项目四数控车削加工技术

项目四数控车削加工技术项目四数控车削加工技术任务一认识数控车床任务二加工简单阶梯轴任务三加工螺纹轴类零件任务四加工简单套类零件任务五加工复合轴类零件任务六用户宏程序加工非圆曲线拓展实训项目四数控车削加工技术项目要点：1.掌握数控车床的种类、加工对象及特点；2.掌握数控车床编程规则、常用符号及指令代码；3.掌握典型零件的加工工艺制定与加工程序编制；4.掌握FANUC0i系统变量应用与宏程序编制方法。项目四数控车削加工技术任务一认识数控车床一、任务引入二、任务分析三、知识准备四、任务实施五、任务评价项目四数控车削加工技术一、任务引入1.任务描述：数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床的种类很多，主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。本任务重点介绍数控车床的用途及种类，分析数控车床的特点。2.知识目标：（1）了解数控车床的用途和种类；（2）掌握数控机床车床的特点。项目四数控车削加工技术二、任务分析本任务学习时先通过观看多媒体图片和现场参观了解数控机床的用途及分类；掌握数控车床的特点。项目四数控车削加工技术三、知识准备（一）数控车床的主要加工内容精度要求高的零件1.要求高的回转体零件表面粗糙度好的回转体零件精密、超低表面粗糙度的零件2.表面形状复杂的回转体零件3.带横向加工的回转体零件4.带一些特殊类型螺纹的零件项目四数控车削加工技术（二）数控车床的分类1.按主轴的配置形式分类卧式数控车床立式数控车床2.按刀架数量分类单刀架数控车床双刀架数控车床项目四数控车削加工技术3.按功能分类经济型数控车床普通数控车床车削加工中心项目四数控车削加工技术（三）数控车床的特点1．适应性强2．适合加工复杂型面的零件3．加工精度高，质量稳定4．生产效率高5．工序集中，一机多用6．减轻劳动强度，改善劳动条件7．价格较高且调试和维修较复杂项目四数控车削加工技术四、任务实施班级姓名课程名称章节名称指导教师参观日期学习目的学习内容学习总结实训车间参观记录表项目四数控车削加工技术五、任务评价根据学生参观时的纪律表现（20%）、记录表的填写（60%）及安全文明生产（20%）执行情况,通过自评、互评和教师评分等方式，对完成任务情况进行综合评价。项目四数控车削加工技术任务二加工简单阶梯轴一、任务引入二、任务分析三、知识准备四、任务实施五、任务评价项目四数控车削加工技术一、任务引入1.任务描述如图所示的为一简单阶梯轴零件，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ28×100mm（零件不需切断）。该零件在FANUC数控车窗上加请确定其编程指令。2．知识目标（1）熟悉数控车床加工的基本工艺方法；（2）掌握FANUC0i系统数控车床的常用指令的格式及使用方法；（3）掌握阶梯轴零件的编程与加工方法。项目四数控车削加工技术二、任务分析本任务的重点和难点在于正确运用FANUC0i系统中关于外圆加工的指令格式，通过分析各功能的格式，编制出阶梯轴加工程序。项目四数控车削加工技术三、知识准备(一)数控车床的编程特点1.编程坐标系2.直径编程和半径编程3.小数点编程4.绝对编程与增量编程项目四数控车削加工技术（二）手工编程中的数学处理在数控编程加工的过程中，首先要计算出刀具运动轨迹点的坐标。这种根据零件图样，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控系统所需输入的数据，称为数控加工的数值计算。1.节点、基点的概念与计算基点：构成零件轮廓的这些不同几何元素的链接点称为基点。如图中的A、B、C、D、E、F和G都是该零件轮廓上的基点，显然，相邻基点间只能是一个几何元素。项目四数控车削加工技术节点：当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时，在加工程序的编制工作中，常常需要用直线或圆弧去近似代替非圆曲线，称为拟合处理。拟合线段的交点或切点就称为节点。