数控车床项目四典型企业零件的数控车削加工课件.pptx

1、任务一一夹一顶车削轴类零件【知识目标】1)掌握一夹一顶车削轴类零件的装夹方法。2)会选择加工各种表面的刀具。3)会制订一夹一顶车削轴类零件的加工工艺。4)掌握一夹一顶车削轴类零件的编程方法。【技能目标】1)掌握一夹一顶车削轴类零件的装夹方法。2)掌握一夹一顶车削轴类零件的装夹编程方法。3)掌握一夹一顶车削轴类零件的尺寸控制方法。4)完成如图4-1所示零件的加工,其三维效果如图4-2所示。材料为45钢。图4-1一夹一顶车削轴类的零件图图4-2一夹一顶车削轴类零件的三维效果【相关知识】1.适用范围和用途1)当工件长径比8时,为了提高工件的刚性,可采用这种装夹方法。2)零件的同轴度要求不是很高的时候

2、,也可采用这种装夹方法。3)一夹一顶车削轴类零件,可以提高加工效率。2.注意事项1)用一夹一顶车削时,如果后顶尖采用固定顶尖,如图4-3a、b所示,虽然其定心好、刚性好、切削时不易产生振动,但缺点是与工件中心孔间有相对滑动、易磨损、产生高热,故而不宜高速切削;如果后顶尖采用回转顶尖,如图4-3c所示,可以使顶尖与中心孔间无相对运动,能承受很高的转速,但其定心精度和刚性较差。图4-3后顶尖a)普通固定顶尖 b)硬质合金固定顶尖 c)回转顶尖2)用一夹一顶车削时,一定要注意定位和换刀加工程序的正确性,避免与尾座发生干涉。3)当轴类零件的位置精度要求比较高时,掉头车削找正比较困难。4)用一夹一顶的方

3、式安装工件时,为了防止工件的轴向移动,通常在卡盘内装一个轴向限位支承,如图4-4a所示,或在工件的被夹持部位车削一个1020mm的台阶,作为轴向限位支承,如图4-4b所示。图4-4一夹一顶安装工件a)轴向限位支承b)用工件台阶限位5)用一夹一顶方式车削时,要使尾座的中心和车床主轴的中心取得一致,否则车削的零件会产生锥度。1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表4-1。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。量具规格和参数见表4-1。(3)刀具的选择粗、精车外圆选用35偏刀车削,外圆粗、精车车刀副偏角应足够大

4、,避免副切削刃切削时与回转顶尖产生干涉,所有刀具规格和尺寸见表4-2。2.加工工艺先夹住毛坯外圆,利用90外圆车刀将工件的总长取好,且将工件左端加工出?30mm15mm的台阶作为轴向限位支承;将工件两端的中心孔打好。用35外圆车刀加工零件右端面的所有外圆尺寸?16?32mm;掉头装夹,利用35外圆车刀加工零件左端?20mm外圆轮廓。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为钢料,该材料硬度较高,切削力较大,切削用量可选小些。具体参数见表4-3。零件左、右轮廓表面分别编写加工程序,且分别进行对刀。1.加工零件右端轮廓表面(1)建立工件坐标系加工右端轮廓表面时,夹住工件作为轴向限位支承外圆,采用一夹一

5、顶方式安装工件,工件坐标系设置在工件右端面轴线上,如图4-1所示。(2)计算基点坐标车外圆时,基点坐标计算比较简单,此处不再赘述。(3)参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?40mm252mm)。2.加工零件左端轮廓表面(1)建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件左端面的轴线上。(2)计算基点坐标车外圆时基点坐标计算比较简单,此处不再赘述。(3)参考程序华中系统程序名为O0002;FANUC系统程序名为O0002;广数系统程序名为O0002。参考程序见表4-5。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。

6、2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件(采取一夹一顶装夹方式)。6)装夹刀具:按照参考程序将粗、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位:T01、T03。2.对刀两把车刀依次采用试切法对刀,通过对刀操作得到的零偏值分别输入到各自长度补偿中,对刀步骤同前文所述。3.空运行及仿真两个程序分别进行空运行或仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制打开程序,选择自动加工方式,调好进给倍率进行自动加工,加工过程中进行精度控制,外圆尺寸控制具体方法:当粗、精加工循环程序运行结束后

