《数控车床加工技术》课件（下）

数控车床加工技术（第二版）项目四槽的加工项目四槽的加工任务1带轮的加工任务2宽槽轴的加工任务3轴承套的加工任务4槽套的加工项目四槽的加工任务1带轮的加工任务1带轮的加工企业接到一项带轮（见图4-1-1）零件的加工任务，数量为10件，毛坯尺寸为φ75mm×67mm，材料为HT150，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务1带轮的加工图4-1-1中梯形槽尺寸较大，且表面粗糙度要求较高，不宜采用成形刀一次完成。在数控加工中通常选择刃宽等于或略小于槽底宽的切槽刀，先切直槽，再用切槽刀左右切削车出两侧斜面。对于三处均布梯形槽，形状、大小完全一样，采用子程序调用编程可以达到简化编程的目的。任务分析相关理论一、切槽加工工艺1.槽的类型任务1带轮的加工工业领域中使用各种各样的槽，主要有工艺凹槽、油槽、端面槽、V形槽等2.切槽刀槽加工所用刀具主要是各类切槽刀，如图4-1-3所示。任务1带轮的加工3.切槽加工工艺特点（1）切槽刀进行加工时，一个主切削刃、两个副切削刃同时参与三面切削，被切削材料塑性变形复杂、摩擦阻力大，加工时进给量小、切削厚度薄、平均变形大、单位切削力增大。（2）切削速度在槽加工过程中不断变化，特别是在切断加工时，切削速度由最大一直变化至零。切削力、切削热也不断变化。（3）在槽加工过程中，随着刀具不断切入，实际加工表面形成阿基米德螺旋面，由此造成刀具实际前角、后角都不断变化，使加工过程更为复杂。（4）切深槽时，因刀具宽度窄，相对悬伸长，刀具刚度小，易振动，特别容易断刀。任务1带轮的加工4.切槽（切断）加工需要注意的问题（1）切断刀的安装需要特别注意，刀尖一定要与工件回转中心等高，安装刀具时必须两边对称，否则在进行深槽加工时会出现槽侧壁倾斜，严重时会断刀。选择内孔切槽刀时需要综合考虑内孔与槽的尺寸，并综合考虑刀具切槽后的退刀路线，防止刀具与工件发生碰撞。（2）对于宽度值不大，但深度值较大的深槽零件，为了避免切槽过程中由于排屑不畅，使刀具前面压力过大出现扎刀和刀具折断的现象，应采用分次进刀的方式，刀具在切入工件一定深度后，停止进刀并回退一段距离，达到断屑和退屑的目的，如图4-1-4所示。同时注意尽量选择刚度较大的刀具。任务1带轮的加工（3）若以较窄的切槽刀加工较宽的槽，则应分次切入。合理的切削路线是：先切中间，再切左右，最后沿槽的轮廓切削一次，保证槽的精度（见图4-1-5）。此时应注意切槽刀的宽度，防止产生过切。任务1带轮的加工（4）内孔切槽时需要根据槽的尺寸选择尺寸合适的切槽刀，尽量保证刀具在加工中能有足够的刚度，从而保证槽的加工精度。（5）端面切槽刀需要根据端面槽的曲率合理选择。（6）进刀时，宜先Z向进刀再X向进刀，退刀时先X向退刀再Z向退刀。（7）切槽时，切削刃宽度、切削速度和进给量都不宜选得太大，并且需要合理匹配，以免产生振动，影响加工质量。（8）按下列公式选择切槽刀刀头宽度和刀头长度：任务1带轮的加工二、进给暂停指令G041.指令格式G04X__；或G04U__；或G04P__；2.指令说明（1）G04为非模态G指令；（2）G04指令延时时间由地址字X或U或P指定，X值和U值单位为秒（s），P值单位为毫秒（ms）。任务1带轮的加工三、应用G01指令切槽1.退刀槽如图4-1-6所示，退刀槽是轴类零件上典型的矩形沟槽，精度不高且宽度较窄，一般采用刃宽等于或略小于槽宽的切槽刀，采用直进法切出。任务1带轮的加工（1）车削加工路线1）选择刃宽等于槽宽的切槽刀，采用直进法从A→B一次进给车出退刀槽，反方向退刀至A点，然后按照A→C→D的进刀路线用右刀尖切出槽右侧倒角，从D→A退出。2）选择刃宽略小于槽宽的切槽刀，先从A→B直进切入，切槽宽等于刃宽，剩余槽宽及槽右侧倒角按照A→C→D→E→F的进刀路线切出。任务1带轮的加工（2）编制程序任务1带轮的加工2.梯形槽如图4-1-8所示梯形槽，通常采用刃宽等于或略小于槽底宽的切槽刀，先切直槽，再用切槽刀左右刀尖车出两侧斜面。任务1带轮的加工（1）车削加工路线确定切槽刀的左刀尖为刀位点，梯形槽加工轨迹如图4-1-9所示。选择刃宽略小于槽底宽的切槽刀，先从A→B直进切入，切槽宽等于刃宽，反向退出。槽左侧斜面按照A→B′→C′→A的进刀路线切出，剩余槽宽及槽右侧斜面按照A→B″→C″→A的进刀路线切出。任务1带轮的加工（2）编制程序任务1带轮的加工3.进、退刀路线的确定进、退刀路线的确定是使用G00、G01指令编程加工中的一个关键点，切槽加工中尤其应注意合理选择进、退刀路线。综合考虑安全性和进、退刀路线最短的原则，建议采用图4-1-10b所示的进、退刀方式。任务1带轮的加工四、应用子程序加工多槽1.子程序的概念（1）子程序的定义在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它。