项目4 轴类工件的单循环加工

1、项目4 轴类工件的单循环加工【项目描述】本项目主要用G80指令编写程序完成各任务。掌握G80指令车削轴的相关编程知识和精度控制等操作技能。【项目目标】知识目标：l ·了解轴类工件的工艺分析；l ·理解G80、G04指令的相关知识；l ·掌握用G80指令编写加工程序方法；l ·掌握用修改坐标值数值的方法控制精加工尺寸精度；l ·学会G80指令在轴类件加工中的使用。技能目标：l ·用G80指令编写的加工程序完成工件加工；l ·能完成初级精度的轴类零件加工。情感目标：l ·遵守操作规程，养成文明操作、安全操作的良好习惯l

2、 ·学生通完成本项目学习任务的体验过程，增强学生完成对本课程学习的自信心。【项目实施过程】概述轴类工件的单循环加工（1）轴零件工作图轴零件的工作图如图4.1所示。本任务为常见的轴零件，同学们需要正确选用工、夹具，正确选用车刀，正确使用游标卡尺、千分尺等检测量具测量工件尺寸、形状精度，熟练运用G80指令编写轴类工件的程序。熟悉轴类零件的工艺过程、安装方法，运用相应方法保证工件各方面精度要求，完成工件的车削加工。（2）轴类工件的技术要求轴类工件的各部分尺寸应达到一定的精度要求。如图4.1中28-0.050 mm、 20mm、20±0.1 mm。 表面粗糙度指各表面应达到图样要求

3、的表面粗糙度，如图4.1中的标注。图4.1锥轴零件图任务4.1单一固定循环指令加工轴4.1.1 零件工艺分析如图4.2为一个台阶轴工件，毛坯为30×100 mm ,45钢棒料。图4.2台阶轴零件图形状分析：本工件为一个典型的台阶轴工件。精度分析：本工件有外径、长度和表面粗糙度精度。工艺分析：根据工件形状精度要求，关键是怎么保证工件的外径精度。首先，安装好材料后对刀操作，在完成粗加工后停车测量工件f 28、20这两个台阶。将测量结果与理论值比较后修改精加工程序你的X数值，再精加工。精加工完成后切断工件。4.1.2 G80指令介绍和加工程序的编制切削循环通常是用一个含G代码的程序段完成用

4、多个程序段指令的加工操作，使程序得以简化。（1） G80指令格式与说明1）G80：内（外）径切削循环1）格式： G80 X_Z_F_；2)说明：X、Z：绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标。增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离，图形中用U、W表示，其符号由轨迹1和2的方向确定。该指令执行如图4.3所示ABCDA的轨迹动作。3)注意：下述4.3、4.4图形中U，W表示程序段中X、Z字符的相对值。X，Z表示绝对坐标值。R 表示快速移动。F 表示以指定速度F移动。图4.3 圆柱面内（外）径切削循环（2）圆锥面内（外）径切削循环1）格式： G80 X_Z_ I_F_；2）说明

5、：X、Z：绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标。增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离，图形中用U、W表示。I：为切削起点B与切削终点C的半径差，其符号为差值的符号(无论是绝对值编程还是增量值编程)。该指令执行如图4.4所示ABCDA的轨迹动作。图4.4 圆锥面内（外）径切削循环（2）加工程序的编制用G80内（外）径切削循环编制图4.2所示零件的加工程序，要求工件原点在A点，切削深度为1.5mm（半径量）。X方向精加工余量为0.5mm。T0101为93°外圆车刀，T0202为4mm宽切断刀，左刀尖对刀。编写程序见表4.1所示。表4.1图4.2所示零件图的加工程

6、序程序内容程序说明%4001 粗加工程序程序名G00 X100 Z50 到达安全点（X100，Z50）M03 S800 T0101 主轴以800r/min正转，换1号刀G00 X32 Z2 刀具到循环起点位置G80 X28.5 Z-25 F80 G80切削第一刀f 28的台阶G80 X25 Z-10 F80 G80切削第二刀f 20的台阶G80 X22 Z-10 F80 G80切削第三刀f 20的台阶G80 X20.5 Z-10 F80 G80切削第四刀f 20的台阶G0O X100 X轴返回安全点Z50 Z轴返回安全点M30 主轴停、主程序结束并复位%4002 精加工程序程序名G00 X10

7、0 Z50 到达安全点（X100，Z50）M03 S1000 T0101 主轴以1000r/min正转，换1号刀G00 X0 Z2 精加工起点G1 Z0 F100X19X20 Z-0.5Z-10X19X20 W-0.5Z-25精加工轮廓轨迹G0 X100 X轴返回安全点Z50 Z轴返回安全点M30 主轴停、主程序结束并复位%4002 切断程序程序名G00 X100 Z50 到达安全点（X100，Z50M03 S300 T0202 主轴以300r/min正转，换2号刀G0 X30 Z-24 刀具到达切断起点G01 X0 F30 刀具到达切断终点G0 X100 X轴返回安全点Z50 Z轴返回安全点

