數(shù)控車床項目七-工學(xué)結(jié)合產(chǎn)品的加工案例課件

1、數(shù)控車削加工與實訓(xùn)一體化教程項目七工學(xué)結(jié)合產(chǎn)品的加工案例 通過本項目內(nèi)容的學(xué)習(xí),會進行實際產(chǎn)品工件的加工工藝分析,能夠制訂產(chǎn)品的裝夾方案與檢測辦法,會進行零件程序的編寫與調(diào)試,會操作數(shù)控車床加工出合格的產(chǎn)品。 1.掌握典型軸類零件的加工方案與數(shù)控加工程序的編寫。2.掌握典型盤套類零件的加工方案與數(shù)控加工程序的編寫。3.掌握數(shù)控機床的基本操作。本任務(wù)為小批量試制加工圖7-1所示的帶輪。加工人員須認(rèn)真分析零件圖樣,選擇合適的數(shù)控刀具,擬訂合理的走刀路線,制訂完善的加工方案,最后完成對工件加工質(zhì)量的檢測與分析。任務(wù)一帶輪的加工圖7-1帶輪 1.能分析帶輪的形狀特點。2.會分析產(chǎn)品的加工要點,制訂帶輪

2、的加工方案。3.制訂帶輪加工的走刀路線,完成數(shù)控加工程序的編制,使用子程序調(diào)用功能優(yōu)化程序。4.操作數(shù)控車床,完成帶輪的數(shù)控加工。5.制訂檢測方案,完成帶輪的加工質(zhì)量檢測。 圖7-1所示的帶輪的加工包含了成形槽、外圓及臺階孔的加工。工件加工要求較高,制訂加工工藝時還應(yīng)注意槽加工與外圓加工的次序合理安排,采用內(nèi)、外,粗、精加工交替進行。1.零件圖樣分析帶輪如圖7-1所示,該零件的輪廓由外圓柱面、V形槽和孔等構(gòu)成。零件材料為45鋼,外圓尺寸精度要求各處外徑公差在IT7IT8級,總長要求為500.1mm,V形槽表面對孔軸線的跳動為0.04mm。其中,鍵槽部分無法在數(shù)控車床上加工。2.選擇刀具零件外圓

3、和端面的加工均采用93外圓車刀,內(nèi)孔的加工采用一把內(nèi)孔車刀,V形外槽的加工使用車槽刀,刀寬4mm。3.確定裝夾方案、工件原點、基本加工過程(1)裝夾方案工件毛坯為75mm55mm的鋼件,為保證V形槽對內(nèi)孔軸線的跳動公差,內(nèi)孔與外槽的加工要在一次裝夾的情況下加工完成,所第次裝夾選擇用自定心卡盤夾住工件(毛坯)的左端,先加工工件右端50mm外圓,預(yù)鉆內(nèi)孔,并進行孔的粗車。第次裝夾選擇夾工件的右端50mm外圓,加工工件的左端面保證總長要求,粗精車工件外輪廓、外槽,精車內(nèi)孔及內(nèi)孔倒角。(2)工件原點以右端面與軸線交點為工件原點建立工件坐標(biāo)系(采用試切對刀建立)。 1.準(zhǔn)備工作材料的準(zhǔn)備見表7-1,設(shè)備

4、的準(zhǔn)備見表7-2,數(shù)控加工刀具的準(zhǔn)備見表7-3,工具、量具的準(zhǔn)備見表7-4。表7-1材料的準(zhǔn)備表7-2設(shè)備的準(zhǔn)備表7-3數(shù)控加工刀具的準(zhǔn)備表7-4工具、量具的準(zhǔn)備要求學(xué)生在準(zhǔn)備工具、量具、刀具的過程中始終貫徹7S規(guī)范管理。2.制訂工序卡片根據(jù)帶輪的加工工藝分析結(jié)果制訂工藝卡片,見表7-5。表7-5數(shù)控加工工藝卡片表7-5數(shù)控加工工藝卡片3.編寫數(shù)控加工程序根據(jù)加工工藝過程,使用廣數(shù)GSK980TD系統(tǒng)規(guī)定的程序語句,編寫零件的數(shù)控加工程序,見表7-6,表7-7和表7-8。表7-6零件的數(shù)控加工程序表7-6零件的數(shù)控加工程序表7-6零件的數(shù)控加工程序表7-7零件的數(shù)控加工程序表7-7零件的數(shù)控加

