数控车削加工工艺与编程.docx
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数控车削加工工艺与编程
第二章数控车削加工工艺与编程
第一节数控车削加工工艺基础
序号:
4
课题
课题一数控车削加工直观印象及主要加工对象
课时
2
目的要求
理解车削加工原理、了解车削加工的主要对象、培养对数控车削的直观印象。
知识点
车削加工原理、车削加工主要对象
关键点
数控车削加工直观印象、加工范围
教学进程
设计
1.展示数控车床外观图,请学生观察,了解数控车床的主要结构、基本功能,并分析车削的加工原理。
2.展示零件典型车削工艺加工过程,请学生观察,了解数控车削加工的主要对象。
3.教师启发学生思考,联系工厂实际加工过程,说明数控车床的基本功能,培养学生对数控车削的直观印象、学习兴趣。
4.总结,并说明数控车床在制造业的广泛应用。
教学方法
讲授、图例、概括(现场教学)
教具引用
网络资源
课后记述
参考链接
车床科普知识
主要内容:
一、数控车削的加工原理
数控车削的主运动是工件装卡在主轴上的旋转运动,配合刀具在平面内的运动加工出回转体零件。
二、车削加工的主要内容
1.数控车削加工包括端面、内外轮廓面、成形表面、螺纹、切断等工序的切削加工;
2.数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件;
3.车铣中心上可以实现车削和铣削的复合加工;
4.数控车削工艺灵活多变,其丰富的循环功能指令、各类刀具的选择,是学习的重点内容;
5.在数控车床和车削中心上加工的零件,一般采用手工编程,对具有复杂外轮廓的回转体零件可以采用自动编程。
三、数控车削加工的主要对象
1.加工精度要求高的零件
2.表面粗糙度要求好的零件
3.轮廓形状复杂的零件
4.导程有特殊要求的螺纹零件
小结
数控车削加工原理、主要加工对象、数控车床在制造业的广泛应用。
序号:
5
课题
课题二数控车削加工工艺的制定
课时
2
目的要求
理解零件图样的工艺分析方法、掌握常用车削加工工艺。
知识点
工艺、工序、加工顺序、进给路线、数控加工技术文件
关键点
车削加工工艺、数控加工技术文件
教学进程
设计
1.展示零件典型车削工艺加工过程,请学生观察,引入本次课程。
2.对零件图样的工艺分析。
3.举例说明工序的划分、加工顺序的确定、加工顺序的确定。
4.说明数控加工技术文件的编制。
5.总结。
教学方法
讲授、范例、探究(多媒体教学)
教具引用
网络资源
课后记述
参考链接
主要内容:
一、对零件图样的工艺分析
1.仔细阅读图样,明确加工内容;
2.详细了解零件图样所标注的几何尺寸、尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等技术要求;了解零件的材料、毛坯类型、生产批量等等,这些都是合理安排数控车削加工工艺中各基本参数的主要依据;
3.分析工件图样上尺寸标注方法是否适应数控加工的特点;
4.分析工件图样上几何元素的给定条件是否充分,要保证编程时的数值计算能顺利进行。
二、工序的划分
1.普通零件按工序集中的原则划分工序;
2.薄壁类零件按粗、精加工分序原则划分工序。
三、加工顺序的确定
1.先粗加工后精加工;
2.由近及远;
3.内外表面加工交叉进行;
4.最后加工槽、螺纹等表面。
四、进给路线的确定
1.最短的空行程路线;
2.最短的切削进给路线;
3.零件轮廓的精加工进给应连续进行;
4.切削螺纹的引入与超越;
5.切槽之后的退刀路线要合理。
五、填写数控加工技术文件
小结
数控车削加工工艺的制定方法、主要技术规程文件。
序号:
6
课题
课题三夹具、刀具的选择、装夹方式的确定
课时
2
目的要求
了解数控车床常用装夹工件的方法、刀具的选择
知识点
三爪卡盘、四爪卡盘、常用刀具
关键点
