成形面类零件加工.docx
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成形面类零件加工.docx
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成形面类零件加工
项目四成形面类零件加工
教学目标
知识目标:
1.会判定圆弧插补方向;
2.把握G0二、G03圆弧插补指令及终点坐标+半径格式应用;
3.会制订凸圆弧零件加工工艺及合理选择循环参数,确信切削用量;
能力目标:
1.把握凸圆弧零件加工、尺寸操纵及查验方式;
2.会用CAD软件查找基点坐标;
3.会利用VNUC数控仿真软件进行练习;
4.完成成形面类零件加工。
情感目标:
1.通过工件制作,学生体验成功的喜悦,感受软件和机械的综合魅力,从而提高学生专业课的学习爱好;
2.通过任务驱动的方式慢慢完成项目,培育学生发觉和分析问题的能力;
3.通过度工协作,增强团队合作精神。
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定;
2.G02、G03圆弧插补指令及终点坐标+半径格式应用;
3.凸圆弧零件加工工艺制定及合理选择循环参数,确信切削用量;
4.凸圆弧成形面零件的数控程序编制及模拟仿真练习;
5.凸圆弧成形面零件的数控加工、尺寸操纵及查验。
难点:
1.凸圆弧零件加工工艺制定及合理选择循环参数,确信切削用量;
2.完成成形面类零件加工及其尺寸操纵方式。
教学目的
通过本次课程的学习,让学生能够正确判定顺时针圆弧插补方向和逆时针圆弧插补方向;把握G0二、G03圆弧插补指令及终点坐标+半径格式应用;凸圆弧零件加工、尺寸操纵及查验方式;会制订凸圆弧零件加工工艺;用CAD软件查找基点坐标;利用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。
教学方式
整体方式:
任务驱动法
具体方式:
讲述法、引导文法、小组讨论法、示范教学法
学时、教具和课前预备
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。
课前预备:
到实训工厂去看看成形面类零件的数控加工。
教学进程
一、项目提出
图4-1成形面类零件图
图4-2成形面类零件三维成效图
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方式。
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,因此要把握如下知识:
1.顺时针圆弧插补、逆时针圆弧插补方向的判定和G02、G03圆弧插补指令及终点坐标+半径格式应用;
2.凸圆弧零件加工工艺制定及循环参数选择;
3.凸圆弧零件加工、尺寸操纵及查验方式;
4.成形面类零件的加工工艺分析、编程和加工操作。
三、知识学习
编程指令:
圆弧插补指令G0二、G03
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。
2.圆弧的顺、逆方向的判定
沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向向负方向看去,刀具相关于工件的转动方向是顺时针方向为G02,逆时针方向为G03。
3.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
G18G02(G03)X_Z_R_F_;
G18G02(G03)X_Z_I_K_F_;
说明:
(1)X,Z用于设定圆弧终点的坐标。
(2)I,K设定圆心相关于圆弧起点的(增量)坐标。
(3)R用于设定圆弧半径,不与I,K同时利用。
常见的有两种情形:
当圆弧不大于180°时,R取正值,即“﹢R”;
当圆弧大于180°时,R取负值,即“-R”。
(4)F用于设定圆弧插补进给速度。
四、制定打算
1.顺时针圆弧插补G02和逆时针圆弧插补G03;
2.成形面类零件加工工艺分析及循环参数选择;
3.编制参考加工程序;
4.完成成形面类零件加工、尺寸操纵方式及查验。
五、项目实施
(一)加工工艺分析
1.工、量、刃具选择
(1)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。
(2)量具选择外径用千分尺测量;长度用游标卡尺测量;圆弧表面用半径样板测量;表面粗糙度用粗糙度样板比对;量具规格见表4-1。
(3)刀具选择加工凸圆弧面,利用的刀具有成形车刀、棱形偏刀及尖刀。
