项目一数控车床操作基础

数控车床操作与加工项目式教程全国高职高专规划教材技能型紧缺人才培养及“双证制”教改教材国家示范性高职院校建设项目成果中国电子教育学会推荐教材关颖编著国家级精品课数控车床操作与加工项目式教程项目一数控车床操作基础全国高职高专规划教材技能型紧缺人才培养及“双证制”教改教材国家示范性高职院校建设项目成果中国电子教育学会推荐教材任务1-1数控车床安全文明生产任务1-2工件在数控车床上定位与装夹任务1-3数控车床常用刀具的选用任务1-4数控车床加工工艺规程文件拟定数控车床操作与加工项目式教程任务目标：（1）了解数控车床的功用。（2）掌握数控车床的基本结构及组成。（3）见习数控车床安全生产规则。任务引领：（1）现场观察所使用的数控车床的机床型号，并作记录，说明它们所代表的意义。（2）现场观察数控车床加工零件过程，了解数控车床的安全生产规则，理解数控车床控制轴数、手动操作和自动运行的过程。（3）现场观察数控车床主传动、进给系统及其部件，了解滚珠丝杠螺母副的结构特点和用途。任务1-1数控车床安全文明生产数控车床操作与加工项目式教程数控车床的用途贵重的、不允许报废的关键零件带特殊螺纹的回转体零件多品种小批量生产的零件精度要求高的回转体零件几何形状复杂的零件任务1-1数控车床安全文明生产数控车床操作与加工项目式教程数控车床的分类1．按机床的功能分类经济型数控车床全功能数控车床高速卧式车削中心数控立式车床任务1-1数控车床安全文明生产数控车床操作与加工项目式教程数控车床的分类2．按主轴的配置形式分类（1）卧式数控车床，主轴轴线处于水平位置的数控车床。（2）立式数控车床，主轴轴线处于垂直位置的数控车床。另外，还有具有两根主轴的车床，称为双轴卧式数控车床或双轴立式数控车床。3．按数控系统控制的轴数分类（1）两轴控制的数控车床，机床上只有一个回转刀架，可实现两坐标控制。（2）四轴控制的数控车床，机床上有两个独立的回转刀架，可实现四轴控制。任务1-1数控车床安全文明生产数控车床操作与加工项目式教程数控车床的组成、布局和特点图1-5典型数控车床的机械结构组成图任务1-1数控车床安全文明生产数控车床操作与加工项目式教程思考题（1）数控车床由哪几部分组成？各部分的基本功能是什么?它用于什么场合?（2）数控车床与普通车床相比较数控机床有何特点?（3）数控车床日常使用的规则与注意事项？数控车床操作与加工项目式教程任务1-2工件在数控车床上定位与装夹任务目标：（1）认识数控车床各种典型夹具。（2）观察夹具的结构，认识其组成元件（定位元件、夹紧装置、夹具体等），了解其的功用。（3）掌握数控车床定位与夹紧方案的确定原则。（4）掌握数控车床典型夹具的安装及找正方法。任务引领：（1）现场观察所使用的数控车床的机床型号，并作记录，说明它们所代表的意义。（2）在数控车床上使用三爪卡盘装夹工件并找正。（3）在数控车床上使用四爪卡盘装夹工件并找正。数控车床操作与加工项目式教程任务1-2工件在数控车床上定位与装夹1．2．1定位与夹紧方案的确定原则工件的定位与夹紧确定的准确与否，直接影响到工件的加工质量，合理地选择定位基准对保证工件的尺寸精度和相互位置精度有重要的作用。一般来说，应遵循以下三点原则：（1）力求设计基准、工艺基准和编程基准统一。（2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹中完成全部加工面的加工，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。（3）避免使用需要占用数控机床机时的装夹方案，以便充分发挥数控机床的功效。数控车床操作与加工项目式教程1．2．2数控车削工装夹具图1-13三爪卡盘图1-14软爪图1-18四爪卡盘任务1-2工件在数控车床上定位与装夹数控车床操作与加工项目式教程1．2．2数控车削工装夹具图1-23两顶尖装夹工件图1-25在花盘上装夹双孔连杆任务1-2工件在数控车床上定位与装夹数控车床操作与加工项目式教程思考题（1）数控车床定位与夹紧方案的确定原则是什么？（2）数控车床常用的装夹方式有哪些？