外轮廓零件加工.docx

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外轮廓零件加工

教案

课题

外轮廓零件加工1

备注

授课

课时

4

课型

理实

一体化

教具

黑板+软件

准备

教具

清点

学生

教学

目标

1、了解外轮廓零件的数控车削工艺，正确选用工、夹、量、刀具；

2、掌握数控程序的基本结构，正确运用编程指令编制外轮廓零件数控加工程序；

3、掌握数控车床的操作流程，培养操作技能和文明生产的习惯。

教学

要求

1、掌握外轮廓零件的编程，并能完成外轮廓零件的工艺分析及加工；

2、会对零件进行精度检测；

教学

容

1、零件公差与加工精度控制；

2、程序结构及常用指令代码；

3、外轮廓零件的加工工艺；

4、端面、阶梯轴编程与加工；

教学

过程

导入新课：

零件的加工质量包括加工精度和表面质量。

其中加工精度有尺寸精度、形状精度和位置精度，表面质量的指标有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、残余应力的性质和大小。

表面质量的主要指标是表面粗糙度。

尺寸精度：

加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。

同一基本尺寸的零件，公差值的大小就决定了零件的精确程度，公差值小的，精度高，公差值大的，精度低。

形状精度：

指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。

位置精度：

指加工后零件有关表面之间的实际位置精度差别。

相互关系：

形状误差控制在位置公差，位置误差又应小于尺寸公差。

即精密零件或零件重要表面，其形状精度要求应高于位置精度要求，位置精度要求应高于尺寸精度要求。

表面粗糙度：

表面粗糙度是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、耐磨性、抗腐象征性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性

补充公差相关知识

教学

过程

质和外观等都不得有影响。

Ra：

轮廓的平均算术偏差，取样长度L围，补测轮廓线上各点至基准线的距离的算术平均值。

Ry：

轮廓最大高度，即在取样长度L轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离。

Rz：

就是在基本测量长度围，自被测轮廓上五个最高点至五个最低点的平均距离，

※Ra数值愈小，零件表面愈趋平整光滑；Ra的数值，零件表面愈粗糙。

尺寸公差标注：

理论结合实际使用

教学

过程

形状/位置公差种类：

形状公差标注：

读懂图纸必备

教学

过程

位置公差标注

：

识图练习

教学生如何将理论知识用于实际加工

教学

过程

表面粗糙度标注：

读懂图纸必备

教学

过程

尺寸精度检验：

常用游标卡尺、百分尺等来检验。

若测得尺寸在最大极限尺寸与最小极限尺寸之间，零件合格。

若测得尺寸大于最大实体尺寸，零件不合格，需进一步加工。

若测得尺寸小于最小实体尺寸，零件报废。

形状精度的检验：

通常用直尺、百分表、轮廓测量仪等来检验。

位置精度的检验：

常用游标卡尺、百分表、直角尺等来检验。

加工精度主要用于生产产品，加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。

加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高；加工误差用数值表示，数值越大，其误差越大。

加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。

公差等级从IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20个，其中IT01表示的话该零件加工精度最高的，IT18表示的话该零件加工精度是最低的，IT7、IT8是加工精度中等级别。

