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1、（中职）数控车削编程与操作加工实训教程项目十二非圆二次曲线类零件的编程及车削加工电子课件项 目 十 二 非目 十 二 非 圆 二 次 曲二 次 曲 线 类 零 件 的零 件 的 编 程 及程 及车 削 加 工削 加 工工作任务描述工作任务描述1.加工零件项目工作任务名称：非圆二次曲线类零件的编程及车削加工2.零件类型描述（新课导入）：该零件属于较简单的非圆二次曲线轴类零件，是使用数控车床加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较高的基本零件之一3.任务内容描述：已知毛坯材料为LY150，毛坯尺寸为45mm100mm的棒料。制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真软件上进行虚拟操作加工，
2、最后在数控车床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价学习目标学习目标1.掌握带非圆二次曲线轴加工阶梯轴零件加工工艺制定方案2.掌握带非圆二次曲线类零件编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工3.能将零件正确安装在三爪卡盘上4.能将外圆车刀正确安装在刀架上5.正确摆放操作加工所需工具、量具6.能按操作规范合理使用CK6140卧式数控车床，并完成螺纹加工阶梯轴零件的7.能正确使用游标卡尺、R规对带非圆二次曲线类零件进行检测8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析学习内容学习内容1.根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工顺序，并填入相应的卡片中2.合理选择适合该零件加工的刀具，并完
3、成相应卡片的填写3.合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相应卡片的填写4.合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线，并完成相应卡片的填写5.根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的尺寸链计算6.根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟及实际操作加工7.正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写学习环节学习环节1.制定工艺方案2.编制程序、仿真操作加工3.实际操作加工4.零件检测5.学习评价学习环节一：制定工艺方案学习环节一：制定工艺方案1.分析零件图工艺信息分析零件图工艺信息 教师布置工作项目，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表教师布置工作项目，
4、学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表班级姓名学号成绩零件图号C12-01零件名称非圆二次曲线类零件分析内容分析理由形状、尺寸大小该零件的加工面由端面、外圆柱面、倒角面、台阶面及二次曲线组成组成。形状比较简单，是较典型的短轴类零件。因此，可选择现有设备CK6140刀具可选1把外圆车刀即可完成。结构工艺性该零件的结构工艺性好，便于装夹、加工。因此，可选用标准刀具进行加工。几何要素、尺寸标注该零件轮廓几何要素定义完整，尺寸标注符合数控加工要求，有统一的设计基准，且便于加工、测量。精度、表面粗糙度该零件外圆柱面及椭圆面，尺寸精度要求较高，其中外圆柱面尺寸公差等级为IT12-IT13
5、级，图中未注尺寸公差按IT12级处理。该零件表面质量要求最高为Ra3.2,其余为不加工表面。由于该零件精度和表面质量要求不太高。因此，可考虑采用以下加工方案：粗车半精车加工外圆材料及热处理该零件所用材料LY150为高合金硬铝，硬度为105HB，加工性能等级代号为2，属易切削金属材料。因此，选硬质合金或涂层刀具材料均可，在加工时不宜选择过大的切削用量，切削过程中可不加冷却液。其它技术要求该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排1450的倒角。生产类型、定位基准该零件生产类型为单件生产，因此，要按单件小批生产类型制定工艺规程。由于该零件生为单件生产，因此，定位基准可选在外圆表面。学生资讯记录：学生
6、资讯记录：2.确定加工顺序确定加工顺序小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表班级姓名学号成绩零件图号零件名称使用设备场地C12-01非圆二次曲线类零件CK6140数控车床数控加工实训中心程序编号O0013零件材料LY150数控系统HNC-21T工步序号工步内容确定理由量具选用备注名称量程1车端面车平端面，建立长度基准，保证工件长度要求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。0.02mm游标卡尺0-150mm手动2粗车各外圆表面较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求。0.02mm游标卡尺0-150mm自动3精车各外圆表面保证零
7、件加工精度，按图纸尺寸，一刀连续车出零件轮廓。0.02mm游标卡尺0-150mm自动小组讨论小组讨论3.选择刀具选择刀具教师提出问题，教师提出问题，学生学生查阅资料，查阅资料，听取学生的决策意见，学生听取学生的决策意见，学生填写刀具卡片，填写刀具卡片，见表见表1-3。数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为铝材，对刀片材料无特殊要求，刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。对于本例由于有球面的加工。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度，选择菱形刀片适合加工本工件，刀尖角选择80。粗精车外圆主偏角93，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。班级姓名学号成绩零件图号C12-01零件名称非圆二次曲线类零件工
