机械类-零件数控车床编程与操作加工--典型轴类零件车削加工.ppt

零件数控车床编程与操作加工 典型轴类零件车削加工 1.学习情境8.1-典型轴类零件1的车削加工 2.学习情境8.2-典型轴类零件2的车削加工 3.学习情境8.3-典型轴类零件3的车削加工,包头职业技术学院-数控教研室,数控教研室,学习情境8典型轴类零件车削加工 职业能力 1.能对轴类零件进行数控车削加工工艺分析并制定加工工艺路线。 2.能正确选择轴类零件数控车削加工所用刀具材料及刀具几何参数，并能正确使用所选刀具进行加工。 3.能合理选择加工轴类零件所用切削用量。 4.能正确编写轴类零件的数控车削加工程序。 5.能合理使用数控车床对类轴零件进行加工。 6.能选择并使用相关量具对轴类零件进行质量检测。 7.能对轴类零件进行质量评估并能初步分析超差原因。 8.能制定轴类零件数控车削加工工艺规程。 9.能计算轴类零件加工过程尺寸链尺寸。 10.能选择、使用轴类零件加工夹具。,学习情境8典型轴类零件车削加工 教学内容 1.多刀对刀的方法与工件坐标系的建立 2.刀具几何角度和切削用量参数的选择 3.工艺装备的安装、调试使用 4.程序调试与零件的试切、加工及检查 5.使用通用量具检验及测量零件精度方法 6.发现数控车床的一般故障并排除 7.读懂数控系统的简单报警信息 8.轴类零件数控车削加工工艺分析及加工工艺路线制定方法,学习情境8.3-典型轴类零件3的车削加工 教学框架设计 第一部分：工作任务描述 第二部分：学习情境教学设计,第一部分：工作任务描述,一、加工零件项目任务名称： 典型轴类零件3的车削加工 二、零件类型描述： 该零件属于较简单的外圆轴类零件，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综合零件之一。,第一部分：工作任务描述,三、任务内容描述： 如前图所示，已知该零件毛坯材料为ly12，毛坯尺寸为45mm72mm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。,第一部分：工作任务描述,第二部分：学习情境教学设计,学习目标 1.掌握典型外圆轴零件加工工艺制定方案。 2.掌握典型外圆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ck6136s卧式数控车床，并完成典型外圆轴零件的加工。 7.能正确使用游标卡尺对典型外圆轴零件进行检测。 8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。,第二部分：学习情境教学设计,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.正确选择并使用游标卡尺对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写。 8.学习零件加工质量评价及超差原因分析的方法。,第二部分：学习情境教学设计,宏观教学方法 引导文教学法 项目教学法 任务单元训练法,教学方法,微观教学方法 演示法 讲述法 讨论法 仿真法 实操法 引导法 讲解法 范例法,第二部分：学习情境教学设计,学习环境设计 环境1：“教、学、做一体化” 多媒体教学平台 环境2：数控编程与仿真加工实训中心 环境3：数控加工实训中心教学实训基地 环境4：数控加工实训中心工量具室 环境5：数控加工实训中心备料室,由于制造武器的需要，在15世纪就已经出现了水力驱动的炮筒镗床。1769年j.瓦特取得实用蒸汽机专利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键 问题。1774年英国人j.威尔金森发明炮筒镗床，次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。1776年他又制造了一台较为精确的汽缸镗床。1880年前后，在德 国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。为适应特大、特重工件的加工，20世纪30年代发展了落地镗床。随着铣削工作量的增加，50年代出现了 落地镗铣床。20世纪初，由于钟表仪器制造业的发展，需要加工孔距误差较小的设备，在瑞士出现了坐标镗床。为了提高镗床的定位精度，已广泛采 用光学读数头或数字显示装置。有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。 