成形面类零件加工Word文件下载.docx
《成形面类零件加工Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《成形面类零件加工Word文件下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
并能进行成形面类零件的加工工艺分析、编程与模拟仿真。
教学方法
总体方法：
任务驱动法
具体方法：
讲述法、引导文法、小组讨论法、示范教学法
学时、教具和课前准备
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。
课前准备：
到实训工厂去看看成形面类零件的数控加工。
教学过程
一、项目提出
图4-1成形面类零件图
图4-2成形面类零件三维效果图
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法。
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，因此要掌握如下知识：
1.顺时针圆弧插补、逆时针圆弧插补方向的判断和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、尺寸控制及检验方法；
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G02、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、逆方向的判断
沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向向负方向看去，刀具相对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设定圆心相对于圆弧起点的（增量）坐标。
（3）R用于设定圆弧半径，不与I，K同时使用。
常见的有两种情况：
①当圆弧不大于180°
时，R取正值，即“﹢R”；
②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、制定计划
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、尺寸控制方法及检验。
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，使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，否则加工时会发生干涉现象。
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
2
卡盘扳手
副
3
刀架扳手
4
垫刀片
块
若干
5
划线盘
量具
游标卡尺
0～150mm
0.02mm
把
千分尺
0～25mm
25～50mm
0.01mm
各1
半径样板
R1mm～R6.5mm
套
表面粗糙度样板
刀具
外圆粗车刀
90°
外圆精车刀
切槽刀
4mm
2．加工工艺路线
本零件台阶面单向递增，宜采用一次装夹车削，然后切断。
凸圆弧面粗加工余量不均匀，应采用相应解决方法，生产中常用车锥法（斜线法）和车圆法（同心圆法）。
①车锥法即用车圆锥的方法切除圆弧毛坯余量，加工路线不能超过A、B两点的连线，否则会伤到圆弧的表面。
此种方法适用于圆心角小于90°
的圆弧。
②车圆法即用不同半径的圆切除毛坯余量，车刀空行程时间较长，常用于圆心角大于90°
这里使用G71指令，凸圆弧采用车锥法车削，中间圆弧采用车圆法粗车。
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）
粗加工外轮廓，留0.4mm精车余量
T01
1～2
0.2
600
精加工外轮廓至尺寸
T02
0.1
800
切断工件控制总长
T03
0.08
400
（二）编制参考加工程序
1．建立工件坐标系
根据工件坐标系建立原则，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。
基点坐标可采用CAD软件查询方法获得，具体坐标见表4-2。
表4-3基点坐标
基点
坐标（X，Z）
P1
（13.979，-7）
P6
（20.976，-41.521）
P2
（13.979，-12）
P7
（20.976，-50.52）
P3
（16.479，-12）
P8
（23.976，-50.52）
P4
（18.479，-13）
P9
（27.976，-50.52）
P5
（18.479，-18.796）
P10
（27.976，-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
G40G99M03S600F0.2
取消刀尖半径补偿，绝对坐标编程，转速为600r/min，进给速度为0.2mm/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
G71P50Q160U0.3W0.1
N50
G00X0
轮廓精加工程序段
N60
G03X13.979Z-7
N70
G01Z-12
N80
X16.949
N90
X18.479Z-13
N100
Z-18.976
N110
G03X20.976Z-41.521
N120
G01Z-50.52
N130
X23.976
N140
G03X27.976Z-52.52
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
M03S800F0.1
精加工转速为800r/min
N210
G70P50Q160
调用精加工循环，精加工
N220
G00X100Z100
N230
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
G01X0F0.08
切断
N280
X36F0.3
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）加工准备
（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T01、外圆精车刀T02、切断刀T03分别装在刀架的1、2、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，或拷贝到计算机后再调出。
（五）对刀
外圆精车刀采用试切法（车端面、车外圆）进行对刀，并把操作得到的数据输入到T02号刀具补偿中；
外圆粗车刀和切断刀对刀时，分别将刀位点移至工件右端面和外圆处进行对刀操作，并把操作得到的数据输入到T01、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，观察程序运行情况；
若按图形显示键再按循环启动键，可进行轨迹仿真，观察加工轨迹。
空运行结束后，使空运行及机床锁住功能复位，机床重新回参考点。
（七）零件自动加工及尺寸控制
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。
2．零件加工过程中尺寸控制
外圆及长度尺寸通过设置刀具磨损量控制，首件加工采用试切和试测方法控制尺寸精度。
具体做法：
当程序运行到N180程序段时，停车测量精加工余量；
根据测量结果设置外圆精车刀T02的磨损量，避免因对刀不精确而使精加工余量不足出现缺陷。
然后运行精加工程序到N230程序段时，停车测量；
根据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，直到达到尺寸要求为止。
圆弧面形状及尺寸通过设置刀尖半径补偿、装夹刀
升级会员 