加工精度：

实际零件的形状、尺寸和理想零件的形状、尺寸相符合程度。

读懂图纸必备

实际生产必备知识

教学

过程

加工误差：

零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的偏离程度。

加工误差的大小反映了加工精度的高低。

误差越大加工精度越低，误差越小加工精度越高。

公差：

零件加工过程钟允许产生的误差。

加工误差的大小由零件的实际测量的偏离量来衡量，而加工精度的高低由公差等级或者公差值来衡量，并由加工误差的大小来控制。

一般来说，只有加工误差小于公差时才能保证加工精度。

误差控制与纠正措施：

试切法调整：

通过试切—测量—调整刀具的吃刀量—走刀切削—再试切，如此反复直至达到所需尺寸。

调整法通过预先调整好机床、夹具、工件和刀具的相对位置获得所需尺寸。

此法生产率高，主要用于大批大量生产。

程序结构及常用指令代码

数控机床自动加工过程中，机床的每一个动作都由加工程序用指令方式事先予以规定，这类指令有准备功能G、辅助功能M、刀具功能T、主轴功能S和进给功能F等。

由于目前数控系统和数控机床种类较多，同一G指令或同一M指令其含义不一定完全相同，甚至完全不同。

程序组成

数控加工程序的组成形式，与采用的数控系统不同而略有不同。

现在的数控系统中，其加工程序可分为主程序和子程序。

但不论是主程序还是子程序，每一个程序都是由若干个程序段组成；程序段又是由一个或若干个程序字组成，它表示数控机床为完成某一特定动作而需要的全部指令。

程序结构

一个完整的加工程序必须包括程序名、程序容和程序结束指令三部分。

例如：

O0004；----------------------------------------------程序名

N10G00X100.Z100.T0101；

N20M03S600；

N30G01X0Z0F0.3；程序容

…

N90M30；--------------------程序结束指令

编程基础

教学

过程

FANUC-0i系统常用准备功能G指令及功能

G指令

组

别

功能

G指令

组

别

功能

★G00

01

快速点定位

G67

12

宏程序模态调用取消

G01

直线插补

G70

00

精车循环

G02

顺时针圆弧插补

G71

外圆粗车复合循环

G03

逆时针圆弧插补

G72

端面粗车复合循环

G04

00

暂停

G73

固定形状粗车复合循环

G20

06

英制尺寸

G74

端面深孔钻削复合循环指令

★G21

米制尺寸

G75

切槽循环

G32

01

螺纹切削

G76

螺纹切削复合循环

★G40

07

取消刀具半径补偿

G90

02

外径（径）切削循环

G41

刀尖圆弧半径左补偿

G92

螺纹切削固定循环

G42

刀尖圆弧半径右补偿

G94

端面切削固定循环

G50

00

设坐标系或主轴最高转速限制

G96

05

恒线切削控制有效

★G54～G59

14

工件坐标系选择

★G97

恒线切削控制取消

G65

00

宏程序调用（A型）

G98

11

每分进给

G66

12

宏程序模态调用（A型）

★G99

每转进给

FANUC-0i系统常用辅助功能M指令及功能

M指令

功能

M指令

功能

M00

程序暂停

*M10

车螺纹斜退刀

M01

选择停止

*M11

车螺纹直退刀

M02

程序结束

*M12

误差检测

M03

主轴正转

*M13

取消误差检测

M04

主轴反转

*M19

主轴准停

M05

主轴停止

M30

程序结束并返回起点

M08

切削液打开

M98

调用子程序

M09

切削液停止

M99

子程序结束

编程基础

教学

过程

外圆与端面加工

数控车床常加工回转体类零件，其外表面多为外圆和端面加工，是零件加工的基本步骤和前期工步。

快速点定位指令G00

G00指令是命令刀具从当前点快速运动到目标点位置，只要求点到点之间的准确定位，无运动轨迹要求，且无切削加工过程。

G00指令格式为：

终点相对起点的增量坐标

G00X（U）Z（W）；

终点绝对坐标

注意：

（X、Z）是指终点在工件坐标原点的坐标值；而（U、W）则是指终点相对于运动起点的坐标值，即U=X终点-X起点，W=Z终点-Z起点，U、W的正负由终点坐标减起点坐标的正负号决定。

例如：

如图1-6所示，刀具快速从B（100,100）点运动到A（60,20）点，程序段编制如下：

绝对值编程为：

G00X60.Z20.；

增量值编程为：

G00U-40.W-80.；

注意：

1G00的运动终点不能直接设在工件上，而应设在工件外，防止碰刀。

②G00的运动轨迹并不一定为一条直线，而有可能

为折线，使用时要注意刀具与是否和工件干涉，以免发生意外。

③G00运动速度不能用F指令指定，而是由数控厂家设定，快速运动速度一般为3000mm/min，用户不允许随便改动，但可借助操作面板上的快速倍率开关来进行调整。

④G00一般用于切削加工前的快速定位或加工后的快速退刀。

直线插补指令G01

G01指令是命令刀具按指定的F进给速度做任意斜率的直线运动，属于实际切削指令，运动路线为刀具运动起、终点之间的连线。

编程基础

教学

过程

G01指令格式为：

终点相对起点的增量坐标

G01X（U）Z（W）F；

终点绝对坐标进给速度

例如：

如图1-7所示，刀具以工进速度从A（100,100）点运动到B（60,20）点，则程序段编制如下：

绝对值编程为：

G01X60.Z20.F0.3；

增量值编程为：

G01U-40.W-80.F0.3；

例1：

加工如图所示零件，编制轮廓精加工程序。

图

分析：

由于精加工程序在编制过程中，只需沿零件轮廓编程，因此，只需计算出各基点（几何素线的交点）的坐标值即可，其加工程序如下：

O0001；程序名

N10G00X100.Z100.T0101；快速运动到程序起点，换1号精车刀

N20M03S1000；主轴正转，转速为1000r/min

N30G00X60.Z2.；快速运动到精车进刀点

N40G01X60.Z-20.F0.1；精车Ф60外圆

N50GO1X80.Z-50.；精车圆锥面

N60Z-70.精车Ф80外圆

N70X90.；沿Ф85外圆右端面切出

N80G00X100.Z100.；快速退刀至换刀点

N90T0100；取消1号刀刀补

N100M30；主程序结束并返回程序开始

编程实例讲解

注意：

①G01指令格式中，若省略X（U），则表示为圆柱面加工；若省略Z（W），则表示为端面加工。

②进给速度由F指令决定；F指令也是模态指令，可由G00取消；程序中F指令的进给速度在没有新的F指令前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。

程序中第一条切削加工程序段中必须含有F指令，否则机床认为进给速度为零，不运动。

课堂练习

课后作业

1、查询目前世界新材料以及先进的加工刀具有哪些？

2、背诵FANUC系统常用G指令格式与用法。

授课心得