常用刀具的选择、使用
教学进程
设计
1.展示三爪卡盘、四爪卡盘、常用刀具外观图,或实物,请学生观察,了解其主要结构、基本功能。
2.数控车床上装夹工件的常用方法。
3.认识刀具。
4.选择刀具并试切。
教学方法
讲授、参观(现场教学)
教具引用
实物、图片
课后记述
参考链接
基于车削加工特征的刀具选择、可转位车刀片夹紧方式、可转位外圆车刀
主要内容:
一、数控车床上装夹工件的常用方法。
1.用三爪卡盘装夹工件;
2.用三爪卡盘和顶尖装夹工件;
3.用四爪单动卡盘装夹工件;
4.其它的装夹方法。
二、刀具的选择
1.数控车床常用刀具;
2.刀片的编号;
3.刀片的夹紧方式;
4.刀片的形状;
5.刀片的其它参数;
6.刀片材料的选用。
小结
说明三爪卡盘装夹方法、其它的装夹方法、数控车床常用刀具的使用。
序号:
7
课题
实验一切削用量及其试验
课时
2
目的要求
了解切削用量的确定方法。
知识点
背吃刀量、切削速度(转速)、进给量(进给速度)
关键点
切削用量的确定
教学进程
设计
1.展示零件典型车削工艺加工过程,说明切削用量三要素的作用。
2.背吃刀量的确定。
3.主轴转速的确定。
4.进给量(进给速度)的确定
5.总结。
教学方法
实验法(现场教学)
教具引用
数控车床
课后记述
参考链接
车削加工的切削速度
主要内容:
数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、切削速度vc和进给量f。
选择切削用量时,应该在切削系统强度、刚性允许的条件下充分利用机床功率,最大地发挥刀具的切削性能。
所选取的数值要在机床给定的切削参数允许范围内,同时要使主轴转速、背吃刀量和进给量三者都能相互适应,形成最佳的切削效果。
具体的原则是:
粗车时,在考虑加工经济性的前提下以提高生产率为主;半精车和精车时,在保证工件加工精度和表面粗糙度的前提下兼顾提高加工效率。
一、背吃刀量的确定。
根据机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统刚度来确定背吃刀量ap。
在工艺系统刚度允许的情况下,应以最少的进给次数切除加工余量,以提高加工效率。
当零件的加工精度要求较高时,需要保留0.2~0.5mm的单边精车余量。
二、主轴转速的确定
依据机床的性能、被加工零件的材料和刀具允许的切削速度,查阅相关的数控加工切削用量资料,选取切削速度。
在确定了切削速度vc(m∕min)之后,根据工件直径D用下面的公式便可计算出主轴转速n(r∕mim)。
式中,D是工件直径,单位为mm。
三、进给量(进给速度)的确定
在确定进给量时,要考虑被加工零件的加工精度和表面粗糙度要求、刀具及工件的材料等因素,在保证加工表面质量要求的前提下,可选择较大的进给量,以提高加工效率。
四、实验验证
具体步骤和方法见实验指导书。
小结
说明切削用量的作用、填写实验报告单。
第二节数控车床的程序编制
序号:
8
课题
课题四数控车床的坐标系统
课时
2
目的要求
理解数控车床的坐标系统定义、设定方法。
知识点
坐标、坐标系
关键点
数控车床的坐标系统
教学进程
设计
1.展示数控车床外观图(动画),请学生观察,说明坐标、坐标系的概念。
2.数控车床的编程特点。
3.数控车床的坐标系统。
4.总结,并说明机床坐标系的重要作用。
教学方法
讲授、图例(多媒体教学)
教具引用
网络资源
课后记述
参考链接
浅谈数控车床坐标系
主要内容:
一、数控车床的编程特点
1.可以采用绝对坐标编程、增量坐标编程,或混合编程。
2.X轴的脉冲当量取为Z轴脉冲当量的一半。
3.X坐标一般以工件的直径值表示。
4.固定循环,可以实现多次重复循环切削。
5.具备刀尖半径补偿功能。
二、数控车床的坐标系统
1.机床坐标方向的规定
卧式数控车床的刀架结构有前置和后置两种。
