项目三数控车削工艺与加工.docx
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1、工程三数控车削工艺与加工呈床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用车削盘、管、 轴、加长轴、螺杆螺母、轴套、封圈、偏心轴、飞锤、管接头、滚珠丝杠、盖、 曲轴、阀体、车轮坯、法兰、销、螺纹、活塞等回转体零件。通过数控加工程序 的运行,可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形外表、螺纹和端面等工序的切削 加工,并能进行车槽、钻孔、扩孔、钱孔等工作。 了解风动机械中典型零件的结构;O能根据零件合理选择工量具; 能按照图纸要求制定加工方案; 掌握风动机械中零件的加工及分析加工工艺。1)基准的概念基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。2)基准的分类根据基准的作用不同,基准
2、分为设计基准和工艺基准两大类。(1)设计基准在零件图上用以确定某一点、线或面所依据的基准,即标注设计尺寸的起点, 称为设计基准。(2)工艺基准工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。根据用途的不同,工艺基准又可 分为以下四种:工序基准它是在工序图上用来确定本工序所加工外表加工后的尺寸、形状、位置的基 准。简言之,工序图上的基准。定位基准它是在加工中用作定位的基准。测量基准它是测量时所采用的基准。装配基准它是装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。在分析基准时要注意以下两点:(1)基准是客观存在的因为不存在的东西是不能作依据的。有时基准是实 实在在的点或面,可以接触到;有时,基准是
3、中心线、球心、中心平面等不可见、 摸不着的要素,但它们是客观存在的。(2)基准总是由具体的外表来表达基准作为工艺过程中一个重要的参照 物必须是由一些具体的外表来实现的,这些外表就称为基面。例如齿轮的中心线 并不具体存在,而是通过孔的外表来表达的,所以齿轮内孔的外表是齿轮的定位 基面、测量基面和装配基面。二、定位基准的选择在起始工序中,只能选择未经加工的毛坯外表作为定位基准,这种基准称为 粗基准。用加工过的外表作定位基准,那么称为精基准。在制订工艺规程时,总是 先考虑选择怎样的精基准把各个外表加工出来,然后考虑选择怎样的粗基准把精 基准的各基面加工出来。1)精基准的选择选择精基准时,应保证加工精
4、度和装夹方便,可按以下原那么选择。(1)基准重合原那么选择零件上的设计基准作为定位基准称为基准重合原那么,这样可以防止因基 准不重合而引起的基准不重合误差。(2)基准统一原那么在工件的加工过程中尽可能地采用统一的定位基准称为基准统一原那么。工件 上往往有多个外表要加工,会有多个设计基准。假设都按基准重合原那么选择定位基 准,会使夹具的种类很多,设计和制造夹具的周期变长,特别是对于自动化生产 方式来说,由于定位基面的转换,使定位复杂,不利于自动装夹。为解决这一矛 盾,可设法在工件上找到或专门设计一组定位面(如一面二孔),用它们定位来 加工工件上多个外表,既简化了夹具结构,又保证了各加工面之间的相
5、互关系。(3)互为基准原那么当零件的两个外表之间有相对位置精度要求时,选择其一作为另一个外表的 定位基准,反复加工,互为基准,这就是互为基准原那么。例如,加工精密齿轮时, 用高频淬火把齿面淬硬后需进行磨齿。因齿面淬硬层较薄,所以要求磨削余量小 而均匀。这时可先以齿面为基准磨内孔,再以孔为基准磨齿面。从而既保证齿面 加工余量均匀,又使齿面与孔之间有较高的位置精度。(4)自为基准原那么对某些要求加工余量小而均匀的精加工工序,可选择加工外表本身作为定位 基准,称为自为基准原那么。用自为基准原那么时,不能提高加工面的位置精度,只 能提高加工面本身的精度。(5)保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原那
6、么所选精基准应能保证工件定位准确、稳定,夹紧可靠以及使夹具结构简单、 操作方便。为此精基准应是精度较高、外表粗糙度较小、支承面积较大的外表。2)粗基准的选择粗基准为零件起始粗加工所应用的基准,它是未经加工过的外表。粗加工的 主要目的是去除大量的余量,并为以后的加工准备精基准,因此粗基准选择应考 虑以下原那么。(1)为了保证加工面与非加工面之间的位置要求,应选择非加工面为粗基 准。(2)为保证各加工面都有足够的加工余量,应选择毛坯余量最小的面为粗 基准。(3)为保证重要加工面的加工余量,应选择重要加工面为粗基准。当工件上有多个重要加工面都要保证余量均匀时,那么应选择余量要求最严的 面为粗基准。(
