数控加工工艺及设备PPT课件：汽车带轮零件工艺、程序编制及数控车削加工

该零件由校企合作企业提供相关技术资料由企业提供项目1：汽车带轮零件工艺、程序编制及数控车削加工第二篇教学项目项目2：脚踏板注塑模型腔件工艺、程序编制及数控铣加工该零件由校企合作企业提供相关技术资料由企业提供项目3：四轴加工中心性能检验试件工艺编制及程序生成该零件由校企合作企业提供相关技术资料由企业提供项目4：整体叶轮五轴加工中心数控加工工艺编制及程序生成该零件由校企合作企业提供相关技术资料由企业提供项目1：汽车带轮零件工艺、程序编制及数控车削加工1-1项目导入项目来源：该零件图样、技术要求等资料由校企合作企业提供，是来自企业的真实产品。企业真实产品使用的毛坯为模锻件，材料为45号钢，大批量生产。本项目在教学中为提高教学效率、减少刀具消耗等，实训的毛坯采用铝件。图2-1-1汽车带轮零件图图2-1-2汽车带轮图片1-2项目教学目标【能力目标】通过完成汽车带轮零件工艺、程序编制及数控车削加工，学生能运用数控车削加工工艺、编程和数控车床、车削中心操作知识，根据数控加工工艺规范、数控程序编程规则和数控机床操作守则，能够制订数控车削加工工艺、编制数控车削加工程序、操作使用车削中心等复杂设备并能在工作中与人进行良好的沟通、合作。【知识目标】知道数控车削加工工艺制订规范、数控车削加工程序编程规则和数控车床操作守则；掌握数控车削加工工艺制订方法、步骤、原则；理解数控加工误差分析方法，精度保障措施；掌握车削中心等复杂设备操作、使用、维护、保养等相关知识；掌握数控车削加工典型零件数控刀具选用和切削参数选用等知识；掌握典型数控车削零件的工艺制订、程序编制和加工的知识。【素质目标】培养学生具有良好爱岗敬业、认真负责的职业精神，与人合作、胜任工作的职业素质，时刻遵守安全制度、工艺规程的职业行为规范。1-3项目教学内容及学生任务：汽车带轮零件数控加工工艺方案制订及程序编写1-3-1确定汽车带轮零件需加工表面并进行工艺性分析学生任务1：填写表2-1-1汽车带轮零件需加工表面及主要加工技术要求表2-1-1汽车带轮零件需加工表面及主要加工技术要求序号表面名称主要加工技术要求123456789101112131415161718指定零件上具体表面时命名方法尺寸+方位+结构名称常用结构名称：平面、端面、外圆、圆弧、球面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹等典型结构表面【知识链接】制订数控车削加工工艺要解决的主要问题一：数控车削加工内容选择及工艺性分析一、数控车床的分类1．按主轴的配置形式分类（1）卧式数控车床:主轴轴线处于水平位置的数控车床（2）立式数控车床:主轴轴线处于垂直位置的数控车床2．按数控系统控制的轴数分类（1）两轴控制的数控车床：机床上只有一个回转刀架，可实现两坐标轴控制。（2）四轴控制的数控车床：机床上有两个独立的回转刀架，可实现四轴控制。立式数控车床二、数控车削的主要加工对象1．精度要求高的回转体零件2．表面粗糙度要求好的回转体零件3．表面形状复杂的回转体零件4．带特殊螺纹的回转体零件5．超精密、超低表面粗糙度值的零件图2-1-3数控车削加工的一些工件三、数控车削加工内容的选择1．通用机床无法加工的内容应作为首先选择内容（1）由轮廓曲线构成的回转表面（2）具有微小尺寸要求的结构表面（3）同一表面采用多种设计要求的结构（4）表面间有严格几何关系要求的表面2．通用机床难加工质量难以保证的内容应作为重点选择内容（1）表面间有严格位置精度要求但在普通机床上无法一次安装加工的表面（2）表面粗糙度要求很严的锥面、曲面、端面等图2-1-4国外某汽车上的带轮零件图图2-1-4国外某汽车上的带轮零件图图2-1-4国外某汽车上的带轮零件图图2-1-46典型轴类零件简图3．通用机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择。下列一些加工内容则不宜选择采用数控加工：（1）需要通过较长时间占机调整的加工内容：偏心回转零件用四爪卡盘长时间在机床上调整，但加工内容却比较简单。