数控车削编程与加工（PPT50页)

项目三盘套的加工书名：数控车削编程与加工第2版ISBN：978-7-111-49680-9作者：张宁菊出版社：机械工业出版社本书配有电子课件项目三盘套的加工数控车削编程与加工项目三盘套类零件的加工任务驱动工学结合双证融通项目三盘套的加工1．了解盘套类零件的数控车削工艺，会制订盘套类零件的数控加工工艺。2．正确选择和安装刀具，避免加工过程中刀具的干涉。3．合理安排内外轮廓的加工顺序，正确选择加工方向和切削参数。4．正确运用编程指令编制盘套类零件的数控加工程序。5．进一步掌握数控车床的独立操作技能。6．正确使用检测量具，并能够对盘套类工件进行质量分析。项目目标项目三盘套的加工项目任务一套的加工加工如图3-1所示零件，零件材料为45钢。图3-1套（任务一）项目三盘套的加工相关知识一、零件的加工工艺1.套加工的技术要求套类零件通常起支承和导向作用，其结构特点为长度大于直径，技术要求为：（1）尺寸精度内孔面一般精度为IT7级，精密套类达IT6级；外圆面一般IT7-IT6级。（2）形状精度内孔面主要是圆度，较长的套类需考虑圆柱度，一般控制在孔径公差范围内，精密套类一般控制在孔径公差的1/2-1/3范围内；外圆面一般控制在直径公差范围内。（3）位置精度内、外轮廓面同轴度是主要的位置精度，外圆面对内孔轴线的同轴度公差一般为φ0.05-0.01mm。当套类零件端面作定位基准时，端面对内孔轴线有较高的垂直度要求，其公差一般为0.05-0.02mm。（4）表面粗糙度内孔面表面粗糙度Ra值为3.2～0.1μm，精密套类零件为Ra值为0.025μm；外圆面表面粗糙度Ra值为3.2～0.4μm。（任务一）项目三盘套的加工相关知识2.孔加工方案内孔有不同的精度和表面质量要求，也有不同的结构尺寸，如通孔、盲孔、阶梯孔、深孔、浅孔、大直径孔、小直径孔等。常用的孔加工有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。（1）钻孔用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT11~IT12级，表面粗糙度值为Ra12.5μm。钻孔的工艺特点有：钻头容易偏斜，孔径容易扩大，孔的表面质量较差，钻削时轴向力大。因此，当钻孔直径d﹥30mm时，一般分两次进行钻削。第一次钻出(0.5~0.7)d，第二次钻到所需的孔径。（2）扩孔扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。扩孔可达到的尺寸公差等级为IT10~IT11级,表面粗糙度值为Ra6.3~12.5μm，属于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，也可作为精度不高的孔的终加工。扩孔与钻孔相比有以下特点：刚性较好，导向性好，切屑条件较好。（任务一）项目三盘套的加工（3）铰孔铰孔是对未淬硬孔进行精加工的一种方法。铰孔的尺寸公差等级可达IT6~IT9级，表面粗糙度值可达Ra0.1~3.2μm。铰孔的方式有机铰和手铰两种。铰削的余量很小，一般粗铰余量为0.15~0.25mm，精铰余量为0.05~0.15mm。铰削应采用低切削速度，以免产生积屑瘤和引起振动，一般粗铰υc=4~10m/min,精铰υc=1.5~5m/min。机铰的进给量可比钻孔时高3~4倍，一般可取0.5~1.5mm/r。（4）镗孔镗孔是很经济的孔加工方法，一般广泛地应用于单件、小批生产中。生产中的非标准孔、大直径孔、精确的短孔、不通孔和有色金属孔等，一般多采用镗孔。镗孔既可以作为粗加工，也可以作为精加工；镗孔是修正孔中心线偏斜的有效方法，也有利于保证孔的坐标位置。镗孔的尺寸精度一般可达IT6~IT9级，表面粗糙度为Ra0.4~3.2μm。（5）拉孔拉孔是一种高效率的精加工方法。除拉削圆孔外，还可拉削各种截面形状的通孔及内键槽。拉削圆孔可达的尺寸公差等级为IT7~IT9级，表面粗糙度值为Ra0.4~1.6μm。