数控车床实训综合训练教案.docx

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数控车床实训综合训练教案

实训教案

综合课题1

编制如图零件的加工程序.工艺条件:

工件材质为45号钢(塑料棒),毛坯¢30mm的棒料

1.分析零件图样

(1)零件图样

如图的零件包括圆柱面、圆锥面、球面、端面、外沟槽、外螺纹、切断等加工.材料为45号钢(塑料棒),毛坯¢30mm的棒料.

(2)本零件精度要求较高的尺寸:

有外圆¢280-0.033、¢24±0.02、¢250-0.033、长度20±0.01、77±0.02等。

(3)表面粗糙度

加工后的外圆¢280-0.033、¢24±0.02、¢250-0.033锥度1:

5,表面粗糙度要求为Rα1.6μm,切槽与其他表面的粗糙度为Rα3.2μm.

2、工艺分析

(1)确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起点、换刀点

由于毛坯为棒料,用三爪自定心卡盘夹紧定位。

加工起点和换刀点可以为同一点,放在Z向距离工件端面X40,Z30的位置(其他机床可以为X100,Z200)

(2)制定加工方案及加工路线

根据工件形状及加工要求,选用数控车床进行工件加工。

(3)刀具的选用

根据加工内容,选用93º外圆车刀、60º外螺纹刀、4mm宽切断刀,3种刀具的刀片材料选用高速钢。

刀具表如下

实训课题

零件001

序号

刀具号

刀具名称规格

刀尖半径

数量

加工表面

备注

1

T0101

93º粗精外圆车刀

0.4mm

1

外表面、端面

2

T0202

60º外螺纹刀

0.2mm

1

外螺纹

3

T0303

切断刀(刀位点为左刀尖)

(4)确定加工参数

主轴转速(n):

查表,高速钢刀具材料切削中碳钢件时,切削速度V=45~60m/min,根据公式n=1000Vc/πd及加工经验,并根据实际情况,本课题粗加工时主轴转速选取600r/min。

精加工时选取800r/min,切槽时主轴转速取300r/min,车螺纹时主轴转速取300r/min。

进给速度(Vf):

粗加工时,为提高生产效率,在保证工件质量的前提下,可选择较高的进给速度,粗车时一般取0.3~0.8mm/r,精车时常取0.1~0.3mm/r,切断时宜取0.05~0.2mm/r。

本课题粗加工时进给速度选取0.3mm/r,精加工时进给速度选取0.1mm/r,切断及切糟时取0.1mm/r。

背吃刀量(αp):

本课题粗加工背吃刀量取2mm,精加工背吃刀量取0.2mm。

(5)数值计算

计算锥面小端直径,根据公式C=(D-d)/L,即C=1/5=(25-d)/20,得d=21。

公差的处理,尺寸公差不对称取中值。

¢280-0.033的中值为¢27.983,¢250-0.033的中值为¢24.983。

计算M20的外圆直径,由经验公式,得=20-0.25=19.75。

其余各节点坐标的计算略。

(6)制定加工工艺

经过上述分析,本课题的加工工艺见表

材料

45号钢

零件号

图001

系统

FANUC

工步号

工步内容(走刀路线)

G功能

T刀具

切削用量

转速(r/min)

进给速度(mm/r)

背吃刀量mm

1

夹住棒料一头,留出长度大约100mm(手动操作),调用主程序加工

2

自右向左粗车球面、外圆表面

G71

T0101

600

0.3

2

3

自右向左精球面、外圆表面

G70

T0101

800

0.1

0.2

4

切外沟槽

G01子程序

T0404

300

0.1

0

5

车外螺纹

G76

T2020

300

6

切断

G01

T0404

300

0.1

7

检测、校核

3.编写加工程序

参考程序

程序号O1003

N010G50X100Z200;建立工件坐标系

N020M03S600T0101;主轴转选1号外圆刀

N030G99;进给速度为mm/r

N040G00X34Z2;快速定位至¢34直径距端面正向2mm

N050G71U2R0.5;调用粗车循环,每次切深2mm,留精加工余量单边0.2mm

N060G71P070Q170U0.4W0.2F0.3;

