（中职）数控车削编程及加工项目三电子课件.pptx

YCF正版可修改PPT（中职）数控车削编程及加工项目三ppt电子课件数控车削编程及加工03项目三：轴类零件加工任务目标任务四：多阶梯轴加工04任务三：锥度加工03任务二：槽加工及切断02任务一：短轴的加工01项目目标【知识目标】1.掌握N、F、M、G 等功能指令。2.会编写简单数控加工程序。3.掌握轴类零件加工工艺制定方法。【技能目标】1.熟练掌握工件、刀具的装夹。2.熟练掌握机床基本操作。3.掌握零件的单段加工方法。任务要求1.掌握数控加工的基础指令。2.掌握数控车外圆加工的常用编程指令。3.能选择适当的指令编制外圆轮廓加工程序。4.掌握轴工件的检测技术。任务描述 本任务为加工图3-1 所示的阶梯轴。在分析零件图样的基础上，选择合适的数控刀具，拟定合理的走刀路线，制定完善的加工方案，完成加工程序的编制。操作数控机床完成工件的数控加工，最后完成对工件加工质量的检测与分析。7 75 5%95%95%105105%任务一：短轴的加工图3-1 阶梯轴（一）任务一：短轴的加工知识储备一、刀具快速定位指令（G00）1.指令功能 刀具快速定位指令G00 指刀具以机床规定的速度（快速）从所在位置移动到目标点。移动速度由机床系统设定，无须在程序段中指定。2.指令格式 G00 X Z；其中，X、Z 为目标点的坐标。例如，“G00 X100 Z60；”指刀具快速移动到点（100，60）。任务一：短轴的加工3.指令使用说明（1）用G00 指令快速移动时，地址F 下编程的进给速度无效。（2）G00 为模态有效代码，一经使用持续有效，直到被同组G 代码（G01、G02、G03）取代为止。（3）G00 指令刀具运动速度快，容易撞刀，使用在退刀及空行程场合，能减少运动时间，提高效率。任务一：短轴的加工（4）G00 指令目标点不能设置在工件上，一般应离工件有2 5 mm 的安全距离；也不能在移动过程中碰到机床、夹具等，如图3-2 所示。（5）法那克系统与西门子系统指令格式相同。图3-2 刀位图任务一：短轴的加工二、直线插补指令（G01 或G1）1.指令功能 直线插补指令指刀具以进给功能G01 编程的进给速度沿直线从起始点加工到目标点。2.指令格式 G01 X_ Z_ F_；其中，X、Z 为直线插补目标点坐标，F 为直线插补时的进给速度，单位一般为mm/r。例如，图3-3 所示刀具起始位置为P 点，需要车削 30 的外圆。那么，刀具从P 点只能快速移动到A点，坐标为（4，30），Z 方向留安全距离，然后直线加工到B 点，B 点坐标为（-45，30）。加工程序如下：N10 G00 X30 Z4；N20 G01 X30 Z-45 F0.2；任务一：短轴的加工图3-3 车刀快速移动时的安全距离任务一：短轴的加工（2）G01 为模态有效代码，一经使用持续有效，直到被同组G 代码（G00、G02、G03）取代为止。（4）法那克系统与西门子系统指令格式相同。（1）G01 用于直线切削加工，必须给定刀具进给速度，且程序中只能指定一个进给速度。（3）刀具空间运行或退刀时用此指令则运动时间长，效率低。3.指令使用说明:任务一：短轴的加工教学视频直线插补G01教学视频车削加工直线插补操作任务实施一、准备加工 零件加工材料为硬铝，见表3-1。零件为轴类零件，故选用机床为数控车床，见表3-2。加工所用的刀具为外圆车刀，见表3-3。根据零件图分析需要使用的工量具，包括游标卡尺、千分尺等，见表3-4。