这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。（2）子程序的嵌套任务1带轮的加工2.子程序的调用（1）子程序的格式O0401；G01U-1.0W0；…G28U0W0；M99；（2）子程序在FANUC系统中的调用格式一：M98P××××L××××；地址符P后面的四位数字为子程序号，地址L的数字表示重复调用的次数格式二：M98P××××××××；地址P后面的八位数字中，前四位表示调用次数，后四位表示子程序号任务1带轮的加工子程序的执行过程示例如下。任务1带轮的加工3.编程示例任务1带轮的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.制定加工方案由于槽侧面为带轮工作表面，对其表面粗糙度要求较高，达Ra1.6μm，因此，在加工中应安排精加工工序，分粗、精加工完成。切削加工中应尽可能保证切削刃锋利，切削平稳。根据槽底宽度尺寸，选用刃宽3mm的切槽刀，先切直槽，再用切槽刀左右刀尖车出两侧斜面并各留0.5mm的精加工余量，最后精车两侧面。任务1带轮的加工2.制定加工路线三处均布梯形槽中心距为12mm，切入点的X坐标相同，Z坐标分别为-9.5mm、-21.5mm、-33.5mm。以最右侧梯形槽为例，切槽加工轨迹如图4-1-13所示。

任务1带轮的加工（1）粗加工梯形槽选择刃宽为3mm的切槽刀，先从A→B直进切入，切槽宽3mm，反向退出。槽左侧斜面按照A→B′→C′→A的进刀路线切出，留0.5mm精加工余量。槽右侧斜面按照A→B″→C″→A的进刀路线切出，留0.5mm精加工余量，加工路线如图4-1-13a所示。任务1带轮的加工选择工件右端面的回转中心作为工件的编程原点，确定各基点坐标见表4-1-4。任务1带轮的加工（2）精车槽侧面槽左侧斜面按照图4-1-13b中A→B′→C′→A的进刀路线切出。槽右侧斜面按照A→B″→C″→A的进刀路线切出，各基点坐标见表4-1-5。任务1带轮的加工任务1带轮的加工二、编制加工程序1.梯形槽粗加工程序任务1带轮的加工2.梯形槽精加工程序任务1带轮的加工三、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目四槽的加工任务2宽槽轴的加工任务2宽槽轴的加工企业接到一项宽槽轴（见图4-2-1）零件的加工任务，数量为30件。来料加工，材料为45钢，毛坯尺寸为φ40mm×75mm，工期为5d。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务2宽槽轴的加工图4-2-1所示工件中的宽槽，如果采用G01指令来编程则程序冗长，容易出错。本任务中引入内/外圆切槽复合固定循环G75指令编程，以达到简化编程的目的。任务分析相关理论一、内/外圆切槽复合固定循环（G75）1.指令格式任务2宽槽轴的加工2.指令说明刀具从循环起点（A点）开始，沿径向进刀Δi并到达C点；退刀e（断屑）并到达D点；沿径向进刀Δi+e并到达E点，直至递进切削至径向终点X的坐标处；退到径向起刀点，完成一次切削循环；沿轴向偏移Δk至F点；进行第二次径向切削循环；依次循环直至刀具切削至程序终点坐标处（B点），径向退刀至起刀点（G点），再轴向退刀至循环起点（A点），完成整个切槽循环动作。任务2宽槽轴的加工二、应用G75指令加工宽槽如图4-2-3所示工件，试编写其外径槽的加工程序（左刀尖M为刀位点）。1.编程分析（1）循环参数的确定e：分层切削每次退刀量，半径量，取0.5mm。X（U）Z（W）：切槽终点处坐标为（30.0，-55.0）。Δi：X方向的每次背吃刀量，取值2mm（半径值）。Δk：刀具完成一次径向切削后，在Z方向的偏移量，取3.6mm。Δd：缺省。F：径向切削时的进给量，取0.1mm/r。任务2宽槽轴的加工（2）循环起点的确定G75指令的循环起点X向坐标略大于槽顶直径，Z向坐标为第一次切入处刀位点的Z坐标值，循环起点取（52.0，-19.0）。2.编制程序任务2宽槽轴的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.制定加工方案（1）手动车两端面控制总长，并两端钻中心孔。（2）粗、精车零件左端轮廓；加工φ26mm×（26±0.05）mm宽槽至尺寸。（3）掉头，粗、精车右端轮廓；加工4mm×2mm窄槽。任务2宽槽轴的加工2.制定加工路线任务2宽槽轴的加工二、基点坐标的确定选择装夹后的右端面回转中心作为工件坐标系的原点，确定各基点坐标见表4-2-2，其中X向坐标以直径表示。三、编制加工程序1.宽槽轴左端轮廓加工程序任务2宽槽轴的加工任务2宽槽轴的加工2.