5、工程序表7-7零件的數(shù)控加工程序本程序加工完后的工件如圖7-2所示。圖7-2完成加工的工件表7-8零件的數(shù)控加工程序1.相關(guān)工藝知識(1)V形成形槽的加工方案1)V形槽加工方案(1)。先用直槽刀先切出直槽,再用直槽刀沿槽側(cè)進給,切削成形輪廓。此加工方案的加工精度較高但加工效率偏低,方案如圖7-3所示。圖7-3V形槽加工方案(1)圖7-4V形槽加工方案(2)2)V形槽加工方案(2)。先用直槽刀切出底槽,再用成形刀修整左右兩側(cè)輪廓。方案如圖7-4所示。加工精度取決于刀具切削刃的精度,該方案的加工效率較高。由于本任務(wù)加工的V形槽精度要求較高,故選擇加工方案(1)加工,確定走刀路線。(2)刀具的選擇及

6、刀位點的確定切槽及切斷車刀一般有三個刀位點,即左刀位點、右刀位點和中心刀位點,如圖7-5所示。為方便對刀和編程,本任務(wù)的車槽刀選擇左刀位點。圖7-5切槽刀的刀位點2.相關(guān)編程知識(1)子程序的定義在被加工零件中,如果出現(xiàn)大小、形狀完全相同的幾何輪廓,在編制數(shù)控加工程序時,由于走刀路線完全相同而被編制成完全相同的重復(fù)的程序段。這些完全相同的程序段使程序的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜,占用了很大的存儲空間。為簡化程序結(jié)構(gòu),減少不必要的重復(fù)編程,提高存儲空間的有效利用率,常常將這些描述相同的輪廓的程序段編成單獨的固定的程序,并單獨命名。這組單獨的程序段就稱為子程序。(2)子程序的調(diào)用與返回指令格式:M98 P指令說

7、明:M98為子程序調(diào)用字。P后面前4位“”為調(diào)用次數(shù)(19999),調(diào)用1次時,可不輸入。P后面后4位“”為被調(diào)用的子程序號(00009999)。當(dāng)調(diào)用次數(shù)未輸入時,子程序號的前導(dǎo)0可省略。當(dāng)輸入調(diào)用次數(shù)時,子程序號必須為4位數(shù)?！纠?-1】簡述M98P20123;的含義。答:表示重復(fù)調(diào)用“O0123”子程序兩次。圖7-6子程序的結(jié)構(gòu)和執(zhí)行過程在主程序中,通過M98指令進行子程序調(diào)用,最多可以調(diào)用9999次。在多次調(diào)用子程序時,一定要在子程序中考慮通過增量實現(xiàn)Z方向的定位。子程序的結(jié)束通過在子程序中的M99指令返回主程序中M98指令的下一程序段繼續(xù)完成主程序的運行。子程序的程序名、程序段結(jié)構(gòu)和

8、主程序的相同,編輯方法相同。從主程序調(diào)用子程序的執(zhí)行順序如圖7-6所示。(3)子程序的嵌套子程序可以被主程序調(diào)用,被調(diào)用的子程序也可以調(diào)用自己的子程序,稱為嵌套。GSK980TD最多可以調(diào)用四重子程序,即可以在子程序中調(diào)用其他子程序,如圖7-7所示。圖7-7子程序的嵌套3.零件的檢測方法1)帶輪零件的外圓和長度等尺寸的測量可選擇游標(biāo)卡尺、千分尺、深度游標(biāo)卡尺等量具。2)由于帶輪V形槽的開口角度較小,所以應(yīng)選擇專門的角度樣板進行檢測。檢測時,樣板要對準(zhǔn)槽的中心位置,根據(jù)間隙情況判斷角度誤差。表面粗糙度可使用粗糙度樣板對比測定。圖7-8跳動公差的檢驗3)帶輪槽側(cè)面的徑向圓跳動公差的檢測,可采用兩頂

9、尖(可以在數(shù)車上進行)及百分表進行。如圖7-8所示,在槽的右側(cè)或左側(cè)面布置百分表檢測點,測針的方向位于槽側(cè)面的法向,手動將工件和測量芯軸一起旋轉(zhuǎn)至少一周,讀取百分表示值的最大差值即為實測的徑向圓跳動誤差。 1.對帶輪加工后存在的質(zhì)量問題進行分析討論。2.討論并進一步優(yōu)化帶輪加工的工藝方案。 本任務(wù)為小批量試制加工圖7-10所示的連接軸。加工人員須認(rèn)真分析零件圖樣,選擇合適的數(shù)控刀具,擬訂合理的走刀路線,制訂完善的加工方案。最后完成對工件加工質(zhì)量的檢測與分析。任務(wù)二連接軸的加工圖7-10連接軸 1.能分析連接軸產(chǎn)品的形狀特點。2.會分析連接軸的加工要點,制訂連接軸的加工方案。3.制訂連接軸加工的

