(中职)数控车削编程与操作加工实训教程项目三 数控编程及车削样件加工电子课件.pptx
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1、(中职)数控车削编程与操作加工实训教程项目三数控编程及车削样件加工电子课件项目三目三 数控数控编程及程及车削削样件加工件加工工作任务描述工作任务描述1.加工零件项目工作任务名称:数控编程及车削样件加工,如图3-1所示2.零件类型描述:该零件是使用数控车削加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较高的基本零件之一3.任务内容描述:已知毛坯材料为45钢,毛坯尺寸为45mm100mm的棒料。学习制定零件加工工艺,编写零件加工程序,并在仿真软件上进行虚拟操作加工方法。然后学习使用数控车床加工零件的方法,并对加工后零件进行检测、评价方法学习目标学习目标1.熟悉轴类零件加工工艺制定的基本方法2.熟悉数
2、控车床基本编程方法,仿真软件上虚拟操作加工方法3.熟悉能将零件正确安装在三爪卡盘上4.熟悉外圆车刀、切槽车刀、螺纹车刀、内孔镗刀安装方法5.掌握数控车床对刀操作的基本方法6.学习摆放操作加工所需工具、量具7.能按操作规范合理使用CK6140卧式数控车床8.熟悉游标卡尺、千分尺、螺纹环规检测零件的方法9.学习零件评价及超差原因分析的基本方法学习内容学习内容1.在教师引导下,学生学习零件图工艺信息分析方法,加工顺序的确定方法,及相关卡片的填写方法2.在教师引导下,学生学习零件加工的刀具及切削用量选用方法,及相关卡片的填写方法3.在教师引导下,学生学习工件原点、走刀路线的确定方法,及相关卡片的填写方
3、法4.教师将程序分段,学生借助仿真软件学习常用编程指令应用方法5.在教师引导下,学生学习正确选择并使用游标卡尺、千分尺、螺纹环规对该零件进行检测,并完成相应卡片的填写6.在教师引导下,学生学习零件加工质量评价及超差原因分析的方法7在教师引导下,学生学习考核评价方法学习环节学习环节1.制定工艺方案2.编制程序、仿真操作加工3.实际操作加工4.零件检测5.学习评价学习环节一:制定工艺方案学习环节一:制定工艺方案1.分析零件图工艺信息分析零件图工艺信息教师布置工作任务,学生资讯,教师记录,学生资讯问题,并学习零件图工艺信息分析理由的方法,见表教师布置工作任务,学生资讯,教师记录,学生资讯问题,并学习
4、零件图工艺信息分析理由的方法,见表3-1。单位名称集美工业学校零件图号零件名称材料牌号C03-01车削样件45钢分析内容分析理由形状、尺寸大小该零件的加工面有内孔表面、圆弧面、外圆柱面、倒角面、台阶面、退刀槽、螺纹组成。外形简单,形状规则。是典型的轴类零件。可选择现有设备CK6140卧式数控车床,刀具可选45把外圆车刀即可完成。确定加工顺序为:粗车外表面-精车外表面-切槽-车螺纹-调头钻孔-粗车外表面-精车外表面-粗车内表面-精车内表面。结构工艺性该零件的结构工艺性好,零件一侧加工后便于掉头装夹加工。形状规则可选用标准刀具进行加工。几何要素、尺寸标注该零件轮廓几何要素定义完整,尺寸标注符合数控
5、加工要求,有统一的设计基准,且便于加工、测量。精度、表面粗糙度该零件外圆、有尺寸精度要求,公差等级为IT7-IT8级,另外零件掉头后需考虑保证总长度,图中未标尺寸公差为IT12级。表面质量要求最高为Ra1.6。精度和表面粗糙度要求较高,采用以下加工方案即可保证其要求:粗车精车。材料及热处理零件所用材料为45钢,经正火、调质、淬火后具有一定的强度、韧性和耐磨性。正火后硬度为170230HB,调质后硬度为220250HB。加工性等级代号为4,属较易切削金属。对刀具材料无特殊要求。因此,选硬质合金或涂层刀具材料均可,在加工时不宜选择过大的切削用量,切削过程中根据加工条件可加冷却液。其它技术要求该零件
6、要求锐角倒钝,故编程时在锐角处安排0.3450的倒角。生产类型、定位基准该零件生产类型为单件生产,因此,要按单件小批生产类型制定工艺规程。由于该零件生为单件生产,因此,定位基准可选在外圆表面。学生资讯记录:学生资讯记录:2.确定加工顺序确定加工顺序小组讨论,教师引导学生学习填写卡片的方法,见表小组讨论,教师引导学生学习填写卡片的方法,见表3-2。单位名称集美工业学校零件图号零件名称使用设备场地C03-01车削样件CK6140数控车床数控加工实训中心程序编号O0001O0002材料45数控系统FANUC0iMate-TD工步序号工步内容确定理由量具选用备注名称量程1车端面车平端面,建立长度基准,
7、保证工件长度要求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。0.02mm游标卡尺0-150mm手动2粗车各外圆表面较短时间内去除毛坯大部分余量,满足精车余量均匀性要求。外径千分尺0-25mm25-50mm自动3精车各外圆表面保证加工精度,按图纸尺寸,一刀连续车出零件轮廓。外径千分尺0-25mm25-50mm自动4切槽遵循先主后次原则,先加工出主要外圆表面。另外,需在加工螺纹前先加工出退刀槽。0.02mm游标卡尺0-150mm自动5车螺纹先加工出螺纹光轴和退刀槽,再加工螺纹。螺纹环规M20X1.5自动6车端面车平端面,建立长度基准,保证工件总长度要求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。0.02mm游
