数控机床编程与操作项目3-加工简单阶梯轴零件课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《数控机床编程与操作项目3-加工简单阶梯轴零件课件.pptx》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数控机床 编程 操作 项目 加工 简单 阶梯 零件 课件
- 资源描述:
-
1、数控机床编程与操作项目项目3加工简单阶梯轴零件加工简单阶梯轴零件任务1 加工直线阶梯轴任务2 加工圆弧阶梯轴任务3 切槽、切断加工任务4 加工螺纹阶梯轴 本项目主要有四个任务:1)直线阶梯轴的加工;2)圆弧阶梯轴的加工;3)切槽、切断加工;4)螺纹轴的加工。项目导读项目导读 通过该项目的学习,学生应学会以下技能:能正确运用基本编程指令; 能编制一般轴类零件的加工程序;能进行轴类零件的数控仿真加工;能使用数控车床进行零件加工;能够正确使用各种量具进行检查; 对加工质量进行评估和分析。项目导读项目导读学习目标任务介绍知识链接任务实施任务评价任务任务1 1 加工直线阶梯轴加工直线阶梯轴一、知识目标一
2、、知识目标1、掌握外圆车削简单指令G00的格式及用法。2、掌握编程的基本方法。 二二、能力目标、能力目标1、能正确运用基本编程指令。2、能编制一般轴类零件的加工程序。3、能进行轴类零件的数控仿真加工。4、能正确利用常用量具对轴类零件进行测量。学习目标学习目标 如图3-1所示的阶梯轴零件,已知材料为45钢,毛坯尺寸为?28mm80mm,分析零件的加工工艺,编写零件的数控加工程序,并通过仿真调试优化程序,最后进行零件的加工检验。任务介绍任务介绍图3-1阶梯轴一、轴类零件的装夹要求一、轴类零件的装夹要求 车削加工前,必须将零件放在机床夹具中定位和夹紧,使零件在整个切削过程中始终保持正确的位置。 根据
3、轴类零件的形状、大小、精度和数量的不同,可采用不同的装夹方法。知识链接知识链接1 1、在自定心卡盘上装夹、在自定心卡盘上装夹 自定心卡盘(见图3-2)的三个卡爪是同步运动的,能自动定心,装夹一般不需找正,故装夹零件方便、省时,但夹紧力较小,常用于装夹外形规则的中、小型零件。自定心卡盘有正爪和反爪两种形式,反爪用于装夹直径较大的零件。图3-2自定心卡盘2 2、在单动卡盘上装夹、在单动卡盘上装夹 单动卡盘(见图3-3)的卡爪是各自独立运动的,因此在装夹零件时必须找正后才可车削,但找正比较费时。其夹紧力较大,常用于装夹大型或形状不规则的零件。单动卡盘的卡爪可装成正爪或反爪,反爪用于装夹直径较大的零件
4、。图3-3单动卡盘3 3、用双顶尖装夹、用双顶尖装夹 对于较长的或工序较多的零件,为保证多次装夹的精度,可采用双顶尖装夹的方法,如图3-4所示。 用双顶尖装夹零件方便,无须找正,重复定位精度高,但装夹前需保证零件总长,并在两端钻出中心孔。图3-4双顶尖装夹零件4 4、一夹一顶装夹、一夹一顶装夹 用双顶尖装夹零件精度高,但刚性较差,故在车削一般轴类零件时采用一端用卡盘夹住,另一端用顶尖顶住的装夹方法,如图3-5所示。 为防止切削时产生轴向位移,可采用限位支承或台阶限位。其中台阶限位安全,刚性好,能承受较大的切削力,故应用广泛。图3-5一夹一顶装夹零件5 5、工件装夹的原则、工件装夹的原则1)用自
5、定心卡盘装夹工件时,若工件直径d30mm,其悬伸长度应不大于直径5倍;若工件直径d大于30mm,其悬伸长度应不大于直径的3倍。2)当工件长度较长或很长时,为增加工件的刚性,防止在车削过程中产生振动、崩刀等现象,需采用一夹一顶装夹或使用跟刀架。3)当加工轴类零件时,各个表面的同轴度要求很高。可采用双顶尖装夹。4)加工一些特殊的零件,如薄壁套,要使用辅助夹具。车内孔时使用开口套筒,以减少工件的变形。车外圆时使用小锥度心轴,以内孔定位。5)被加工表面的回转轴线与基准面相互垂直时,可采用花盘。 数控车床的主要编程特点如下:1)在一个程序段中,可以采用绝对坐标编程(用X、Z表示)、增量坐标编程(用U、W