7、,停车测量;根据测量结果设置精加工外圆车刀X、Z方向刀具磨损,然后执行精加工程序直至尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表4-6中。表4-6加工图4-1零件的评分表6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)掉头装夹时应校正工件,外圆圆跳动误差在0.03mm以内。2)对于外圆车刀,加工前应检查刀具是否与尾座发生干涉。3)掉头装夹加工时,所有刀具都应重新对刀。【思考与练习】编写如图4-5所示零件的加工程序并进行加工练习,毛坯为?40mm250mm的合金铝。图4-5一夹一顶车削轴类零件练习图任务二两顶尖车削轴类零件【知识目标】1)掌握两顶尖的作用和意义。2)掌握

8、两顶尖加工时的注意事项。3)会制订两顶尖的加工工艺。【技能目标】1)掌握两顶尖装夹工件的方法和步骤。2)掌握两顶尖装夹工件的编程方法。3)完成如图4-6所示零件的加工,其三维效果如图4-7所示。材料为45钢。图4-6两顶尖车削轴类的零件图图4-7两顶尖车削轴类零件的三维效果【相关知识】1.顶尖的分类顶尖有前顶尖和后顶尖两种,用于定心并承受工件的重力和切削力。图4-8前顶尖(1)前顶尖前顶尖可直接安装在车床主轴锥孔中,也可用自定心卡盘夹住自制的、有60锥角的钢制前顶尖(图4-8)。这种顶尖卸下后再次使用时必须将锥面再车一刀,以保证顶尖锥面的轴线与车床主轴旋转中心的同轴度。(2)后顶尖后顶尖有固定

9、顶尖和回转顶尖两种(图4-3),使用时可将后顶尖插入车床尾座套筒的锥孔内。2.工件的装夹工件一般不能由前、后顶尖直接带动旋转,必须通过拨盘和鸡心夹头带动工件旋转。拨盘装在车床主轴上,盘面有两种形状。一种是有U形槽的拨盘,用来拨弯尾鸡心夹头。另一种是装有拨杆的拨盘,用来拨直尾鸡心夹头。鸡心夹头的一端与拨盘连接,另一端装有螺栓用来紧固工件(图4-9)。图4-9用鸡心夹头装夹工件a)弯尾鸡心夹头b)直尾鸡心夹头3.两顶尖的适用范围1)当轴类零件的位置精度要求比较高时,一般采用两顶尖方法进行加工。2)当轴类零件的加工工序比较多时,可采用两顶尖装夹进行车削,并且可以多次反复装夹,无需找正,装夹精度、重复

10、精度均较高。4.采用两顶尖加工时的注意事项1)用两顶尖车削时,如果后顶尖采用固定顶尖,虽然其定心好、刚性好、切削时不易产生振动,但缺点是与工件中心孔间有相对滑动、易磨损、产生高热,故而不宜高速切削;如果后顶尖采用回转顶尖,可以使顶尖与中心孔间无相对运动,能承受很高的转速,但其定心精度和刚性较差。2)用两顶尖车削时,一定要注意定位和换刀加工程序的正确性,避免与尾座发生干涉。3)用两顶尖车削时,要使尾座的中心和车床主轴的中心取得一致,否则车削的零件会产生锥度。4)当轴类零件的位置精度要求较高时,前、后顶尖与两中心孔均不能碰毛,而且要保持干净,如有脏物,易影响零件的位置精度。1.工具、量具和刀具的选

11、择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表4-7。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。量具规格和参数见表4-7。(3)刀具的选择粗、精车外圆选用35偏刀车削,外圆粗、精加工车刀副偏角应足够大,避免副切削刃切削时与回转顶尖产生干涉,所有刀具规格和尺寸见表4-8。表4-7两顶尖车削轴类零件的加工工具和量具清单表4-8两顶尖车削轴类零件的加工刀具卡2.加工工艺先夹住毛坯外圆,利用90外圆车刀将工件的总长取好,且将工件两端内孔倒60角作为轴向限位支承;这样可以使工件在旋转加工时内孔倒角部分与前、后顶尖的接触面积扩大。再用35外圆车刀加工