8、M30 主轴停、主程序结束并复位4.1.3技能训练单向轴加工如图4.2为一个单向轴工件，毛坯为30×100 mm，45钢棒料，加工时间为100min。(1)工量具清单加工图4.2单向轴工件的工量具清单见表4.2所示。表4.2 工量具准备清单类型名称、规格备注夹具三爪自定心卡盘量具游标卡尺0150mm；钢直尺150mm；外径千分尺025mm；外径千分尺2550 mm。刀具93°车刀YT5；45°车刀YT5；4mm宽切断刀HSS(2)工艺步骤根据前述零件工艺分析，加工工艺顺序为：车右端面对刀、粗车轮廓、精车轮廓、切断，要点如表4.3所示。表4.3 台阶轴车削工艺过程工

9、序工步加工内容加工图形效果加工要点三爪卡盘安装工件夹持40mm1)车平端面2)对刀操作端面车平，外圆车圆即可。车1)G80切削第一刀28的台阶2) G80切削20的台阶X轴给精车留0.5mm的余量，观察刀具走刀路径，集中注意力防撞刀。1) 精车轮廓2) 2)切断3)在在精车前测量相应台阶并在精加工程序里面修改相应的X值(3)评分标准加工图4.2单向轴工件的评分标准见表4.4所示。表4.4评分标准及记录表28-0.050学生自评教师评分检测项目技术要求配分评分细则检测结果得分检测结果得分10 5长度尺寸 不合格不得分20±0.1 10 不合格不得分28 00.05 直径 15 超差0.

10、02扣3分20 00.05 15 超差0.02扣3分倒角倒角C1（2处） 5不合格不得分粗糙度Ra3.2 10 降一级扣3分程序40错一处扣2分安全违反一次扣总分5分其它纪律违反一次扣总分5分总评分100 总得分任务4.2槽类轴的加工4.2.1 零件工艺分析如图4.5为一个槽类轴工件，毛坯为30×100 mm ，45钢棒料。形状分析：本工件为一个典型的宽槽轴工件。精度分析：本工件有外径、长度、槽宽、槽深和表面粗糙度精度。工艺分析：根据工件形状精度要求，关键是怎么保证工件的外径、槽宽精度。首先，安装好材料后对刀操作，在完成粗加工后停车测量工件26、20这两个台阶。将测量结果与理论值比较

11、后修改刀具磨损，再精加工。精加工完成后切槽、切断工件。如图4.5槽类轴零件图4.2.2 G04指令介绍和加工程序的编制1.G04指令的格式和说明（1）格式：G04 P_（2）说明：1）P：暂停时间，单位为s。2）G04在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作。3）在执行含G04指令的程序段时，先执行暂停功能。4）G04为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效。5）G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。该指令除用于切槽、钻镗孔外，还可用于拐角轨迹控制。2加工程序的编写用G80内（外）径切削循环编制图4.5所示零件的加工程序：要求工件原点在A点，切削深度为1.5mm（半径量）。X

12、方向精加工余量为0.5mm。T0101为93°外圆车刀，T0202为4mm宽切断刀，左刀尖对刀。编写程序见表4.5所示。表4.5图4.5所示零件图的加工程序程序内容程序说明%4005 粗加工程序程序名G00 X100 Z50 到达安全点（X100，Z50）M03 S800 T0101 主轴以800r/min正转，换1号刀G00 X32 Z2 刀具到循环起点位置G80 X28 Z-30 F80 G80切削第二刀f 28的台阶G80 X26.5 Z-30 F80 G80切削第一刀f 26的台阶G0 X100 X轴返回安全点Z50 Z轴返回安全点M30 主轴停、主程序结束并复位%4006

13、精加工程序程序名G00 X100 Z50 到达安全点（X100，Z50）M03 S1000 T0101 主轴以1000r/min正转，换1号刀G00 X0 Z2 精加工起点G1 Z0 F100X25X26 Z-0.5Z-30精加工轮廓轨迹G0 X100 X轴返回安全点Z50 Z轴返回安全点M30 主轴停、主程序结束并复位%4007 切槽切断程序程序名GOO X100 Z50 到达安全点（X100，Z50MO3 S300 T0202 主轴以300r/min正转，换2号刀Z-14 刀具到达切槽起点G01 X20 F60 切第一刀X到达20G04 P3 暂停3SG0 X28 退刀X28Z-16 Z移

14、到-16G1 X20 F60 切第二刀X到达20G04 P3 暂停3SG0 X28 退刀到X28Z-30 刀具到达切断起点G01 X0 F30 刀具到达切断终点G0 X100 X轴返回安全点Z50 Z轴返回安全点M30 主轴停、主程序结束并复位4.2.3精车的尺寸控制方法（一）在单件加工中，最后精车出来的工件往往会出现精度误差，误差的原因当然有不少，但是，对刀误差是主要原因，这就需要在数控加工操作中进行及时补偿，以提高加工精度。对于精车直径尺寸的控制，这里介绍本教材中的第一种方法，即通过修改精车程序中X向值来控制X向尺寸，以补偿精车时因对刀不准确等因素造成的X向直径误差。这种方法是：在粗车程序