宽槽轴右端轮廓加工程序任务2宽槽轴的加工任务2宽槽轴的加工四、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目四槽的加工任务3轴承套的加工任务3轴承套的加工企业接到一项轴承套（见图4-3-1）零件的加工任务，数量为30件。来料加工，材料为45钢，毛坯尺寸为φ50mm×52mm，工期为5d。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务3轴承套的加工图4-3-1所示工件为套类零件，加工任务主要集中在内部加工，其中三处内槽加工中所涉及的加工路线的选择，G75指令循环起点、终点坐标的确定是任务的重点，均布槽槽宽尺寸的控制方法是难点。任务分析相关理论一、内槽加工工艺1.内切槽刀任务3轴承套的加工2.内切槽刀的装夹由于内槽通常与孔轴线垂直，因此，要求内切槽刀的刀体与刀柄轴线垂直。装夹内切槽刀时，应使主切削刃与内孔中心等高或略高，且主切削刃与轴线平行。两侧副偏角必须对称。3.内槽的车削方法宽度较小和要求不高的内槽，可用主切削刃宽度等于槽宽的内切槽刀采用直进法一次车出。要求较高或较宽的内槽，可采用直进法分几次车出。粗车时，槽壁和槽底应留精车余量，然后根据槽宽、槽深要求进行精车。深度较浅、宽度很大的内槽，可用内孔车刀先车出凹槽，再用内切槽刀车槽两端的垂直面。任务3轴承套的加工4.内槽的测量（1）内槽深度（或内槽直径）的测量（2）轴向尺寸的测量任务3轴承套的加工（3）宽度的测量二、G75指令在径向均布槽加工中的应用1.切槽刀刃宽等于槽宽如图4-3-7所示工件，试编写其外径均布槽的加工程序（左刀尖M为刀位点）。任务3轴承套的加工（1）编程分析1）循环参数的确定e：分层切削每次退刀量，半径量，取0.5mm。X（U）Z（W）：切槽终点处坐标为（30.0，-54.0）。Δi：X向的每次背吃刀量，取值2mm（半径量）。Δk：刀具完成一次径向切削后，在Z向的偏移量，取10mm。Δd：缺省。F：径向切削时的进给量，取0.1mm/r。2）循环起点的确定。G75指令的循环起点X向坐标略大于槽顶直径，Z向坐标为第一次切入处刀位点的Z坐标值，取为（42.0，-14.0）。如图4-3-7所示工件，试编写其外径均布槽的加工程序（左刀尖M为刀位点）。任务3轴承套的加工（2）加工程序如图4-3-7所示工件，试编写其外径均布槽的加工程序（左刀尖M为刀位点）。任务3轴承套的加工2.切槽刀刃宽小于槽宽如图4-3-7所示工件，试编写其外径均布槽的加工程序（左刀尖M为刀位点）。方案一：将均布槽作为若干独立槽运用G75指令逐一切出。此时，程序较烦琐。方案二：将均布槽第一次循环加工后，根据槽宽方向的余量将循环起点、循环终点坐标平移（平移量略小于刃宽），然后进行第二次循环加工，以此类推，直至达到零件图样要求。方案三：编程及第一次循环加工按照方案二，而后利用Z向磨耗值调整刀位点的坐标来进行加工，由于不需要修改程序，所以此方法最为简便。任务3轴承套的加工一、加工方案及加工路线的制定任务实施1.制定加工方案（1）手动车两端面控制总长，并钻φ16mm通孔。（2）粗、精车零件左端外轮廓。（3）掉头，粗、精车右端内外轮廓。（4）加工3mm×1mm外槽。（5）加工三处2mm×0.5mm内槽。任务3轴承套的加工2.制定加工路线任务3轴承套的加工任务3轴承套的加工二、编制加工程序任务3轴承套的加工三、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目四槽的加工任务4槽套的加工任务4槽套的加工企业接到一项槽套（见图4-4-1）零件的加工任务，数量为30件，来料加工，毛坯尺寸为φ60mm×65mm，材料为45钢，工期为5d。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务4槽套的加工图4-4-1所示零件中的端面槽和外槽一样，如果采用G01指令来编程则程序冗长。因此，引入了端面切槽复合固定循环G74指令进行编程，以达到简化编程的目的。任务分析相关理论一、端面切槽加工工艺1.端面直槽刀的形状在端面上车直槽时，端面直槽车刀的几何形状是外圆车刀与内孔车刀的综合，端面切槽刀可由外圆切槽刀具刃磨而成任务4槽套的加工2.端面槽的加工方法车端面槽与车外槽方法类似。任务4槽套的加工二、切槽复合循环指令1.端面切槽循环指令G74（1）指令格式任务4槽套的加工（2）指令说明G74循环指令轨迹如图4-4-4所示，与G75循环指令轨迹相类似，不同之处是刀具从循环起点A出发，先轴向切削，再径向平移，依次循环直至完成全部动作。任务4槽套的加工2.端面宽槽编程示例如图4-4-5所示工件，其端面宽槽的加工程序（左刀尖为刀位点）见表4-4-1。任务4槽套的加工3.