实训教案34螺纹轴的加工

宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－1课程名称机械零件的数控加工教学主题螺纹轴的加工授课班级授课时间授课地点数控基地教学目标：1．能力目标：掌握螺纹车刀的安装及对刀方法；掌握螺纹加工方法及尺寸控制；会使用VNUC数控仿真软件进行练习；完成三角螺纹零件加工。材料为Q235。2．知识目标：掌握轴向切削固定循环指令G90、螺纹切削固定循环指令G92；了解三角螺纹的尺寸计算方法；会制订螺纹加工工艺及合理选择循环参数，确定切削用量。3．素质目标：通过分工合作，形成团队合作的素质；建立规范安全意识；主要教学方法：现场操作演示、真实产品加工举例、分组实际操作。教学器材：CK6132数控车床、刀具（外圆车刀、切断刀、螺纹车刀、尖刀）、安装工具、材料为Q235A,尺寸为：55×166mm、65×111mm的棒料。教学步骤教学步骤与过程备注课程项目：轴类零件的加工任务四：螺纹轴的加工一、教学内容1、数控车床操作安全规范；2、圆弧阶梯轴加工特点及方法；二、教师活动共4学时强调回参考点、工件伸出长度、刀具安装三要素、机床锁定操作注意事项。宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－2教学步骤与过程备注（一）安全操作规范要求1、工件安装规范2、刀具安装规范3、对刀操作规范4、程序调试规范（二）主要知识点讲解一、任务提出图5-1零件图强调精度分析强调加工方案对零件的影响宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－3图5-2三维效果图引导学生进行该零件的结构及加工工艺分析，引出课题的具体实现方法。二、任务分析三角螺纹零件加工是学习数控车床编程与操作的最重要一环，因此要掌握如下知识：1.轴向切削固定循环指令G90、径向切削固定循环指令G94、螺纹切削固定循环指令G92、螺纹加工指令G32；2.三角螺纹零件加工工艺制定及循环参数选择；3.三角螺纹零件加工、尺寸控制及检验方法；4.三角螺纹零件的加工工艺分析、编程和加工操作三、任务实施（一）加工工艺分析1．工、量、刃具选择（1）工具选择圆钢装夹在三爪自定心卡盘上，用划线盘校正。其它工具见表5-2。（2）量具选择长度尺寸选用游标卡尺测量；外圆选用外径千分尺测量；螺纹用螺纹环规测量。（3）刀具选择加工材料为Q235，选用90°硬质合金外圆车刀进行粗、精车，并分别置于T01、T02号刀位；切槽和切断用切槽刀T03，并置于T03号刀位；选用60°外螺纹车刀T04车螺纹，并置于T04号刀位。宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－4表5-2加工三角形外螺纹工、量、刃具选择工、量、刃具清单图号种类序号名称规格精度单位数量工具1三爪自定心卡盘个12卡盘扳手副13刀架扳手副14垫刀片块若干5划线盘个1量具1游标卡尺0～150mm0.02mm把12外径千分尺0～25mm0.01mm把13螺纹环规M12×1副14角度样板60°块1刀具1外圆粗车刀90°把12外圆精车刀90°把13切槽刀4mm×15mm把14螺纹刀60°把12．制定加工工艺路线先用外圆车刀T01粗车，再外圆车刀T02精车，然后用切槽刀T03切槽，用60°螺纹刀T04车螺纹，最后用用切槽刀T03切断工件。3．合理选择切削用量加工材料为Q235，硬度不高，切削力不大，切削用量选择如下表。表5-3车削普通三角形外螺纹加工工艺工步号工步内容刀具号切削用量背吃刀量ap(mm)进给速度f(mm/r)主轴转速n(r/min)1车右端面T011～20.26002粗加工螺纹外圆及Ф18mm外圆，留0.4mm精车余量T011～20.26003精加工螺纹外圆及Ф18mm外圆至尺寸T020.20.18004车4×Ф9mm螺纹退刀槽T0340.084005粗、精车M12×1至尺寸T040．1～0.414006切断，控制工件总长T0340.08400（二）编制参考加工程序1．建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则，工件原点设在右端面与主轴轴线的交点上，如图5-1所示。2．计算基点坐标基点P1～P5点坐标按各点极限尺寸平均值为准作为编程尺寸。具体坐标见表宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－55-4。表5-4基点坐标基点坐标（X，Z）基点坐标（X，Z）P1（9.9，0）P4（18.026，-20.05）P2（11.9，-1）P5（18.026，-35）P3（11.9，-20.05）3．参考程序（见表5-5）FANUC系统程序名为“O9404”。表5-5车削普通三角形外螺纹零件参考程序程序段号程序内容动作说明N05T0101选择T01号外圆粗车刀N10G40G99M03S600F0.2取消刀尖半径补偿，绝对坐标编程，转速为600r/min，进给速度为0.2mm/r。