（3）什么叫粗基准和精基准？试述它们的选择原则？数控车床操作与加工项目式教程任务1-3数控车床常用刀具的选用任务目标：（1）了解数控车床常用刀具的种类、材料、特点及加工范围。（2）掌握数控车床刀具的选择原则，正确选取数控车削刀具。（3）合理选择数控车床刀具的参数。任务引领：（1）观察数控车床常用刀具的结构，了解其功用，掌握各种车削刀具的用途。（2）分辨数控车削刀具组成元件，了解刀片的形状、切削刃形状、断屑槽形状、主要几何角度及功用。（3）观察数控车削刀具的定位夹紧机构特点，拆卸并安装刀具刀片夹紧结构。（4）观察采用不同切削参数的情况下，所车削零件的表面粗糙度的变化。数控车床操作与加工项目式教程1．3．1数控车削对数控刀具的要求（1）高硬度。（2）足够的强度和韧性。（3）高的耐磨性和耐热性。（4）良好的导热性。（5）良好的工艺性。（6）较好的经济性。（7）抗粘接性和化学稳定性。任务1-3数控车床常用刀具的选用数控车床操作与加工项目式教程1．3．2数控车床刀具的材料目前金属切削工艺中应用的刀具材料主要是高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具和聚晶金刚石刀具。在数控机床上普遍应用的是高速钢刀具、硬质合金刀具和涂层硬质合金刀具。1．3．3常用刀具的种类、特点及加工范围图1-30常用车刀的种类、形状和用途l一切断刀；2—90°左偏刀；3—90°有偏刀；4一弯头车刀；5一直头车刀；6一成形车刀；7一宽刀精车刀；8一外螺纹车刀；9一端面车刀；10一内螺纹车刀；11一内槽车刀；12一通孔车刀；13一盲孔车刀任务1-3数控车床常用刀具的选用数控车床操作与加工项目式教程1．3．4机夹可转位车刀的选用(a)楔块上压式夹紧(b)杠杆式夹紧(c)螺钉上压式夹紧图1-33夹紧方式任务1-3数控车床常用刀具的选用数控车床操作与加工项目式教程1．3．5数控车削参数的选择工件材料热处理状态ap=0.3～2mmap=2～6mmap=6～10mmf=0.08～0.3mm/rf=0.3～0.6mm/rf=0.6～lmm/rvc(m/min)vc(m/min)vc(m/min)低碳钢易切钢热轧140～180100～12070-90中碳钢热轧130～16090～11060～80调质100～13070～9050～70合金结构钢热轧100～13070～9050～70调质80～11050～7040～60工具钢退火90～12060～8050～70灰铸铁HBS19090～12060～8050～70HBS=190～22580～11050～7040～60高锰钢ω（Mn）l3%10～20铜及铜合金200～250120～18090～120铝及铝合金300～600200～400150～200铸铝合金ω（Si）13%100～18080～15060～100任务1-3数控车床常用刀具的选用数控车床操作与加工项目式教程思考题（1）选择数控刀具通常应考虑那些因素？（2）数控刀具材料主要有那几种？分别按硬度和韧性分析其性能。（3）见可转位刀片夹紧方式有几种？（4）可转位刀片的选择原则是什么？（5）数控车削加工切削参数如何确定？数控车床操作与加工项目式教程任务1-4数控车床加工工艺规程文件拟定任务目标：（1）掌握数控车削工序划分的原则。（2）掌握数控车床加工工艺规程文件的拟定方法。（3）熟悉数控车削加工方案的实施。任务引领：编制轴承套零件的数控车削加工工艺文件数控车床操作与加工项目式教程一、数控车床加工工艺分析的主要内容工艺分析是数控车削加工的前期准备工作。工艺制定的合理与否，对程序编制、加工效率、加工精度等都有重要影响。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点，认真而详细的制定好零件的数控车削加工工艺。数控车削加工工艺包括以下主要内容：1、分析被加工零件的工艺性；2、拟定加工工艺路线，包括划分工序、选择定位基准、安排加工顺序和组合工序等；3、设计加工工序，包括选择工装夹具与刀具、确定走刀路径、确定切削用量等；4、编制工艺文件。