单元设计（数控车床的复杂零件加工）

1、浙江工贸职业技术学院单元教学设计20 20 学年 第 学期课程名称： 授课班级： 任课教师： 所在院（系）： 单元序号及单元标题： 单元四 数控车床的复杂零件加工授课班级上课时间2课时上课地点教学目的通过对单一工件的完整加工，全面介绍了工件的车削工艺确定，以及外圆加工、切槽加工、螺纹加工等相关指令在加工中的综合使用。教学目标能力（技能）目标知识目标1、掌握工件的车削工艺确定2、外圆加工、切槽加工、螺纹加工等相关指令在加工中的综合使用3、掌握定总长、掉头加工的方法掌握数控车床加工复杂零件的相关操作重点难点及解决方法教学重点：通过对单一工件的完整加工，全面介绍了工件的车削工艺确定，以及外圆加工、切

2、槽加工、螺纹加工等相关指令在加工中的综合使用。教学难点：掌握定总长、掉头加工的方法解决方法：1、 按照设计步骤在教学过程中利用仿真软件进行演示2、 按照设计步骤在教学过程中利用仿真软件进行操作 3、 结合实践操作练习数控车床基本操作参考资料推荐教材：推荐参考书：1.2. 单元教学设计基本框架第一部分：回顾上节课内容 （时间：5分钟）回顾上节课的相关知识，以此为基础引出本次课的学习内容上节课学习了数控车床的数控车床的加工过程，掌握了数控车床的对刀及程序编制、使用方法。上次课结束后留给大家一个作业，根据所学的知识，利用网络等手段查找FANUC数控系统数控车床的综合加工相关操作，初步了解数控系统是如

3、何控制数控车床进行相应的生产活动的。利用学习小组进行讨论，交流相互的资料，丰富相关的知识，与课程内容进行比较。第二部分：学习新内容(时间30分钟)毛坯为f50mm的塑料棒，试车削成如图4-1所示零件。一、分析加工工艺工件由圆柱面、圆锥面、圆弧面、退刀槽和外螺纹等构成。根据工件特点，应首先加工左端，以便于掉头装夹。将毛坯伸出128mm（工件长度115mm+切刀宽度4mm+安全距离5mm+余量4mm）左右，用三爪自定心卡盘夹紧定位，如图4-2所示。将工件零点设在毛坯右端面的圆心。加工起点设在毛坯端面处且离开工件毛坯外轮廓2mm（即X50.0，Z2.0）处，换刀点设在距工件零点X方向+80.0mm，

4、Z方向+100.0mm处。根据工件轮廓的特点，对刀后首先使用G71进行粗车，然后使用G70进行精车。精车后换切断刀T03使用手工方法切断，也可以在加工程序中使用切断刀进行切断。必须要注意的是，由于掉头重新装夹后很难保证已经加工的部分的轴线与回转轴线完全重合，因此切断时至少要留有0.5mm的余量，以保证掉头后的总长。图4-1 复杂工件加工示例图4-2 加工左端时的工件装夹用卡尺测量工件切断后的实际长度，对照图纸算出差值d。然后将工件掉头后依照基准面进行装夹，如图4-3所示。为使已加工表面不至于被卡盘夹伤，掉头装夹时，要裹上一层薄铜皮。开启主轴，用1#刀碰端面，在相对坐标位置将W清零。手动将车刀移

5、动到d，沿X进给平端面，完成总长确定。总长确定后，工件右端的坐标原点就确定下来了，通常情况下，仍将工件零点设在毛坯右端面的圆心。加工起点设在毛坯端面处且离开工件毛坯外轮廓2mm（即X50.0，Z2.0）处，换刀点设在距工件零点X方向+80.0mm，Z方向+100.0mm处。根据工件形状，用G71粗车单增轮廓，然后用G73车削轮廓中凹陷部分，为使工件上不留接刀痕，精车程序不使用G70指令，而使用G01、G02 、G03指令将整个右端轮廓重新描述精车，以达到相应的尺寸精度和表面粗糙度。精车后用切断刀T03切退刀槽，最后用螺纹刀车削外螺纹。图4-3 加工右端时的工件装夹二、编写加工技术文件1工序卡（

6、见表4-1）表4-1数控实训工件三十四的工序卡材料塑料棒产品名称或代号零件名称零件图号CKA034数控实训工件三十四CKA034工序号程序编号夹具名称使用设备车间001O0034O0035三爪自定心卡盘CAK5085dj数控实习车间工步号工步内容刀具号刀具规格bh(mmmm)主轴转速n(r/min)进给量f(mm/r)背吃刀量ap(mm)备注1粗车左端轮廓T0125204000.252自动（O0034）2精车左端轮廓T0225207000.080.253切断T0325203000.104.0手动或自动（O0034）4调头装夹，车端面定总长T012520400手动5粗车右端轮廓T01252040

7、00.252自动（O0035）6粗车右端轮廓T0225204000.2517精车右端轮廓T0225207000.080.258切退刀槽T0325203000.104.09车外螺纹T0425204001.510检测、校验编制批准日期共1页第1页2刀具卡（见表4-2）表4-2数控实训工件三十四的刀具卡产品名称或代号CKA034零件名称数控实训工件三十四零件图号CKA034序号刀具号刀具名称数量加工表面刀尖半径R（mm）刀尖方位T备注1T0190硬质合金1粗车外轮廓0.83粗车刀2T0235硬质合金1精车外轮廓0.23精车刀3T03硬质合金切刀1车退刀槽切槽刀4T04硬质合金螺纹刀1车外螺纹螺纹刀编