7、4)粗基准应防止重复使用,在同一尺寸方向上,通常只允许使用一次。粗基准是毛坯面,其精度和外表粗糙度都很差,如重复使用会造成工件与刀 具的相对位置在两个工序中的不一致现象,从而影响加工精度。(5)选作粗基准的外表,应尽可能平整和光洁,不能有飞边、浇口、冒口 或其他缺陷,以便定位准确,夹紧可靠。上述粗基准选择原那么在运用时会遇到矛盾,应注意抓主要矛盾,灵活应用, 在保证满足主要要求的同时,尽可能兼顾其他要求。L思考与实践1、数控车削加工工序划分的方法有哪几种?2、数控车削加工顺序安排的原那么?3、确定加工路线时要考虑哪几个方面内容?4、数控切削用量的选择次序。任务二空压机定位销的数控加工值务目标
8、了解定位销的结构及用途;O会选择合理的刀具及切削用量; 能将GOO、G01指令应用到定位销加工中; 能进行定位销程序的调试与加工操作。值务的客独立完成如图3-11所示定位销的加工(FANUC-Oi Mate-TC) 0XX技术要求零件图号定位销材料铝料加工时间4 Gain毛坯选用4)301 .锐角倒钝,去毛刺,2 ,未注倒角Cl.3 .禁止用锂力.图3-11空压机定位销该定位销由2处外圆组成,实际加工长度60mm,不需要车断;工件所有加工表 面的外表粗糙度要求为Ra3. 2 H mo值务实施一、工艺分析1、确定装夹方案工件毛坯是30铝料,因工件是单头加工,只需一次加工即可完成。夹具 用三爪自定
9、心卡盘装夹,装夹面选择毛坯外圆,伸出长度大于60mm (考虑机床Z 向限位,刀架侧面与卡爪端面需保持一定平安距离),完成工件所有局部加工。2、工件原点以工件右端与轴线焦点为工件原点建立工件坐标系(采用试切对刀法建 立)。二、刀具准备和加工方案制定1、刀具准备刀具号刀具名称刀片规格加工外表参考图片备注T010193外圆 车刀菱形 R0. 4外圆、端 面粗车 精车2、工量具准备序号量具名称规格精度参考图片1游标 卡尺0150mm0. 02mm*1J r1一一.,一r2深度游 标尺0 150mm0. 021mm1.L3外径千 分尺025 mm0. 01mm3、加工参数确定三、程序例如工步加工内容G代
10、码应用刀具 选择S(r/min)F (mm/r)ap (mm)1粗精加工 工件外圆G00G01T010 1600/10000. 2/0. 12/0.5程序段号程序内容00021;N10GOO G40 G97 G99 M03 S600 T0101 F0. 2;N20GOO X30. 0 Z2. 0;N30GOO X26. 0 Z2. 0;N40G01 X26. 0 Z-60. 0;N50GOO X30. 0 Z-60. 0;N60GOO X30. 0 Z2. 0;N70GOO X24. 5 Z2. 0;N80G01 X24. 5 Z-60. 0;N90GOO X30. 0 Z-60. 0;N10
11、0GOO X30. 0 Z2. 0;N110GOO X22. 0 Z2. 0;N120G01 X22. 0 Z-20. 0;N130GOO X30. 0 Z2. 0;N140GOO X20. 5 Z2. 0;N150G01 X20. 5 Z-20. 0;N160GOO X100. 0 Z100. 0;N170M05;N180MOO;N190GOO G40 G97 G99 M03 S1000 T0101 FO.1;N200GOO X30. 0 Z2. 0;N210GOO X18. 0 Z2. 0;N220G01 X18. 0 ZO. 0;N230G01 X20. 0 Z-1.0;N240G01
12、X20. 0 Z-20. 0;N250G01 X22. 0 Z-20. 0;N260G01 X24. 0 Z-21.0;N270G01 X24. 0 Z-60. 0;N280GOO X100. 0 Z100. 0;N290M30;四、结果评估工程内容标准配分自评师检得分工艺准备工件装夹6刀具选用6切削参数选择10加工工艺编制10程序编制10零件加工正确对刀10“2Ooo3 Ra3.210(D24oo3 Ra3.21020560 0. 058倒角2处5平安生产10外圆粗车循环指令(G71)用于粗车圆柱棒料,以切除较多的加工余量,如图3-12所示。图 3-12格式:G71 U(Ad) R(e);G
13、71 P(ns) Q(nf) U(AU) W(Aw) F S T ;d:粗加工每次车削深度(半径量),无正负;e:粗加工每次车削循环的X向退刀量,无正负;ns:精加工程序的开始程序段的顺序号;nf:精加工程序的结束程序段的顺序号;u: X方向精加工余量(直径值); w: Z方向精加工余量。说明: ns-nf程序段中指定的F、S、T功能,只对精加工有效,对粗车循 环加工无效;G71指令必须带有P、Q地址ns、nf,且与精加工路径起、止顺序号对应;ns的程序段必须为G00/G01指令,即从A到A7的动作必须是直线或点定位 运动且程序段中不应编有Z向移动指令;在ns-nf程序段中,不能调用子程序;精