6、表示)或者两者混合编程。2) 直径方向(X方向)用绝对坐标编程时,X以直径值表示;用增量坐标编程时,以径向实际位移量的2倍值表示,并附方向符号(正向可以省略)。3)车削加工毛坯余量较大时,为简化编程,数控装置常备有不同形式的固定循环,可以进行多次重复循环切削。4)编程时,常认为车刀刀尖是一个点,而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量,车刀刀尖常被磨成一个圆弧。因此,当编制加工程序时,需要考虑对刀具进行半径补偿。二、数控车床编程基础二、数控车床编程基础 数控程序是若干个程序段的集合。每个程序段独占一行。每个程序段由若干个字组成,每个字由地址和跟随其后的数字组成。地址是一个英文字母。一个程序段中各
7、个字的位置没有限制,但是,长期以来下表的排列方式已经成为大家都认可的方式。 在一个程序段中间如果有多个相同地址的字出现,或者同组的G功能,则最后一个有效。三、程序的结构三、程序的结构(1)行号 N是程序的行号,可以不要,但是有行号,在编辑时会方便些。行号可以不连续。行号最大为9999,超过后再从1开始。 选择跳过符号“/”只能置于程序段的起始位置,如果有这个符号,并且机床操作面板上“选择跳过”打开,本条程序不执行。这个符号多用在调试程序,如在开切削液的程序前加上这个符号,在调试程序时可以使这条程序无效,而正式加工时将其删去,使该程序段有效。(2)准备功能 地址“G”和数字组成的字表示准备功能,
8、也称为G功能,见下表。 G功能根据其功能分为若干个组。G功能分为模态与非模态两类。一个模态G功能被指令后,直到同组的另一个G功能被指令才无效。而非模态的G功能仅在其被指令的程序段中有效。表3-2准备功能指令(续表)表3-2准备功能指令(续表) 例: N10G01X250、Y320、; N11G04X100、; N12G01Z-120、; N13X380、Y400、; 在这个例子的N12这条程序中出现了“G01”功能,由于这个功能是模态的,所以尽管在N13这条程序中没有“G01”,但是其作用还是存在的。(3)辅助功能 地址“M”和两位数字组成的字表示辅助功能,也称为M功能,见表3-3。代码代码意
9、义意义代码代码意义意义M00停止程序运行M06换刀指令M01选择性停止M08切削液开启M02结束程序运行M09切削液关闭M03主轴正向转动开始M32结束程序运行且返回程序开头M04主轴反向转动开始M98子程序调用M05主轴停止转动M99子程序结束表3-3辅助功能指令(4)主轴转速 地址S后跟四位数字,格式: S; G96是接通恒线速度控制的指令,当G96执行后,S后面的数值为切削速度。例如;G96S100表示切削速度为100m/min。 G97是取消G96的指令。执行G97后,S后面的数值表示主轴每分钟转数。例如,G97S800 表示主轴转速为800r/min,系统开机状态为G97指令。(5)
10、进给功能 地址F后跟四位数字,格式:F; 在含有G99程序段后面,再遇到F指令时,则认为F所指定的进给速度单位为mm/r。系统开机状态为G99,只有输入G98指令后,G99才被取消。而G98为每分钟进给,单位为mm/min。(6)T功能 该指令用来控制数控系统进行选刀和换刀。 用地址T和其后的数字来指定刀具号和刀具补偿号,例如T0202表示采用2号刀具和2号刀补。 在数控车床的程序中,X、Z后面跟的是绝对尺寸,U、W后面跟的是增量尺寸。X、Z后所有编入的坐标值全部以编程原点为基准,U、W后所有编入的坐标值全部以刀具前一个坐标位置作为起始点来计算。1 1、快速点位移动、快速点位移动G00G00
