主轴高速档
S600M3；主轴正转，600r/min
T01D01；换1号外圆粗加工刀
G90G94G21 绝对编程，分进给，公制单位
G0X42Z0；
G1X-1F100；
车端面
Z2；
G0X39；
G1Z-80F100；粗车Φ39外圆
X45；
G0Z2；
G1X31F100；
Z-40；粗车Φ31外圆
X45；
G0Z2；
G1X23F100；
Z-20；粗车Φ23外圆
X26；
X31Z-40；
X45；
G0Z2；
G1X19F100；
G3X23Z-2CR=11；第一次粗车R11圆弧
X35；
G0Z2；
G1X15F100；
G0Z2；
G1X11F100；
G3X23Z-6CR=11；第三次粗车R11圆弧
X35；
G0Z2；
G1X7F100；
G3X23Z-8CR=11；第四次粗车R11圆弧
X35；
G0Z2；
G1X3F100；
G3X23Z-10CR=11；第五次粗车R11圆弧
X35；
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M02；主程序结束
（2）精加工程序
%_N_LATHE02_MPF 程序名
;$PA TH=/_N_MPF_DIR 传输格式
M42；主轴高速档
S1000M3；主轴正转，1000r/min
T02D01；换2号外圆精加工刀
G90G94G21 绝对编程，分进给，公制单位
G0X45Z2；
X0；
G1Z0F60；
G3X22Z-11CR=11；精车R11圆弧
G1Z-20；
X25；精车台阶
X30Z-40；精车圆锥
X34；精车台阶
X37.8Z-42；精车倒角
Z-80；精车Φ38外圆
X50；退出加工范围
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M02；主程序结束
课题二复合指令加工
一、实训目的与要求
1．运用复合加工指令，掌握轴类零件的外圆轮廓车削加工工艺的制定2．掌握零件加工程序的调试和图形校验
二、实训难点与重点
1．掌握数控车床外圆轮廓车削加工的复合指令的应用
2．能够正确地对零件进行数控车削工艺分析
3．通过对轴类零件外圆轮廓车削的加工，掌握数控车床的编程技巧
三、实训内容
（一）实训内容
编制如图所3-1示零件的加工程序，零件图上的螺纹和切槽不加工。材料为尼龙棒或45钢，毛坯尺寸 40mm。
（二）工艺分析
1．刀具设置
1号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；
2号刀：机夹车刀（硬质合金可转位刀片）；
2．工艺路线
（1）棒料伸出卡盘外约90mm，找正后夹紧。
（2）用1号刀，进行零件的轮廓循环粗加工。
（3）用2号刀，进行零件的轮廓精加工。
3．加工工艺卡片
（三）程序编制
1．FANUC0i mate-TC系统
O1003 程序名
G54G98G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位
S600M3；主轴正转，600r/min
T0101；换1号外圆粗加工刀
G0X42Z0；
G1X-1F100；
车端面
Z2；
G0X42；
G71U2R1
复合循环调用-粗车加工，N100～N200为循环部分轮廓G71P100Q200U1W0.1F100
N100G1X0；
Z0；
G3X22Z-11R11；车R11圆弧
G1Z-20；
X25；车台阶
X30Z-40；车圆锥
X34；车台阶
X38Z-42；车倒角
Z-80；车Φ38外圆
N200X40
G0X100；快速退刀
Z100；
M5
M0
S1000M3；主轴正转，1000r/min
T0202；换2号外圆精加工刀
G0X42；
Z2；
G70P100Q200F60 复合循环调用-精车加工，N100～N200为循环部分轮廓
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M30；主程序结束
2．华中HNC-21T/22T系统
华中系统指令大部分与FANUC指令一致，需更改的指令为G71指令的格式。
O1003 程序名
G54G94G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位
S600M3；主轴正转，600r/min
T0101；换1号外圆粗加工刀
……
……
和FANUC—0i的程序相同，在此省略……
G71U2R1P100Q200X0.5Z0.1F100