12、零件右端面的所有外圆尺寸?35?36.9mm;掉头装夹,利用35外圆车刀加工零件左端?35mm外圆轮廓。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为钢,该材料硬度较高,切削力较大,切削用量可选小些。具体参数见表4-9。表4-9两顶尖车削轴类零件的加工工艺零件左、右轮廓表面分别编写加工程序,且分别进行对刀。1.加工零件右端轮廓表面(1)建立工件坐标系加工右端轮廓表面时,夹住工件作为轴向限位支承外圆,采用两顶尖方式安装工件,工件坐标系设置在工件右端面轴线上,如图4-6所示。(2)计算基点坐标(3)参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为

13、?40mm260mm)。参考程序见表4-10。2.加工零件左端轮廓表面(1)建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件左端面的轴线上。(2)计算基点坐标(3)参考程序华中系统程序名为O0002;FANUC系统程序名为O0002;广数系统程序名为O0002。参考程序见表4-11。表4-11两顶尖车削轴类零件左端轮廓表面的参考程序【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件(采取两顶尖装夹方式)。6)装夹刀具:按照参考程序将粗

14、、精车外圆车刀依次装入相对应的刀位T01、T03。2.对刀两把车刀依次采用试切法对刀,通过对刀操作得到的零偏值分别输入到各自长度补偿中,对刀步骤同前文所述。3.空运行及仿真两个程序分别进行空运行或仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制打开程序,选择自动加工方式,调好进给倍率进行自动加工,加工过程中进行精度控制,外圆尺寸控制具体方法:当粗、精加工循环程序运行结束后,停车测量;根据测量结果设置精加工外圆车刀X、Z方向刀具磨损,然后执行精加工程序,直至尺寸达到要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表4-12中。6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1

15、)掉头装夹时应校正工件,外圆圆跳动误差在0.04mm以内。2)两顶尖装夹加工时应注意鸡心夹头装夹的部分有无过长,避免切削时刀具与鸡心夹头发生干涉。3)对于外圆车刀,加工前应检查刀具是否与尾座发生干涉。4)掉头装夹加工时,所有刀具都应重新对刀。【思考与练习】编写如图4-10所示零件的加工程序并进行加工练习,毛坯为?40mm250mm的45钢。图4-10两顶尖车削轴类零件练习图【知识目标】1)掌握批量零件加工的作用和意义。2)掌握批量零件加工时的注意事项。3)会制订批量零件的加工工艺。任务三批量零件的加工【技能目标】1)掌握批量零件装夹工件的方法和步骤。2)掌握批量零件工件的编程方法。3)完成如图

16、4-11所示零件的加工,其三维效果如图4-12所示。材料为塑料。图4-11批量零件图 图4-12批量零件的三维效果【相关知识】在机械制造业中,各种产品的需要量是不相同的,某些产品需要量很少,而有些产品需要量可能很大。机械制造业的生产类型基本可分为三大类型:单件生产、小批量生产、大批量生产。1.工序的集中法和分散法(1)工序的集中法是在加工零件的每一道工序中,尽可能地多加工几个表面。工序集中到最多的时候,是将一个零件的全部加工在一个工序内完成。1)当零件的相对位置精度要求较高时,采用工序集中法容易保证。2)在加工比较重的零件时,减少搬运和装拆的次数,一般也采用工序集中法。3)对于单件、小批量而且

17、工序不多,能一次装夹就可以完成的零件,可以采用工序集中法加工。(2)工序的分散法工序分散法就是使每一个工序中所包含的工作量尽量减少。1)当零件的相对位置精度要求不是非常高,而表面尺寸精度要求较高,表面粗糙度值要求较小时,有必要将工序分开进行。2)在大批量生产中,用通用机床(或单工序专用机床)和通用的夹具加工时,一般采用工序分散法。3)如果批量中等,或较多的复杂、工序繁多、加工难度较大、不可以一次完成的工件,则采用工序分散法加工。4)当工人的平均技术水平较低时,宜采用工序分散法。2.工序集中和分散的特点(1)工序集中的特点容易保证零件的位置精度,提高加工的效率,增加测量的次数。如果经常更换车刀,

18、则较难保证零件的尺寸精度,而且需要工人更高的技术水平。(2)工序分散的特点增加装夹的次数,容易引起装夹定位的误差和较多的装夹辅助时间。但工序分散车削,减少了试切削和测量的次数,尺寸容易控制,工人的技术水平要求不是很高。3.批量加工与质量监控批量加工这一塑料零件,是在一台机床上完成的。所以,在每一次的零件装夹过程中,要求装夹可靠,力量适中,且要装正,不能有跳动的现象。在加工过程中,质量的监控也是一个重要的环节,这就需要操作者根据实践经验进行把握。一般在首件试切成功后,加工精度都不会有太大的偏离。但由于刀尖的磨损等外部原因,要求操作者在批量生产一定数量的零件后(约20件),要对零件进行抽样检测,把