相关知识（任务一）项目三盘套的加工（2）内轮廓加工刀具由于受到孔径和孔深的限制，刀杆细而长，刚性差。因此对于切削用量的选择，如时给量和背吃刀量的选择较切削外轮廓时的稍小。相关知识3.套类工件的加工方法（1）一般把轴套、衬套等零件称为套类零件。为了与轴类工件相配合，套类工件上一般有加工精度要求较高的内轮廓孔，尺寸精度为IT7～IT8，表面粗糙度要求达到Ra0.8～1.6。（任务一）项目三盘套的加工指令格式：G74R(e)-G74X(U)-Z(W)-P(△i)-Q(△k)-R(△d)-F-图3-2G74粗车切削循环相关知识二、钻孔循环指令（任务一）项目三盘套的加工（1）G74循环用于深孔的断续加工，也可用于端面圆环槽的断续加工，如图3-2所示。（2）如X（U）和P省略，只在Z向钻孔。（3）刀具半径补偿不能用于G74。注意：相关知识（任务一）项目三盘套的加工例：如图3-3所示，用G74循环加工深孔和端面圆环槽。（假设已钻过中心孔）图3-3端面槽（任务一）相关知识项目三盘套的加工表3-2数控车削加工程序顺序号程序注释钻中间φ5mm深孔N50T0303换φ5mm钻头N60M03S500N70G00X0N80Z2M08N90G74R1钻φ5mm孔每次钻深5mm后，沿Z向退1mmN100G74Z-30Q5000F0.08N110G00Z100N120M01N130X200FANUC0i系统数控车削加工参考程序如表3-2所示。表中加工程序仅车孔和车端面槽。（任务一）相关知识项目三盘套的加工端面槽加工N140T0404换端面槽刀N150M03S400N160G00Z2N170X39M08N180G74R0.05车端面槽N190G74X20Z-10P2000Q1500F0.08N200G00Z100………注意：在车端面槽时，需选用端面槽刀，端面槽刀的几何形状是外圆车刀与镗孔刀的综合。端面槽刀在刃磨时，副后面必须按略小于端面槽外圈圆弧半径刃磨成圆弧形，以免车槽时副后面刮伤外圈槽壁。（任务一）相关知识项目三盘套的加工项目实施一、制定零件加工工艺1.零件结构分析（1）如图3-1所示套零件由内外轮廓面组成。（2）本工序要求完成零件内外轮廓的粗、精加工。2.数控车削加工工艺分析（1）装夹方式的选择：采用三爪自定心夹盘夹紧。（2）加工方法的选择：零件材料为45钢。零件外轮廓表面粗糙度为Ra1.6μm，尺寸精度IT6级，可按粗、精车方案加工。零件内轮廓加工可预先已钻Ф3mm中心孔和Ф16mm的孔、内轮廓粗糙度为Ra3.2μm，尺寸精度IT7级，按粗、精镗方案加工。（3）刀具的选择：T0101为93°外圆机夹车刀（80°C型菱形刀片）、T0202为Ф3mm的中心钻、T0303为Ф16mm的麻花钻、T0404为刀宽3mm的切槽刀（左刀尖对刀）、T0505为93°内孔车刀（55°D型菱形刀片）。（任务一）项目三盘套的加工项目实施表3-3套零件数控加工工序卡工步号工步内容刀具号主轴转速n/(r/min)进给量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm备注1车右端面T010110000.152粗、精车Ф38mm和Ф30mm外轮廓面。T0101粗：1000精：1500粗：0.2精：0.1粗：1.5精：0.53自动(手动)钻中心孔T02028000.14自动(手动)钻孔Ф16mmT03034000.0865切断T04046000.1手动6调头装夹Ф30mm外轮廓面，手动车端面，保证总长。