11、格式:G00X(U)Z(W); 其中,X(U)、Z(W)为目标点坐标值。 说明:1)执行该指令时,刀具以机床规定的进给速度从所在点以点位控制方式移动到目标点。移动速度不能由程序指令设定,它的速度已由生产厂家预先调定,即使编程时设定了进给速度F,但对G00程序段无效。四、基本指令四、基本指令2)G00为模态指令,只有遇到同组指令时才会被取替。3)X、Z后面跟的是绝对坐标值,U、W后面跟的是增量坐标值。4)X、U后面的数值应乘以2,即以直径方式输入,且有正、负号之分。 如右图所示,要实现从起点A快速移动到目标点C。 其绝对坐标编程方式为:G00X141、2Z98、1; 其增量坐标编程方式为:G00
12、U91、8W73、4; 执行上述程序段时,刀具实际的运动路线不是一条直线,而是一条折线,首先刀具从点A以快速进给速度运动到点B,然后再运动到点C。 因此,在使用G00指令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉,对于不适合联动的场合,两轴可单动。如果忽略这一点,就容易发生碰撞,而在快速状态下的碰撞就更加危险。2 2、直线插补、直线插补G01G01 直线插补也称直线切削,该指令使刀具以直线插补运算联动方式由某坐标点移动到另一个坐标点,移动速度由进给功能指令F来设定。机床执行G01指令时,如果之前的程序段中无F指令,在该程序段中必须含有F指令。G01和F都是模态指令。 格式:G01X(U)Z(W)F;
13、 其中,X(U)、Z(W)为目标点坐标,F为进给速度。 说明:1)G01指令是模态指令,可加工任意斜率的直线。2)G01指令后面的坐标值取绝对尺寸还是取增量尺寸,由尺寸地址决定。3)G01指令进给速度由模态指令F决定。如果在G01程序段之前的程序段中没有F指令,而当前的G01程序段中也没有F指令,则机床不运动;机床倍率开关在0%位置时,机床也不运动。因此,为保险起见,G01程序段中必须含有F指令。4)G01指令前若出现G00指令,而该程序段中未出现F指令,则G01指令的移动速度按照G00指令的速度执行。3、倒角和倒圆(G01指令的特殊用法) G01指令在编程时还有一种特殊用法,即倒角(见图3-
14、7)和倒圆(见图3-8)。图3-7用G01指令倒角图3-8用G01指令倒圆一、制订加工工艺一、制订加工工艺1 1、零件图分析、零件图分析 下图所示零件由阶梯状的圆柱面组成,零件的尺寸精度要求一般。从右至左,零件的外径尺寸依次增大。任务实施任务实施2 2、确定装夹方案、确定装夹方案 该零件为轴类零件,轴线为工艺基准,加工外表面用自定心卡盘夹持?28mm外圆一次装夹完成加工。3 3、编制工艺文件、编制工艺文件 加工刀具的确定见下表,加工方案的制订见后页表3-5。实训课题实训课题加工直线阶梯轴加工直线阶梯轴零件名称零件名称简单阶梯轴简单阶梯轴零件图号零件图号备注备注序号刀具号刀具名称规格数量加工内容
15、1T010190外圆车刀901用于车端面和粗、精车外圆2T0202切槽刀3mm1切断材料材料45钢钢零件图号零件图号系统系统FANUC工序号工序号操作序号操作序号工步内容(走刀路线)装夹序号T刀具切削用量转速/(r/min)进给速度/(mm/min)背吃刀量/mm主程序主程序1(1)车端面1T0101400600100(2)粗车?25mm、?20mm、?15mm外圆,留余量0、5mm1T01014006001500、52(3)从右至左精加工各面1T01018001500800、5(4)切断1T0202800401)设定编程原点,编程原点设在零件的右端面中心。2)参考程序见下表。二、编制数控程序