19、误差值补偿到对应的刀补号里,以纠正刀尖的磨损量,在一定程度上消除加工误差,保证零件产品尺寸精度。1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表4-13。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量,长度用游标卡尺测量,表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。量具规格和参数见表4-13。(3)刀具的选择粗、精车外圆选用90偏刀车削,所有刀具规格和尺寸见表4-14。表4-13批量零件的加工工具和量具清单(续)表4-14批量零件的加工刀具卡2.加工工艺先夹住毛坯外圆,利用外圆车刀平端面并且将工件的最大外圆也加工好;用?6mm钻头钻孔深度为23mm;用内孔车刀将内孔加工好;用4mm切断

20、刀将小端外圆加工好并且切断取总长。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为塑料,该材料硬度底,切削力较小,切削用量可选大些。具体参数见表4-15。(1)建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图4-11所示。(2)计算基点坐标 (略)。(3)参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?48mm1000mm)。参考程序见表4-16。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程

21、序输入到数控机床中)。5)装夹工件。6)装夹刀具:按照参考程序将外圆车刀、?6mm钻头、镗孔车刀,切断车刀依次装入相对应的刀位T01、T02、T03、T04。2.对刀四把车刀依次采用试切法对刀,通过对刀操作得到的零偏值分别输入到各自长度补偿中,对刀步骤同前文所述。3.空运行及仿真对输入的程序进行空运行或仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制打开程序,选择自动加工方式,调好进给倍率进行自动加工,加工过程中进行精度控制,外圆尺寸控制具体方法:当程序运行到N340段时,停车测量;根据测量结果设置精加工外圆车刀X、Z方向刀具磨损,然后执行精加工程序直至尺寸要求为止。当第一件零件加工合

22、格后,可将N330、N340两段程序删除,再重新运行程序加工就可以达到批量加工的效果(加工下一件零件无需再重新对刀)。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)确保钻头装在刀架上的中心线与机床的中心线一致;如果钻头中心线低于或者高于机床的中心线,钻孔时会出现尺寸偏大(造成废品)现象。2)由于该零件材料是塑料,车刀的背吃刀量较大,所以要求车刀的后角一定要偏大。3)内孔车刀加工前应检查刀具是否与工件内孔发生干涉。4)如果在加工过程中出现刀具磨损,刀具无需重新对刀(在相对应的刀补号重新对刀即可)。【思考与练习】1)批量零件加工时刀具会出现磨损的现象,重新对刀

23、时应注意哪些问题?2)编写如图4-13所示零件的加工程序并进行加工练习,毛坯为?48mm1000mm的塑料。图4-13批量零件的练习图 任务四薄壁零件的加工【知识目标】1)掌握薄壁零件的加工方法与尺寸控制方法。2)掌握薄壁零件加工时的注意事项。3)会制订薄壁零件的加工工艺。【技能目标】1)掌握薄壁零件装夹的方法。2)掌握薄壁零件的编程方法。3)完成如图4-14所示零件的加工,其三维效果如图4-15所示。材料为钢。图4-14薄壁零件图图4-15薄壁零件的三维效果【相关知识】薄壁零件加工时,会受到夹紧力和切削力的作用。当工件本身刚性较差时,将产生较大的变形,一些工件往往由于变形而造成废品,因此防止

24、工件变形是提高加工质量的重要因素。只有正确了解变形的原因并掌握克服的方法,才能减少或消除变形。1.薄壁工件变形的主要原因(1)切削力过大、切削热过高薄壁零件在加工过程中,由于切削用量选择过大,车刀材料和几何角度选择不当等,造成切削力过大和切削热过高。切削力过大,会造成材料内应力增大而产生变形;切削热过高,则会造成工件的热变形。(2)工件的装夹方法不正确工件在加工过程中,由于夹紧力的作用点不恰当、夹紧力过大或定位面不精确等造成工件变形。2.防止工件变形的方法(1)防止切削力过大和切削热过高1)合理选择切削用量、车刀材料和几何角度等。外圆精车时r=90 93、r=15、o=1416、o=15、s适