N070G00X0;快速到(X0,Z2)

N080G01Z0F0.1;进给加工至(X0,Z0)位置

N090G03X14Z-7R7;加工SR7球面

N100G01X16;加工端面

N110X19.75W-2;加工倒角

N120W-18;加工螺纹外圆至¢19.75

N130X21;加工端面

N140X24.983W-20;加工锥面

N150W-5;加工¢25

N160X27.983;加工端面

N170W-28;加工¢28圆柱面

N180G00X100;径向快退

N190Z200;轴向快退

N200M05;

N210M00;程序暂停,测量粗加工后工件

N220M03S800;

N230T0101;

N240G00X34Z2;快速移动到循环起点

N250G70P70Q170;从N70~N170对轮廓进行精加工

N260G00X100;

N270Z200;

N280M05;

N290M00;暂停,测量精加工后的工件

N300M03S300;

N310T0404;换4号切槽刀

N320G00Z-27;快速定位

N330X25;

N340G01X16F0.05;靠近槽¢16x4的起点

N350G04X2.0暂停2S

N360G01X22W3F0.05;切槽的右侧面倒角

N370G00X32;快速定位

N380Z-52;到槽起点

N390M98P21004;调用切槽子程序2次

N400G00X100;

N410Z200;

N420M05;

N430M00;暂停对精加工工件测量

N440M03S300;

N450T0202;换2号螺纹刀

N460G00X22Z-4;到螺纹的起点

N470G76P20160Q75R0.1;车螺纹复合循环

N480G76X16.75Z-25R0P1624Q500F2.5;车螺纹复合循环

N490G00X100;

N500Z200;

N510M05;

N520M00;

N530M03S300;

N540T0404;换4号切槽刀

N550G00X0F0.1;

N560G01X0F0.1;

N570G00X100;

N580Z200;

N590M05;

N600T0101;换1号外圆刀

N610M30;

切槽循环子程序O1004

N10G00W-10;靠近槽

N20G01X24F0.05;一次切槽

N30G04X1.0;暂停

N40G00X32;径向退刀

N50W1;沿Z轴正向平移1mm

N60G01X24F0.05;二次切槽

N70W-1;光槽底

N80G00X32;退出

N90M99;子程序结束

综合课题二

1、准备工作

在数控车床上加工如图工件,零件材料为45号钢或塑料棒料。

在进行零件加工前必须做好准备工作。

如零件图的审核、工艺的分析、j加工路线的确定、刀具的选择、切削用量的确定、程序的编制等。

具体操作步骤如下。

(1)工艺的分析

1)选用¢28的棒料,材质为45号钢或塑料棒。

2)以工件左端面及外圆为装夹基准,并取工件右端面回转中心为工件坐标系零点。

3)该工件的加工面有外圆面、锥面、螺纹、槽、圆弧面。

对带公差值的尺寸,取中间值加工。

可猜疑G71和G70组合加工。

工序安排如下:

1先粗车外圆面、锥面;

2再精车外圆面、锥面;

3接着车槽、车螺纹;

4最后切断。

2)工艺路线的确定

①车右端面粗车锥面——粗车¢14外圆——粗车M20X1.5的螺纹外圆——粗车¢20的外圆——粗车R2.5的圆弧面——粗车¢25的外圆。

②精车上述各外表面(先后次序同上)

③车¢16处退刀槽

④车M20X1.5螺纹

5切断

4)刀具的选择

根据加工要求选用以下刀具各一把,其编号分别为0.、0.2、0.3、04,材料为硬质合金。

190º外圆车刀T0101副偏角小,用于粗加工。

290º外圆车刀T0202副偏角大,用于精加工。

3切槽刀T0303宽4mm,切槽、切断。

460º螺纹刀T0404车螺纹

4)确定切削用量各工序的切削用量见下表

切削速度v/(mm/min)

主轴转速S/(r/min)