端面均布槽编程示例如图4-4-6所示工件，端面均布槽的加工程序（左刀尖为刀位点）见表4-4-2。任务4槽套的加工一、加工方案及加工路线的制定任务实施1.制定加工方案（1）手动车两端面控制总长，并钻φ22mm通孔。（2）粗、精车零件左端内外轮廓。（3）掉头，粗、精车右端内外轮廓。（4）加工端面槽。任务4槽套的加工2.制定加工路线加工端面槽选用刃宽为3mm的端面切槽刀，循环起点坐标为（36.0，2.0），循环终点坐标为（46.0，-6.0），如图4-4-7所示。根据加工精度要求，可通过修调Z向磨耗值来保证深度尺寸，通过修改程序中循环起点、终点的坐标值或修调X向磨耗值来保证槽侧外圆、内孔直径。任务4槽套的加工二、编制加工程序任务4槽套的加工三、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工数控车床加工技术（第二版）项目五螺纹加工项目五螺纹加工任务1心轴的的加工任务2圆螺母的加工任务3气缸连接头的加工任务4双线螺纹轴的加工项目五螺纹加工任务1心轴的的加工任务1心轴的的加工企业接到一项心轴（见图5-1-1）加工任务，数量为20件，毛坯尺寸为φ35mm×113mm，材料为45钢，工期为3d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务1心轴的的加工本任务中，学习等螺距螺纹切削G32指令编程，并在此基础上，引入螺纹切削单一固定循环G92指令，以达到简化编程的目的。工艺方面则需要学习普通外螺纹加工工艺知识。任务分析相关理论一、切槽加工工艺一、普通螺纹加工工艺知识普通螺纹牙型角为60°。普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。任务1心轴的的加工1.普通螺纹切削径向尺寸计算（1）基本牙型（2）车削螺纹前工件大径的确定车削螺纹前工件大径d′≈d-0.13P。任务1心轴的的加工（3）螺纹总切深的确定螺纹总切深h′≈1.3P。2.螺纹加工的多刀切削（1）直进法（2）斜进法任务1心轴的的加工3.螺纹轴向起点和终点位置的确定4.普通螺纹车削用刀具螺纹车刀材料一般有高速钢和硬质合金两类，其中，硬质合金以其高硬度、耐磨性好、耐高温等特性，在高速切削的数控加工中得到了广泛的应用。任务1心轴的的加工5.螺纹零件的装夹采用软卡爪且增大夹持面或者一夹一顶的装夹方式，以保证在螺纹切削过程中不会出现因工件松动导致螺纹乱牙、工件报废的现象。任务1心轴的的加工6.螺纹加工过程运动1：将刀具从起始位置沿径向（X轴）快速移动至螺纹预计切削深度处。运动2：沿轴向加工螺纹，进给速度由螺距和主轴转速确定。运动3：刀具沿径向（X向）快速退刀至螺纹加工区域外的位置。运动4：快速返回至螺纹切削起始位置。任务1心轴的的加工7.主轴转速选择（1）螺纹加工程序段中指令的螺距值，如果主轴转速选择得过高，其换算后的进给速度必定大大超过正常值。（2）刀具在位移过程的始、终，都受到伺服驱动系统升降频率和数控装置插补运算速度的约束，升降频率特性满足不了加工需要等原因，则可能引起进给运动产生的“超前”和“滞后”，从而导致部分螺距不符合要求。（3）螺纹车削必须通过主轴的同步功能实现，需要有主轴脉冲发生器（编码器）。当主轴速度选择得过高，通过脉冲发生器发出的定位脉冲将可能因“过冲”而导致工件螺纹产生乱牙现象。任务1心轴的的加工螺纹加工时主轴转速的确定应遵循以下原则（1）在保证生产率和正常切削的情况下，选择较低的主轴转速。（2）当螺纹加工程序段中的导入距离（δ1）和导出距离（δ2）的长度值较大时，可选择适当高一些的主轴转速。（3）当编码器所规定的允许工作转速超过机床所规定主轴的最大转速时，则可选择较高一些的主轴转速。（4）车床的主轴转速受到螺纹的螺距P（或导程Ph）大小、驱动电动机的升降频率特性，以及螺纹插补运算速度等多种因素的影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择范围。任务1心轴的的加工二、常用螺纹加工指令1.等螺距螺纹切削指令G32（1）指令格式G32

X（U）__Z（W）__F__Q__；（2）指令说明G32指令近似于G01指令，刀具从B点以每转进给一个导程/螺距的速度切削至C点。其切削前的进刀和切削后的退刀都要通过G00指令来实现，如图中的AB、CD、DA程序段。任务1心轴的的加工车刀的安装方法（正、反向）和主轴的旋转方向应与车床刀架的配置方式（前、后置）相适应。任务1心轴的的加工（3）编程示例例：试用G32指令编写如图5-1-8所示工件的螺纹加工程序，螺纹切削导入距离δ1取5mm，导出距离δ2取3mm。任务1心轴的的加工任务1心轴的的加工（4）使用螺纹切削指令G32时的注意事项1）在螺纹切削过程中，进给速度倍率无效。