15、段中留下X向粗车余量，完成整个粗车，在粗车完待主轴停转及程序停止后，再对工件关键直径进行测量，将测量值与理论值比较由此计算出X向的综合误差值，然后在精车程序里面修改X向数值，最后启动精车程序，完成精车过程。这样，经过X向精度补偿后的工件，其X向精度就能够得到提高。具体操作过程如下：在粗加工完成后，要让程序停止且主轴要停下。X向数值的调整。在程序运行至粗车结束后，程序M30指令会使主轴停和程序停止；这时操作者应对工件关键直径进行测量，理想值应是图样直径加上预留的精车余量,如果此时的测量值偏离了公差范围，其误差一定会复制到精车直径上来。这时，我们将理想直径与测量直径比较后修改精车程序X方向数值就能

16、抵消上述误差，从而保证了工件的直径精度。整个补偿操作完成后，调入精车程序，操作者按下“循环启动”按钮，程序进入精车加工。测量补偿值的确定。以图4.5所示，直径尺寸26-0.050为例，设预留的精车余为0.5mm，粗车程序里面的X值为26.5.将粗车结束后测量值与理论值比较后修改精车程序里面X数值，见表4.6所示。表4.6 X向测量补偿值的确定X向测量值（举例）计算方法精车后直径误差及方向判断X向数值26.48 直径正常精车后直径在理想范围2626.30直径偏小：26.3026.50.2 mm精车后直径会车小0.2mm26.226.8直径偏大：26.826.5精车后直径会车大+0.3mm25.7

17、+0.3 mm4.2.4 技能训练如图4.5槽类轴零件图，毛坯为30×100 mm，45钢棒料，加工时间为100min。(1）工量具清单加工图4.5槽类轴零件的工量具清单见表4.7所示。表4.7 工量具准备清单类型名称、规格备注夹具三爪自定心卡盘量具游标卡尺0150mm；钢直尺150mm；外径千分尺025mm；外径千分尺2550 mm。刀具93°车刀YT5；45°车刀YT5；4mm宽切断刀2. 工艺步骤根据前述零件工艺分析，加工工艺顺序为：车右端面对刀、粗车26的台阶、精车26的台阶、切槽、切断。车削工艺过程见表4.8。槽类轴车削工艺过程工序工步加工内容加工图形效

18、果加工要点三爪卡盘安装工件夹持40mm1 1)车平端面2)对刀操作端面车平，外圆车圆即可。车2 1)粗车f 28的台阶2)精车f 28的台阶X轴给精车留0.5mm的余量，在精车前测量相应台阶并在“刀偏表”里的X、Z磨损里填写相应的数值。集中注意力防止撞刀。1)切槽2) 2)切断3)在注意切断刀的对刀刀尖位置与切槽和切断的起点坐标。检验（3）评分标准加工图4.5槽类轴零件的评分标准见表4.9。表4.9评分标准及记录表评分标准及记录表学生自评教师评分检测项目技术要求配分评分细则检测结果得分检测结果得分10 5不合格不得分26±0.1 10 不合格不得分长度尺寸6（槽宽） 5 不合格不得分

19、f 26 0-0.05 15直径 超差0.02扣3分f 20 10 不合格不得分倒角倒角C1 5 不合格不得分粗糙度Ra3.2 10 降一级扣3分程序40 错一处扣2分安全违反一次扣总分5分其它纪律违反一次扣总分5分总评分100 总得分任务4.3 单一固定循环指令加工轴综合训练如图4.1所示为一个典型锥轴工件，毛坯为30×100 mm，45钢棒料。4.3.1零件工艺分析将加工图4.1一个典型锥轴的零件工艺分析填写在下面。形状精度分_ _工艺分析：_工艺步骤：_4.3.2工量具准备清单将加工图4.1一个典型锥轴的工量具准备清单填入表4.10中。表4.10 工量具准备清单类型名称、规格备

20、注夹具量具刀具4.3.3加工程序将加工图4.1一个典型锥轴的加工程序填入表4.11中。表4.11加工程序4.3.4评分标准及记录表完成加工任务后，通过检验，在表4.12中为自己加工的工件做出自评和小组内互评。表4.12评分标准及记录表学生自评教师评分检测项目技术要求配分评分细则检测结果得分检测结果得分长度尺寸10 5 不合格不得分20±0.1 10 不合格不得分直径 f 28 0-0.05 15 超差0.02扣3分锥度10 不合格不得分粗糙度Ra3.2 10 降一级扣3分程序50 错一处扣2分安全违反一次扣总分5分其它纪律违反一次扣总分5分总评分100 总得分任务4.4拓展知识与实训端平面车削G814.4.1.拓展知识（1）端平面车削G811）格式：G81 X_Z_F_；2）说明：X、Z：绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标。增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离，图形中用U、W表示，其符号由轨迹1和2的方向确定。该指令执行如图4.6所示ABCDA的轨迹动作。图4.6 端平面切削循环（2）圆锥端