编辑本段结构及特点 1、以箱体零件同轴孔系为代表的长孔镗削，是金属切削加工中最重要的内容之一。尽管现在仍有采用镗模、导套、台式铣镗床后立柱支承长镗杆 或人工找正工件回转180等方法实施长孔镗削的实例，但近些年来，一方面由于数控铣镗床和加工中心大量使用，使各类卧式铣镗床的坐标定位精度 和工作台回转分度精度有了较大提高，长孔镗削逐渐被高效的工作台回转180自定位的调头镗孔另一方面形床身布局之普通或数控刨台式铣镗床的大 量生产和应用，从机床结构上使工作台回转180自定位的调头镗孔，几乎成为在该种机床上镗削长孔的唯一方法。 2、立柱送进调头镗孔的同轴 度误差及其补偿 影响铣镗床调头镗孔同轴度的主要因素与台式铣镗床一样，也是工作台回转180调头的分度误差da和为使调头前已镗成的半个 长孔d1轴线，在调头后再次与镗轴轴线重合而镗削长孔之另一半孔d2，所需工作台横（x）向移动lx=2lx的定位误差dx2。而且工作台回转180前后， 台面在xy坐标平面内产生的倾角误差df，在yz平面内产生的倾角误差dy及在y向产生的平移误差dy，也同样是刨台式铣镗床调头镗孔同轴度的重要影响 因素。但镗轴轴线空间位置对调头镗孔同轴度的影响，通常用立柱送进完成孔全长镗削的刨台式铣镗床，与通常用工作台纵移送进的台式铣镗床有明 显的不同。 3、镗轴送进时立柱纵向位置的合理确定 当碰到特定情况，铣镗床必须把立柱固定在纵向床身上的一个合适位置，而用镗轴带着 刀具伸出作为镗孔的送进形式时，镗轴轴线与被镗孔名义轴线在xz平面内的交角误差db，在yz平面内的交角误差dg，与台式铣镗床一样，对调头镗孔 的同轴度都有重要的影响，并且随着镗轴送进长度的增加，镗轴自重引起之镗杆下挠变形，也对调头镗孔的同轴度产生较大影响。与台式铣镗床所不 同的是，刨台式铣镗床的镗轴伸出镗孔时，可纵向移动的立柱必须固置在纵床身上一个确定的位置，并且重要的是这个确定位置可以且应该被选择。 4、镗床上刀具位置的合理确定 在镗床上采用立柱送进调头镗孔时，装夹在镗轴之刀杆上的镗刀，其沿z向的合理位置，一方面要满足刀尖回 转中心至主轴箱前端面的距离稍大于孔全长的一半（再小将不能把长孔镗通，过大则镗轴刚度下降）；另一方面还要满足把刀具刀尖的回转中心，置 于镗轴轴线与立柱纵移线的交点o上等等。 编辑本段加工特点 加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)。 编辑本段镗床的分类（按结构和被加工对象分） 卧式镗床 卧式镗床是镗床中应用最广泛的一种。它主要是孔加工，镗孔精度可达it7，表面粗糙度ra值为1.6-0.8um.卧式镗床的主参数为主轴直径。 卧式 镗床 镗轴水平布置并做轴向进给，主轴箱沿前立柱导轨垂直移动，工作台做纵向或横向移动，进行镗削加工。这种机床应用广泛且比较经济，它主要用于 箱体(或支架)类零件的孔加工及其与孔有关的其他加工面加工。 坐标镗床 坐标镗床是高精度机床的一种。它的结构特点是有坐标位置的精密测量装置。坐标镗床可分为单柱式坐标镗床、双柱式坐标镗床和卧式坐标镗床 。 具 163b型单柱坐标镗床 有精密坐标定位装置的镗床，它主要用于镗削尺寸、形状、特别是位置精度要求较高的孔系，也可用于精密坐标测量、样板划线、刻度等工作。 单柱式坐标镗床：主轴带动刀具作旋转主运动，主轴套筒沿轴向作进给运动。特点：结构简单，操作方便，特别适宜加工板状零件的精密孔，但它的 刚性较差，所以这种结构只适用于中小型坐标镗床。 双柱式坐标镗床：主轴上安装刀具作主运动，工件安装在工作台上随工作台沿床身导轨作纵 向直线移动。它的刚性较好，目前大型坐标镗床都采用这种结构。双柱式坐标镗床的主参数为工作台面宽度。 卧式坐标镗床：工作台能在水平面 内做旋转运动，进给运动可以由工作台纵向移动或主轴轴向移动来实现。它的加工精度较高。 金刚镗床 特点是以很小的进给量和很高的切削速度进行加工，因而加工 金刚镗床 的工件具有较高的尺寸精度（it6），表面粗糙度可达到0.2微米。 用金刚石或硬质合金等刀具，进行精密镗孔的镗床。 深孔钻镗床,精品课件文档,本文档下载后可以修改编辑，欢迎下载收藏。,第二部分：学习情境教学设计,学习方法设计 1.教师采用引导文教学法引导学生进入学习情境 2.教师布置项目工作任务，对教学班级进行分组， 提出问题，学生进行资讯 3.教师当学生，参与学生分组讨论，听取学生决策 4.学生根据零件图完成学习环境的实施 5.教师讲述、演示、解惑、 6.学生对加工后的零件进行自检互评 7.