数控车床的主轴轴线方向作为Z轴,其正方向为刀具远离工件的方向,X轴位于与工件安装面平行的水平平面内,垂直于主轴轴线方向,刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向。
2.机床坐标系
机床坐标系是用来确定工件坐标的基本坐标系。
机床原点:
机床原点为机床上的一个固定点。
数控车床将其定义在主轴旋转轴线与卡盘后端面的交点上。
机床参考点:
数控车床的参考点是刀架相对于机床原点沿X、Z轴正向退至极限的一个固定点,其位置分别由X向与Z向的机械档块来确定,且机床在出厂之前由制造商采用精密测量方法确定。
3.工件坐标系的设定
工件原点又称为程序原点。
工件原点要尽量选择在工件图样的设计基准上,同时要便于编程计算
设定工件坐标系有两种方法,一种是以G50的方式,另一种是以G54~G59的方式,用50设定工件坐标系是数控车削常用的方法。
G50是一个非运动指令,只起预置寄存数据的作用,一般放在零件加工程序的第一个程序段位置上,其指令格式为:
G50X__Z__;
小结
强调数控车床的编程特点、说明机床坐标系的重要作用。
序号:
9
课题
实验二基本编程指令
课时
2
目的要求
掌握G00、G01、G02、G03的编程方法。
知识点
G00、G01、G02、G03
关键点
指令格式、G02、G03的编程
教学进程
设计
1.快速定位指令(G00)。
2.直线插补指令(G01)。
3.圆弧插补指令(G02、G03)。
4.主轴速度控制指令(G96,G97,G50)
5.总结、填写实验报告单。
教学方法
实验法(现场教学)
教具引用
数控机床
课后记述
参考链接
主要内容:
一、快速定位指令(G00)
该指令命令刀具以点定位控制方式从当前所在点快速运动到指令给出的目标位置;它只是快速定位,而无运动轨迹要求。
1.指令格式:
G00X(U)_Z(W)_;
其中X、Z为目标点坐标,U、W为增量坐标编程方式。
2.编程并运行。
二、直线插补指令(G01)
该指令命令刀具在两坐标点间以插补联动方式按指令的F进给速度作任意斜率的直线运动。
1.指令格式:
G01X(U)_Z(W)_F_;
其中X、Z为目标点坐标,U、W为增量坐标编程方式;F为切削进给速度,单位为mm∕r。
2.编程并运行。
三、圆弧插补指令(G02、G03)
该指令命令刀具在XZ坐标平面内,按指定的F进给速度进行圆弧插补运动,切削出圆弧轮廓。
G02为顺时针圆弧插补指令,G03为逆时针圆弧插补指令。
1.指令格式:
G02X(U)_Z(W)_I_K_F_;或G02X(U)_Z(W)_R_F_;
G03X(U)_Z(W)_I_K_F_;或G03X(U)_Z(W)_R_F_;
其中X、Z为圆弧终点坐标;I、K为圆弧中心的坐标,R为圆弧半径
2.顺时针圆弧与逆时针圆弧的判别方法
在使用G02或G03指令之前,要正确判别刀具在加工零件时是按顺时针路径作圆弧插补运动,还是按逆时针路径作圆弧插补运动。
在X—Z平面内向Y轴的负方向看去,刀具相对工件进给的方向顺时针为G02,逆时针为G03。
b为前置刀架的情况;加工同一段圆弧时,前置刀架的数控车床所使用的圆弧插补指令G02(G03)与后置刀架的数控车床恰好相反。
3.编程并运行。
四、主轴速度控制指令(G96,G97,G50)
五、实验验证
具体步骤和方法见实验指导书。
小结
强调基本编程指令的作用、填写实验报告单。
序号:
10
课题
课题五数控系统的功能介绍
课时
2
目的要求
了解常用G功能、M功能、S、F、T功能的作用。
知识点
G功能、M功能、S、F、T功能
关键点
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- 数控 车削 加工 工艺 编程
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