工信版（中职）数控车削编程与操作加工实训教程项目五 球面练习件的编程及车削加工电子课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,YCF,（中职）数控车削编程与操作加工实训教程项目五 球面练习件的编程及车削加工电子课件,项目五 球面练习件的编程及车削加工,工作任务描述,1.,加工零件项目工作任务名称：球面练习件的编程及车削加工，如图,5-1,所示,2.,零件类型描述（新课导入）：,该零件属于较简单的阶梯轴类零件，是使用数控车床加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。及进行简单轴类零件加工实践操作练习。需要掌握切削用量的选择，熟悉数控车床操作面板，熟练编程，掌握外圆尺寸的测量检测技术,3.,任务内容描述：,已知毛坯材料为,LY150,，毛坯尺寸为,45mm,100mm,的棒料。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，最后在数控车床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。,图,5-1,球面练习件的编程及车削加工,学习目标,1.,掌握带球面阶梯轴零件加工工艺制定方案,2.,掌握带球面阶梯轴零件编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工,3.,能将零件正确安装在三爪卡盘上,4.,能将外圆车刀正确安装在刀架上,5.,正确摆放操作加工所需工具、量具,6.,能按操作规范合理使用,CK6140,卧式数控车床，并完成球面阶梯轴零件的加工,7.,能正确使用游标卡尺、,R,规对带球面阶梯轴零件进行检测,8.,能对所完成的零件进行评价及超差原因分析,学习内容,1.,根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工顺序，并填入相应的卡片中,2.,合理选择适合该零件加工的刀具，并完成相应卡片的填写,3.,合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相应卡片的填写,4.,合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线，并完成相应卡片的填写,5.,根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的尺寸链计算,6.,根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟及实际操作加工,7.,正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写,学习环节,1.制定工,艺方案,2.,数控内容知识点,3.,编制程序、仿真操作加工,4.,实际操作加工,5.,零件检测,6.,学习,评价,学习环节一：制定工艺方案,1.,分析零件图工艺信息：,教师布置工作项目，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表,5-1,。,表,5-1,零件图工艺信息分析卡片,班级,姓名,学号,成绩,零件名称,C05-01,零件名称,球面练习件,材料牌号,LY150,分析内容,分析理由,形状、尺寸大小,该零件的加工面由端面、外圆柱面、倒角面、圆锥面、台阶面及球面组成。形状比较简单，是较典型的短轴类零件。因此，可选择现有设备,CK6140,卧式数控车床，刀具可选,1,2,把外圆车刀即可完成。,结构工艺性,该零件的结构工艺性好，便于装夹、加工。因此，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,该零件外圆柱面,、,、,，尺寸精度要求较高，其中外圆柱面尺寸公差等级为,IT9-IT10,级，图中未注尺寸公差按,IT12,级处理。该零件表面质量要求最高为,Ra3.2,其余为,Ra6.3,。由于该零件精度和表面质量要求不太高。因此，可考虑采用以下加工方案：粗车半精车。,材料及热处理,该零件所用材料,LY150,为高合金硬铝，硬度为,105HB,，加工性能等级代号为,2,，属易切削金属材料。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，切削过程中可不加冷却液。,其它技术要求,该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排,1,45,0,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：,2.,确定加工顺序,小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表。,班级,姓名,学号,成绩,零件图号,零件名称,使用设备,场地,C05-01,球面练习件,CK6140,数控车床,数控加工实训中心,程序,编号,O0004,零,材料,LY150,数控系统,FANUC 0i Mate-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，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。,0.02mm,游标卡尺,0-150mm,自动,3,精车各外圆表面,保证零件加工精度，按图纸尺寸，一刀连续车出零件轮廓。,0.02mm,游标卡尺,0-150mm,自,小组讨论：,3.,选择刀具,教师提出问题，,学生,查阅资料，,听取学生的决策意见，学生,填写刀具卡片，,见表,5-3,。,数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为铝材，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。对于本例由于有球面的加工。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度，选择菱形刀片适合加工本工件，刀尖角选择,80,。粗精车外圆主偏角,93,，所选刀片刀尖圆弧半径为,0.4mm,，如图,5-2,所示。