数控车削编程与操作加工

数控车削编程与操作加工南通航院职业技术学院-数控教研室南通航运职业技术学院数控教研室学习情境3—轴套类零件的车削加工第一部分：工作任务描述第二部分：学习情境教学设计南通航运职业技术学院数控教研室第一部分：要求职业能力1.能操作数控车床。2.能在数控车床上完成轴套类零件的加工。3.具有手工编制轴套类零件数控车床加工程序的能力。4.具备制订轴套类零件数控车床加工工艺基本能力。5.能使用三爪卡盘正确装夹该零件。6.能处理现场简单编程、操作、加工技术问题。7.能对数控车床进行常规日常维护。8.能对轴套类零件进行初步评价及分析。9.具有良好的职业综合素养和工作态度。南通航运职业技术学院数控教研室第一部分：教学内容1.轴套类零件工艺信息分析方法。2.轴套类零件加工顺序确定方法。3.轴套类零件刀具、夹具的选择及使用。4.轴套类零件工件坐标原点、走刀路线的确定方法。5.编制轴套类零件数控车床加工程序的方法。6.轴套类零件虚拟及实际操作加工方法。7.使用游标卡尺、R规对轴套类零件进行质量检测的方法。8.轴套类零件加工质量评价及超差原因分析的基本方法。南通航运职业技术学院数控教研室第一部分：工作任务描述1.加工零件项目任务名称：套类零件的车削加工。2.零件类型描述：该零件属于较简单的套类零件，是使用数控车床加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。3.任务内容描述：已知毛坯材料为铝，毛坯尺寸为Ф45mm×90mm的棒料。制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真软件上进行虚拟操作加工，最后在数控车床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。南通航运职业技术学院数控教研室工作任务描述南通航运职业技术学院数控教研室工作任务描述学习目标1.掌握轴套类零件加工工艺制定方案。2.掌握轴套类零件编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工。3.能将零件正确安装在三爪卡盘上。4.能将外圆车刀、切槽刀、镗孔刀、正确安装在刀架上以及中心钻、钻头在尾座上的正确安装。5.正确摆放操作加工所需工具、量具。6.能按操作规范合理使用ck6136s卧式数控车床，并完成轴套类零件的加工。7.能正确使用游标卡尺套类零件进行检测。8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。南通航运职业技术学院数控教研室工作任务描述学习内容1.根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工顺序，并填入相应的卡片中。2.合理选择适合该零件加工的刀具，并完成相应卡片的填写。3.合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相应卡片的填写。4.合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线，并完成相应卡片的填写。5.根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的尺寸链计算。6.根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟及实际操作加工。7.正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写。南通航运职业技术学院数控教研室学习环节设计1.制定工艺方案2.编制程序、仿真操作加工3.实际操作加工4.零件检测5.学习评价教学内容南通航运职业技术学院数控教研室第二部分：学习情境教学设计宏观教学方法引导文教学法项目教学法任务单元训练法教学方法微观教学方法演示法讲述法讨论法仿真法实操法引导法讲解法范例法南通航运职业技术学院数控教研室学习环节一：制定工艺方案单位名称南通航运学院班级学号姓名成绩零件图号C03零件名称套分析内容分析理由形状、尺寸大小该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、及外槽等表面组成。形状比较简单，是较典型的套类零件。因此，可选择ck6140卧式数控车床，选择外圆车刀、外切槽刀、镗孔刀、及中心钻、钻头进行加工。确定加工顺序按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面。1.1分析零件图工艺信息：教师布置工作任务，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表1-1。表1-1零件图工艺信息分析卡片南通航运职业技术学院数控教研室学习环节一：制定工艺方案36、结构工艺性该零件的结构工艺性好，便于装夹、加工。因此，可选用标准刀具进行加工。几何要素尺寸标注该零件轮廓几何要素定义完整，尺寸标注符合数控加工要求，有统一的设计基准，且便于加工、测量。精度、表面粗糙度该零件内孔、外圆有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求，以及长度、20±0.05，并且内孔φ22轴线对φ38基准轴线A的同轴度公差φ0.02。其中尺寸公差等级为IT7-IT8级，图中未注尺寸公差按IT12级处理。该零件表面质量要求最高为Ra1.6,其余为Ra3.2。由于该零件精度和表面质量要求较高。因此，可考虑采用以下加工方案：粗车—半精车—精车。021.00220023.038005.080南通航运职业技术学院数控教研室制定工艺方案材料及热处理该零件所用材料LY12为高合金硬铝，硬度为105HB，加工性能等级代号为2，属易切削金属材料。因此，选硬质合金或涂层刀具材料均可，在加工时不宜选择过大的切削用量，切削过程中可不加冷却液。其它技术要求该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排1×450的倒角。生产类型、定位基准该零件生产类型为单件生产，因此，要按单件小批生产类型制定工艺规程。由于该零件生为单件生产，因此，定位基准可选在外圆表面。南通航运职业技术学院数控教研室单位名称南通航运职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号零件名称使用设备场地C09-01轴套CK6140数控车床数控加工实训中心程序编号零件材料铝数控系统FANUC工步序号工步内容确定理由量具选用备注名称量程1车右端面以及右端外圆至尺寸Φ39为加工右端确定定位装夹基准0.02mm游标卡尺0-150mm手动2调头车左端面车平端面，防止中心钻折断0.02mm游标卡尺0-150mm手动表1-2加工顺序卡片制定工艺方案1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表1-2南通航运职业技术学院数控教研室4钻Φ18的孔为加工内轮廓作准备0.02mm游标卡尺0-150mm手动5车左端面去空口毛刺手动6粗加工左端内轮廓较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求。