8、标卡尺0-150mm手动7钻孔实体材料孔加工唯一方法。先进行孔的粗加工。0.02mm游标卡尺0-150mm手动8粗车外圆表面遵循内外交叉原则,钻完孔后安排外圆表面的加工。外径千分尺25-50mm自动9精车外圆表面保证加工精度,按图纸尺寸,一刀连续车出零件轮廓。外径千分尺25-50mm自动10粗镗内孔表面遵循内外交叉原则,外圆表面加工后安排内孔表面的加工。内径千分尺0-25mm自动11精镗内孔表面保证加工精度,按图纸尺寸,一刀连续车出零件轮廓。内径千分尺0-25mm自动小组讨论:3.选择刀具选择刀具教师提出问题,教师提出问题,学生学生查阅资料,学习填写刀具卡片的方法,查阅资料,学习填写刀具卡片的
9、方法,见表见表3-3。数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件材料为45钢,外形规则,对刀片材料及形状无特殊要求,刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度。外圆表面加工选择数控车床常用菱形刀片,刀尖角选择为80。主偏角93,所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。粗精加工外圆表面使用一把刀具即可满足所加工零件精度要求。切槽刀选择3.5mm宽刀片。螺纹刀选择60螺纹刀片,可加工导程为1.5的螺纹。钻孔刀具大多采用普通麻花钻。本例中工件为实体材料,45钢,可选择直径为20mm的高速钢麻花钻一次钻成。镗刀则应尽量选择粗刀杆,增加车削刚性。另外为了解决排屑问题,一般采用正刃倾角
10、内孔车刀。数控机床一般选用机夹可转位车刀,所以只需选择刀片即可。本零件对刀片材料无特殊要求,刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。本例中孔为盲孔,选择主偏角不小于90的刀片。故可选95内孔镗刀,刀尖半径为0.4mm。粗精加工使用一把刀具即可满足加工要求。单位名称集美工业学校零件图号C03-01零件名称车削样件工步号刀具号刀具名称刀具参数刀片材料偏置号刀柄型号刀尖半径刀尖方位刀片型号720麻花钻HSS8T0193外圆车刀0.43CNMG120404-DM涂层硬质合金05PCLNR2020K12(20X20)9T0193外圆车刀0.43CNMG120404-DM涂层硬质合金05PCLNR2020K12
11、(20X20)10T0495内孔镗刀0.42CNMG060304-WF涂层硬质合金04S20R-SCLCR06S20(20X20)11T0495内孔镗刀0.42CNMG060304-WF涂层硬质合金04S20R-SCLCR06S20(20X20)小组讨论:小组讨论:4.选择切削用量选择切削用量 小组讨论,教师引导学生小组讨论,教师引导学生查阅资料,学习查阅资料,学习填写切削用量卡片的方法,见表填写切削用量卡片的方法,见表3-4。外圆粗加工:首先取ap=1.5mm;其次取f=0.2mm/r;最后取Vc=100m/min。然后根据公式计算出主轴=800r/min,根据公式=计算出进给速度=160m
12、m/min,填入表1-4中。外圆精加工:首先取ap=0.5mm;其次取f=0.05mm/r;最后取Vc=160m/min。然后根据公式计算出主轴转速=1500r/min,根据公式=计算出进给速度=80mm/min,填入表1-4中。槽加工:背吃刀量为2mm,根据本机床动力和刚性限制条件,尽可能大的选取进给量,f=0.05mm/r;其次根据刀具耐用度确定最佳的切削速度,硬质合金取Vc=45m/min。根据公式计算出主轴转速为600r/min,进给速度为=30mm/min螺纹加工:根据公式,取主轴转速n=700r/min。填入表1-4中。内孔粗加工:首先取ap=1mm;其次取f=0.12mm/r;最
13、后取Vc=60m/min。然后根据公式Vc=60m/min。然后根据公式计算出主轴转速=800r/min,根据公式=计算出进给速度=100mm/min,填入表1-4中。内孔精加工:首先取ap=0.5mm;其次取f=0.05mm/r;最后取Vc=90m/min。然后根据公式计算出主轴转速=1200r/min,根据公式=计算出进给速度=60mm/min,填入表1-4中。单位名称集美工业学校零件图号C03-01零件名称数控车削样件工步号刀具号切削速度Vc(m/min)主轴转速(r/min)进给量f(mm/r)进给速度vf(mm/min)背吃刀量ap(mm)12T0110080002160153T01