由教、学、做逐渐过渡为做、学、教，做中学， 学中做，边学、边做、边修正,第二部分：学习情境教学设计,学习环节设计 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,1.1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1-1。,学习环节一：制定工艺方案,表1-1 零件图工艺信息分析卡片,学习环节一：制定工艺方案,学习环节一：制定工艺方案,1.2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1-2。,表1-2 加工顺序卡片,学习环节一：制定工艺方案,学习环节一：制定工艺方案,1.3选择刀具：通过教师提出问题，学生查阅资料，同时听取学生的决策意见，填写刀具卡片，见表1-3。,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。对于本例由于有凹圆的加工，需考虑刀具副偏角与已加工表面的干涉，所以重点在于刀具刀片形状的选择。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度，选择下图所示菱形刀片适合加工本工件，刀尖角选择55。粗车外圆主偏角93，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。因本工件的表面质量要求不高，故粗精加工使用一把刀具即可。切槽刀选择刀宽3mm的外切槽刀，螺纹刀选择刀尖角60度的外螺纹车刀，内孔镗刀选择最小可镗10孔的刀具刀尖角为0.4mm。,学习环节一：制定工艺方案,表1-3 刀具卡片,学习环节一：制定工艺方案,1.4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1-4。 粗加工外圆内孔：首先取ap=3.0 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n=1000r/min，根据公式 计算出进给速度vf=200mm/min，填入表1-4中。 精加工外圆内孔: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n=1500r/min，根据公式计算出进给速度vf=100mm/min，填入表1-4中。 切槽:取f=0.05mm/r；最后取vc=60 m/min。然后根据公式 计算出主轴转速 =600r/min，根据公式计算出进给速度 vf=30mm/min，填入表1-4中。 螺纹切削:根据公式计算出主轴转速n=520r/min，式中p为导程，填入表1-4中。,学习环节一：制定工艺方案,表1-4 切削用量卡片,1.5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1-5-1 、1-5-2、 1-5-3 。,表1-5-1 数控加工走刀路线图卡片,学习环节一：制定工艺方案,学习环节一：制定工艺方案,表1-5-2 数控加工走刀路线图卡片,表1-5-3 数控加工走刀路线图卡片,学习环节一：制定工艺方案,1.6数学处理： 该零件在粗加工时所用各基点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。如本例尺寸为，则编程尺寸为29.985, 尺寸，编程尺寸为39.98，尺寸，则编程尺寸为21.015。 另外加工倒角时需计算倒角延长线。计算方法如下： 延长线起点：已知 z=1, 则粗加工圆锥面时其基点坐标需要计算，同时1：5锥面长度也需要计算。而精加工路线按照图纸轮廓进行即可。 圆锥长度计算为 l：圆锥长度 ：圆锥的直径差（大端直径-小端直径） 大端直径减小端直径然后比上长度等于1：5，算的大端直径为20mm,学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工,2.1编制程序清单，并填入表2-1，2-2。 