复合循环调用-粗车加工，N100～N200为循环部分轮廓G0X100；
Z100；精车R11圆弧
M5 主轴停止
M0 系统暂停，可以对粗车后的工件进行测量
S1000M3；主轴以1200r/min正转，准备精车
T0202；换2号外圆精加工刀
G0X45Z2；
N100G1X0F60
Z0
G3X22Z-11R11；精车R11圆弧
G1Z-20；
X25；精车台阶
X30Z-40；精车圆锥
X34；精车台阶
X37.8Z-42；精车倒角
Z-80；精车Φ38外圆
N200X40
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M30；主程序结束
3．Sinumerik802D系统
（1）主程序
%_N_LATHE03_MPF 主程序名
;$PA TH=/_N_MPF_DIR 传输格式
M42；主轴高速档
S600M3；主轴正转，600r/min
T01D01；换1号外圆粗加工刀
G90G94 绝对编程，分进给，公制单位
G0X50Z0；
车端面
G1X-1F100；
Z2；
G0X42
CYCLE95（“SPF01”，2，0，0.5，0.5，100，50，60，
复合循环调用-粗车加工
2，0，0，0.5）
G0X100；快速退刀
Z100；
M5 主轴停止
M0 系统暂停，可以对粗车后的工件进行测量S1000M3；主轴正转，1000r/min
T02D01；换2号外圆精加工刀
G0X7Z2；
CYCLE95（“SPF01”，0.5，0，0，0，100，50，60，
复合循环调用-精车加工
6，0，0，0）
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M02；主程序结束
（2）子程序
%_N_SPF01_SPF 子程序名
;$PA TH=/_N_MPF_DIR 传输格式
G1X0Z0；
G3X22Z-11CR=11；车R11圆弧
G1Z-20；
X25；车台阶
X30Z-40；车圆锥
X34；车台阶
X38Z-42；车倒角
Z-80；车Φ38外圆
M17 子程序结束
模块二轴类零件的切槽和螺纹加工
课题一单一指令加工
一、实训目的与要求
1．运用单一指令，掌握轴类零件的切槽和螺纹加工工艺的制定
2．掌握零件加工程序的调试和图形校验
二、实训难点与重点
1．掌握数控车床切槽和螺纹加工的单一指令的应用
2．能够正确地对零件进行数控车削工艺分析
3．通过对轴类零件切槽和螺纹的加工，掌握数控车床的编程技巧
三、实训内容
（一）实训内容
编制如图4-1所示的槽和螺纹的加工程序。材料为尼龙棒或45钢，毛坯尺寸 40mm。（二）工艺分析
1．刀具设置
3号刀：宽4mm的硬质合金焊接切槽刀；
4号刀：60°硬质合金机夹螺纹刀；
2．工艺路线
（1）棒料伸出卡盘外约90mm，找正后夹紧。
（2）用3号刀，进行切槽加工。
（3）用4号刀，进行螺纹加工。
3．相关计算
螺纹总切深：h=0.62×P=0.93mm；背吃刀量分布：1mm、0.5mm、0.3mm、0.06mm。4．加工工艺卡片
1．FANUC0i mate-TC系统
O1004 程序名
G54G98G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位
S300M3；主轴正转，300r/min
T0303；换3号切槽刀
G0X40；
Z-64；快速进刀至（45，-64）
G1X30.2F30；切槽至Φ30.2
X40；退刀
G0Z-66；向左移动2mm
X30.2F30；切槽至Φ30.2
X40；退刀
G0Z-68；向左移动2mm
X30F30；切槽至Φ30
Z-64；向右横拖4mm，消除切刀接缝线
X40；
G0Z-62；
G1X38 F30
X34Z-64；用切槽刀右刀尖倒M38螺纹左端C2倒角
X45；退出加工范围
G0X100；快速退刀
Z100；
T0404；换4号螺纹刀
S600M3；主轴正转，600r/min
G00X37Z-34；快速移到第一螺纹加工起点，第一次进刀到Φ37 G32Z-63F3；加工螺纹
G0X47；
Z-34；快退到第一螺纹加工起点
G0X36.5；第二次进刀到Φ36.5
G32Z-63F3；加工螺纹
G0X47；
Z-34；快退到第一螺纹加工起点
G0X36.2；第三次进刀到Φ36.2
G32Z-63F3；加工螺纹
G0X47；
Z-34；快退到第一螺纹加工起点