任务一：短轴的加工表3-1 材料的准备（一）表3-2 设备的准备（一）任务一：短轴的加工表3-3 加工刀具的准备（一）表3-4 加工工量具的准备（一）任务一：短轴的加工二、制定加工工艺路线 阶梯轴加工精度较低，不分粗、精加工。加工余量较大，需分层切削加工出零件。本任务共分三层切削，进刀点分别为A、B、C 点，如图3-4 所示。参考加工工艺路线如下：刀具从起点快速移动至进刀点A直线加工至P5 点沿+X 方向退出至D 点刀具沿+Z 方向退回沿-X 方向进刀至B 点直线加工至P3 点刀具沿+X 方向退出至E 点刀具沿+Z 方向退回沿-X 方向进刀至C点直线加工至P1 点刀具沿+X 方向退出至F 点刀具退回至起点程序结束。图3-4 阶梯轴加工车刀进、退刀路线任务一：短轴的加工三、选择合理的切削用量 加工材料为铝件，硬度较低，切削力较小，切削用量可选大些。因是首次加工，故切削用量尽可能选择较小。按照表3-5 所示的切削用量进行阶梯轴的加工。表3-5 切削用量表（一）任务一：短轴的加工1.工件毛坯的安装与定位利用卡盘扳手，将 20 mm 棒料安装在自定心卡盘上，利用深度尺测量伸出卡盘部分的长度，保持在50 mm。2.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则，数控车床工件坐标系原点一般设在右端面与工件轴线交点上，即O 点，如图3-1 所示。3.编写加工程序加工程序见表3-6。四、加工任务一：短轴的加工表3-6 加工程序（图3-1 所示工件）任务一：短轴的加工任务一：短轴的加工3.启动零件单段加工模式 零件单段加工模式是按下数控启动按钮后，刀具在执行完程序中的一段程序后停止。通过单段加工模式可以一段一段地执行程序，便于仔细检查数控程序。法那克系统操作步骤如下：打开程序，选择MEM（自动加工）工作模式，调好进给倍率，按单段按钮，按循环启动按钮进行加工；每段程序运行，继续按循环启动按钮即可一段一段执行程序加工。任务一：短轴的加工（2）加工前做好各项检查工作。（4）法那克系统机床坐标系和工件坐标系的位置关系在机床锁住前后有可能不一致，故使用机床锁住功能空运行后，应手动重回参考点。（1）刀具、工件应按要求装夹。（3）加工时应关好防护门。加工注意事项如下：任务一：短轴的加工（6）首次切削禁止采用自动方式加工，以避免意外事故发生。（5）法那克系统加工时，空运行按钮必须复位，否则会发生撞刀现象。（7）一旦有意外事故发生，就按复位键或紧急停止按钮，查找原因。任务一：短轴的加工五、质量检测（1）填写质量考核单，见表3-7。表3-7 质量考核单（一）任务一：短轴的加工任务一：短轴的加工（2）填写数控加工实训室8S 过程考核检查表，见表3-8。表3-8 8S 过程考核检查表（一）任务一：短轴的加工任务一：短轴的加工拓展训练 加工如图3-5 所示阶梯轴，毛坯为 20 mm60 mm 的棒料，材料为硬铝。训练要求如下：（1）编制零件的数控加工程序写入表3-9。（2）检测工件加工质量并填入表3-10。任务一：短轴的加工图3-5 阶梯轴（二）任务一：短轴的加工表3-9 加工程序（图3-5 所示工件）任务一：短轴的加工表3-10 质量考核单（图3-5 所示工件）任务一：短轴的加工任务一：短轴的加工任务一：短轴的加工任务要求任务要求1.掌握半径编程指令、直径编程指令的含义及应用。2.掌握绝对尺寸、增量尺寸编程。3.掌握暂停指令及应用。4.会编制外槽加工工艺。任务描述任务描述 本任务为加工图3-6 所示的外槽，选择合适的数控刀具，拟定合理的走刀路线，制定完善的加工方案，完成加工程序的编制。操作数控机床完成工件的数控加工，最后完成对工件的加工质量的检测与分析。