10、走刀路線,完成其數(shù)控加工程序的編制。4.操作數(shù)控車床,完成連接軸的數(shù)控加工。5.選擇量具,完成連接軸的加工質(zhì)量檢測。 連接軸如圖7-10所示,其加工包含了外圓、端面、螺紋和圓錐等的加工。工件中的鍵槽和4個8mm孔無法在數(shù)控車床上完成加工,故安排在鉆床和銑床上進行。1.零件圖樣分析圖7-10所示連接軸的輪廓由外圓柱面、錐面、螺紋和端面等構(gòu)成。零件材料為45鋼,外圓尺寸精度要求各處外徑公差在IT7IT8級,外圓錐面的面粗糙度要求Ra1.6m,總長要求為1040.15mm。2.選擇刀具零件外圓和端面的加工均采用93外圓車刀,螺紋的加工選擇一把數(shù)控螺紋刀,外槽加工選擇一把刀寬為3mm的車槽刀。3.確定

11、裝夾方案、工件原點、基本加工過程(1)裝夾方案工件毛坯為80mm110mm的鋼件,第次裝夾外圓毛坯,在工件一端先車出一工藝臺階。第次裝夾工件掉頭,夾持毛坯左端,平右端面,鉆中心孔。第次裝夾采用一夾一頂?shù)姆绞綂A持工件,加工工件右端的各處外圓、外溝槽、螺紋及倒角倒圓等。第次裝夾,工件掉頭夾持32mm外圓,加工工件左端的內(nèi)凹端面、外錐面和外圓等。(2)工件原點以工件端面與軸線交點為工件原點建立工件坐標(biāo)系(采用試切對刀建立)。 表7-12材料的準(zhǔn)備1.準(zhǔn)備工作材料的準(zhǔn)備見表7-12,設(shè)備的準(zhǔn)備見表7-13,數(shù)控加工刀具的準(zhǔn)備見表7-14,工具、量具的準(zhǔn)備見表7-15。表7-13設(shè)備的準(zhǔn)備表7-14數(shù)控

12、加工刀具的準(zhǔn)備表7-15工具、量具的準(zhǔn)備要求學(xué)生在準(zhǔn)備工具、量具、刀具的過程中始終貫徹7S規(guī)范管理。2.制訂工序卡片根據(jù)之前連接軸的加工工藝分析結(jié)果制訂工藝卡片,見表7-16。表7-16數(shù)控加工工藝卡片表7-16數(shù)控加工工藝卡片3.編寫數(shù)控加工程序根據(jù)前面所制訂的加工工藝過程,使用廣數(shù)GSK980TD系統(tǒng)規(guī)定的程序語句,編寫零件的加工程序,見表7-17和表7-18。表7-17數(shù)控加工程序表7-17數(shù)控加工程序表7-17數(shù)控加工程序表7-17數(shù)控加工程序表7-18數(shù)控加工程序表7-18數(shù)控加工程序表7-18數(shù)控加工程序本程序加工完后的工件如圖7-11所示。圖7-11完成加工的工件4.加工操作步驟

13、按照表7-19的所列的操作流程,操作數(shù)控車床,完成連接軸的加工。表7-19數(shù)控車床加工操作流程表7-19數(shù)控車床加工操作流程 1.軸類零件的裝夾與定位(1)在自定心卡盤上車削軸類工件自定心卡盤能自動定心,工件裝夾后一般不需找正,裝夾力較單動卡盤小。自定心只限于裝夾圓棒、六角棒等形狀規(guī)則件,若工件伸出卡盤較長,則需找正。(2)兩頂尖裝夾工件對較長的或必須多次裝夾的軸類工件,或工序較多,車削后還要銑削和磨削的軸,可采用兩頂尖間裝夾,如圖7-12所示,以保證每次裝夾的精度。由于裝夾力不大,一般用于軸的半精加工和精加工。圖7-12兩頂尖裝夾(3)一夾一頂裝夾工件由于兩頂尖裝夾剛性較差,因此在車削軸類零件,尤其是較重的工件時,常采用一夾一頂裝夾。為防止工件的軸向移動,須在卡盤內(nèi)裝一限位支撐,如圖7-13所示,或利用工件的臺階作限位,如圖