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1、YCF（中职）数控车削编程与操作加工实训教程项目九 典型轴类零件与(国家中级工考试练习）编程及车削加工电子课件项 目 九目 九 典 型典 型 轴 类 零 件 与零 件 与(国 家 中国 家 中 级 工 考工 考 试练 习）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：典型轴类零件与(国家中级工考试练习）的编程及车削加工，如图9-1所示2.零件类型描述（新课导入）：该零件属于较简单典型轴类零件，是使用数控车床加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加 工件难度中等零件及后面讲解国家中级工考试练习3.任务内容描述：已知毛坯材料为45钢，毛坯尺寸为45mm
2、100mm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，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.掌握典型轴类零件及(国家中级工考试练习）的车削加工工艺制定方案2.掌握典型轴类零件及(国家中级工考试练习）的车削加工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、外切槽刀、外螺纹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，并完成典型轴类零件及(国家中级工考试练习）的车削加工的加工7.能正确使用游标卡尺、R规、螺纹环规对典型轴类
3、零件及(国家中级工考试练习）的车削加工进行检测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
4、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，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表单位位名称名称集美工集美工业学校学校班班级学号学号姓名姓名成成绩零件零件图号号C09-01零件名称典型轴类零件及(国家中级工考试练习）分析内容分析内容分析理由形状、尺寸大小形状、尺寸大小该零件的加工面由端面、外圆柱面、倒角面、台阶面、圆弧面、槽及螺纹构成的特型面零件。形状比较简单，是较典型的短轴类零件。因此，可选择ck6136s卧式
5、数控车床，选择外圆车刀、外切槽刀和外三角螺纹车刀进行加工。确定加工顺序为：粗车外表面-精车外表面-切槽-车螺纹结构工构工艺性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、尺寸几何要素、尺寸标注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、表面粗糙度精度、表面粗糙度该零件外圆柱面、，长度、及螺纹M24X2-6g尺寸精度要求较高，其中外圆柱面尺寸公差等级为IT8-IT9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Ra1.6,其余为Ra3.2。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
6、下加工方案：粗车精车。材料及材料及热处理理零件材料为45号钢为优质碳素结构用钢,无热处理要求，抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16，断面收缩率为40，冲击功为39J。硬度不高易切削加工,广泛用于机械制造。这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42-46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45号钢优越的机械性能，常将45号钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。其它技其它技术要求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。生生产类型、定位基准型、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
7、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，见表单位位名称名称集美工集美工业学校学校班班级学号学号姓名姓名成成绩零件图号零件名称使用设备场地C09-01典型轴类零件及(国家中级工考试练习）CK6136S数控车床数控加工实训中心程序程序编号号O0007，O0008零件材料45钢数控系统FANUC0iMate-TD工步工步序号序号工步内容确定理由量具选用备注名称量程1车左端面车平端面，建立长度基准，保证工件长度要求。车削完的端面在后续
8、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4调头车右端面（含Z向对刀）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5粗车右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6精车右外圆表面保证加工精度，按图纸尺寸，一刀切出零件轮廓。0.02mm游标卡
9、尺0-150mm自动加工外圆槽使用切槽刀加工螺纹退刀槽,需在加工螺纹前先加工出退刀槽0.02mm游标卡尺0-150mm自动8加工普通外螺纹使用外螺纹车刀分层加工螺纹螺纹环规M24X2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 数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为45号钢，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。对于本例由于有外圆、外槽及外螺纹的加工，选择外圆车刀、外切槽刀和外三角螺纹车刀进行加工。所以重点在于刀具刀片形状的选择。机夹