进给量F/(mm/r)

粗车

80

500

0.3

精车

120

1200

0.1

车槽、车断

60

600

0.1

车螺纹

80

500

1.5

5)编程

程序内容说明

O0002

N10G54G97G99;

N20M03S500T0101;

N30G00X35Z0;快进至工件端面处(对刀点)

N40G01X0F0.1;车端面,进给量0.1mm/r

N50G00Z1;快速退刀至循环起点

N60X35;

N70G71U2R1;外圆粗车固定循环

N80G71P90Q190U0.3W0.2F0.3;

N90G00X10;锥面起刀点

N100G01Z0;

N110X14.01Z-10;车锥面

N120W-6;车¢14外圆

N130X16;车端面

N140X19.9W-2;倒角C2

N150W-22;车螺纹外表面

N160X20.01;车台阶面

N170W-8.5;车¢20外表面

N180G02X25W-2.5R2.5;车R2.5圆弧

N190G01W-10;车¢25外圆

N200T0100G00X150;快速回换刀点

N210Z150;

N220T0202M03S1200F0.1;换精车刀并指定转速和方向

N230G00X35Z2;快速回对刀点

N240G70P90Q190;精车固定循环

N250G00X150;

N260Z150;

N270M01;停车检验

N280T0303M03S600F0.1;换车槽刀

N290G00X30Z-40;车槽定位

N300G01X16;车槽¢16

N310T0200G00X150;

N320Z150;

N330T0404M03S500;换螺纹刀

N340G00X30Z-38;

N350G92X19.2Z-14F1.5;第一刀

N360X18.6;第二刀

N370X18.2;第三刀

N380X18.04第四刀

N390G00X150;

N400Z150;

N410T0300M01;

N420T0303M03S500F0.1;换车槽刀

N430G00X30Z-60;

N440G01X5;车断

N460G00X150;

N470Z150;

N480T0300M05

N490M30;

2、数控机床的开机

3、数控机床的回零

4、安装刀具

5、装夹工件

6、加工程序的输入与编辑

7、对刀及工件坐标系的建立

8、图形模拟加工

9、自动加工

10、工件加工完毕

11、关闭机床电源

12、清扫卫生

综合课题三

在数控车床上加工如图零件

1、零件图工艺分析

(1)技术要求分析该零件包括圆锥面、外圆柱面、凹凸圆弧面等加工。

零件材料为LY12硬铝合金材料,¢48外圆柱面粗糙度要求Ra1.6,其余各处要求Ra3.2,外圆柱面处尺寸经典要求为¢48±0.03,总长为50±0.1(手动车端面保证尺寸),无热处理和硬度要求。

(2)确定装夹方案、定位基准和刀位点

1)装夹方案原料为毛坯棒料,可猜疑三爪自定心卡盘装夹定位,伸出卡盘端面60mm。

2)设定程序原点在工件右端面与轴线交点处建立工件坐标系(采用试切对刀法建立)

3)换刀点位置在工件坐标系X200、Z100处。

4)加工起点设置表面粗加工设定在X52、Z2.0处;精加工设定在X50,Z2.0处。

(3)刀具选择、加工方案制定和切削用量确定见表

刀具卡

实训课题

车圆锥面和圆弧回转面训练

零件名称

锥弧相接件

图号

序号

刀具号

刀具名称

规格

数量

加工表面

1

T0101

90º外圆车刀

20X20

1

端面、外圆

2

T0202

93º外圆车刀

20X20

1

端面、外圆

工序卡

材料

LY12

零件图号

系统

FANUC

工序号

操作序号

工步内容(走刀路线)

G功能

T功能

切削用量

转速S(r/min)

进给速度F(mm/r)

切削深度(mm)

主程序1

夹住棒料一头,留出长度大约60mm(手动操作),调用主程序

1

粗车外圆柱面

G90

T0101

600

0.15

2

2

粗车C1:

2圆锥外表面

G90

T0101

600

0.15

1.5

3

粗车R15凹圆表面

G90

T0101

600

0.15

2

4

粗车R15凹圆表面

G02

T0101

600

0.15

1.5

5

粗车¢35、¢30圆锥表面

G90

T0101

600

0.15

1

6

粗车R25凸圆表面

G03

T0101

600

0.15

1.5

7

精车表面

G01\G02\G03

T0202

1000

0.08

0.25

4、数值计算

1)设定程序原点,以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。

2)计算基点位置坐标值

锥度C1:

2处小径值计算:

根据锥度计算公式:

C=(D-d)/L得d=D-CL,d=15

基点值为X15.0Z0

其他个基点计算略

3)粗车锥度C1:

2处圆锥R值计算

R值:

R为切出点A到切入点B在X轴的投影。

与X轴同向取正,与X轴反向取负。

根据相似三角形公式:

DE/AE=BC/AC(20-15)/10=R/(10+2)R=6

因为投影的方向X轴反向取负值,R=-6mm

5)工艺路线确定用G90指令粗车外圆柱----粗车¢48X50——粗车¢35X30——粗车¢20X10;用G90指令粗车C1:

2圆锥——用G02指令粗车R15凹弧——用G90指令粗车¢30、¢35圆锥外表面——用G03指令粗车R25凸弧表面。

用G01、G02、G03指令精车表面。

6)编程

程序内容说明

O0003

N1;粗加工

N10G99G97S600M03;

N20T0101;

N30X200Z100;换刀点

N140X52Z2;循环点(加工起刀点)

N150G90X48.5Z-52.5F0.15;外圆单一固定循环指令粗车¢48外圆柱

N160X44.5Z-30;粗车¢35外圆柱

N170X40.5;

N180X36.5;

N190X35.5;

N200X31.5Z-20;粗车¢30外圆柱

N210X30.5;

N220X26.5Z-10;粗车¢20外圆柱

N230X22.5;

N240X20.5;

N250G00X22.0;改变刀位(循环)点至(.X22.0,Z2.0)

N260G90X21Z-10R-3.0F0.15;外圆锥单一固定循环粗车C1:

2锥面

N270X20.5;

N280G00X32;改变刀位循环点

N290Z-10;

N300G90X30.5Z-20R-2F0.15;用单一固定循环伞形切削法,粗车R15处圆锥面

N310R-4.0;

N320R-5.0;

N330G01X20.5;改变刀位循环点

N340G02X30.8Z-20.0R14.75;粗车凹弧,留精加工余量0.5mm

N350G00X37.0;改变刀位循环点

N360G90X35.5Z-25.0R-2.5F0.15;用单一固定循环改变Z向值切削法粗车¢35¢3锥面

N370Z-30.0;

N380G00X50.0;改变刀位循环点

N390Z-30.0;

N400G01X44.5F0.3;

N410G03X57.0Z-46.82R29.75F0.15;用同心圆车圆弧方法浇灌R25处圆弧

N420Z-30.0;

N430G01X44.5F0.3;

N440G03X57.0Z-46.82R29.75F0.15;

N450G00Z-30.0;

N460G01X41.5F0.3;

N470G03X54.0Z-46.82R28.25F0.15;

N480G00X38.5F0.3;

N490G03X51.0Z-46.82R26.75F0.15;

N500Z-30.0;

N510G01X38.5F0.3;

N520G03X48.5Z-46.82R25.5F0.15;

N530G00X200.0Z100.0;

N540T0100M05;

N560M00;

N2精加工

N580G99G971000M03;

N590T0202;

N600G00X50.0Z2.0;

N610X0;

N620G01Z0F0.08;

N630X15.0;车端面

N640X20.0Z-10.0;车C1:

2圆锥

N650G02X30.0Z-20.0R15.0;车R15凹弧表面

N670G01X35.0Z-30.0;车¢35、¢30处锥面

N680G03X48.0Z-46.82R25.0;车R25凸弧表面

N690Z-52.5;车¢48外圆柱

N700G01Z-52.5;

N710G00X200.0Z100.0;

N720T0200M05;

N730M30;

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