（2）不能在一次安装中加工完成零星部位，采用数控加工很麻烦，可安排通用机床补加工。四、数控车削加工工艺性分析（一）结构工艺性分析1．零件结构工艺性在满足使用要求前提下零件加工的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于加工成形并且成本低、效率高。2．零件结构工艺性分析的主要内容（1）审查与分析零件图纸中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点（2）审查与分析零件图纸中构成轮廓的几何元素的条件是否充分、正确（3）审查与分析在数控车床上加工时零件结构的合理性（a）（b）图2-1-5两种结构形式的定位销图2-1-6几何要素缺陷示例一图2-1-7几何要素缺陷示例二图2-1-8结构工艺性示例（二）精度及技术要求分析（1）分析精度及各项技术要求是否齐全、合理（2）分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求（3）找出图样上有较高位置精度要求的表面，这些表面应在一次安装下完成（4）对表面粗糙度要求较高的表面，应确定用恒线速切削表2-1-24学生任务1参考答案：汽车带轮零件需加工表面及主要技术要求序号表面名称主要加工技术要求134.2±0.05带轮右端面Ra6.3、34.2±0.05、22.9±0.5233.41±0.1带轮槽右端面Ra12.5、33.41±0.13Φ123±0.3带轮槽外圆Ra12.5、Φ123±0.34∅𝟏𝟎𝟔−𝟎.𝟑+𝟎.𝟓倒角外圆Ra12.5、∅𝟏𝟎𝟔−𝟎.𝟑+𝟎.𝟓51±0.15带轮左端面Ra12.5、1±0.15634.2±0.05左端面Ra12.5、34.2±0.057带轮槽（总宽20.68）左端面Ra12.5、20.688Φ105±0.1带轮外圆Ra12.5、Φ105±0.19带轮槽Rz12、3.56±0.0510深29.2的环槽内径Φ63±0.1Ra12.5、Φ63±0.1、深29.211深29.2的环槽外径Φ97±0.1Ra12.5、Φ97±0.1、深29.212深29.2的环槽底表面Ra12.5、深29.213∅𝟓𝟒.𝟕𝟎+𝟎.𝟏孔Ra12.5、∅𝟓𝟒.𝟕𝟎+𝟎.𝟏、Ra6.3、19±0.114∅𝟓𝟓.𝟏𝟎+𝟎.𝟏孔口Ra12.5、∅𝟓𝟓.𝟏𝟎+𝟎.𝟏、21.44±0.115Φ59±0.1孔口Ra12.5、Φ59±0.116Φ52±0.1孔Ra12.5、Φ52±0.117∅𝟓𝟒−𝟎.𝟏+𝟎.𝟑槽Ra12.5、∅𝟓𝟒−𝟎.𝟏+𝟎.𝟑18∅𝟓𝟔.𝟕𝟎+𝟎.𝟑槽Ra12.5、∅𝟓𝟔.𝟕𝟎+𝟎.𝟑表2-1-24学生任务1参考答案：汽车带轮零件需加工表面及主要技术要求10深29.2的环槽内径Φ63±0.1Ra12.5、Φ63±0.1、深29.211深29.2的环槽外径Φ97±0.1Ra12.5、Φ97±0.1、深29.212深29.2的环槽底表面Ra12.5、深29.213∅𝟓𝟒.𝟕𝟎+𝟎.𝟏孔Ra12.5、∅𝟓𝟒.𝟕𝟎+𝟎.𝟏、Ra6.3、19±0.114∅𝟓𝟓.𝟏𝟎+𝟎.𝟏孔口Ra12.5、∅𝟓𝟓.𝟏𝟎+𝟎.𝟏、21.44±0.115Φ59±0.1孔口Ra12.5、Φ59±0.116Φ52±0.1孔Ra12.5、Φ52±0.117∅𝟓𝟒−𝟎.𝟏+𝟎.𝟑槽Ra12.5、∅𝟓𝟒−𝟎.𝟏+𝟎.𝟑18∅𝟓𝟔.𝟕𝟎+𝟎.𝟑槽Ra12.5、∅𝟓𝟔.𝟕𝟎+𝟎.𝟑1-3-2确定汽车带轮零件选用的毛坯学生任务2：确定汽车带轮零件毛坯的种类及形状、尺寸，绘制毛坯图【知识链接】制订数控车削加工工艺要解决的主要问题二：数控车削加工毛坯的确定一、数控加工中常用毛坯种类1．铸件形状复杂的零件毛坯宜采用铸造方法制造。目前铸件大多用砂型铸造，分为木模手工造型和金属模机器造型。木模手工造型铸件精度低，加工表面余量大，生产率低，适用于单件小批生产或大型零件的铸造。金属模机器造型生产率高，铸件精度高，但设备费用高，铸件的重量也受到限制，适用于大批量生产的中小铸件。2．锻件机械强度要求高的钢制件，一般要用锻件毛坯。锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。