2）在螺纹切削过程中，进给暂停功能无效，如果在螺纹切削过程中按了进给暂停按钮，刀具将在执行非螺纹切削的程序段后停止。3）在螺纹切削过程中，主轴速度倍率功能失效。4）在螺纹切削过程中，不宜使用恒线速度控制功能，而采用恒转速控制功能较为合适。任务1心轴的的加工2.螺纹切削单一固定循环指令G92G92X（U）__Z（W）__F__；式中，X（U）__Z（W）__：螺纹切削终点处的坐标，U和W后面数值的符号取决于轨迹AB和BC的方向（见图5-1-10）。F__：螺纹导程的大小，如果是单线螺纹，则为螺距的大小。（2）指令说明应用G92指令加工圆柱螺纹时的运动轨迹如图5-1-10所示，与G90循环指令相似，G92指令运动轨迹也是一个矩形轨迹。任务1心轴的的加工（3）编程示例试用G92指令编写图5-1-10所示圆柱螺纹加工程序，螺纹切削导入距离δ1取6mm，导出距离δ2取3mm，螺距为1.5mm。任务1心轴的的加工三、普通外螺纹的测量1.单项测量（1）大径的测量螺纹大径公差较大，一般可采用游标卡尺检测。（2）螺距的测量螺距常用钢直尺或螺纹样板检测。（3）中径的测量普通外螺纹的中径一般用螺纹千分尺（见图5-1-11）检测任务1心轴的的加工螺纹千分尺的结构和使用方法与一般外径千分尺相似，读数原理相同，只是螺纹千分尺有两个可以调整的测量头（上、下测量头）。任务1心轴的的加工2.综合测量综合测量是采用螺纹量规对螺纹各部分主要尺寸（螺纹大径、中径、螺距）同时进行综合检测的一种检验方法。如果螺纹环规通端（端面有字母T，厚度厚）能顺利拧入工件螺纹有效长度范围，而止端（端面有字母Z，厚度薄）不能拧入，则说明螺纹精度符合要求。任务1心轴的的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.识读螺纹标记根据螺纹标记，确定零件图样中工件左端螺纹部分为普通粗牙螺纹，公称直径为20mm，螺距为2.5mm，单线，右旋，螺纹长度24mm。2.编程原点的确定工件的编程原点取在工件左端面的回转中心处。3.螺纹切削径向尺寸的计算车削螺纹前工件大径：d′≈d-0.13P=20mm-0.13×2.5mm=19.675mm。任务1心轴的的加工螺纹总切深：h′≈1.3P=1.3×2.5mm=3.25mm，分6次切削，背吃刀量依次为0.5mm、0.35mm、0.3mm、0.2mm、0.2mm、0.075mm。4.螺纹切削起点和终点位置的确定螺纹切削导入距离δ1≈（2～3）P，取5mm。导出距离δ2≈（1～2）P，取2mm。螺纹切削起点坐标为（24.0，5.0）。终点坐标依次为：第一刀（19.0，-26.0）；第二刀（18.3，-26.0）；第三刀，（17.7，-26.0）；第四刀（17.3，-26.0）；第五刀（16.9，-26.0）；第六刀（16.75，-26.0）。任务1心轴的的加工5.选择螺纹车刀本任务根据实际可选用60°机械夹固式外螺纹车刀。二、编制程序任务1心轴的的加工三、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目五螺纹加工任务2圆螺母的加工任务2圆螺母的加工企业接到一项圆螺母（见图5-2-1）加工任务，数量为20件，毛坯为φ35mm棒料，材料为45钢，工期为3d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务2圆螺母的加工本任务学习重点和难点是内螺纹的加工，需要学习内螺纹加工工艺。任务1学习了螺纹切削指令G32、螺纹切削循环指令G92，本次任务引入FANUC0i系统的螺纹切削复合循环指令G76。任务分析相关理论一、普通内螺纹加工工艺知识1.普通内螺纹径向尺寸计算任务2圆螺母的加工（1）内螺纹的顶径车削塑性金属时：D1′≈D-P。车削脆性金属时：D1′≈D-1.05P。（2）内螺纹的底径内螺纹的底径即大径，取螺纹的公称直径D值，该直径为内螺纹切削终点处的X坐标。（3）内螺纹的中径螺纹的中径是通过控制螺纹的削平高度、牙型高度、牙型角和底径来综合控制的。（4）螺纹总切深内螺纹加工中，螺纹总切深的取值与外螺纹加工相同，即h′≈1.3P（直径量）。任务2圆螺母的加工2.普通内螺纹车刀3.普通内螺纹的车削方法车削普通内螺纹的方法和车削普通外螺纹的方法基本相同，只是进、退刀方向与车外螺纹相反。任务2圆螺母的加工二、螺纹切削复合循环指令G761.指令格式任务2圆螺母的加工2.走刀轨迹分析3.循环起点的确定G76指令的循环起点X向坐标略大于螺纹顶径（外螺纹）、略小于螺纹底径（内螺纹）即可，以缩短空行程。Z向在螺纹起点的Z向坐标的基础上加上导入距离δ1。任务2圆螺母的加工4.指令说明5.示例例1在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图5-2-4所示外螺纹的加工程序（未考虑各直径的尺寸公差）。