N20G90G00G42X22Z5刀具快速移动至循环起点N30G90X18.4Z-40粗加工Ф18mm和Ф12mm的外圆N40G90X16Z-19.9N50G90X14Z-19.9N60G90X12.3Z-19.9N70G40G00X100Z100刀具退回至换刀点N80M00M05程序停，主轴停，测量N90T0202换外圆精车刀N100M03S800精加工转速为800r/minN110G00G42X5.9Z2精加工Ф18mm和Ф12mm的外圆至尺寸N120G01X11.9Z-1F0.1N130Z-20.05N140X18.026N15Z-36N160G00G40X100Z100刀具退回至换刀点N170M00M05程序停，主轴停，测量N180T0303换切槽刀N190M03S400主轴转速为400r/minN200G00X20Z-20.05切槽N210G01X9F0.08N220X20F0.3N230G00X100Z100刀具退回至换刀点N240T0404换螺纹刀N250M03S300主轴转速为300r/minN260G00X14Z2刀具定位到螺纹加工循环起点N270G92X11.3Z-18F1车螺纹N280G92X10.9Z-18F1N290G92X10.7Z-18F1N300G00X100Z100刀具退回至换刀点N310T0303换切槽刀N320M03S400主轴转速为400r/minN330G00X20Z-39宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－6N340G01X0F0.08切断工件N350X20F0.3N360G00X100Z100刀具退回至换刀点N370M05主轴停止N380M30程序结束（三）VNUC仿真操作先在VNUC仿真软件上加工，所用毛坯为Φ22的圆钢。步骤如下：（1）打开仿真软件，选择机床和系统。（2）开机、手动、回参考点。（3）设置毛坯、装夹工件。（4）选择安装刀具。（5）新建或调入程序。（6）对刀。（7）程序校验。（8）自动加工。（四）加工准备（1）检查坯料尺寸。（2）开机、回参考点。（3）刀具装夹。将外圆粗车刀T01、外圆精车刀T02、切槽刀T03、60°螺纹刀T04分别装在刀架的1、2、3、4号刀位，并按要求夹紧。其中安装切断刀T03时应注意使刀杆垂直于工件轴线。（4）工件装夹。将Φ22的棒料装夹在三爪自定心卡盘上，伸出50mm，找正并夹紧。（5）程序输入。把已经仿真的程序通过数控机床MDI键盘输入数控机床，或拷贝到计算机后再调出。（五）对刀四把刀依次采用试切法（车端面、车外圆）进行对刀，并把操作得到的数据输入到各自的刀具补偿中。切断刀仍取左侧刀尖为刀位点，螺纹车刀取刀尖为刀位点。螺纹车刀对刀步骤如下：1．Z轴对刀主轴正转，使螺纹车刀刀尖与工件右端面对齐，采用目测法或借助于金属直尺对齐。把此时刀尖相对于工件原点的Z向坐标输入到试切长度中。2．X轴对刀宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－7主轴正转，移动螺纹车刀，使刀尖轻轻碰至工件外圆表面或车一段外圆面，Z方向退出刀具；停车，测量外圆直径。把所得值输入到工件的试切直径中。（六）空运行及仿真对输入的程序进行空运行或仿真。（七）零件自动加工及尺寸控制1．零件自动加工打开程序，选择MEM（自动）工作方式，调好进给倍率，按循环启动键，进行自动加工。2．零件加工过程中尺寸控制外圆及长度尺寸控制同前。螺纹尺寸控制是将螺纹车刀设置一定磨损量，当程序运行到N300时，停车用螺纹环规检测。根据螺纹旋合松紧程度调小刀具磨损量，重新运行螺纹加工程序段，直至尺寸符合要求为止（螺纹通规能通过，止规通不过为合格）。四）操作要点1.工件与刀具的装夹:刀具高度、伸出长度和主偏角与副偏角;控制伸出长度2.对刀:对刀前确保机床经过正确回零3.程序的输入与调试:开启“空运行”和“机床锁住”功能，检查走刀轨迹4.自动运行加工程序，完成加工:检查机床的快速倍率和进给倍率是否处在较低档位，检查主轴倍率等开关是否处在正常位置;当刀具靠近工件时，注意检查显示器上所显示的绝对坐标和剩余坐标是否正确;操作者将手置于暂停（或急停、复位）按钮处，5.拆下工件宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－8教学步骤与过程备注三、学生活动1、分组分工根据机床台数分成10个小组，每组4-5人；每台机床同时2人协同操作，其余人员编写程序、作准备。2、完成规定训练指导老师规定内容（学生工作页）从工件安装到刀具安装、对刀、程序调试直到自动加工开始均由指导老师演示操作和讲解控制时间在1学时内完成学生练习教师指导宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1.1.3－9教学步骤与过程备注3、拓展训练（配套学生信息页、学生任务单）本部分为完成规定练习后拓展课后小结作业布置