成形面类零件加工

1、项目四成形面类零件加工教学目标知识目标：1. 会判断圆弧插补方向；掌握G02、G03能力目标：1. 掌握凸圆弧零件加工、尺寸控制及检验方法；会用CAD会使用VNUC完成成形面类零件加工。提高学生专业课的学习兴趣；通过任务驱动的方法逐步完成项目，培养学生发现和分析问题的能力；通过分工协作，加强团队合作精神。教学重点与难点重点：1. 顺时针圆弧插补、逆时针圆弧插补方向的判断；G02、G03凸圆弧零件加工工艺制定及合理选择循环参数，确定切削用量；凸圆弧成形面零件的数控程序编制及模拟仿真练习；凸圆弧成形面零件的数控加工、尺寸控制及检验。难点：1. 凸圆弧零件加工工艺制定及合理选择循环参数，确定切削用量

2、；2. 完成成形面类零件加工及其尺寸控制方法。教学目的向；掌握G02G03制及检验方法；会制订凸圆弧零件加工工艺；用CAD 软件查找基点坐标；使用 VNUC 数控仿真软件进行练习；并能进行成形面类零件的加工工艺分析、编程与模拟仿真。教学方法总体方法：任务驱动法具体方法：讲述法、引导文法、小组讨论法、示范教学法学时、教具和课前准备学时：10 学时教具：VNUC 仿真软件、动画演示、数控机床、工件和刀具、夹具等。课前准备：到实训工厂去看看成形面类零件的数控加工。教学过程一、项目提出图 4-1 成形面类零件图图 4-2 成形面类零件三维效果图引导学生进行该零件的结构及加工工艺分析，引出课题的具体实现

3、方法。二、项目分析成形面类零件加工是学习数控车床编程与操作的最重要一环，因此要掌握如下知识：G02G03 圆弧插补指令及终点坐标半径格式应用；凸圆弧零件加工工艺制定及循环参数选择；凸圆弧零件加工、尺寸控制及检验方法；三、知识学习编程指令：圆弧插补指令G02、G02 顺 时 针 圆 弧 插 补 ； G03逆时针圆弧插补。 1指令功能使刀具按给定进给速度沿圆弧方向进行切削加工。圆弧的顺、逆方向的判断沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向向负方向看去，刀具相对于工件的转动方向是顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。圆弧插补指令格式圆弧加工终点坐标圆弧半径（或圆心坐标）指令格式G18 G02（G03）

4、 X Z R F；G18 G02（G03） X Z I K F； 说明：X，ZI，K（增量）坐标。（3）R 用于设定圆弧半径，不与 I，K于 18R 取正值，即“18R （4）F 用于设定圆弧插补进给速度。四、制定计划顺时针圆弧插补G02 和逆时针圆弧插补G03；成形面类零件加工工艺分析及循环参数选择；编制参考加工程序；五、项目实施（一）加工工艺分析1工、量、刃具选择工具选择工件装夹在三爪自定心卡盘上，用划线盘校正。其它工具见表4-1。表面粗糙度用粗糙度样板比对；量具规格见表4-1。刀具选择 加工凸圆弧面，使用的刀具有成形车刀、棱形偏刀及尖刀。加工半圆加工材料为Q235，选用90硬质合金外圆车

5、刀T01 进行粗车，置于1 号刀位；选用T01 硬质合金外圆车刀T022T03表4-1成形面类零件加工工、量、刃具选择工、量、刃具清单图号种类序号名称规格精度单位数量1三爪自定心卡盘个12卡盘扳手副1工具3刀架扳手副14垫刀片块若干5划线盘个11游标卡尺0150mm0.02mm把1量具2千分尺025mm0.01mm把各 12550mm3半径样板R1mm套2R6.5mmR1mmR6.5mm4表面粗糙度样板套11外圆粗车刀90把1刀具2外圆精车刀90把13切槽刀4mm把1加工工艺路线应采用相应解决方法，生产中常用车锥法（斜线法）和车圆法（同心圆法。B 两点的连线， 否则会伤到圆弧的表面。此种方法适

6、用于圆心角小于90的圆弧。 车圆法即用不同半径的圆切除毛坯余量，车刀空行程时间较长，常用于圆心角大于90的圆弧。这里使用G71 指令，凸圆弧采用车锥法车削，中间圆弧采用车圆法粗车。3合理选择切削用量加工材料为Q 235，硬度不高，切削力不大，切削用量选择如下表。10.4mmT0110.4mmT01120.26002精加工外轮廓至尺寸T020.20.18003切断工件控制总长T0340.08400工步工步内容刀具号背吃刀量切削用量进给速度主 轴 转 速号ap(mm)f/(mm/r)n/(r/min)（二）编制参考加工程序1建立工件坐标系根据工件坐标系建立原则，工件原点设在右端面与主轴轴线的交点上