任务2圆螺母的加工例2在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图5-2-5所示内螺纹的加工程序（未考虑各直径的尺寸公差）。任务2圆螺母的加工任务2圆螺母的加工6.使用螺纹切削复合循环指令G76时的注意事项（1）G76指令可以在MDI方式下使用。（2）在执行G76循环指令时，如按下循环保持按钮，则刀具在螺纹切削后的程序段暂停。（3）G76指令为非模态指令，必须每次指定。（4）在执行G76指令时，如要进行手动操作，刀具应返回到循环操作停止的位置。三、内螺纹的检测若螺纹塞规通端（螺纹长的一端，端面有字母T）能顺利拧入工件，止端（螺纹短的一端，端面有字母Z）拧不进工件，则说明螺纹合格。任务2圆螺母的加工任务实施一、加工方案及加工路线的制定1.识读螺纹标记内螺纹为普通细牙螺纹，公称直径为24mm，螺距为2mm，单线，右旋，螺纹长度为40mm。2.编程原点的确定工件的编程原点取在工件右端面的回转中心处。3.螺纹切削径向尺寸的计算内螺纹的编程小径：D1′≈D-P=24mm-2mm=22mm。任务2圆螺母的加工内螺纹的大径：内螺纹的大径取螺纹的公称直径D，该直径为内螺纹切削终点处的X坐标。牙型高度h1≈0.65P=0.65×2mm=1.3mm。分层切削第一刀切削深度Δd取0.3mm（半径量），最小切深Δdmin取0.1mm（半径量），精加工余量d取-0.1mm（半径量）4.螺纹切削起点和终点坐标的确定（1）螺纹切削起点坐标的确定1）螺纹切削起点的X坐标值应小于螺纹底径，取值20mm。2）切削起点的Z坐标值应在螺纹起点Z坐标值的基础上加上导入距离δ1，根据经验公式δ1≈（2～3）P=4～6mm，取4mm，则加工起点的Z坐标值为4mm。任务2圆螺母的加工（2）螺纹切削终点坐标的确定1）切削终点的X坐标值为内螺纹的大径，取公称直径D=24mm。2）螺纹切削终点的Z坐标值应在螺纹切削终点Z坐标值的基础上加上导出距离δ2，根据经验公式δ2≈（1～2）P=2～4mm，取2mm，则螺纹切削终点的Z坐标值为-42mm。5.其他加工参数赋值精加工重复次数两次，即m值为02；无退刀槽时，螺纹切削终点处加退尾，退尾处Z向退刀距离为1.0L，即r值为10；普通螺纹牙型角为60°，α值为60；圆柱螺纹加工中，半径差i值为0；单线螺纹，进给量取螺距值，即F值为2。6.选择螺纹车刀任务2圆螺母的加工二、编制程序任务2圆螺母的加工三、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目五螺纹加工任务3气缸连接头的加工任务3气缸连接头的加工企业接到一项气缸连接头（见图5-3-1）加工任务，数量为30件，毛坯尺寸为φ45mm×60mm，材料为45钢，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务3气缸连接头的加工本任务学习重点和难点是圆锥螺纹的加工，需要学习圆锥螺纹加工工艺知识。应用G32、G92和G76指令都能加工圆锥螺纹，为了简化编程，本任务拟用G92指令进行编程。任务分析相关理论一、圆锥螺纹加工工艺知识1.圆锥螺纹的基本牙型和有关术语55°圆锥管螺纹的基本牙型和术语如图5-3-2所示。任务3气缸连接头的加工（1）基准直径：设计给定的内圆锥螺纹或外圆锥螺纹的基本大径。（2）基准平面：垂直于圆锥螺纹轴线，具有基准直径的平面，简称基面。（3）基准距离：从基准平面到外圆锥螺纹小端的距离，简称基距。（4）完整螺纹：牙顶和牙底均具有完整形状的螺纹。（5）不完整螺纹：牙底完整而牙顶不完整的螺纹。（6）螺尾：向光滑表面过渡的牙底不完整的螺纹。（7）有效螺纹：由完整螺纹和不完整螺纹组成的螺纹，不包括螺尾。任务3气缸连接头的加工2.圆锥螺纹的尺寸计算（1）55°圆锥管螺纹相关要素及尺寸计算见表5-3-1。任务3气缸连接头的加工2.圆锥螺纹的尺寸计算（2）60°圆锥管螺纹相关要素及尺寸计算见表5-3-2。任务3气缸连接头的加工二、圆锥螺纹切削循环指令G921.指令格式G92X（U）__Z（W）__R__F__；式中，X（U）__Z（W）__：螺纹切削终点处的坐标；F__：螺纹导程的大小，如果是单线螺纹，则为螺距的大小；R__：为圆锥螺纹切削起点（见图5-3-4中B点）处半径值与终点（编程终点）处半径值的差。任务3气缸连接头的加工2.指令说明G92圆锥螺纹切削循环轨迹如图5-3-4所示，该轨迹与G92圆柱螺纹切削循环轨迹相似（即原水平直线BC改为倾斜直线）。3.编程示例试用G92指令编写如图5-3-4所示圆锥螺纹加工程序（螺纹切削导入距离δ1取6mm，导出距离δ2取3mm，Z向螺距为1.5mm）。