7 75 5%95%95%105105%任务二：槽加工及切断图3-6 外槽任务二：槽加工及切断（1）窄槽。槽的宽度不大，切槽刀切削过程中不沿Z 向移动就可以车出的槽一般称为窄槽。（2）宽槽。宽度大于切槽刀的宽度，切槽刀切槽过程中需要沿Z 向移动才能切出的槽一般称为宽槽。知识储备一、槽的种类 根据宽度不同，槽可以分为窄槽和宽槽两种。任务二：槽加工及切断二、槽的加工方法1.窄槽的加工方法 当槽宽度尺寸不大，可用刀头宽度等于槽宽的切槽刀一次进刀切出，如图3-7 所示。编程时还可用G04 指令在刀具切至槽底时停留一定时间，以光整槽底。图3-6 中右端四个窄槽即采用这种方法加工。图3-7 窄槽的加工方法任务二：槽加工及切断2.宽槽的加工方法 当槽宽度尺寸较大（大于切槽刀刀头宽度）时，应采用多次进刀法加工，并在槽底及槽壁两侧留有一定精车余量，然后根据槽底、槽宽依次向另一端切削，如图3-8 所示。图3-6 左侧6 mm 槽采用这种方法加工。图3-8 宽槽的加工方法（a）宽槽粗加工（b）宽槽精加工任务二：槽加工及切断（1）切断刀的种类。常用切断刀有高速钢切断刀、硬质合金切断刀（焊接式及机械夹固式）、弹性切断刀（带弹性刀盒）。（2）切槽及切断车刀一般有三个刀位点，即左刀位点、右刀位点和中心刀位点。编程时可根据方便选择其中一个刀位点进行编程，一般多选择左刀位点。三、刀具的选择及刀位点的确定任务二：槽加工及切断（3）在完成车矩形沟槽的过程中，如果车槽刀主切削刃宽度不等于设定的尺寸，那么加工后各槽宽尺寸将随刀宽尺寸的变化而变化。（2）车矩形外沟槽的车刀的主切削刃应安装在与车床主轴轴线平行并等高的位置上。（4）切槽时，刀刃宽度、主轴转速n 和进给速度f 都不宜过大，否则刀具所受切削力过大，会影响刀具寿命。（1）为避免刀具与零件的碰撞，刀具切完槽后退刀时应先沿X 方向退到安全位置，然后回换刀点。四、切槽与切断编程注意事项任务二：槽加工及切断教学视频数控车床车导油槽教学视频数控车床加工空心轴五、编程指令1.数控车床半径编程及直径编程指令 在数控车床上，为了使程序尺寸尽可能与图样的尺寸标记习惯一致，对于X 轴（径向）尺寸可以使用直径或半径两种编程方式，两种编程方式通过机床参数设置予以选择，在机床参数确定后，程序中不能再进行改变。任务二：槽加工及切断（1）指令代码。法那克系统通过参数设置实现半径、直径编程（用G 指令设定）：半径编程指令代码：G22。直径编程指令代码：G23。（2）指令使用说明。当选择直径编程时，程序中的全部X 轴坐标值均应以直径的形式编程，它对增量编程同样有效。任务二：槽加工及切断2.进给暂停指令G04（或G4）（1）指令功能。执行本指令进给暂停至指定时间后，执行段程序。常用于车槽、镗平面、锪孔等场合以提高表面质量。（2）指令格式。G04 X_；G04 P_；其中，X、P 为暂停时间，X 后面可用带小数点的数，单位为s，如“G04 X2.5”表示前段程序执行完后，要经过2.5 s 的进给暂停，才能执行下面的程序段。P 后面不允许有小数点，单位为ms，如“G04 P2000”表示暂停2 s。任务二：槽加工及切断教学视频数控编程中暂停指令G04任务实施一、准备加工 零件加工材料为硬铝，见表3-11。零件为轴类零件，故选用机床为数控车床，见表3-12。加工所用的刀具为外圆刀、切槽刀，见表3-13。根据零件图分析需要使用的工量具，包括游标卡尺、千分尺等，见表3-14。表3-11 材料的准备（二）任务二：槽加工及切断表3-12 设备的准备（二）表3-13 加工刀具的准备（二）任务二：槽加工及切断表3-14 加工工量具的准备（二）任务二：槽加工及切断二、制定加工工艺路线 加工工艺路线如下：先用T0101 号外圆车刀粗、精加工外圆，然后换T0202 号切槽刀切槽，最后切断工件。