8、制批准日期共1页第1页3参考程序（毛坯f50150）参考程序见表4-3和表4-4。表4-3数控实训工件三十四的左端加工程序程序号：O0034程序段号程 序 内 容说 明N10G55 G40 G99 G97；设置坐标偏移N20T0101；换刀，调用刀补N30M42；变换挡位N40S400 M03；开启主轴N50G00 X50.0 Z2.0 M08；快速定位到起刀点N60G71 U2.0 R0.5；粗车循环指令N70G71 P80 Q150 U0.5 W0.1 F0.25；N80G42 G00 X0.0；精车轮廓描述N90G01 Z0.0 F0.08；N100X32.469 C2.0；N110X3

9、4.969 Z25.0；N120Z45.0；N130X41.969 C0.5；N140Z57.0；N150G40 G01 X50.0；N160G00 X80.0 Z100.0 M09；返回换刀点，关闭冷却液N170M00；程序暂停N180G55 T0202；换刀，调用刀补N190S700 M03；开启主轴N200G00 X50.0 Z2.0；快速定位到起刀点N210G70 P80 Q150；精车循环指令N220G00 X80.0 Z100.0； 返回换刀点/N230M00；程序暂停/N240T0303；换刀，调用刀补（刀宽4mm）/N250S300 M03；开启主轴/N260G00 X52.0

10、 Z119.5；快速定位/N270G75 R0.5；切断循环/N280G75 X0.0 W0.0 P3000 Q0 F0.1；/N290G00 X80.0 Z100.0；返回N300M30；程序结束，返回程序开始表4-4数控实训工件三十四的右端加工程序程序号：O0035程序段号程 序 内 容说 明N10G54 G99 G97 G40；设置坐标偏移N20T0101；换刀，调用刀补N30M42；变换挡位N40S400 M03；开启主轴N50G00 X50.0 Z2.0 M08；快速定位到起刀点N60G71 U2.0 R0.5；粗车循环指令N70G71 P80 Q160 U0.5 W0.1 F0.2

11、5；N80G42 G00 X0.0；精车轮廓描述N90G01 Z0.0 F0.08；N100X23.85 C1.5；N110Z20.0；N120X29.974 C0.5；N130Z25.0；N140G03 X38.872 Z37.559 R20.0；N150G01 X41.969 Z60.0；N160G40 G01 X50.0；N170G00 X80.0 Z100.0 M09；返回换刀点，关闭冷却液N180M00；程序暂停N190T0202；换刀，调用刀补N200S400 M03；开启主轴N210G00 X42.0 Z-37.559；快速定位到起刀点N220G73 U3.0 W0.0 R3.0

12、；粗车循环指令N230G73 P240 Q270 U0.5 W0.0 F0.25；N240G42 G01 X38.872 F0.08；粗车轮廓描述N250G03 X35.95 Z45.0 R20.0；N260G01 Z60.0 R3.0；N270G40 G01 X42.0；续表程序号：O0035程序段号程 序 内 容说 明N280G00 X80.0 Z100.0；返回换刀点N290M00；程序暂停N300T0202；换刀，调用刀补N310S700 M03；开启主轴N320G00 X0.0 Z2.0；快速定位N330G42 G01 X0.0 F0.08；精车轮廓描述N340X23.85 C1.5

13、；N350Z20.0；N360X29.974 C0.5；N370Z25.0；N380G03 X35.95 Z45.0 R20.0；N390G01 Z60.0 R3.0；N400G40 G01 X42.0；N410G00 X80.0 Z100.0；返回换刀点N420M00；程序暂停N430T0303；换刀，调用刀补（刀宽4mm）N440S300 M03；开启主轴N450G00 X32.0 Z20.0；快速定位N460G01 X21.2 F0.1；车退刀槽N470X25.0；N480W1.0；N490X21.0；N500W1.0；N510X25.0；N520G00 X80.0 Z100.0；返回换

14、刀点N530M00；程序暂停N540G56；预置坐标偏置N550T0404换刀，调用刀补N560S400 M03；开启主轴N570G00 X26.0 Z3.0；快速定位N580G92 X23.2 Z17.0 F1.5；螺纹车削N590X22.7；N600X22.2；N610X22.05；N620X22.05；N630G00 X80.0 Z100.0；返回换刀点N640M30；程序结束，返回程序起点三、加工工件 将毛坯伸出128mm左右装夹工件并找正。 在1#刀位安装90右偏刀，在2#刀位安装35精车右偏刀，在3#刀位安装刀宽4mm的切断刀，在4#刀位安装刀尖角为60的螺纹刀。 在编辑模式输入并

15、编辑程序。 将机床锁住，在空运行下进行图形模拟以校验程序。 将机床下电后重新上电，在编辑模式调出O0034程序。 将G55中X的预置值设置为0，然后分别对1#、2#、3#和4#刀对刀，建立相应的刀补，并输入相应的刀尖补偿值和刀尖方位。 将G55中X的预置值设置为0.5。 对工件左端进行粗车和半精车。测量后，调整G55中X的预置值，然后进行精车。精车后自动或手动切断。 测量工件实际长度，与图纸尺寸进行比较，找到差值。依照安装基准掉头装夹后在手动方式将多余部分切除。注意掉头装夹时，为保护已经加工的表面，需要垫铜皮。 利用碰端面的方法分别对4把刀的Z方向重新对刀。 在编辑模式调出加工程序O0035。 对G54和G56的X 在自动模式加工右端，粗车、半精车后调整G54中X的预置值，然后进行精车。 换刀后用切槽刀切出退刀槽，使用螺纹刀进行车削螺纹，然后用螺纹千分尺进行测量，算出差值，调整G56中的预置值，最后再次进行螺纹车削。第三部分：总结、布置作业、说清楚作业的要求 （时间：10分钟）总结：知识目标：1、掌握工件的车削工艺确定2、外圆加工、切槽加工、螺纹加工等相关指令在加工中的综合使用3、掌握定