14、160150000580054T02456000053025T03700151.8678T0110080002160159T011601500005800510T04608000.12100111T049012000056005表表3-4 切削用量卡片切削用量卡片小组讨论:小组讨论:1.学习确定工件零点,绘制走刀路线图学习确定工件零点,绘制走刀路线图教师引导学生,学习绘制数控加工走刀路线图卡片的方法,见表教师引导学生,学习绘制数控加工走刀路线图卡片的方法,见表3-5、3-6、3-7、3-8、3-9。数控加工走刀路线图机床型号:CK6140零件图号:C03-01加工内容:系统型号:FANUC0i
15、ate-TD工步号:程序号:含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切符号编程校对审批共页第页表表3-5 数控加工走刀路线图卡片数控加工走刀路线图卡片注意的问题:注意的问题:数控加工走刀路线图机床型号:CK6140零件图号:C03-01加工内容:系统型号:FANUC0iate-TD工步号:程序号:含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切符号编程校对审批共页第页表表3-6 数控加工走刀路线图卡片数控加工走刀路线图卡片数控加工走刀路线图机床型号:CK6140零件图号:C03-01加工内容:系统型号:FANUC0iate-TD工步号:程序号:含义抬刀下刀编程原点起刀
16、点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切符号编程校对审批共页第页表表3-7 数控加工走刀路线图卡片数控加工走刀路线图卡片注意的问题:注意的问题:数控加工走刀路线图机床型号:CK6140零件图号:C03-01加工内容:系统型号:FANUC0iate-TD工步号:程序号:含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切符号编程校对审批共页第页数控加工走刀路线图机床型号:CK6140零件图号:C03-01加工内容:系统型号:FANUC0iate-TD工步号:程序号:含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切符号编程校对审批共页第页6.6.数学处理数学处理该零件在粗加工时所用各基点
17、坐标大部分都可由图直接得到。该零件主要尺寸的程序设定值计算:一般取为工件尺寸的中值。螺纹光轴尺寸应考虑到螺纹加工伸缩量,所以编程尺寸为:X=27-0.15=16.85。螺纹底径根据公式:d=D-(1.11.3)P计算,可得d=25.2mm。螺纹可分4次加工。第1次:X=26.2,Z=-45第2次:X=25.6,Z=-45第3次:X=25.3,Z=-45第4次:X=25.2,Z=-45。将四次加工坐标输入即可。7 7工艺分析工艺分析(1)夹工件的左端。粗精车外径R10、20、M24X1.5、R2、36;长度19,44,64,达到图纸要求的尺寸并倒角C1.5(2)切槽23X5达到图纸要求的尺寸(3
18、)掉头车端面,保证总长97(4)钻中心孔及钻孔16(5)夹工件36。粗、精车外径30,R5,43;长度23,30,达到图纸要求的尺寸并倒角(6)车内孔24,20;长度20,达到图纸要求的尺寸并倒角学习环节二:编制数控加工程序、仿真操作加工学习环节二:编制数控加工程序、仿真操作加工1.1.编制程序清单,并填入表编制程序清单,并填入表3-10、表、表3-11集美工业学校数控加工程序清单零件名称车削样件零件图号C03-01程序名O0001,O0002子程序名O0001M03S1000T0101G00G42X47Z2G71U1R1G71P1Q2U1W0F0.2N1G00X0G01Z0G03X20Z-1
19、0R10G01Z-19X24X27Z-20.5Z-49G03X36Z-51R2G01Z-64X40X43Z-65.5Z-69N2G0X47G00G40X100Z100T0101M3S1500G00G42X47Z2G70P1Q2F0.1G0G40X100Z100M00T0202;M3S520;G0X38Z2Z-49;G1X23.2F0.08;G0X38;W2;G1X23F0.08;Z-49;G0X100;Z100;M00;T0303;M3S520;G0X29Z2;Z-17G92X26.2Z-62F1.5;X25.7;X25.3;X25.1;X25.04;X25.04;G0X100;Z100;M3
20、0;工步及刀具说明粗车外圆各表面。T0101精车外圆表面。T0101程序停,进行尺寸检验T0202换切槽刀分两刀切宽为5mm的槽换螺纹刀T0303分四次切出螺纹加工之前应先设置对应的刀具参数,以保证零件尺寸精度。切槽之前需对工件尺寸精度进行检验,必要时尺寸修调后再次精加工。待螺纹最后一刀切出后进行检验并修调集美工业学校数控加工程序清单零件名称车 削样件零件图号C03-01程序名O0002子程序名O0002M03S1000T0101G00G42X47Z2G71U1R1G71P1Q2U1W0F0.2N1G00X30G01Z-18G02X40W-5R5G01X43Z-35N2G01X47G00G40
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