25、当增大。内孔精车时r=60、r=30、o=35、o=1416、o=68、s=56。2)粗、精加工分开。对于结构复杂、精度要求较高的工件,可分为粗加工和精加工两道工序来加工。粗加工时加工余量大,选取较大的切削用量,并施加较大的夹紧力,因此工件热变形和抗应力变形也很大,精加工时加工余量、切削力和夹紧力都比较小,因此工件的变形较小。粗加工所产生的变形通过精加工得到减少或消除,使工件获得较高的加工精度。3)尽可能采用一次装夹完成。当整个零件都是薄壁的时候,可以一次加工就能完成整个零件,不用掉头,即减少工件的变形。(2)正确装夹工件1)减少精加工时的夹紧力。对于一般精度要求及刚性较差的工件,加工时为了提

26、高生产率,可不必分为粗加工和精加工两道工序,可在粗加工后适当放松工件以减少夹紧力,然后再进行精加工,以此减少工件的变形。2)采用轴向夹紧夹具。车削薄壁工件时,一般不使用径向夹紧的方法,而是采用轴向夹紧的方法,如图4-16所示。工件用螺母断面来压紧工件,使夹紧力沿工件轴向分布,这样可防止夹紧变形。图4-16薄壁套的夹紧a)错误 b)正确 3)加注充分的切削液,降低切削热,防止热变形。4)增加工艺肋。在工件装夹部分特制几根工艺肋,如图4-17所示。使夹紧力作用在肋上,以减少工件变形。图4-17增加工艺肋减少工件变形1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择 工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表4-

27、18。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量;长度用游标卡尺测量;内孔用内径百分表测量;表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。量具规格和参数见(3)刀具的选择粗、精车外圆选用偏刀车削,所有刀具规格和尺寸见表4-19。2.加工工艺先夹住毛坯外圆,利用?20mm的钻头将孔钻好;利用外圆车刀平端面并且加工工件的左端外圆;用倒角车刀将内孔倒角;用4mm切断刀加工左端外圆槽;接着用4mm切断刀切断取总长。掉头装夹校正;用内孔车刀加工内孔留0.5mm精车余量;用外圆车刀加工外圆留0.5mm精车余量;最后薄壁部分是先把内孔尺寸控制好,再控制外圆尺寸。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为钢,该材料硬度高,切削力较大

28、,切削用量可选小些。具体参数见表4-20。零件左、右轮廓表面分别编写加工程序,且分别进行对刀。1.加工零件左端轮廓表面(1)建立工件坐标系加工零件左端轮廓表面时,夹住工件毛坯外圆,工件坐标系设置在工件左端面轴线上,如图4-14所示。(2)计算基点坐标 (略)。(3)参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?40mm100mm)。2.加工零件右端轮廓表面(1)建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上。(2)计算基点坐标 (略)。(3)参考程序华中系统程序名为O0002;FANUC系统程序名为O00

29、02;广数系统程序名为O0002。参考程序见表4-22。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点)。3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件。6)装夹刀具:按照参考程序将外圆车刀、切断刀、镗孔车刀依次装入相对应的刀位号。2.对刀每把车刀依次采用试切法对刀,通过对刀操作得到的零偏值分别输入到各自长度补偿中;对刀步骤同前文所述。3.空运行及仿真两个程序分别进行空运行或仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制打开程序,选择自动加工方式,调好进给倍率进行自动加工,加工过

30、程中进行精度控制,具体方法如下:左端程序控制,当程序运行到N370段时,停车测量;根据测量结果设置精加工外圆车刀X、Z方向刀具磨损,然后执行精加工程序,直至达到尺寸要求为止;然后进行切断。右端程序控制,当程序运行外圆和内孔粗、精车结束时,停车测量;根据测量结果设置先将内孔车刀X、Z方向刀具磨损,然后执行精加工程序直至尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测,应把检测结果填写在表4-23中。6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)掉头装夹时工件应校正,外圆圆跳动误差在0.03mm以内。2)薄壁零件在掉头装夹时的力度不宜过大,否则工件就会产生变形。3)对于内孔车刀,加工前应检查刀具