如图所示：P1、P2、P3、P4、P5等。项目四数控车削加工技术2、数值计算举例如图所示，在进行编制程序时，R10与R18相切，切点坐标未知，R1与Φ73外圆相切，切点坐标未知，需要进行计算得出，否则程序无法编制。项目四数控车削加工技术分析图纸所表达的信息，此零件有半径为R3、R29、R45三个圆弧光滑连接而成。对圆弧工件编程时，必须求出以下三个点的坐标值（X轴方向Z轴方向高一个级别）：①圆弧的起始点坐标值；②圆弧的结束点(目标点)坐标；③圆弧中心点的坐标。（添加辅助线，创建数学模型如图。计算过程略）项目四数控车削加工技术（三）数控车床制定加工方案的要求1.程序段最少。2.进给路线最短。进给路线对比起刀点和对刀点重合起刀点和对刀点分离项目四数控车削加工技术削进给路线对比3.灵活选用不同形式的切削路线。项目四数控车削加工技术（四）FANUC0i系统数控车床的编程指令1.辅助功能辅助功能也称M功能，它用于控制零件程序的走向，并用来指定机床辅助动作及状态。它是由字母M及其后面的数字组成。项目四数控车削加工技术2.其他功能（1）主轴功能（S功能）主轴功能控制主轴转速，其后的数值表示主轴转速数值，单位为r/min。（2）刀具功能（T功能）刀具功能也称T功能，T代码主要用来选择刀具。它也是由地址符T和后续数字组成。例如：T0101表示选择01号刀并调用01号刀具补偿值。（3）进给功能（F功能）进给功能也称F功能，F指令表示坐标轴的进给速度，它的单位取决于G98或G99指令。G98表示每分钟进给量，单位为mm/min。G99表示每转进给量，单位为mm/r。项目四数控车削加工技术3.准备功能准备功能又称“G功能”或“G代码”，是由地址字G和后面的两位数来表示的，它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。项目四数控车削加工技术（1）G50指令：设定数控车床编程坐标系指令格式：G50X＿Z＿；说明：●G50表示设定坐标系，X、Z表示原点的位置；●应在刀具运动指令之前设定；●执行该指令后，刀具并不运动；●不允许有其他功能指令，但S指令除外。项目四数控车削加工技术（2）基本指令（G00、G01、G02、G03）①快速点定位指令G00G00指令是使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求，且无切削加工过程。指令格式：G00X（U）_Z（W）_X（U）、Z（W）：刀具以各轴的快速进给速度移动时的绝对（增量）坐标值；例：刀尖从A点快进到B点，用绝对和增量方式写出G00程序。绝对坐标方式：G00X40Z58；增量坐标方式：G00U-60W-28.5；项目四数控车削加工技术②直线插补G01格式：G01X（U）＿Z（W）＿F＿；说明：1）G01指令使刀具以F指定的进给速度直线移动到目标点，一般作为切削加工运动指令，既可以单坐标移动，又可以两坐标同时插补运动。X（U）、Z（W）为目标点坐标。（2）程序中只有一个坐标值X或Z时，刀具将沿该坐标方向移动；有两个坐标值X和Z时，刀具将按所给的终点直线插补运动。例：如图刀具从P0┄→P1→P2→P3┄→P0点运动（图中┄→为G00方式；→为G01方式）。G00X50Z2；（P0→P1）G01Z-40F0.1；（P1→P2）X80Z-60；（P2→P3）G00X200Z100；（P3→P0）项目四数控车削加工技术③G02/03顺逆时针圆弧插补格式：G02/03X_Z_R_(I_K_)或G02/03U_W_R_(I_K_)其中：X，Z(U,W)为圆弧终点坐标；R—圆弧半径；I—圆心相对于圆弧起点的径向增量坐标值;K—圆心相对于圆弧起点的轴向增量坐标值。项目四数控车削加工技术例（R）指令：G02X50.0Z－10.0R27F0.1；或G02U30.0W－10.0R27F0.1；（I，K）指令：G02X50.0Z－10.0I20.0K17.0F0.1；或G02U30.0W－10.0I20.0K17.0F0.1；项目四数控车削加工技术（3）车削简单阶梯轴常用指令内外圆切削循环指令：G90指令格式：G90X(U)___Z(W)___RF___；●X,Z：切削终点的绝对坐标值；●U,W：切削终点的增量坐标值；●F：进给速度。