0.02mm游标卡尺0-150mm自动制定工艺方案南通航运职业技术学院数控教研室7精加工左端内轮廓保证零件加工精度，按图纸尺寸，一刀连续车出零件轮廓。0.02mm游标卡尺0-150mm自动8粗加工左端外轮廓较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求。0.02mm游标卡尺0-150mm自动9精加工左端外轮廓保证零件加工精度，按图纸尺寸，一刀连续车出零件轮廓。0.02mm游标卡尺0-150mm自动制定工艺方案南通航运职业技术学院数控教研室制定工艺方案10调头车右端面（含Z向对刀）车平端面，建立长度基准，保证工件长度要求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。0.02mm游标卡尺0-150mm手动11粗加工右端内轮廓较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求0.02mm游标卡尺0-150mm自动12半精加工右端内轮廓当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时,则可安排半精加工作为过渡性工序,以便使精加工余量小而均匀0.02mm游标卡尺0-150mm自动南通航运职业技术学院数控教研室制定工艺方案13精加工右端内轮廓保证加工精度，按图纸尺寸，一刀切出零件轮廓0.02mm游标卡尺0-150mm自动14粗加工右端外轮廓较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求0.02mm游标卡尺0-150mm自动15半精加工右端外轮廓当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时,则可安排半精加工作为过渡性工序,以便使精加工余量小而均匀0.02mm游标卡尺0-150mm自动16精加工右端外轮廓保证加工精度，按图纸尺寸，一刀切出零件轮廓0.02mm游标卡尺0-150mm自动17加工外圆槽满足图纸尺寸及形状要求0.02mm游标卡尺0-150mm自动18车双头螺纹保证螺纹牙型角，是螺纹配合牢靠螺纹千分尺1.5螺距自动南通航运职业技术学院数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.3选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写刀具卡片见表1-3。数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为45号钢，对刀片材料无特殊要求，刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。对于本例由于零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、及外槽等表面组成。选择外圆车刀、外切槽刀、镗孔刀、及中心钻、钻头进行加工。所以重点在于刀具刀片形状的选择。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度。1.外圆表面加工选择数控车床常用菱形刀片，刀尖角选择为80°。主偏角93°，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。因本工件的表面质量要求不高故粗精加工外圆表面使用一把刀具即可。2.槽刀选用机夹刀，标准刀具角度，以便磨损时易于更换。选择3.5mm宽刀片南通航运职业技术学院数控教研室制定工艺方案3.内镗孔刀采用机夹刀，缩短换刀时间，无需刃磨刀具，具有较好的刚性，能减少振动变形和防止产生振纹。4.中心钻有二种型式：A型：不带护锥的中心钻、B型：带护锥的中心钻，加工直径d=1~10mm的中心孔时,通常采用不带护维的中心钻(A型);工序较长、精度要求较高的工件，为了避免60度定心锥被损坏，一般采用带护锥的中心锥（B型）。因此，该零件选择A型中心钻即可。5.选择Φ18mm高速钢钻头。南通航运职业技术学院数控教研室制定工艺方案表1-3刀具卡片单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号C09-01零件名称套工步号刀具号刀具名称刀具参数刀片材料偏置号刀柄型号刀尖半径刀尖方位刀片型号1T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金SDJCR2020K11（20X20）2T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金SDJCR2020K11（20X20）3Φ3的中心孔硬质合金南通航运职业技术学院数控教研室制定工艺方案4Φ16的钻头高速钢5T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）6T0395°内孔镗刀0.42CNMG060304-WF涂层硬质合金03S20R-SCLCR06S20(20X20)7T0395°内孔镗刀0.42CNMG060304-WF涂层硬质合金03S20R-SCLCR06S20(20X20)8T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）南通航运职业技术学院数控教研室制定工艺方案9T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）10T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）11T0395°内孔镗刀0.42CNMG060304-WF涂层硬质合金03S20R-SCLCR06S20(20X20)12T0395°内孔镗刀0.42CNMG060304-WF涂层硬质合金03S20R-SCLCR06S20(20X20)南通航运职业技术学院数控教研室制定工艺方案13T0395°内孔镗刀0.42CNMG060304-WF涂层硬质合金03S20R-SCLCR06S20(20X20)14T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）15T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）16T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）17T02切槽刀0.2DCMT11T304-HF涂层硬质合金02SDJCR2020K11（20X20）18T04外圆螺纹刀0.2RT16.01W-11BSPT涂层硬质合金02SDJ