31、是否与孔壁发生干涉。4)掉头装夹加工时,所有刀具都应重新对刀。练习,毛坯 为?40mm100mm的45钢。【思考与练习】编写如图4-18所示零件的加工程序并进行加工 图4-18薄壁零件练习图任务五节省材料零件的加工【知识目标】1)掌握节省材料零件的加工方法与尺寸控制方法。2)掌握节省材料零件加工时的注意事项。3)会制订节省材料零件的加工工艺。【技能目标】1)掌握节省材料零件的编程方法。2)完成如图4-19所示零件的加工,其三维效果如图4-20所示。材料为?50mm55mm的钢。图4-19节省材料零件图图4-20节省材料的三维效果【相关知识】在工厂或企业生产中,有时候为了节省材料,通常采用节省材

32、料的加工手段。在车床上节省材料的加工方法是套料法,这种方法有以下特点:第一,可以节省材料,可以将剩下的材料循环再用。第二,可以提高生产效率,减少刀具的损耗,从而降低成本。1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表4-24。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量;长度用游标卡尺测量;内孔用内径百分表测量;表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。(3)刀具的选择粗、精车外圆选用偏刀车削。2.加工工艺夹住毛坯外圆,利用外圆车刀平端面并且加工工件的左端外圆;掉头装夹校正;利用外圆车刀平端面,取工件的总长尺寸;用4mm端面槽车刀加工套件内孔的尺寸;用外圆车刀加工套件外圆尺寸;用

33、4mm切断刀将套件切断取总长;接着用外圆车刀加工零件所有外圆尺寸即可。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为钢,该材料硬度高,切削力较大,切削用量可选小些。零件左、右轮廓表面与套件分别编写加工程序,且分别进行对刀。1.加工零件左端轮廓表面(1)建立工件坐标系加工左端轮廓表面时,夹住工件毛坯外圆,工件坐标系设置在工件左端面轴线上。(2)计算基点坐标 (略)。(3)参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?50mm55mm)。参考程序见表4-27。2.加工套件轮廓表面(1)建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件

34、右端面的轴线上,如图4-19所示。(2)计算基点坐标 (略)。(3)参考程序华中系统程序名为O0002;FANUC系统程序名为O0002;广数系统程序名为O0002。参考程序见表4-28。3.加工轴件右端轮廓表面(1)建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上。(2)计算基点坐标 (略)。(3)参考程序华中系统程序名为O0003;FANUC系统程序名为O0003;广数系统程序名为O0003。参考程序见表4-29。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点）3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床

35、操作面板将程序输入到数控机床中)。5)装夹工件。6)装夹刀具:按照参考程序将外圆车刀、切断刀、端面切槽车刀依次装入相对应的刀位号。2.对刀(1)外圆车刀、切槽车刀对刀两把车刀依次采用试切法对刀。通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用。对刀步骤同前文所述。(2)端面槽车刀对刀切槽车刀对刀时采用左侧刀尖点作为刀位点,与编程采用的刀位一致,对刀操作步骤如下。1)Z轴对刀 手动方式下,使主轴正转;或MDI方式中输入“S500 M03”,使主轴正转。手动方式下,移动刀具,使切槽车刀左侧刀尖刚好接触工件右端面,注意刀具接近工件时,进给倍率为1%2%。手轮方式下,移动刀具,使切槽车

36、刀左侧刀尖刚好接触工件右端面。注意刀具接近工件时,进给倍率为0.01mm。刀具沿+X方向退出(图4-21),然后进行面板操作,面板操作同外圆车刀对刀。注意刀具号为T03。2)X轴对刀 手动方式下,使主轴正转;或MDI方式中输入“S500 M03”,使主轴正转。手动方式下,移动刀具,使切槽车刀左主切削刃刚好接触工件外圆。注意刀具接近工件时,进给倍率为1%2%。手轮方式下,移动刀具,使切槽车刀左主切削刃刚好接触工件外圆。注意刀具接近工件时,进给倍率为0.01mm。刀具沿+Z方向退出(图4-22),停车测出外圆直径,然后进行面板操作,面板操作同外圆车刀对刀。注意刀具号为T03。图4-21Z轴对刀示意

37、图 图4-22X轴对刀示意图3.空运行及仿真三个程序分别进行空运行或仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制打开程序,选择自动加工方式,调好进给倍率进行自动加工,加工过程中进行精度控制,具体方法如下。1)轴类零件左端程序控制。当程序运行粗、精加工结束后,停车测量;根据测量结果设置精加工外圆车刀X、Z方向刀具磨损,然后执行精加工程序直至尺寸要求为止。2)套类零件程序控制。当程序运行到N370段时,停车测量;根据测量结果设置精加工外圆车刀X、Z方向刀具磨损,然后执行精加工程序直至尺寸要求为止;最后进行切断。3)轴类零件右端程序控制。当程序运行粗、精加工结束后,停车测量;根据测量结果