加工半圆形表面选用成形车刀;加工精度较低的凸圆弧可选用尖刀;加工圆弧表面后还须车台阶时应选用棱形偏刀。
选用尖刀及棱形偏刀时,主副偏角应足够大,不然加工时会发生干与现象。
加工材料为Q235,选用90°硬质合金外圆车刀T01进行粗车,置于1号刀位;选用T01硬质合金外圆车刀T02进行精车,置于2号刀位;最后用切断刀T03切断工件,置于3刀位。
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
工具
1
三爪自定心卡盘
个
1
2
卡盘扳手
副
1
3
刀架扳手
副
1
4
垫刀片
块
若干
5
划线盘
个
1
量具
1
游标卡尺
0~150mm
把
1
2
千分尺
0~25mm
25~50mm
把
各1
3
半径样板
R1mm~R
R1mm~R
套
2
4
表面粗糙度样板
套
1
刀具
1
外圆粗车刀
90°
把
1
2
外圆精车刀
90°
把
1
3
切槽刀
4mm
把
1
2.加工工艺线路
本零件台阶面单向递增,宜采纳一次装夹车削,然后切断。
凸圆弧面粗加工余量不均匀,应采纳相应解决方式,生产中经常使用车锥法(斜线法)和车圆法(同心圆法)。
车锥法即用车圆锥的方式切除圆弧毛坯余量,加工线路不能超过A、B两点的连线,不然会伤到圆弧的表面。
此种方式适用于圆心角小于90°的圆弧。
车圆法即用不同半径的圆切除毛坯余量,车刀空行程时刻较长,经常使用于圆心角大于90°的圆弧。
那个地址利用G71指令,凸圆弧采纳车锥法车削,中间圆弧采纳车圆法粗车。
3.合理选择切削用量
加工材料为Q235,硬度不高,切削力不大,切削用量选择如下表。
表4-2成形面类零件加工工艺
工步号
工步内容
刀具号
切削用量
背吃刀量ap/(mm)
进给速度f/(mm/r)
主轴转速n/(r/min)
1
粗加工外轮廓,留精车余量
T01
1~2
600
2
精加工外轮廓至尺寸
T02
800
3
切断工件控制总长
T03
4
400
(二)编制参考加工程序
1.成立工件坐标系
依照工件坐标系成立原那么,工件原点设在右端面与主轴轴线的交点上,如图4-1所示。
2.计算基点坐标
基点P1~P10点坐标按各点极限尺寸平均值为准作为编程尺寸。
基点坐标可采纳CAD软件查询方式取得,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
(,-7)
P6
(,)
P2
(,-12)
P7
(,)
P3
(,-12)
P8
(,)
P4
(,-13)
P9
(,)
P5
(,)
P10
(,-60)
3.参考程序(见表4-3)
FANUC系统程序名为“O9403”。
表4-4成形面类零件零件加工参考程序
程序段号
程序内容
动作说明
N05
T0101
选择T01号外圆粗车刀
N10
G40G99M03600F
取消刀尖半径补偿,绝对坐标编程,转速为600r/min,进给速度为/r。
N20
G00G42X36Z5
刀具快速移动至循环起点
N30
G71U2R1
设置循环参数,调用粗加工循环
N40
G71P50Q160
N50
G00X0
轮廓精加工程序段
N60
G03Z-7
N70
G01Z-12
N80
N90
Z-13
N100
N110
G03
N120
G01
N130
N140
G03
N150
G01Z-61
N160
X36
N170
G40G00X100Z100
刀具退回至换刀点
程序停,主轴停,测量
N180
M00M05
N190
T0202
换外圆精车刀
N200
M03800F
精加工转速为800r/min
N210
G70P50Q160
调用精加工循环,精加工
N220
G00X100Z100
刀具退回至换刀点
N230
M00M05
程序停,主轴停,测量
N240
T0303
换切断刀
N250
M03S400
主轴转速为400r/min
N260
G00X30Z-64
刀具移动至工件左端
N270
G010F
切断
N280
36F
刀具沿X方向退出
N290
G00X100Z100M05
刀具退回至换刀点,主轴停
N300
M30
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Φ35的圆钢。
步骤如下:
(1)打开仿真软件,选择机床和系统。
(2)开机、手动、回参考点。
(3)设置毛坯、装夹工件。
(4)选择安装刀具。
(5)新建或调入程序。
(6)对刀。
(7)程序校验。
(8)自动加工。
(四)加工预备
(1)检查坯料尺寸。
(2)开机、回参考点。