任务3气缸连接头的加工如图4-3-7所示工件，试编写其外径均布槽的加工程序（左刀尖M为刀位点）。任务3气缸连接头的加工一、加工方案及加工路线的制定任务实施1.识读密封管螺纹标记根据图5-3-1可知，气缸连接头右端外轮廓为密封管螺纹，标记为R23/4。根据表5-3-1和55°密封管螺纹国家标准，可知R23/4螺纹基准长度为9.5mm，基面螺纹大径为26.441mm，螺纹锥度为1∶16，螺距为1.814mm，每英寸14牙。2.相关尺寸计算任务3气缸连接头的加工3.选择螺纹车刀本任务根据实际可选用55°外密封管螺纹车刀。二、编制程序任务3气缸连接头的加工三、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工项目五螺纹加工任务4双线螺纹轴的加工任务4双线螺纹轴的加工企业接到一项双线螺纹轴（见图5-4-1）加工任务，数量为30件，毛坯尺寸为φ40mm×105mm，材料为45钢，工期为5d，来料加工。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务4双线螺纹轴的加工本任务学习重点和难点是双线螺纹的加工，需要学习双线螺纹加工工艺知识。此外，本任务工件涵盖了外圆、锥体、圆弧、退刀槽及外螺纹等加工内容，属于较为典型的外部综合件。任务分析相关理论一、多线螺纹加工工艺知识1.单线螺纹和多线螺纹沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹。沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹称为多线螺纹任务4双线螺纹轴的加工任务4双线螺纹轴的加工2.多线螺纹的导程（Ph）多线螺纹的导程是指在同一条螺纹线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。多线螺纹的导程与螺距的关系是：Ph=nP（n为线数，P为螺距）。3.多线螺纹的数控车削（1）改变螺纹起始角（2）将螺纹切削起点Z坐标按螺距偏移4.多线螺纹的检测多线螺纹的测量方法与单线螺纹的检测方法相同。任务4双线螺纹轴的加工二、多线螺纹编程示例如图5-4-2所示，试用G92指令编写右侧双线螺纹加工程序。1.螺纹切削径向尺寸计算车削螺纹前工件大径：d′≈d-0.13P=36mm-0.13×1.5mm=35.805mm。螺纹总切深：h′≈1.3P=1.3×1.5mm=1.95mm。螺纹小径：d1=d-h′=36mm-1.95mm=34.05mm。任务4双线螺纹轴的加工2.螺纹切削起点和终点位置的确定第一线的切削导入距离δ1≈（2～3）P，取4.5mm。第一线的导出距离δ2≈（1～2）P，取3mm。第二线的切削导入距离δ1≈（2～3）P，取6mm。第二线的导出距离δ2≈（1～2）P，取3mm。3.编写双线螺纹加工程序任务4双线螺纹轴的加工任务4双线螺纹轴的加工一、工艺分析任务实施1.识读双线螺纹标记根据图5-4-1可知，工件右端外轮廓为双线普通螺纹，标记为M24×Ph4P2。根据螺纹国家标准可知，该螺纹公称直径为24mm，导程为4mm，螺距为2mm，螺纹长度为25mm。2.编程原点的确定工件的编程原点取在工件右端面的回转中心处。任务4双线螺纹轴的加工3.相关尺寸计算车削螺纹前工件大径：d′≈d-0.13P=24mm-0.13×2mm=23.74mm。螺纹总切深：h′≈1.3P=1.3×2mm=2.6mm。螺纹小径：d1=d-h′=24mm-2.6mm=21.4mm。4.螺纹切削起点和终点位置的确定任务4双线螺纹轴的加工二、编制加工程序任务4双线螺纹轴的加工三、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工数控车床加工技术（第二版）项目六职业技能等级认定技能操作模拟题项目六职业技能等级认定技能操作模拟题任务2技能操作模拟题二任务2技能操作模拟题二任务3技能操作模拟题三任务2技能操作模拟题二项目六职业技能等级认定技能操作模拟题任务2技能操作模拟题二企业接到一项螺纹轴（见图6-1-1）加工任务，数量为300件，毛坯为φ30mm×70mm的棒料，材料为45钢，来料加工，工期为7d。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务2技能操作模拟题二图6-1-1所示零件为典型的轴类零件，零件表面由端面、圆柱、圆锥、圆弧、沟槽和螺纹等表面组成。企业对于批量零件的加工，需要严格按照工艺流程制定加工工艺，填写工艺文件。任务分析一、数控车床加工工艺文件相关知识1.编程任务书阐明了对数控车床加工工序的技术要求和工序说明，以及应保证的加工余量任务2技能操作模拟题二任务2技能操作模拟题二2.