38、设置精加工外圆车刀X、Z方向刀具磨损,然后执行精加工程序直至尺寸要求为止。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表4-30中。6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)掉头装夹时应校正工件,外圆圆跳动误差在0.03mm以内。2)端面槽车刀刀头强度较低,易折断,安装时应按照要求严格装夹。3)端面槽车刀对刀时,刀具接近工件的过程中,进给倍率要小,以避免产生撞刀现象。4)端面槽车刀采用前刀尖点作为刀位点,编程时刀头宽度尺寸应考虑在内。5)掉头装夹加工时,所有刀具都应重新对刀。【思考与练习】编写如图4-23所示零件的加工程序并进行加工练习,毛坯为?50mm55mm的45钢。图4-

39、23节省材料零件练习图任务六宏程序的编写【知识目标】1)掌握宏程序的编程方法。2)掌握宏程序的切削原理。3)会制订椭圆、公式曲线零件的加工工艺。【技能目标】完成如图4-24所示零件的加工,其三维效果如图4-25所示。材料为?40mm55mm的钢。图4-24用宏程序加工的零件图图4-25用宏程序加工零件的三维效果【相关知识】用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算,此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句,利于编制各种复杂的零件加工程序,减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算,以及精简程序量。1.宏变量及常量(表4-31)2.运算符(表4-32)3.指令格式华中系统、

40、FANUC系统与广数系统的宏程序循环指令格式及参数含义见表4-33。1.工具、量具和刀具的选择(1)工具的选择工件装夹在自定心卡盘中,其余工具见表4-34。(2)量具的选择外径用外径千分尺测量;长度用游标卡尺测量;表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。量具规格和参数见表4-34。(3)刀具的选择粗、精车外圆选用偏刀车削。所有刀具规格和尺寸见表4-35。2.加工工艺夹住毛坯外圆,利用外圆车刀平端面并且加工工件的全部外圆尺寸;用4mm切槽车刀加工所有的外槽尺寸;接着用4mm切断刀将零件切断取总长。3.选择合理的切削用量参数值加工材料为钢,该材料硬度高,切削力较大,切削用量可选小些。具体参数见表4-36。

41、1.建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则,工件坐标系设置在工件右端面的轴线上,如图4-24所示。2.计算基点坐标(略)。3.参考程序华中系统程序名为O0001;FANUC系统程序名为O0001;广数系统程序名为O0001(毛坯材料为?40mm100mm)。参考程序见表4-37。【技能训练】1.加工准备1)检查毛坯尺寸。2)开机(FANUC系统、华中系统均需回机床零点）3)根据图样拟定好加工工艺。4)根据图样输入加工程序(通过机床操作面板将程序输入到数控机床中)。5)校验加工程序是否正确。6)装夹工件伸出长度65mm。7)装夹刀具(按照参考程序将外圆车刀、切槽车刀依次装入相对应的刀位:T01、T

42、02)。2.对刀两把刀依次采用试切法对刀,通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各长度补偿中,以便加工时调用,对刀步骤同前文所述。3.空运行及仿真对输入的程序进行空运行或仿真,以检测加工程序是否正确。4.零件自动加工及尺寸控制选择自动加工模式,打开程序,调好进给倍率,按数控启动按钮,进行自动加工,加工过程中,尺寸控制方法同前文所述;当程序运行到N530段时,停床用外径千分尺及游标卡尺进行检测,根据实际尺寸调刀具磨损量,重新运行外圆精加工程序段,直至达到尺寸要求为止,然后进行切断取总长。5.零件检测与评分零件加工结束后进行检测。应把检测结果填写在表4-38中。表4-38加工图4-24零件的评分表6.加工结束并清理机床【操作注意事项】1)刀具、工件应按要求装夹。2)加工前做好各项检查工作。3)加工时应关好机床防护门。4)加工完毕后用切断刀手动或者手轮方式进行切断。【思考与练习】1)比较华中系统、FANUC系统、广数系统宏程序循环指令有何区别?2)编写如图4-26所示零件的加工程序并进行加工练习,毛坯为?40mm100mm的钢。图4-26用宏程序加工的练习图