10、可转位车刀所使用的刀片为标准角度。外圆表面加工选择数控车床常用菱形刀片，刀尖角选择为80。主偏角93，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。因本工件的表面质量要求不高故粗精加工外圆表面使用一把刀具即可。切槽刀选择3mm宽刀片。螺纹刀选择60螺纹刀片，可加工导程为1.5的螺纹。单位位名称名称集美工集美工业学校学校班班级学号学号姓名姓名成成绩零件图号C09-01零件名称典型轴类零件及(国家中级工考试练习）工工步步号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
11、车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）3T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）4T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）5T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）6T0193外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）7T02外切槽刀（刀宽为4）3N123D2-0150-CM涂层硬质合金02R
12、F123D08-2020B（20X20）8T03外螺纹刀3RT16.01N-200GM涂层硬质合金03SWR2020K16（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=3.0 mm；其次取f=0.2mm/r；最后取Vc=120 m/min。然后根据公式 算出主轴转速 =100 0r/min，根据公式 =计算出进给速度 =200mm/min，填入表中。精加工:首先取ap=0.3mm；其次取f=0.08mm/r；最后取Vc=200
13、 m/min。然后根据公式 计算出主轴转速 =1 500 r/min，根据公式 =计算出进给速度 =100mm/min，填入表中。槽的加工:首先取ap=4mm。其次取f=0.05 mm/r；最后取Vc=80 m/min。然后根据公式 计算出主轴转速 =600r/min，根据公式 =计算出进给速度 =30mm/min，填入中。螺纹的加工：首先取f=2 mm/r。最后车螺纹的主轴转速可按下面经验公式计算：式中P工件的螺距，mm K保险系数，一般取80。该零件取 =500r/min。单位位名称名称集美工集美工业学校学校班班级学号学号姓名姓名成成绩零件图号C09-01零件名称典型轴类零件及(国家中级工
14、考试练习）工工步步号号刀具号切削速度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）12T01120100002200303T012001500008120034T015T0112010000.2200306T0120015000.08120037T02806000.053048T03405002逐渐递减小组讨论：小组讨论：5.确定工件零点，绘制走刀路线图确定工件零点，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数控加工走刀路线图机床型号：机床型号：CK6140零件图号：C09-
15、01加工内容：粗、精车左端外圆表面系系统型号：型号：FANUC0iMate-TD工步号：2、3程序号：含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符号编程程校对审批共页第页数控加工走刀路数控加工走刀路线图机床型号：机床型号：CK6140零件图号：C09-01加工内容：粗、精车左端外圆表面系系统型号：型号：FANUC0iMate-TD工步号：5、6程序号：含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符号编程程校对审批共页第页数控加工走刀路数控加工走刀路线图机床型号：机床型号：CK6140零件图号：C09-01加工内容：切槽系系统型号：型号：FANUC0iM
16、ate-TD工步号：7程序号：含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符号编程程校对审批共页第页数控加工走刀路数控加工走刀路线图机床型号：机床型号：CK6140零件图号：C09-01加工内容：螺纹系系统型号：型号：FANUC0iMate-TD工步号：8程序号：含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符号编程程校对审批共页第页6.6.数学处理数学处理 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。如本例尺寸为 ，则编程尺寸为29.975。在编制螺纹加工程序时，应首先考虑螺纹程序起刀点的位置及螺纹程序收尾点的位置。取螺纹升速段1=4，螺纹降
17、速段2=2。螺纹底径尺寸：d=D-1.2P=24-1.2X2=21.6mm螺纹加工背吃刀量遵循递减原则:：0.8、0.6、0.4、0.3、0.2、0.1。另外加工倒角时需计算倒角延长线。计算方法如下：右端延长线起点：已知 Z=3,左端延长线起点：已知 Z=3,7.7.工艺分析工艺分析（1）夹工件的右端。粗精车外径32、42；长度28，55，达到图纸要求的尺寸并倒角C2（2）掉头车端面，保证总长98（3）夹工件33。粗、精车外径M24X2，30，R6；长度25，50，达到图纸要求的尺寸并倒角C2（4）切槽20X4达到图纸要求的尺寸（5）粗、精车螺纹M30X1.5并保证尺寸学习环节二：编制数控加工