G0X36.14；第四次进刀到Φ36.14
G32Z-63F3；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；
X37 快速移到第二螺纹加工起点，第一次进刀到Φ37 G32Z-63F3；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；快退到第二螺纹加工起点
G0X36.5；第二次进刀到Φ36.5
G32Z-63F3；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；快退到第二螺纹加工起点
G0X36.2；第三次进刀到Φ36.2
G32Z-63F3；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；快退到第二螺纹加工起点
G0X36.14；第四次进刀到Φ36.14
G32Z-63F3；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；
G0X100Z100 快速退刀
M05；主轴停
M30；主程序结束
2．华中HNC-21T/22T系统
同FANUC—0i编程基本相同，把“G98”改成“G94”或者省略“G98”。3．Sinumerik802D系统
%_N_LATHE04_MPF 主程序名
;$PA TH=/_N_MPF_DIR 传输格式
G54G90G94G21 绝对编程，分进给，公制单位
S300M3；主轴正转，600r/min
T03D01；换3号切槽刀
G0X45；
Z-64；快速进刀至（45，-64）
G1X30.2F30；切槽至Φ30.2
X45；退刀
G0Z-66；向左移动2mm
X30.2F30；切槽至Φ30.2
X45；退刀
G0Z-68；向左移动2mm
X30F30；切槽至Φ30
Z-64；向右横拖4mm，消除切刀接缝线
X45；
G0Z-61；
G1X34Z-64F30；用切槽刀右刀尖倒M38螺纹左端C2倒角
X45；退出加工范围
G0X100；快速退刀
Z100；
T04D01；换4号螺纹刀
S600M3；主轴正转，600r/min
G00X37Z-34；快速移到第一螺纹加工起点，第一次进刀到Φ37 G33Z-63K3SF=0；加工螺纹
G0X47；
Z-34；快退到第一螺纹加工起点
G0X36.5；第二次进刀到Φ36.5
G33Z-63K3SF=0；加工螺纹
G0X47；
Z-34；快退到第一螺纹加工起点
G0X36.2；第三次进刀到Φ36.2
G33Z-63K3SF=0；加工螺纹
G0X47；
Z-34；快退到第一螺纹加工起点
G0X36.14；第四次进刀到Φ36.14
G33Z-63K3SF=0；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；快速移到第二螺纹加工起点，第一次进刀到Φ37 G33Z-63K3SF=0；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；快退到第二螺纹加工起点
G0X36.5；第二次进刀到Φ36.5
G33Z-63K3SF=0；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；快退到第二螺纹加工起点
G0X36.2；第三次进刀到Φ36.2
G33Z-63K3SF=0；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；快退到第二螺纹加工起点
G0X36.14；第四次进刀到Φ36.14
G33Z-63K3SF=0；加工螺纹
G0X47；
Z-35.5；
G0X100Z100 快速退刀
M05；主轴停
M30；主程序结束
课题二复合指令加工
一、实训目的与要求
1．运用循环指令，掌握轴类零件的切槽和螺纹加工工艺的制定
2．掌握零件加工程序的调试和图形校验
二、实训难点与重点
1．掌握数控车床切槽和螺纹加工的循环指令的应用
2．能够正确地对零件进行数控车削工艺分析
3．通过对轴类零件切槽和螺纹的加工，掌握数控车床的编程技巧
三、实训内容
（一）实训内容
编制如图4-1所示的槽和螺纹的加工程序。材料为尼龙棒或45钢，毛坯尺寸 40mm。（二）工艺分析
1．刀具设置
3号刀：宽4mm的硬质合金焊接切槽刀；
4号刀：60°硬质合金机夹螺纹刀；
2．工艺路线
（1）棒料伸出卡盘外约90mm，找正后夹紧。