T010110000.15手动7粗镗内轮廓面T050510000.218精镗内轮廓面T060615000.10.2（任务一）项目三盘套的加工项目实施一、编制数控加工程序表3-4数控车削加工程序顺序号程序注释工步一：车右端面N10T01011号刀N20M03S1000N30G00X50Z0刀具定位N40G01X-1F0.15车右端面工步二：粗、精车Ф38mm和Ф30mm外轮廓面N50G00X45Z5粗加工定位N60G71U1.5R0.5粗加工外轮廓面，留0.5mm精车余量N70G71P80Q140U1W0.5F0.2N80G00X26//nsns-nf描述外轮廓N90G01Z1F0.1S1500N100X30Z-1N110Z-30N120X38N130Z-55N140X40//nfN150G70P80Q140精加工外轮廓面N160G00X80Z200N170M05N180M30（任务一）项目三盘套的加工项目实施工步三：钻中心孔N10T02022号刀N20M03S800N30G00X0Z5定位至φ18mm孔外距端面正向5mmN40G01Z-4F0.1钻中心孔深4mmN50G00Z200退刀N60X80N70M05N80M30工步四：钻孔Ф16mmN10T03033号刀N20M03S400N30G00X0Z5定位至φ18mm孔外距端面正向5mmN40G74R2钻深58mm,保证50mm有效长度。N50G74Z-58Q6000F0.08N60G00Z200退刀N70X80N80M05N90M30（任务一）项目三盘套的加工项目实施工步五：切断N10T04044号刀N20M03S600N30G00X40Z-55定位，包括切槽刀宽，并留余量。N40G01X10F0.1切断N50G00X80退刀N60Z200N70M05N80M30（任务一）项目三盘套的加工项目实施工步六：调头装夹Ф30mm外轮廓面，手动车端面，保证总长。工步七：粗镗内轮廓面N10T05055号刀N20M03S1000N30G00X17.6Z5粗镗定位，留0.2mm精车余量N40G01Z-55F0.2粗镗N50X17退刀N60G00Z5N70G00X80Z200N80M00M05程序停，主轴停，检测工件工步八：精镗内轮廓面N90T06066号刀N100M03S1500N110G00X18Z5精镗定位N120G01Z-55F0.1精镗N130X17退刀N140G00Z5N150G00X80Z200N160T0600M05N170M30（任务一）项目三盘套的加工1．选择机床、数控系统并开机。2．机床各轴回参考点。3．安装工件，安装1号刀具并对刀。4．输入端面、外轮廓加工程序，检查调试并加工。5．安装2号刀具并对刀，输入中心孔加工程序，检查调试并加工。6．安装3号刀具并对刀，输入孔加工程序，检查调试并加工。7.安装4号刀具断料，并留余量。8.工件调头，重新装夹，用1号刀具手动加工端面，控制总长。9.安装5号和6号刀具并对刀，输入内孔粗、精加工程序，检查调试并加工。10．测量工件，优化程序，对工件进行误差与质量分析。注意：加工时可手动打开切削液。三、零件数控加工（FANNUC0iT）项目实施（任务一）项目三盘套的加工项目任务二盘的加工加工如图3-4所示零件，零件材料为45钢。图3-4套（任务二）项目三盘套的加工相关知识一、零件的加工工艺1.盘加工的技术要求盘类零件通常起支承和连接作用，结构特点为直径大于零件的轴向尺寸。其技术要求与套的加工相似，另外，还应考虑：对支承用的端面有较高的平面度和轴向尺寸精度、以及两端面的平行度要求，对于转接用的内孔等有与平面的垂直度要求等。（任务二）项目三盘套的加工相关知识2.零件装夹盘套类零件有同轴度和垂直度等位置公差要求，为保证其精度，通常采用以下几种装夹方法。（1）按工序集中原则一次装夹在加工数量少、零件精度要求高时，在毛坯工件上留一定的夹持余量，采用工序集中原则一次装夹，将工件全部或大部分关键部分加工完毕，以保证加工要求。（2）以内孔为基准装夹当盘套类零件外圆面形状复杂而内孔相对比较简单时，可以按要求先加工完内孔，再按内孔的尺寸配置心轴，以内孔为定位精准套在心轴上加工，以保证加工要求。常用的心轴有圆柱心轴、圆锥心轴、阶梯心轴和胀力心轴等。（3）以外圆为基准装夹当盘套类零件内孔形状复杂而外圆面相对比较简单时，可以按要求先加工完外圆面，再以外圆为装夹基准进行加工，以保证加工要求。用软卡爪或弹簧卡头装夹已加工表面，不会夹伤零件，还可有效缩短工件装夹找正时间。（任务二）项目三盘套的加工二、端面粗车切削循环指令指令格式：G72W(△d)-R(e)-G72P(ns)-Q(nf