切槽时右侧四个窄槽用刀头宽度等于槽宽的切槽刀用直进法切出，左侧宽槽采用分次进给切出。三、选择合理的切削用量 加工材料为硬铝，切削用量可选大些，见表3-15。虽然材料硬度较低，但切槽时切削力较大，由于切槽刀强度较低，因而切槽时进给量应选小些。任务二：槽加工及切断表3-15 切削用量表（二）任务二：槽加工及切断四、加工1.工件毛坯的安装与定位 利用卡盘扳手，将 20 mm 棒料安装在自定心卡盘上，利用深度尺测量伸出卡盘部分的长度，保持在65 mm。2.建立工件坐标系 根据图3-6 标出尺寸分析，工件坐标系零点应该建立在右端面，以方便编程。3.编写加工程序 加工程序见表3-16。任务二：槽加工及切断表3-16 加工程序（图3-6 所示工件）任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断五、质量检测（1）填写质量考核单，见表3-17。表3-17 质量考核单（二）任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断（2）填写数控加工实训室8S 过程考核检查表，见表3-18。表3-18 8S 过程考核检查表（二）任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断拓展训练 加工如图3-9 所示外槽轴，毛坯为 20 mm 的棒料，材料为45 钢。训练要求如下：（1）编制零件的数控加工程序并写入表3-19。（2）检测工件加工质量并填入表3-20。任务二：槽加工及切断图3-9 外槽轴任务二：槽加工及切断表3-19 加工程序（图3-9 所示工件）任务二：槽加工及切断表3-20 质量考核单（图3-9 所示工件）任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断任务二：槽加工及切断任务要求任务要求1.掌握G90 指令及应用。2.会编制外圆锥零件加工工艺。3.掌握锥面零件的加工方法。4.熟练掌握零件自动加工方法。任务描述任务描述 本任务为加工如图3-10 所示锥度轴。7 75 5%95%95%105105%任务三：锥度加工图3-10 锥度轴任务三：锥度加工知识储备一、圆锥面基本参数计算圆锥面基本参数如图3-11 所示。图3-11 圆锥面基本参数（1）最大圆锥直径：D。（2）最小圆锥直径：d。（3）圆锥长度：L。（4）锥度：C=（D-d）/L。（5）圆锥半角：/2。C/2=tan（/2）C、D、d、L 是圆锥的四个基本参数，只要已知其中三个参数，便可以通过公式C=（D-d）/2计算出未知参数。图3-11 圆锥面基本参数任务三：锥度加工二、单一形状（外圆/圆锥）固定循环指令（G90）1.指令功能 G90 指令循环主要用于圆柱面和圆锥面的循环切削。2.指令格式G90 X(U)_Z(W)_ R_ F_；其中，X、Z 为切削终点的绝对坐标值；U、W 为切削终点的增量坐标值；R 为锥面起始端减终止端的半径差；F 为进给率。3.指令使用说明 从G90 车削外圆和外圆锥循环轨迹图（见图3-12、图3-13）中可知，刀具从循环起点开始按矩形（或梯形）循环，最后又回到循环起点。刀具移动轨迹为1234。任务三：锥度加工图3-13 G90 车削外圆锥循环轨迹图图3-12 G90 车削外圆循环轨迹图任务三：锥度加工（1）在固定循环切削过程中，M、S、T 等功能都不能改变，如需改变，必须在G00 或G01 的指令下变更。