(3)刀具装夹。
将外圆粗车刀T0一、外圆精车刀T0二、切断刀T03别离装在刀架的一、二、3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。
(4)工件装夹。
将Φ30的棒料装夹在三爪自定心卡盘上,伸出75mm,找正并夹紧。
(5)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,或拷贝到运算机后再调出。
(五)对刀
外圆精车刀采纳试切法(车端面、车外圆)进行对刀,并把操作取得的数据输入到T02号刀具补偿中;外圆粗车刀和切断刀对刀时,别离将刀位点移至工件右端面和外圆处进行对刀操作,并把操作取得的数据输入到T0一、T03号刀具补偿中。
切断刀仍取左侧刀尖为刀位点。
(六)空运行及仿真
打开程序,选择MEM(自动)工作方式,打开机床锁住开关,按空运行键,再按循环启动键,观看程序运行情形;假设按图形显示键再按循环启动键,可进行轨迹仿真,观看加工轨迹。
空运行终止后,使空运行及机床锁住功能复位,机床从头回参考点。
(七)零件自动加工及尺寸操纵
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。
2.零件加工进程中尺寸操纵
外圆及长度尺寸通过设置刀具磨损量操纵,首件加工采纳试切和试测方式操纵尺寸精度。
具体做法:
当程序运行到N180程序段时,停车测量精加工余量;依照测量结果设置外圆精车刀T02的磨损量,幸免因对刀不精准而使精加工余量不足显现缺点。
然后运行精加工程序到N230程序段时,停车测量;依照测量结果修调精加工车刀T02的磨损值,再次运行精加工程序,直抵达到尺寸要求为止。
圆弧面形状及尺寸通过设置刀尖半径补偿、装夹刀具时使刀尖与工件轴线等高、试测量等方式操纵。
首件加工尺寸调好后将程序中M00M05指令删除即可进行成批零件的生产,加工中不需要再测量和操纵尺寸,直至刀具磨损为止。
(八)零件检测与评分
零件加工终止后进行检测。
检测结果写在表4-4中。
表4-4成形面类零件加工评分表
班级
姓名
学号
课题
凸圆弧面零件加工
零件编号
基本检查
编程
序号
检测内容
配分
学生自评
教师评分
1
切削加工工艺制定正确
5
2
切削用量选择合理
5
3
程序正确、简单、规范
5
操作
4
设备操作、维护保养正确
5
5
安全文明生产
5
6
刀具选择、安装正确、规范
5
7
工件找正、安装正确、规范
5
工作态度
8
行为规范、纪律表现
5
外圆
9
Φ28052mm
7
10
Φ21052mm
7
11
Φ3003mm
7
12
Φ043mm
6
13
Φ14043mm
6
长度
14
(60±mm
5
15
90-0.05mm
5
16
70-0.052mm
5
17
12mm
2
倒角
18
C1
1
19
C2
1
表面粗糙度
20
μm
6
21
μm
2
综合得分
100
(九)加工终止,清理机床
六、项目评判
表4-5项目考核量化表
项目
观测点
分值
评价方法(K)
1
计划决策
项目计划合理、实施准备充分、实施过程中有完整详细的记录。
20
实施检查
在规定的时间内能完成项目,加工产品尺寸精度高、表面光滑,无缺陷;机床操作过程中动作规范。
25
评估讨论
能完整总结项目的开始、过程、结果,准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。
20
职业素养
时间观念
不迟到、不早退,中途离开项目实施现场
10
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。
5
5S
按照5S要求,机床打扫干净,工具、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
总评
操作注意事项
1.应利用刀尖半径补偿指令,并输入刀尖半径值及刀尖位置号。
2.凸圆弧车刀主、副偏角必需足够大,以保证车削时不发生干与。
3.外圆精车刀通过车端面对刀,其余刀具只能将刀位点移至工件右端面进行Z轴对刀。
4.工件伸出长度不能太长也不能太短。
太长时工件刚性差,太短时无法切断。
试探与练习
1.圆弧加工方向如何判别?
2.粗加工凸圆弧常采纳哪些加工方式?
3.分析圆弧插补指令中终点坐标+半径与终点坐标+圆心坐标两种指令格式有何区别?
4.编写图示零件程序并加工练习。
毛坯为Q235。
图4-3练习零件图
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