8、步号刀具号刀具名称刀具参数刀片材料偏置号刀柄型号刀尖半径刀尖方位刀片型号1T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金SDJCR2020K11（20X20）2T0193外圆切刀0.2DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）问题：问题：4.选择切削用量选择切削用量小组讨论，学生小组讨论，学生查阅资料，查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写切削用量卡片，见表听取学生的决策意见，学生填写切削用量卡片，见表 粗加工：首先取ap=2.0 mm；其次取f=0.1mm/r；最后取Vc=120 m/min。然后根据公式 计算出主轴转速 =1 000/
9、min，根据公式 =计算出进给速度 =200mm/min，填入表10-4中。精加工:首先取ap=0.3mm；其次取f=0.08mm/r；最后取Vc=200m/min。然后根据公式 计算出主轴转速 =1 500r/min，根据公式 =计算出进给速度 =100mm/min，填入表10-4中。小组讨论：小组讨论：班级姓名学号成绩零件图号C12-01零件名称非圆二次曲线类零件工步号刀具号切削速度Vc（m/min）主轴转速（r/min）进给量f（mm/r）进给速度vf（mm/min）背吃刀量ap（mm）1T01908000.216022T0112010000.11000.85.确定工件零点，绘制走刀路线
10、图确定工件零点，绘制走刀路线图 学生绘制数控加工走刀路线图卡片，见表学生绘制数控加工走刀路线图卡片，见表数控加工走刀路线图机床型号：CK6140零件图号：C12-01加工内容：系统型号：FANUC0iMate-TD工步号：1、2程序号：含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡铰孔行切符号编程校对审批共页第页6.数学处理 该零件主要尺寸的程序设定值计算：一般取为工件尺寸的中值。如本例需要椭圆的节点坐标。我们可以根据椭圆方程公式来计算：根据方程式可得出X，Z各节点坐标式中 10为短轴 20为长轴7.7.工艺分析工艺分析夹工件的左端。粗、精车外径R5，R5，20，,35，长度19，35，6
11、0，保证尺寸并倒角。学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工1.1.编制程序清单，并填入表编制程序清单，并填入表数控加工程序清单零件图号零件名称姓名学号成绩C12-01非圆二次曲线类零件程序名O0013子程序名%1111T0101G95M03S1000G00X100Z100X50Z2G71P1Q2U3R0.5X0.8Z0.05F0.25N1G00X0S1200F0.08Z0G03X10Z-5R5G01X33CR5X35Z-19N2G01X50G00X100Z100#1=10#2=20#3=16WHILE#3GE0#4=#1/#2*SQRT#2*#2-
12、#3*#3G01X2*#4+35Z-35-#3#3=#3-0.5ENDG01X40Z-60N2G01X-50G00X100Z100M05M30%工步及刀具说明粗车外圆各表面。T0101精车外圆表面。T01012.2.仿真操作加工仿真操作加工（1）打开程序选择机床（2）机床回零点（3）选择毛坯、材料、夹具、安装工件（4）安装刀具（5）建立工件坐标系（6）上传NC语言（7）自动加工仿真加工后工件如下图：学习环节三：实际操作加工学习环节三：实际操作加工1.1.毛坯、刀具、工具、量具准备毛坯、刀具、工具、量具准备（1）将45mm100mm的棒料毛坯正确安装在三爪卡盘上（2）将93外圆车刀正确安装在刀架
13、1号刀位上（3）正确摆放所需工具、量具工具、量具2.2.程序输入与编辑程序输入与编辑（1）开机（2）回参考点（3）输入程序（4）程序图形校验3.3.零件的数控车削加工零件的数控车削加工（1）主轴正转（2）X向对刀，Z向对刀，设置工件坐标系（3）进行相应刀具参数设置（4）自动加工学习环节四：零件检测学习环节四：零件检测1.1.学生对加工完的零件进行自检学生对加工完的零件进行自检 学生使用游标卡尺、千分尺等量具对零件进行检测。学生使用游标卡尺、千分尺等量具对零件进行检测。2.2.教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表班级姓名学号成绩零件图号零件
14、名称非圆二次曲线类零件项目序号考核内容配分评分标准检测结果得分学生教师圆柱面1IT5超差0.01扣2分Ra5降一级扣2分230IT5超差0.01扣2分Ra5降一级扣2分长度335IT5超差0.01扣2分4600.2IT5超差0.01扣2分5190.05IT5超差0.01扣2分圆弧6R5IT5超差0.01扣2分Ra5降一级扣2分R5IT5超差0.01扣2分Ra5降一级扣2分圆锥71：7IT10超差0.01扣2分Ra5降一级扣2分椭圆曲面8IT15超差0.01扣2分Ra15降一级扣2分3.3.小组互相检查、点评见表。小组互相检查、点评见表。班级零件名称零件图号小组编号非圆二次曲线类零件C12-01
15、姓名学号表现零件质量排名4.4.教师填写考核结果报告单，教师填写考核结果报告单，见表见表班级姓名学号成绩零件图号C12-01零件名称非圆二次曲线类零件序号项目考核内容配分标准%配分得分项目成绩1零件质量（40分）圆柱面20%8圆锥15%5长度15%12圆弧20%5椭圆30%102工艺方案制定（20分）学习环节1.1分析零件图工艺30%6学习环节1.2确定加工顺序30%6学习环节1.3选择刀具15%3学习环节1.4选择切削用量15%3学习环节1.5确定工件零点，绘制走刀路线图10%23编程仿真（15分）学习环节2.1程序编制40%6学习环节2.2仿真操作加工60%94刀、夹、量具使用（10分）游
16、标卡尺使用20%3R规使用30%2刀具的安装30%3工件的安装20%25安全文明生产（10分）按要求着装20%2操作规范，无操作失误50%5认真维护机床30%36团队协作（5分）能与小组成员和谐相处，互相学习，互相帮助，不一意孤行。100%5学习环节五：学习评价学习环节五：学习评价1.加工质量分析报告加工质量分析报告班级零件名称零件图号非圆二次曲线类零件C12-01姓名学号成绩超差形式原因外圆尺寸精度超差读尺有误或测量方法有误外圆表面粗糙度不达要求切削用量选择不当；刀刃有磨损；加工刚性不够；冷却液问题二次曲线轴不正确2.个人工作过程总结个人工作过程总结班级零件名称零件图号非圆二次曲线类零件C12-01姓名学号成绩3.小组总结报告小组总结报告班级零件名称零件图号非圆二次曲线类零件C12-01姓名组名本章小结本章小结 以上所讲的内容就是我们这堂课所介绍的知识，我主要对宏程序常用功能指令的格式及应用作了简单的介绍。要想学好这部分内容还需要我们多加练习讨论，同时，要求大家在机房作业的时候，先仿真软件进行检验程序再操作并不得有半点马虎。操作加工和精度检验。谢谢谢谢