,图,5-2,数控外圆车刀及刀片,班级,姓名,学号,成绩,零件图号,C05-01,零件名称,球面练习件,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,1,T01,93,外圆车刀,0.4,3,DCMT11T304-HF,涂层硬质合金,SDJCR2020K11,（,20X20,）,2,T01,93,外圆车刀,0.4,3,DCMT11T304-HF,涂层硬质合金,01,SDJCR2020K11,（,20X20,）,3,T01,93,外圆车刀,0.4,3,DCMT11T304-HF,涂层硬质合金,01,SDJCR2020K11,（,20X20,）,表,5-3,刀具卡片,问题：,选择切削用量,小组讨论，学生,查阅资料，,听取学生的决策意见，学生填写切削用量卡片，见表,5-4,。,粗加工：,首先,取,ap=1.0 mm,；,其次,取,f=0.2mm/r,；,最后,取,Vc=120 m/min,。然后根据公式,计,算出主轴转,速,根据公式,=,计,算出进给速度,=200mm/min,，填入表,5,-4,中,。,=1000r/min,精加工,:,首先取,ap=0.3mm,；其次取,f=0.08mm/r,；,最后取,Vc=200 m/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,=120mm/min,填入表,5,-4,中。,班级,姓名,学号,成绩,零件图号,C05-01,零件名称,球面练习件,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,v,f,（,mm/min,）,背吃刀量,ap,（,mm,）,1,T01,2,T01,120,1000,0.2,200,1.0,3,T01,200,1500,0.08,120,0.3,小组讨论,确定工件零点，绘制走刀路线图,学生绘制数控加工走刀路线图卡片，见表,5-5,。,表,5-5,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：,C05-01,加工内容：,系统型号：,FANUC 0i Mate-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,注意的问题：,6.,数学处理,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。如本例尺寸为,，则编程尺寸为,23.975,。,7.,工艺分析,夹工件的左端。粗精车外径,R8,，,24,、,32,，,40,；长度,25,，,33,，,10,，,65,，达到图纸要求的尺寸并倒角,C2,。,学习环节二：数控内容知识点,1.,圆弧插补指令（,G02 G03,）,该指令能使刀具沿圆弧运动，切出圆弧轮廓。,G02,为顺时针圆弧插补指令，,G03,为逆时针圆弧插补指令。表,5-6,列出了,G02,、,G03,程序段中各地址代码含义。,输入格式：,G02 IP_I_K_F_,；或,G02 IP_R_F_,；,G03 IP_I_K_F_,；或,G03 IP_R_F_,；,表,5-6 G02 G03,程序段中各指令的含义,考虑的因素,指令,含义,回转方向,G02,刀具轨迹按顺时针圆弧插补,G03,刀具轨迹按逆时针圆弧插补,终点位置,IP,X,、,Z,（,U,、,W,）,工件坐标系中圆弧终点的,X,、,Z,（,U,、,W,）值,从圆弧起点到圆弧中心的距离,I,、,K,I,：圆心相对于圆弧起点在,X,方向的坐标增量,K,：圆,相对于圆弧起点在,Z,方向的坐标增量,圆弧半径,R,指圆弧的半径，取小于,180,的圆弧部分,相关知识点：,（,1,）圆弧顺、逆的方向判断：沿圆弧所在平面（,XOZ,）相垂直的另一坐标轴（,y,轴），由正向负看去，起点到终点运动轨迹为顺时针使用,G02,指令，反之，使用,G03,指令，如图,5-3,所示。,（,2,）,X,、,Z,（,U,、,W,）代表圆弧终点坐标,（,3,）到圆弧中心的距离不用,I,、,K,指定，可以用半径,R,指定。当,I,、,K,和,R,同时被指定时，,R,指令优先，,I,、,K,无效,（,4,）,I0,，,K0,可以省略,（,5,）若省略,X,、,Z,（,U,、,W,），则表示终点与始点是在同一位置，此时使用,I,、,K,指令中心时，变成了指令,360,的圆弧（整圆）,（,6,）圆弧在多个象限时，该指令可以连续执行,（,7,）在圆弧插补程序段中不能有刀具功能（,T,）指令,（,8,）使用圆弧半径,R,指令时，指定圆心角小于,180,圆弧,（,9,）圆心角接近于,180,圆弧，当用,R,指定时，圆弧中心位置的计算会出现误差，此时请用,I,、,K,指定圆弧中心,图,5-3,圆弧的顺、逆判断,a,）,b,）,例,5-1,：,顺时针圆弧插补。（图,5-4,）,（,I,、,K,）指令：,G02 X50.0 Z-20.0 I25 K0 F0.5,；,G02 U20.0 W-20.0 I25 F0.5,；,（,R,）指令：,G02 X50 Z-20 R25 F0.5,；,G02 U20 W-20 R25 F0.5,；,例,5-2,：,逆时针圆弧插补。（图,5-5,）,图,5-5 G03,逆时针圆弧插补,（,I,、,K,）指令：,G03 X50 Z-20 I-15 K-20 F0.5,；,G03 U20 W-20 I-15 K-20 F0.5,；,（,R,）指令：,G03 X50 Z-20 R25 F0.5,；,G03 U20 W-20 R25 F0.5,；,2.,复合循环切削指令,(G71,、,G72,、,G73,、,G76),（,1,）外径、内径粗车循环指令,G71,该指令只须指定精加工路线，系统会自动,给出粗加工路线，适于车削圆棒料毛坯，如图,5-6,所示。,G71,指令刀具循环路径,图,5-6,外径、内径粗车循环指令,G71,指令格式,：,G71 U,（,D,）,R,（,E,）；,G71 P,（,NS,）,Q,（,NF,）,U,（,U,）,W,（,W,）,F,（,F,）,S,（,S,）,T,（,T,）；,N,（,NS,）,B,的精加工形状的指令，,由顺序号到的程序来指令，,精加工形状的每条移动指令必须带行号。,D,：车削深度，无符号。切入方向由,AA,方向决定。（半径指定）。该指定是模态的，一直到下个指定以前均有效。并且用参数,(NO.051),也可指定。根据程序指