数控车床加工工艺卡数控车床加工工艺卡不仅包含每一工步的加工内容，还应包含其程序段号、夹具、所用刀具及切削用量等内容。任务2技能操作模拟题二3.数控车床加工刀具调整单包括数控刀具卡片（简称刀具卡）和数控刀具明细表（简称刀具表）两部分。任务2技能操作模拟题二4.数控车床加工程序单任务2技能操作模拟题二二、数控车床加工零件的工艺分析1.零件轮廓几何要素分析任务2技能操作模拟题二2.零件技术要求分析（1）分析各项技术要求的完整性和合理性。（2）分析各项技术要求，选择相应的数控车床。（3）分析形状和位置公差要求。（4）分析主要表面的技术要求。（5）分析零件的热处理要求及其他技术要求。3.零件结构工艺性分析零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零件结构是否有利于加工成形。任务2技能操作模拟题二任务2技能操作模拟题二任务实施一、制定加工工艺1.图样分析螺纹轴是由圆锥、圆柱、圆弧、沟槽以及螺纹等表面组成的。2.工艺分析（1）用三爪自动定心卡盘夹持毛坯，粗、精车工件左端轮廓至尺寸要求。（2）掉头，以工件φ24mm左端面定位，用软卡爪（或垫铜皮）夹持mm圆柱面，粗、精车右端轮廓至尺寸要求。任务2技能操作模拟题二3.刀具选择任务2技能操作模拟题二4.填写数控加工工艺卡任务2技能操作模拟题二二、编制加工程序1.编制左端轮廓加工程序（1）建立工件坐标系（2）计算基点的坐标值（3）计算螺纹牙高螺纹牙高：H=0.5413P=0.5413×1mm≈0.54mm。任务2技能操作模拟题二（4）编制左端轮廓加工程序任务2技能操作模拟题二任务2技能操作模拟题二任务2技能操作模拟题二2．加工右端轮廓（1）建立工件坐标系（2）基点的坐标值（3）编制加工程序任务2技能操作模拟题二三、工件加工1.开机准备2.装夹工件3.装夹刀具并对刀4.输入程序5.自动加工任务2技能操作模拟题二6．工件质量评分表见下表。任务2技能操作模拟题二项目六职业技能等级认定技能操作模拟题任务2技能操作模拟题二企业接到一项球头螺纹轴（见图6-2-1）加工任务，数量为300件，毛坯为φ40mm的长棒料，材料为45钢，来料加工，工期为7d。现生产部门安排数控车工组完成此项工作任务。任务描述任务2技能操作模拟题二图6-2-1所示球头螺纹轴为典型的轴类零件，零件表面由端面、圆柱、圆锥、半球体、沟槽和螺纹等表面组成。任务分析一、定位基准的选择相关知识1.粗基准的选择选择粗基准主要需解决两个问题：一是使所有加工表面都有足够的加工余量；二是保证各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度。中级实例二选择粗基准时一般应考虑以下原则。（1）余量均匀原则;（2）保证不加工表面位置正确原则;（3）粗基准只能有效使用一次原则;（4）粗基准平整、光滑、可靠2.精基准的选择选择精基准时一般应考虑以下原则。（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）自为基准原则（4）互为基准原则（5）可靠、方便装夹原则3.辅助基准的选择中级实例二二、工件的装夹1.工件定位与夹紧工件定位是指工件在数控车床上或夹具中占有正确位置的过程。工件在加工过程中会受到切削力、离心力和重力等外力的作用，而产生移动或振动，为防止工件的定位被破坏，必须将工件可靠地夹牢。2.装夹工件的目的装夹工件的目的是通过定位和夹紧，使工件在加工过程中始终保持其正确的加工位置，以保证达到该加工工序所规定的加工技术要求。中级实例二3.数控车床对工件装夹的要求首先应具有可靠的夹紧力，以防止在加工过程中工件松动；其次应具有较高的定位精度，并便于迅速和方便地装、拆工件。数控车床与普通车床加工时使用相同的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、前顶尖、后顶尖、拨齿顶尖、可调卡爪式卡盘和快速可调卡盘等。三、数控车削过程中的切削用量选择1.背吃刀量的选择在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达8～10mm，半精加工的背吃刀量取0.5～5mm，精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm。中级实例二2.进给速度（进给量）的确定主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取，最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。3.切削速度的确定切削速度vc确定后，可根据刀具或工件直径（D）按公式n=1000vc/（πD）来确定主轴转速n（r/min）。中级实例二一、确定加工工艺1．图样分析任务实