表2-1 数控加工程序清单,x41 w-1 z-36 n2 g01 x48 g00 x100 z100 t0404 m03 s800 g00 x14 z2 g71 u1 r0.5 p1 q2 x-0.8 z0.1 f100 n1 g01 x20 f80 s1000,x15 z-30 n2 g01 x14 g00 x100 z100 m05 m30 %,学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工,表2-2 数控加工程序清单,t0202 m03s500 g00 x55 z-35 g00 x42 g01 x25 f30 x42 g00 x100 z100 t0303 m03 s520 g00 x35 z5 g82 x31 z-32 f2 g82 x30 z-32 f2 g82 x29 z-32 f2,g82 x28.4 z-32 f2 g00 x100 z100 t0404 m03 s800 g00 x20 z2 g71 u1 r0.5 p1 q2 x-0.8 z0.1 f100 n1 g01 x21 f80 s1000 z-20 n2 g01 x14 g00 x100 z100 m05 m30 %,学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工,2.2仿真操作加工 打开vnuc3.0数控仿真加工与远程教学系统、选择机床 机床回零点 选择毛坯、材料、夹具、安装工件 安装刀具 建立工件坐标系 上传nc语言 自动加工 仿真加工后工件如图：,学习环节三：实际操作加工,3.1毛坯、刀具、工具、量具准备 将45mm100mm的棒料毛坯正确安装在三爪卡盘上 将93外圆车刀正确安装在刀架1号刀位上;外切槽刀正确安装在刀架2号刀位上； 外螺纹刀正确安装在3号刀位上 正确摆放所需工具、量具 3.2程序输入与编辑 开机 回参考点 输入程序 程序图形校验,学习环节三：实际操作加工,3.3零件的数控车削加工 主轴正转 x向对刀，z向对刀，设置工件坐标系 进行相应刀具参数设置 自动加工,学习环节四：零件检测,4.1学生对加工完的零件进行自检 学生使用游标卡尺、r规等量具对零件进行检测。 4.2教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表4-1。 4.3小组互相检查、点评，见表4-2 4.4教师填写考核结果报告单，见表4-3,学习环节四：零件检测,表4-1 零件检测结果报告,学习环节四：零件检测,学习环节四：零件检测,表4-2 小组评价,学习环节四：零件检测,表4-3 考核结果报告,学习环节四：零件检测,学习环节五：学习评价,加工质量分析报告,表5-1 个人工作过程总结,表5-2 小组总结报告,表5-3 小组成果展示表5-4、表5-5,注：附最终加工零件,表5-1 加工质量分析报告,学习环节五：学习评价,表5-2 个人工作过程总结,学习环节五：学习评价,表5-3 小组总结报告,学习环节五：学习评价,表5-4 数控加工工序卡片,学习环节五：学习评价,表5-5 数控加工刀具卡片,学习环节五：学习评价,数控教研室,谢谢！,g4020gb/t4020-1997 卧式车床 精度检验12.00 g4683gb/t4683-1993 转塔车床 精度12.00 g16462.1gb/t 16462.1-2007 数控车床和车削中心检验条件:卧式机床几何精度检验33.60 g16462.4gb/t 16462.4-2007 数控车床和车削中心检验条件:线性和回转轴线的定位及重复精度检验16.80 g16462.7gb/t 16462.7-2009 数控车床和车削中心检验条件:在坐标平面内轮廓特性的评定16.80 g16462.8gb/t 16462.8-2009 数控车床和车削中心检验条件:热变形的评定19.20 g22997gb 22997-2008 机床安全 小规格数控车床与车削中心31.20 g22998gb 22998-2008 机床安全 大规格数控车床与车削中心28.80 g23569gb/t 23569-2009 重型卧式车床检验条件 精度检验39.60 g23582.1gb/t 23582.1-2009 立式车床检验条件 精度检验 第1部分：单柱和双柱立式车床32.40 j1464.1jb/t1464.1-1999 单轴纵切自动车床 参数6.00 j1464.2jb/t1464.2-1999 单轴纵切自动车床 技术条件12.00 j1464.3jb/t 1464.3-2006 单轴纵切自动车床 精度检验14.40 j2322.1jb/t 2322.1-2002 卧式车床 性能试验方法26.40 j2322.2jb/t 2322.2-2006 卧式车床 技术条件14.40 j2523.1jb/t 2523.1-2006 落地车床 技术条件12.00 j2523.2jb/t2523.2-1999 落地车床 参数6.00 j2523.3jb/t2523.3-1999 