16、二、编制数控程序数控车床数控车床程序程序卡卡编程原点编程原点零件的右端面中心零件的右端面中心编写日期编写日期零件名称简单阶梯轴零件图号材料45钢车床型号夹具名称卡盘等实训车间数控基地程序数1编程系统FANUC-0i程序段号程序说明O0010N20M03S600T0101;调用1号刀N30G00X30、0Z0;N40G01X-0、5F100;车端面N50G01X25、5Z0F150;粗车外圆N60G01Z-62、0;N65X28、0;N70G00Z2、0;N75X20、5;N80G01Z-35、0;N85X28、0;N90G00Z2、0;N95X15、5;N100G01Z-15、0;N105X2
17、1、0;N110G00Z2、0;N120G00X15、0Z2、0S800;N130G01X15、0Z-15、0F80;精车?15mm外圆N140X20、0;表3-6参考程序(续表)N145Z-35、0;精车?20mm外圆N150X25、0;N155Z-62、0;精车?25mm外圆N160G00X50、0Z50、0N170G00X32、0Z-63、0T0202;换用2号刀,使用2号刀补N180G01X1、0F40;切断N190G00X50、0Z50、0T0200M05;N200M02;表3-6参考程序(续表)1 1、零件仿真加工、零件仿真加工 利用仿真软件进行加工并对程序进行修改。2 2、零件实
18、操加工、零件实操加工1)机床开机准备。2)输入程序。3)工件安装准备。零件的夹紧操作要注意夹紧力与装夹部位,毛坯的夹紧力可大些;对于已加工表面,夹紧力不可过大,防止夹伤零件表面,还可用铜皮包住表面进行装夹;有台阶的零件尽量让台阶靠着卡爪端面装夹;带孔的薄壁件需用专用夹具装夹,以防止变形。三、零件加工三、零件加工4)刀尖高度与工件的回转中心线等高,刀尖伸出长度约为刀具厚度的1、5倍。建立工件坐标系,对刀操作完成刀具参数设置。5)启动程序,自动加工。6)停机后,按图样要求检测工件,对工件进行误差及质量分析。利用游标卡尺、外径千分尺、内径千分尺、表面粗糙度工艺样板等量具测量工件,学生对自己加工的零件
19、进行检测,包括尺寸精度的检测和零件加工质量的检测。 评分表见下表。任务评价任务评价评分表评分表姓名姓名学号序号序号项目检测内容占分评分标准实测得分1长度15mm尺寸15超差不得分235mm尺寸15超差不得分3圆?15mm、?20mm、?25mm尺寸15超差不得分4长度60mm15超差不得分5文明生产发生重大安全事故0分。按照有关规定每违反一项从总分中扣除10分6其他项目工件必须完整,工件局部无缺陷(如夹伤、划痕等),每违反一项扣5分7程序编制程序40分,程序中严重违反工艺规程的0分;其他问题酌情扣分8加工时间总时间180min,时间到机床停电,交零件。超时酌情扣分合计合计操作时间操作时间开始:
20、时分;结束:时分记录员记录员监考员检验员考评员任务任务2 2加工圆弧阶梯轴加工圆弧阶梯轴学习目标任务介绍知识链接任务实施任务评价一、知识目标一、知识目标1、掌握带圆弧的阶梯轴零件的结构特点、加工工艺特点和工艺性能。2、掌握数控系统的G02、G03、G41、G42、G40等指令的编程格式及应用。3、掌握带圆弧的阶梯轴零件的工艺编制方法。4、掌握带圆弧的阶梯轴零件的手工编制方法。学习目标学习目标1、能分析带圆弧的阶梯轴零件的结构特点、特殊加工要求,理解加工技术要求。2、会分析带圆弧的阶梯轴零件的工艺性能,能编制数控加工工艺卡。3、能正确运用数控仿真系统软件,调试校验编写的加工程序,并进行虚拟加工。