●R:切削始点与圆锥面切削终点的半径差。注：当为圆柱面时R为零，可省略。项目四数控车削加工技术例：应用圆柱面切削循环功能加工下图所示零件。O0001；G50X200Z200T0101；M03S1000；G00X55Z2M08；G90X45Z-25F0.2；X40；X35；G00X200Z200T0101；M30；项目四数控车削加工技术四、任务实施（一）任务工艺分析1．零件图分析图示零件由阶梯状的圆柱面组成，零件的尺寸精度要求一般。从右至左，零件的外径尺寸依次增大。2．确定装夹方案该零件为轴类零件，轴心线为工艺基准，加工外表面用三爪自定心卡盘夹持φ28mm外圆一次装夹完成加工。3．加工工艺路线设计①车端面；②粗车Φ25、Φ20、Φ15外圆，留余量0.5mm；③从右至左精加工各面；4．刀具选择①90º外圆车刀T0101：用于车端面和粗、精车外圆。项目四数控车削加工技术（二）参考程序：项目四数控车削加工技术五、任务评价项目四数控车削加工技术任务三加工螺纹轴类零件一、任务引入二、任务分析三、知识准备四、任务实施五、任务评价项目四数控车削加工技术一、任务引入编制如图所示工件的加工程序，毛坯为φ25㎜×65㎜棒材，材料为45钢。任务要求：1.掌握螺纹相关计算。2.掌握螺纹程序的编制。3.掌握切槽加工方法。4.加工时间120min。项目四数控车削加工技术二、任务分析本任务通过螺纹轴及槽的加工工艺、加工特点、方法及编程指令以及加工误差的分析及操作训练，重点掌握螺纹的编程、加工、刀具选择及测量等。项目四数控车削加工技术三、知识准备（一）螺纹术语与计算项目四数控车削加工技术普通三角螺纹计算项目四数控车削加工技术（二）三角螺纹车刀项目四数控车削加工技术（三）三角螺纹车刀螺纹常用指令1．等螺距螺纹切削指令G32（1）指令格式：G32X(U)__Z(W)__F（I）__；X、Z－螺纹终点的绝对坐标值；U、W－螺纹终点相对于起点的增量坐标值；F－长轴方向的导程；I－每英寸牙数。（用于加工英制螺纹）项目四数控车削加工技术2．螺纹切削固定循环指令G92（1）指令格式：G92X(U)__Z(W)__R__F（I）__；X、Z－螺纹终点的绝对坐标值；U、W－螺纹终点相对于起点的增量坐标值；R－切削螺纹起点和终点的半径差（有符号）；F－螺纹导程（单线螺纹的螺距等于导程）；I－每英寸的牙数（用于加工英制螺纹）。项目四数控车削加工技术3．螺纹切削复合循环指令G76（1）G76指令格式：G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)Rd；G76X(u)Z(w)R(i)P(k)Q(△d)F(p)(I)；M－精加工重复次数；R－倒角量。当螺距由P表示时，可以从0.01P到9.9P设定，单位为0.1L（两位数00～99）；a－螺纹刀尖角度（螺纹牙形角）。可以选择80°、60°、55°、30°、29°和0°，由2位数指定；Δdmin－最小切削深度（半径值指定），单位为μm；d－精加工余量；i－螺纹切削起点与终点的半径差（有符号），如果i=0,可作一般直线螺纹切削；k－螺纹高度，X轴方向用半径值指定，单位为μm；△d－第一刀的切削深度，半径值，单位为μm；P－螺纹导程；I－每英寸的牙数（用于加工英制螺纹）。项目四数控车削加工技术G76切削路线及进刀方式项目四数控车削加工技术车削螺纹的走刀次数和背吃刀量参考数据项目四数控车削加工技术四、任务实施1.螺纹轴的工艺设计（1）零件图工艺分析该零件表面由退刀槽、三角螺纹和一段圆弧组成，尺寸精度和表面粗糙度要求不高。已知毛坯材料为45钢，毛坯尺寸为φ25㎜×65㎜的圆棒料。可用G32、G92、G76进行加工。（2）选择设备根据被加工零件的外形和材料等条件，选用CK6140数控车床。（3）确定零件的定位基准和装夹方式对短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ25㎜外圆，一次装夹完成粗精加工。（4）确定加工顺序及进给路