7、，如图4-1 所示。2计算基点坐标基点P1P10 点坐标按各点极限尺寸平均值为准作为编程尺寸。基点坐标可采用 CAD 软件查询方法获得，具体坐标见表4-2。表 4-3基点坐标基点坐标（X，Z）基点坐标（X，Z）P1（13.979，-7）P6（20.976，-41.521）P2（13.979，-12）P7（20.976，-50.52）P3（16.479，-12）P8（23.976，-50.52）P4（18.479，-13）P9（27.976，-50.52）P5（18.479，-18.796）P10（27.976，-60）参考程序（4-3）FANUCO940表4-4成形面类零件零件加工参考程序程序

8、段号程序内容动作说明N05T0101选择T01 号外圆粗车刀N10G40 G99 M03 S600 F0.2取消刀尖半径补偿，绝对坐标编程，转速为600r/min，进给速度为 0.2mm/r。N20G00 G42 X36 Z5刀具快速移动至循环起点N30G71 U2 R1设置循环参数，调用粗加工循环N40G71 P50 Q160 U0.3 W0.1N50G00 X0N60G03 X13.979 Z-7N70G01 Z-12N80X16.949N90X18.479 Z-13N100Z-18.976N110G03 X20.976 Z-41.521轮廓精加工程序段N120G01 Z-50.52N13

9、0X23.976N140G03 X27.976 Z-52.52N150G01 Z-61N160X36N170G40 G00 X100 Z100刀具退回至换刀点N180M00 M05程序停，主轴停，测量N190T0202换外圆精车刀N200M03 S800 F0.1精加工转速为 800r/minN210G70 P50 Q160调用精加工循环，精加工N220G00 X100 Z100刀具退回至换刀点N230M00 M05程序停，主轴停，测量N240T0303换切断刀N250M03 S400主轴转速为 400r/minN260G00 X30 Z-64刀具移动至工件左端N270G01 X0 F0.08

10、切断N280X36 F0.3刀具沿X 方向退出N290G00 X100 Z100 M05刀具退回至换刀点，主轴停N300M30程序结束（三）VNUC 仿真操作先在VNUC 仿真软件上加工，所用毛坯为35 的圆钢。步骤如下：打开仿真软件，选择机床和系统。开机、手动、回参考点。设置毛坯、装夹工件。选择安装刀具。新建或调入程序。对刀。程序校验。自动加工。（四）加工准备检查坯料尺寸。开机、回参考点。T01T02T03 分别装在刀架的 、 23 号刀位，并按要求夹紧。其中安装切断刀T03 时应注意使刀杆垂直于工件轴线。30程序输入。把已经仿真的程序通过数控机床MDI 键盘输入数控机床，或拷贝到计算机后再

11、调出。（五）对刀（T02 刀操作，并把操作得到的数据输入到 T01T03位点。（六）空运行及仿真打开程序，选择自动）启动键，观察程序运行情况；若按图形显示键再按循环启动键，可进行轨迹仿真（七）零件自动加工及尺寸控制1零件自动加工打开程序，选择MEM（自动）工作方式，调好进给倍率，按循环启动键，进行自动加工。2零件加工过程中尺寸控制外圆及长度尺寸通过设置刀具磨损量控制，首件加工采用试切和试测方法控制尺寸精 度。具体做法：当程序运行到 N180外圆精车刀 T02加工程序到 N230 程序段时，停车测量；根据测量结果修调精加工车刀T02 的磨损值，再首件加工尺寸调好后将程序中 M00 M05 指令删

12、除即可进行成批零件的生产，加工中不需要再测量和控制尺寸，直至刀具磨损为止。（八）零件检测与评分零件加工结束后进行检测。检测结果写在表4-4 中。-0.052外圆1112-0.052外圆1112131415161730 0-0.05218.5 0-0.03mm14 0mm-0.043(600.1) mm-0.043mm9 0mm长度7 0-0.05mm12 mm-0.0527665552班级姓名学号凸圆弧面零件加工零件编号序号检测内容配分学生自评教师评分编程1切削加工工艺制定正确52切削用量选择合理5基本3程序正确、简单、规范5检查4设备操作、维护保养正确55安全文明生产56刀具选择、安装正确、

13、规范57工件找正、安装正确、规范58行为规范、纪律表现5928 0mm71021 0mm7倒角18C1119C21表面粗糙度20Ra1.6 m621Ra3.2 m2综合得分100（九）加工结束，清理机床六、项目评价观测点表 4-5项目考核量化表分值评价方法（K）10.80.60.4项目计划合理、实施准备充分、实施过程20中有完整详细的记录。在规定的时间内能完成项目，加工产品尺25寸精度高、表面光滑，无缺陷；机床操作过程中动作规范。能完整总结项目的开始、过程、结果，准20确总结分析加工结果、加工中出现的各种现象，正确回答思考题。观念实施现场机床保养严格按机床操作规范，每次操作机床时进行日常保养，态度认真。55S按照 5S具、量具摆放整齐，地面无污水及其它垃圾。5团结协作配合很好，服从组长的安排，积极主动，认真完成本项目10语言能力积极回答问题，调理清晰。5项目计划