18、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，并填入表中。中。集美工集美工业学校学校数控加工程序清数控加工程序清单零件零件图号号零件名称零件名称班班级学号学号姓名成绩典型轴类零件及(国家中级工考试练习）C09-01程序名程序名O0007，O0008子程序名O0007；M03S1000；T0101；G00X47Z2；G71U1R1；G71P1Q2U1W0F0.2；N1G00X28；G01Z0；X32Z-2；Z-30；X38；X42Z-32；Z-50；N2G0X47；G00X100；Z100；T0101；M3S1500；G00X47Z2；G
19、70P1Q2F0.1；G0X100；Z100；M30；工步及刀具说明粗车外圆各表面。T0101精车外圆表面。T010T0303；M3S520；G0X26Z2；G92X23.2Z-62F2；X22.7；X22.3；X21.8；X21.5；X21.4；X21.4；G0X100；Z100；M30；换螺螺纹刀刀T0303分六次切出螺分六次切出螺纹程序名程序名O0007，O0008子程序名子程序名O0008；M03S1000；T0101；G00G42X47Z2；G71U1R1；G71P1Q2U1W0F0.2；N1G00X20；G01Z0；X24Z-2；Z-29；X30；Z-46；G03X38Z-46R4
20、；N2G01X42Z-52；G00X100；Z100；T0101；M3S1500；G00G42X47Z2；G70P1Q2F0.1；G0X100；Z100；M00；T0202；M3S520；G00X32Z2；Z-29；G01X20.2F0.08；G00X34；Z-28；G01X20F0.08；Z-29；G00X100；Z100；M00；工步及刀具说明粗车外圆各表面。T0101精车外圆表面。T0101换切槽刀T02022.2.仿真操作加工仿真操作加工（1）打开vnuc3.0数控仿真加工与远程教学系统、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
21、）上传NC语言（7）自动加工仿真加工后工件如图9-2所示。图9-2 仿真加工后工件学习环节三：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1号刀位上；外切槽刀正确安装在刀架2号刀位上；外螺纹刀正确安装在3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
22、参数设置（4）自动加工4.4.工艺分析工艺分析（1）夹工件的右端。粗精车外径32、42；长度28，55，达到图纸要求的尺寸并倒角C2。（2）掉头车端面，保证总长98。（3）夹工件33。粗、精车外径M24X2，30，R6；长度25，50，达到图纸要求的尺寸并倒角C2。（4）切槽20X4达到图纸要求的尺寸。（5）粗、精车螺纹M24X2并保证尺寸。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、学生使用游标卡尺、R规、螺纹环规等量具对零件进行检测。规、螺纹环规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
23、，见表教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表3.3.小组小组互相检查、点评，互相检查、点评，见表见表单位位名称名称集美工集美工业学校学校班班级学号学号姓名姓名成成绩零件零件图号号C09-01零件名称典型轴类零件及(国家中级工考试练习）项目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柱面1IT8超差0.01扣2分Ra8降一级扣2分2IT8超差0.01扣2分Ra8降一级扣2分3IT6超差0.01扣2分Ra4降一级扣2分外螺外螺纹4M24X2-6gIT8超差0.01扣2分Ra8降一级扣2分长度度5IT6超差0.01扣2分6IT4超差0.01扣2分7IT4超差0.01扣2分8IT6超差
24、0.01扣2分槽槽94X20IT6超差0.01扣2分Ra4降一级扣2分凹凹圆面面10R4IT8超差0.01扣2分Ra4降一级扣2分单位位名称名称集集美美工工业学学校校零件名称零件名称零件零件图号号小小组编号号典型轴类零件及(国家中级工考试练习）C09-01班班级学号学号姓名表现零件质量排名单位位名称名称集美工集美工业学校学校班班级学号学号姓名姓名成成绩零件图号C04-03零件名称典型轴类零件及(国家中级工考试练习）序号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40%16外螺纹15%6长度25%10凹圆面10%4槽10%42工艺方案制定（20分）学习环节1.1分析零件图
25、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%54.4.教师填写考核结果报告单，教师填写考核结果报告单，见表见表学习环节五：学习评价
26、学习环节五：学习评价1.1.加工质量分析加工质量分析报告，报告，见表见表单位位名称名称集美工集美工业学校学校零件名称零件名称零件零件图号号典型轴类零件及(国家中级工考试练习）C09-01班班级学学号号姓名成绩超差形式超差形式原因外外圆尺寸精度超差尺寸精度超差读尺有误或测量方法有误外外圆表面粗糙度不达要求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；冷却液问题外螺外螺纹不达要求不达要求刀具安装；切削用量选择不当；刀刃有磨损2.个人工作过程总结，个人工作过程总结，见表见表单位位名称名称集美工集美工业学校学校零件名称零件名称零件零件图号号典型轴类零件及(国家中级工考试练习）C09-01班班级学号学号姓名成绩3.小组总结报告，小组总结报告，见表见表单位位名称名称集美工集美工业学校学校零件名称零件名称零件零件图号号典型轴类零件及(国家中级工考试练习）C09-01班班级组名本章小结本章小结 以上是我们典型轴类零件与(国家中级工考试练习）编程及车削加工的例子，通过我们所讲的常用功能指令的格式及应用加工零件。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。熟练掌握刀具补偿设置以及操作加工和精度检验。谢谢谢谢