（2）G90 循环每一步切削加工结束后，刀具自动返回起刀点。（3）G90 循环第一步移动必须是X 轴单方向移动。注意：任务三：锥度加工任务实施一、准备加工零件加工材料为硬铝，见表3-21。零件为轴类零件，故选用机床为数控车床，见表3-22。加工所用的刀具有外圆车刀和切槽刀，见表3-23。根据零件图分析需要使用的工量具，包括游标卡尺、千分尺等，见表3-24。表3-21 材料的准备（三）任务三：锥度加工表3-22 设备的准备（三）表3-23 加工刀具的准备（三）任务三：锥度加工表3-24 加工工量具的准备（三）任务三：锥度加工二、制定加工工艺路线 分粗、精加工进行。粗加工后留0.6 mm（直径）余量，精加工采用小进给速度，以减少锥面尺寸误差和形状误差。三、选择合理的切削用量 加工材料为硬铝，硬度较低，切削力较小，故切削用量可选大些，见表3-25。表3-25切削用量表（三）任务三：锥度加工四、加工1.刀具与工件毛坯的安装与定位 分别将外圆车刀、切槽刀装夹于刀架T0101、T0202 号刀位。将毛坯装夹在自定心卡盘上，伸出60 mm，找正并夹紧。2.建立工件坐标系 根据图3-10 所示尺寸分析，工件坐标系零点应该建立在右端面，以方便编程。3.编写加工程序编写加工程序，见表3-26。任务三：锥度加工表3-26 加工程序（图3-10 所示工件）任务三：锥度加工任务三：锥度加工任务三：锥度加工五、质量检测（1）填写质量考核单，见表3-27。表3-27 质量考核单（三）任务三：锥度加工任务三：锥度加工任务三：锥度加工（2）填写数控加工实训室8S 过程考核检查表，见表3-28。表3-28 8S 过程考核检查表（三）任务三：锥度加工任务三：锥度加工任务三：锥度加工拓展训练 加工如图3-14 所示圆锥轴，毛坯为 40 mm 的棒料，材料为45 钢。训练要求如下：（1）编制零件的数控加工程序并写入表3-29。（2）检测工件加工质量并填入表3-30。任务三：锥度加工图3-14 圆锥轴任务三：锥度加工表3-29 加工程序（图3-14 所示工件）任务三：锥度加工表3-30 质量考核单（图3-14 所示工件）任务三：锥度加工任务三：锥度加工任务三：锥度加工任务要求任务要求1.掌握G71、G70 循环指令及应用。2.会进行编程尺寸的计算。3.熟练掌握零件自动加工方法。4.掌握尺寸控制方法。任务描述任务描述 本任务为加工如图3-15 所示的多阶梯轴。7 75 5%95%95%105105%任务四：多阶梯轴加工图3-15 多阶梯轴任务四：多阶梯轴加工 知识储备一、外圆、内孔粗加工复合循环指令（G71）1.指令功能 只需指定粗加工背吃刀量、精加工余量和精加工路线等参数，系统便可自动计算出粗加工路线和加工次数，完成外圆、内孔表面的粗加工，如图3-16 所示。图3-16 外圆、内孔粗加工复合循环指令G71（a）走刀路径（b）描述路径（编程路径任务四：多阶梯轴加工2.指令格式G71 指令格式如下：G71 Ud Re；G71 Pns Qnf Uu Ww；N（ns）F S T N（nf）任务四：多阶梯轴加工教学视频外圆粗车复合循环指令G71编程方法教学视频数控车床的复合固定循环指令（3）ns：指定精加工路线的第一个程序段的段号。（5）u：X 方向精加工余量，直径值。一般取0.5 mm 左右，加工内轮廓时为负值。（2）e：退刀量，半径值，一般取0.5 1 mm。（6）w：Z 方向精加工余量，一般取0.05 0.1 mm。（4）nf：指定精加工路线的最后一个程序段的段号。（1）d：每刀背吃刀量，半径值。一般45 钢件取1 2 mm，铝件取1.5 3 mm。