（2）用3号刀，进行切槽循环加工。
（3）用4号刀，进行螺纹循环加工。
3．相关计算
螺纹总切深：h=0.62×P=0.93mm；背吃刀量分布：1mm、0.5mm、0.3mm、0.06mm。
4．加工工艺卡片
（三）程序编制
1．FANUC 0i mate-TC系统
（1）用切槽循环指令G75和螺纹切削循环指令G92编程
O1005 程序名
G54G98G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位S300M3；主轴正转，300r/min
T0303；换3号切槽刀
G00X45；
Z-68；快速进刀至（45，-68）
G75R0.1；切槽循环
G75X38Z-64P500Q3000R0F30；
G0X100；快速退刀
Z100；
T0404；换4号螺纹刀
S600M3；主轴正转，600r/min
G00X38Z-34；快速移到第一螺纹加工起点
G92X37Z-63F3；第一次进刀到Φ37
X36.5；第二次进刀到Φ36.5
X36.2；第三次进刀到Φ36.2
X36.14；第四次进刀到Φ36.14
G00X38Z-35.5；快速移到第二螺纹加工起点
G92X37Z-63F3；第一次进刀到Φ37
X36.5；第二次进刀到Φ36.5
X36.2；第三次进刀到Φ36.2
X36.14；第四次进刀到Φ36.14
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M30；主程序结束
（2）用切槽循环指令G75和螺纹切削复合循环指令G76编程
O1006 程序名
G54G98G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位S300M3；主轴正转，300r/min
T0303；换3号切槽刀
G00X45；
Z-68；快速进刀至（45，-68）
G75R0.1；切槽循环
G75X38Z-64P500Q3000R0F30；
G0X100；快速退刀
Z100；
T0404；换4号螺纹刀
S600M3；主轴正转，600r/min
G00X38Z-34；快速移到第一螺纹加工起点
G76P10160Q60R0.1
螺纹切削复合循环
G76X36.14Z-63R0P930Q500F3；
G00X38Z-35.5；快速移到第二螺纹加工起点
G76P10160Q60R0.1
螺纹切削复合循环
G76X36.14Z-63R0P930Q500F3；
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M30；主程序结束
2．华中HNC-21T/22T系统
（1）华中系统切槽无循环指令，用螺纹切削循环指令G82编程
O1005 程序名
G54G94G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位
S300M3；主轴正转，300r/min
T0303；换3号切槽刀
G0X45；
Z-64；快速进刀至（45，-68）
G1X30.2F30；切槽至Φ30.2
X45；退刀
G0Z-66；向左移动2mm
G1X30.2F30；切槽至Φ30.2
X45；退刀
G0Z-68；向左移动2mm
G1X30F30；切槽至Φ30
Z-64；向右横拖4mm，消除切刀接缝线
X45；
G0Z-61；
G1X34Z-64F30；用切槽刀右刀尖倒M38螺纹左端C2倒角X45；退出加工范围
G0X100；快速退刀
Z100；
T0404；换4号螺纹刀
S600M3；主轴正转，600r/min
G00X38Z-34；快速移到螺纹加工起点
G82X37Z-63C2P180F3；第一次进刀到Φ37，加工双头螺纹
G82X36.5Z-63C2P180F3；第二次进刀到Φ36.5，加工双头螺纹
G82X36.2Z-63C2P180F3；第三次进刀到Φ36.2，加工双头螺纹
G82X36.14Z-63C2P180F3；第四次进刀到Φ36.14，加工双头螺纹
G0X100；快速退刀
Z100；
M05；主轴停
M30；主程序结束
（2）华中系统切槽无循环指令，用螺纹切削复合循环指令G76编程
O1006 程序名
G54G94G21；采用G54坐标系，分进给，公制单位
S300M3；主轴正转，300r/min
T0303；换3号切槽刀
G0X45；
Z-64；快速进刀至（45，-68）
G1X30.2F30；切槽至Φ30.2
X45；退刀