自由锻造锻件可用手工锻打（小型毛坯）、机械锤锻（中型毛坯）或压力机锻压（大型毛坯）等方法获得。这种锻件的精度低，生产率不高，加工余量较大，而且零件的结构必须简单；适用于单件和小批生产，以及制造大型锻件。模锻件的精度和表面质量都比自由锻件好，而且锻件的形状也可较为复杂，因而能减少机械加工余量。模锻的生产率比自由锻高得多，但需要特殊的设备和锻模，故适用于批量较大的中小型锻件。3．型材型材按截面形状可分为：圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢及其他特殊截面的型材。型材有热轧和冷拉两类。热轧的型材精度低，价格便宜，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸较小、精度高，易于实现自动送料，但价格较高，多用于批量较大的生产，适用于自动机床加工。4．焊接件焊接件是用焊接方法获得的结合件，焊接件的优点是制造简单、周期短、节省材料，缺点是抗振性差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。除此之外，还有冲压件、冷挤压件、粉末冶金等其他毛坯。二、毛坯种类选择中应注意的问题1．零件材料及其力学性能2．零件的结构形状与外形尺寸3．生产类型4．现有生产条件5．充分考虑利用新工艺、新技术和新材料三、毛坯形状和尺寸的确定毛坯形状和尺寸基本上取决于零件形状和尺寸。零件和毛坯的主要差别在于在零件需要加工的表面上，加上一定的机械加工余量，即毛坯余量。学生任务2参考答案：根据零件最大直径Φ123mm，最大长度35.2mm，直径留2mm毛坯余量，轴向留1.8mm毛坯余量，确定带轮零件毛坯形状及尺寸为Φ125mm×37mm的棒料工件（毛坯—零件）1-3-3确定汽车带轮零件加工表面的加工方法及加工方案学生任务3：填写表2-1-2汽车带轮零件加工表面的加工方法及加工方案表2-1-2汽车带轮零件加工表面的加工方法及加工方案序号表面名称可采用的加工方法表面加工方案123456789101112131415161718【知识链接】制订数控车削加工工艺要解决的主要问题三：数控车削加工表面加工方法及加工方案的确定一、数控车削外回转表面及端面的加工方案的确定1．加工精度为IT7~IT8级、Ra0.8~1.6µm的除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，按粗车-半精车-精车的方案加工2．加工精度为IT5~IT6级、Ra0.2~0.63µm的除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车床，按粗车-半精车-精车-细车的方案加工3．加工精度高于IT5级、Ra＜0.08µm的除淬火钢以外的常用金属和一些非金属材料，可采用高档精密型数控车床，按粗车-半精车-精车-精密车的方案加工4．对淬火钢等难车削材料，其淬火前可采用粗车-半精车的方法，淬火后安排磨削加工二、数控车削内回转表面的加工方案的确定1．加工精度为IT8~IT9级、Ra1.6~3.2µm的除淬火钢以外的常用金属，可采用普通型数控车床，按粗车-半精车-精车的方案加工2．加工精度为IT6~IT7级、Ra0.2~0.63µm的除淬火钢以外的常用金属，可采用精密型数控车床，按粗车-半精车-精车-细车的方案加工3．加工精度为IT5级、Ra＜0.2µm的除淬火钢以外的常用金属和一些非金属材料，可采用高档精密型数控车床，按粗车-半精车-精车-精密车的方案加工4．对淬火钢等难车削材料，同样其淬火前可采用粗车-半精车的方法，淬火后安排磨削加工表2-1-25学生任务3参考答案：汽车带轮零件加工表面的加工方法及加工方案表序号表面名称可采用的加工方法表面加工方案134.2±0.05带轮右端面数车-车削中心车削粗车-半精车-精车233.41±0.1带轮槽右端面车削中心车削精车3Φ123±0.3带轮槽外圆数车-车削中心车削粗车-半精车（分两次安装）-精车4∅𝟏𝟎𝟔−𝟎.𝟑+𝟎.𝟓倒角外圆车削中心车削精车51±0.15带轮左端面数车粗车-半精车-精车634.2±0