14、加工余量的符号为正表示沿轴的正方向移动,为负表示沿轴的负方向移 动。I11L思考鸟实践请同学们将任务中定位销的程序进行简化,编写出最简练的程序,并在数控 车床上模拟验证。任务三活塞的数控加工值务目标O了解活塞的结构; 掌握活塞加工刀具及切削用量的选择; 能将切槽指令与暂停延时指令(G04)应用到活塞加工中; 会安排活塞加工相关工艺及槽的加工操作。值务佝客独立完成如图3-13活塞的加工(FANUC-Oi Mate-TC)。零件名话t材料貂料加工的问60minM。技术要求1 .软角倒甑去毛机2 .秦止用隹比图3-13活塞该零件由外圆和槽组成,实际加工长度36mm,需在一次装夹中完成并车断;工件所有
15、加工外表的外表粗糙度要求为Ra3. 2 口 m。值务实施一、工艺分析1、确定装夹方案工件毛坯是640铝料,因工件是单头加工,只需一次加工并车断。夹具用 三爪自定心卡盘装夹,装夹面选择毛坯外圆,伸出长度大于44mm,完成工件所 有局部加工,掉头保总长。2、工件原点以工件右端与轴线焦点为工件原点建立工件坐标系(采用试切对刀法建立)。 二、刀具准备和加工方案制定1、刀具准备2、工量具准备3、加工参数确定任务一数控车削加工工艺值务目标了解数控车加工范围;O会选择合理的夹具及刀具;O会制定数控车削加工工艺路线。值务台折数控车削加工是数控加工中用的最多的方法之一,由于数控车床具有精度 高、能做直线和圆弧插
16、补以及在加工过程中能自动变速的特点,其工艺范围较普 通机床宽得多。本任务中包括车床的加工对象、夹具选择及制定加工工艺路线等。值务实施一、适合数控车床加工的零件的要求及特点图3-1高精度回转体零件图3-1高精度回转体零件图3-2特殊螺纹回转体零件二、数控车削工件的夹具1、常用圆周定位夹具(1)三爪自定心卡盘:可自动定心,夹持范围大,一般不需要找正,装夹速度较快。一工上加工 内容G代码 应.用具择 刀选S(r/min)F (mm/r)ap (mm)1粗精加工 工件外圆 及圆锥G71G70T0101600/10000. 2/0. 12/0.52车槽、 车断G01G04T02025000. 08三、程
17、序例如程序段号程序内容00001;N10GOO G40 G97 G99 M03 S600 T0101 F0. 2;N20GOO X32. 0 Z2.0;N30G71 U2. 0 R0. 5;N40G71 P50 QUO U0. 5 WO. 1;N50GOO X0. 0;N60G01 Z0. 0;N70X16. 0;N80G03 X29. 0 Z-3. 0 R35. 0;N90G01 X32. 0;N100G03 X36. 0 Z-5. 0 R2. 0;N110G01 Z-44. 0;N120GOO X100. 0 Z100. 0;N130M05;N140MOO;N150GOO G40 G97
18、G99 M03 S1000 T0101 F0. 1;N160X30. 0 Z2. 0;N170G70 P50 QUO;N180GOO X100. 0 Z100. 0;N190M05;N200MOO;N210GOO G40 G97 G99 M03 S500 T0202 FO. 08;N220X38. 0;N230Z-21.0;N235G01 X33. 0;N240G04 XO. 5;N250GOO X38. 0;N260Z-16. 0;N270G01 X33. 0;N280G04 XO. 5;N290GOO X38. 0;四、结果评估N300Z-11.0;N310G01 X33. 0;N320G
19、04 X0. 5;N330GOO X100. 0;N340Z100. 0;N350M30;工程内容标准配分自评师检得分工艺准备工件装夹5刀具选用5切削参数选择8加工工艺编制8程序编制8零件加工正确对刀106 36 之25 Ra3.28力 16、629844 0. 056210. 0263、5 (3 处)83-3X1. 58平安生产10一、复合循环(G75)指令格式G75 Re ;G75 X (U) _ Z (W) _ PA RM1 也;指令功能 用于端面断续切削,走刀路线如图3-14,如把Z (W)和Q、R 值省略,那么可用于外圆槽的断续切削。指令说明e表示退刀量;X表示X方向坐标值;U表示X
20、方向增量坐标值;Z表示z方向坐标值;W表示Z方向增量坐标值;P表示X向每次车削量Q表示Z向每次偏移量F表示粗车每次的车削量例:所图3T5所示,运用外圆切槽复合循环指令编程。XpOPOP1015OO 寸Zp70图3-15外圆切槽复合循环应用G50X60. 0Z70. 0;G00X42. 0Z22.0 S400;G75R1.0;G75X30. 0Z10. 0 P3 Q2. 9 F0. 1;G00X60. 0Z70. 0;请同学们根据自己的想象及所学知识编制图3-16的加工工艺及程序,试一 试,你对该任务掌握的怎么样?图3-16带轮任务四堵头的数控加工值务目标 了解堵头的结构; 掌握堵头加工刀具及切
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