1其中，各代号的含义如下：任务四：多阶梯轴加工（2）区别外圆、内孔；正、反阶梯由X、Z 方向精加工余量（u、w）正负值来确定。（4）调用G71 前，刀具应处于循环起点A 处，A 点位置随加工表面不同而不同。（1）粗加工循环由带有地址P 和Q 的G71 指令实现。在ns 和nf 程序段中指定的F、S、T功能无效，在G71 程序段中或前面程序段中指定的F、S、T 功能有效。（5）顺序号ns 到nf 之间的程序段不能调用子程序。（3）使用G71 指令时，工件径向尺寸必须单向递增或递减。3.指令使用说明任务四：多阶梯轴加工二、外圆、内孔精加工循环指令（G70）1.指令功能 用G71 粗车完毕后，用精加工循环指令使刀具进行轮廓精加工。2.指令格式G70 指令格式如下：G70 Pns Qnf；其中，ns 为指定精加工路线的第一个程序段的段号，nf 为指定精加工路线的最后一个程序段的段号。任务四：多阶梯轴加工3.指令使用说明（1）在精车循环G70 状态下，ns 至nf 中指定的F、S、T 有效；当nS 至nf 程序中不指定F、S、T 时，粗车循环（G71、G73）中指定的F、S、T 有效。（2）G70 循环加工结束时，刀具返回到起点并读下一个程序段。（3）G70 中ns 到nf 间的程序段不能调用子程序。任务四：多阶梯轴加工任务实施一、准备加工零件加工材料为硬铝（见表3-31）。零件为轴类零件，故选用机床为数控车床（见表3-32）。加工所用的刀具有外圆车刀、切槽刀（见表3-33）。根据零件图分析需要使用的量具包括游标卡尺、千分尺等（见表3-34）。表3-31 材料的准备（四）任务四：多阶梯轴加工表3-32 设备的准备（四）表3-33 加工刀具的准备（四）任务四：多阶梯轴加工表3-34 加工工量具的准备（四）任务四：多阶梯轴加工二、制定加工工艺路线 加工工艺路线为用毛坯切削循环进行粗、精加工，最后切断工件。三、选择合理的切削用量 加工材料为硬铝，硬度较低，切削力较小，故切削用量可选大些，见表3-35。表3-35 切削用量表（四）任务四：多阶梯轴加工任务四：多阶梯轴加工四、加工1.工件毛坯的安装与定位 利用卡盘扳手，将 25 mm 的棒料安装在自定心卡盘上，利用深度尺测量伸出卡盘部分的长度，保证为65 mm。2.建立工件坐标系 根据图3-15 所示尺寸分析，工件坐标系零点应该建立在右端面，方便编程。3.计算基本坐标 单件小批量生产，为便于控制零件轮廓尺寸精度，编程时常取极限尺寸的平均值（中差值）作为编程尺寸，即编程尺寸=基本尺寸+（上偏差+下偏差）/2任务四：多阶梯轴加工五、编写加工程序加工程序见表3-36。表3-36 加工程序（图3-15 所示工件）任务四：多阶梯轴加工任务四：多阶梯轴加工六、质量检测（1）填写质量考核单，见表3-37。表3-37 质量考核单（四）任务四：多阶梯轴加工任务四：多阶梯轴加工任务四：多阶梯轴加工（2）填写数控加工实训室8S 过程考核检查表，见表3-38。表3-38 8S 过程考核检查表（四）任务四：多阶梯轴加工任务四：多阶梯轴加工任务四：多阶梯轴加工拓展训练 加工图3-17 所示多阶梯圆锥轴，毛坯为 30 mm 的棒料，材料为45 号钢。训练要求如下：（1）编制零件的数控加工程序并写入表3-39。（2）检测工件加工质量并填入表3-40。任务四：多阶梯轴加工图3-17 多阶梯圆锥轴任务四：多阶梯轴加工表3-39 加工程序（图3-17 所示工件）任务四：多阶梯轴加工表3-40 8S 过程考核检查表（图3-17 所示工件）任务四：多阶梯轴加工任务四：多阶梯轴加工任务四：多阶梯轴加工谢谢观看