任务2 外圆锥面的加工与编程
2.1 任务引入
已知毛坯为ϕ32mm×91mm棒料，材料为45钢，试编制图4-8所示零件的加工程序。
2.2 工艺知识
1.刀具的选择 车削圆锥面时，所使用刀具与车削阶梯轴时的刀具相同。但在车削倒锥时，要注意选用副偏角较大的刀具，使刀具副切削刃不与工件相碰撞。
2.加工路线的确定 车削加工圆锥时，其锥度由加工锥体的起点和终点坐标决定。锥面可以分为正锥面和倒锥面。车削正锥面的走刀路线如图4-9a、b所示。对于图4-9a所示的走刀路线，需要计算终刀距L'，假设圆锥大端直径为D，小端直径为d，吃刀深度为L，锥长为A，则由相似三角形可得公式（D-d）/2A=L/L'，即L'=2AL/（D-d）。
车倒锥面的走刀路线如图4-9c、d所示，该走刀路线不需要计算相关的参数。
2.3 相关编程指令（HNC—21/22T数控系统）
2.3.1 单一循环指令
车削循环指令是指用含G代码的一个程序段来完成需要用多个程序段指令的编程指令，使加工程序简化。车削循环一般用在去除大部分余量的粗加工中。
1.内（外）径切削循环指令G80
（1）切削圆柱面时的内（外）径切削循环指令：其输入格式如下：
G80X（U）_Z（W）_F_；
说明：
1）该指令按ABCDA的轨迹执行动作，如图4-10所示。其中，虚线表示按R指定的速度快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动，加工顺序按1、2、3、4进行。U、W表示圆柱面切削终点C相对循环起点A的坐标增量。
2）在G80指令前的一段程序中，需要编制一个循环起刀点，该点也是每一次走刀的退刀点位。因此，该点的位置一定要保证刀具在退刀过程中不能与工件发生碰撞。
（2）圆锥面的内（外）径切削循环指令：其输入格式如下：
G80 X_Z_I_F_；
说明：
1）I后面的数值表示锥体大端半径和小端半径的差值。若工件锥面起点坐标大于终点坐标，则I后面的数值符号取正，反之取负。
2）该指令按ABCDA的轨迹执行动作，如图4-11所示。
例4-3 工件如图4-12所示，用G80指令编程加工，虚线表示毛坯。
解 用指令G80编程得到相应的加工程序如下：
%0004
N10 M03 S400；主轴正转，转速为400r/mm
N20 G91 G80 X-10 Z-33 I-5.5 F100；加工第一次循环，吃刀深3mm
N30X-13Z-33I-5.5；加工第二次循环，吃刀深3mm
N40X-16Z-33I-5.5；加工第三次循环，吃刀深3mm
N50 M30；
2.端面切削循环指令G81
（1）端平面切削循环指令：其输入格式如下：
G81 X_Z_F_；(www.daowen.com)
说明：该指令按ABCDA的轨迹执行动作，如图4-13所示。
（2）端锥面切削循环指令：其输入格式如下：
G81 X_Z_K_F_；
说明：该指令按图4-14所示的ABCDA的轨迹执行循环动作。在该指令的输入格式中，K后面的数值表示切削起点B与切削终点C的X坐标值之差（半径值）。
例4-3 零件如图4-15所示，其中虚线表示零件毛坯，用G81指令编程加工其端锥面，每次吃刀量为2mm，每次切削起点距工件外圆面5mm。
解 用指令G81编制图4-15所示工件端锥面的加工程序如下：
%0081
N10 M03 S800； 主轴正转
N20 G00 X60 Z45； 快速进刀至循环起点
N30 G81 X25 Z31.5 K-3.5 F100； 加工第一次循环，吃刀深2mm
N40 X25 Z29.5 K-3.5； 第二次循环
N50 X25 Z27.5 K-3.5； 第三次循环
N60 X25 Z25.5 K-3.5； 第四次循环
N70 M30；程序结束
2.4 任务实施
2.4.1 加工工艺的确定
1.零件图分析 该零件是一个轴类零件，主要加工面包括圆柱面、圆锥面等。其中，ϕ26mm外圆柱面尺寸精度为8级，该表面的粗糙度Ra为3.2μm。
2.加工方案的确定 根据零件精度要求，各表面的加工方案均确定为先粗车后精车。
3.装夹方案的确定 由于工件毛坯为棒料，因此可用三爪自定心卡盘装夹。ϕ32mm的外表面不需要加工，可以用做装夹面。
4.加工工序的确定 零件毛坯为棒料，所需要加工的余量较大，为了保证工件的精度，在加工时采用先粗后精的加工顺序。该工件具体的数控加工工序见表4-4。
表4-4 数控加工工序卡
续表
5.进给路线的确定
（1）粗车走刀路线：粗车圆锥面的走刀路线如图4-16所示。
（2）精车外圆走刀路线（略）
6.刀具的确定 见表4-5。
表4-5 数控加工刀具卡
2.4.2 加工程序编制
1.建立坐标系 以工件右端面与轴线的交点为编程原点建立工件坐标系。
2.参考程序 见表4-6。
表4-6 外圆锥面数控加工参考程序
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