二、数控车床加工零件的工艺性分析适合数控车床加工的零件或工序内容选定后，首要工作是分析零件结构工艺性、轮廓几何要素和技术要求。任务1-4数控车床加工工艺规程文件拟定数控车床操作与加工项目式教程（一）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应便于加工成型，且成本低，效率高。在数控车床上加工零件时，应根据数控车削的特点，认真审视零件结构的合理性。在结构分析时，若发现问题，一般应通过设计人员或有关部门请示并提出修改意见。数控车床车削零件时，刀具仅作平面运动，其成型运动形式比较简单，刀具轨迹不会太复杂。结构工艺性分析过程中对于像小深孔、薄壁件、窄深槽等允许刀具运动的空间狭小、结构刚性差的零件，安排工序时要特殊考虑刀具路径、刀具类型、刀具角度、切削用量、装夹方式等因素，以降低刀具损耗，提高加工精度、表面质量和劳动生产率。（二）轮廓几何要素分析在分析零件图形的轮廓几何要素时，主要工作是运用机械制图的基本知识分清零件图中给定的几何元素的定形尺寸、定位尺寸，确定几何元素（直线、圆弧、曲线等）之间的相对位置关系，防止“相交”误作“相切”关系，“相切”却被当作“相交”来对待。作为工艺分析的重要环节，轮廓几何要素分析时，还应该计算出图样中未直接给出，而编程时又必须知道的节点坐标。一方面以校核图样标注的正确性，另一方面为后续的编程工作做好铺垫。任务1-4数控车床加工工艺规程文件拟定数控车床操作与加工项目式教程（三）精度、技术要求分析对被加工零件的精度及技术要求进行分析，可以帮助我们选择合理的加工方法、装夹方法、进给路线、切削用量、刀具类型和角度等工艺内容。精度及技术要求的分析主要包括：1、分析精度及各项技术要求是否齐全合理；2、分析本工序的数控车削加工精度能否达到图样要求。若达不到，需要采取其他措施（如磨削）弥补的话，则应给后续工序留有余量；3、找出图样上有位置精度要求的表面，这些表面应尽可能在一次装夹下完成加工；4、对表面粗糙度要求较高的表面，应确定采用机床提供的恒线速度功能加工。三、数控车床加工工艺路线的拟定（一）工序的划分机械加工的工序划分通常采用工序集中原则和工序分散原则。所谓工序集中原则就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。所谓工序分散原则就是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。在数控车床上加工零件，通常按工序集中原则划分工序，在一次安装下尽可能完成比较多的表面的加工。不仅可以保证各个加工表面之间的相互位置精度，还可以减少工序间的工件运输量和装夹工件的辅助时间。任务1-4数控车床加工工艺规程文件拟定数控车床操作与加工项目式教程1、按安装次数划分工序以每一次装夹作为一道工序。此种划分工序的方法适用于加工内容不多的零件。专用数控机床和加工中心常用此方法。2、按加工部位划分工序按零件的结构特点分成几个加工部分，每一部分作为一道工序。3、按所用刀具划分工序这种方法用于工件在切削过程中基本不变形，退刀空间足够大的情况。此时可以着重考虑加工效率、减少换刀时间和尽可能缩短走刀路线。刀具集中分序法是按所用刀具划分工序，即用同一把刀具或同一类刀具加工完成零件上所有需要加工的部位，以达到节省时间、提高效率的目的。4、按粗、精加工划分工序对易变形或精度要求较高的零件厂采用此种划分工序的方法。这样划分工序一般不允许一次装夹就完成加工，而要粗加工时留出一定的加工余量，重新装夹后再完成精加工。（二）加工顺序的安排机械加工顺序的安排一般应遵循以下原则：1、上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧。2、以相同的安装方式或使用同一把刀具加工的工序，最好连续进行，以减少重新定位或换刀所引起的误差。任务1-4数控车床加工工艺规程文件拟定数控车床操作与加工项目式教程3、在同一次安装中，应先进行对工件刚性影响比较小的工序，确保工件在足够刚性条件下逐步加工完毕。这些原则不仅适用于数控加工，也适用于普通机加工。对于数控加工，表3-1列