落地车床 系列型谱6.00 j2523.4jb/t2523.4-1999 落地车床 精度检验12.00 j3317.1jb/t3317.1-1999 卡盘多刀车床 精度检验12.00 j3317.2jb/t3317.2-1999 卡盘多刀车床 技术条件6.00 j3644jb/t3644.12-1999 卧式多轴自动车床18.00 j3663.1jb/t 3663.1-2006 重型卧式车床 技术条件12.00 j3663.2jb/t3663.2-1996 重型卧式车床 参数6.00 j3663.3jb/t3663.3-1996 重型卧式车床 精度检验18.00 j3665.1jb/t3665.1-1996 单柱双柱立式车床 参数6.00 j3665.3jb/t 3665.3-2006 单柱、双柱立式车床 技术条件12.00 j3849.3jb/t3849.3-1999 仿形车床 参数6.00 j3849.4jb/t3849.4-1999 仿形车床 系列型谱6.00 j4116jb/t4116-1996 单柱、双柱立式车床 精度检验12.00 j4136jb/t4136-1999 仪表车床 技术条件6.00 j4136.1jb/t4136.1-1999 仪表车床 参数6.00 j4136.2jb/t4136.2-1999 仪表卧式车床 精度检验12.00 j4137jb/t4137-1999 螺纹式主轴端部尺寸12.00 j4138jb/t4138-1999 精整车床 精度检验12.00 j4368.1jb/t4368.1-1996 数控卧式车床 系列型谱12.00 j4368.2jb/t4368.2-1996 数控卧式车床 参数6.00 j4368.3jb/t4368.3-1996 数控卧式车床 技术条件12.00 j4368.4jb/t4368.4-1996 数控卧式车床 性能试验规范24.00 j5762.1jb/t5762.1-1999 台式转塔车床 技术条件12.00 j6598jb/t 6598-1993 简式仪表棒料车床 技术条件9.60 j6599jb/t 6599-1993 简式仪表棒料车床 精度9.60 j8324.1jb/t8324.1-1996 简式数控卧式车床 精度18.00 j8324.2jb/t8324.2-1996 简式数控卧式车床 技术条件12.00 j8325.1jb/t8325.1-1996 数控重型卧式车床 精度18.00 j8325.2jb/t 8325.2-2006 数控重型卧式车床 技术条件12.00 j8326.1jb/t8326.1-1996 数控仪表卧式车床 精度18.00 j8326.2jb/t8326.2-1996 数控仪表卧式车床 技术条件12.00 j8327jb/t8327-1996 仪表转塔车床 精度12.00 j8328.1jb/t8328.1-1996 工作台转动单柱立式车床 精度12.00 j8328.2jb/t8328.2-1996 工作台移动单柱立式车床 技术条件6.00 j8481jb/t8481-1996 立式多轴半自动车床 技术条件6.00 j8481.1jb/t8481.1-1999 立式多轴半自动车床 精度检验12.00 j8482jb/t8482-1996 丝杠车床技术条件6.00 j8482.1jb/t8482.1-1999 丝杠车床 精度检验12.00 j8483.1jb/t8483.1-1996 多用车床 精度检验12.00 j8483.2jb/t8483.2-1996 多用车床 技术条件6.00 j8487jb/t8487-1996 活塞车床 精度检验12.00 j8487.1jb/t8487.1-2002 活塞车床 技术条件14.40 j8601.1jb/t 8601.1-2006 轧辊车床 技术条件12.00 j8601.2jb/t8601.2-1998 轧辊车床 精度检验12.00 j8768jb/t8768-1998 高精度卧式车床 精度检验12.00 j8769.1jb/t8769.1-1998 凸轮轴车床 精度检验12.00 j8769.2jb/t8769.2-1998 凸轮轴车床 技术条件6.00 j9011jb/t9011-1999 单轴自动车床 技术条件12.00 j9895jb/t9895-1999 数控立式卡盘车床12.00 j9934jb/t9934-1999 数控立式车床18.00 j9934.2jb/t 9934.2-2006 数控立式车床 技术条件12.00