21、4、能在车间实践加工带圆弧的阶梯轴零件并实施检测。二、能力目标二、能力目标 下图所示为带圆弧的阶梯轴零件,已知材料为45钢,毛坯尺寸为?40mm50mm。要求分析零件的加工工艺,编写零件的数控加工程序,并通过仿真调试优化程序,最后进行零件的加工和检验。任务介绍任务介绍 含圆弧的零件是数控车削加工的典型零件,如何制订含圆弧零件的数控加工工艺,编制数控程序? 本任务以带圆弧的阶梯轴为例加以说明。 首先学习与含圆弧零件相关的数控加工工艺和数控编程指令; 然后介绍分析图样、加工工艺,设计加工工艺方案,编制工艺卡、刀具卡等数控加工技术文件的方法; 最后进行编程仿真加工和实际车间加工,并进行质量检测。知识
22、链接知识链接1 1、阶梯法、阶梯法 图3-12所示为车带圆弧的阶梯轴切削路线:先粗车阶梯,最后一刀精车圆弧。2 2、同心圆法、同心圆法 图3-13所示为车圆弧的同心圆法切削路线:用不同的半径圆(如图3-13中的R1、R2)来车削,最后将所需圆弧加工出来。一、圆弧常用加工方法一、圆弧常用加工方法图3-12阶梯法图3-13同心圆法3 3、车锥法、车锥法 图3-14所示为车圆弧的车锥法切削路线:先车母线为AB的圆锥,再车圆弧。4 4、凹圆弧加工方法、凹圆弧加工方法 凹圆弧加工方法如图3-15所示。图3-14车锥法图3-15凹圆弧的加工方法a)同心圆法b)等径圆法c)三角形法d)梯形法 上述各种加工方
23、法中:1)程序段数最少的为同心圆法及等径圆法。2)走刀路线最短的为同心圆法,其余依次为三角形法、梯形法及等径圆法。3)计算和编程最简单的为等径圆法(可利用程序循环功能),其余依次为同心圆法、三角形法和梯形法。4)金属切除率最高、切削力分布最合理的为梯形法。5)精车余量最均匀的为同心圆法。1 1、圆弧顺逆的判断、圆弧顺逆的判断1)圆弧插补的顺逆方向判断原则。沿圆弧所在平面(XZ平面)的垂直坐标轴的负方向看去,顺时针方向为G02,逆时针方向为G03,如图3-16所示。2)根据刀架的位置判断圆弧插补的顺逆,如图3-17所示。二、编程知识二、编程知识图3-16圆弧顺时针和逆时针的判断图3-17圆弧的顺
24、逆方向与刀架位置的关系 注意:参数。绝对坐标编程时,X、Z为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值;增量坐标编程时,U、W为圆弧终点相对于圆弧起点的位移量;R为圆弧的半径;F为进给速度。当圆弧对应圆心角180时,R取正值;当圆弧对应圆心角180360时,R取负值,如图3-18所示。半径编程法只能用于非整圆编程,不适于整圆编程,整圆编程时需要用I、K编程法。图3-18用半径编程法时的参数判断2)说明。 如果圆弧圆心角180,同时R值是已知的,则不必用I、K方式编程,用R方式编程即可。1 1、刀位点的概念、刀位点的概念 所谓刀位点是指编制程序和加工时,用于表示刀具特征的点,也是对刀和加工的基准点,如图3-
25、19所示。三、刀尖圆弧自动补偿功能三、刀尖圆弧自动补偿功能图3-19刀位点2 2、刀尖圆弧半径补偿的概念、刀尖圆弧半径补偿的概念 数控车床加工是以车刀理想刀尖为基准编写数控轨迹代码的,假想刀具刀尖沿着工件轮廓切削加工,一般将刀尖看作一个点,对刀时也希望能以理想刀尖来对刀。 但实际加工中,为了降低被加工工件表面的表面粗糙度值,减缓刀具磨损,提高刀具寿命,一般在车刀刀尖处磨成圆弧过渡刃,这就产生了假想刀尖,如图3-20中的A点所示。图3-20假想刀尖示意图 由于刀尖圆角的存在,X向、Z向(图3-20b)对刀所获得的刀尖位置是一个假想刀尖。用假想的刀尖编制出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂
展开阅读全文