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1、YCF（中职）数控车削技能训练模块三项目五教学课件项目五轴类零件的加工项目五轴类零件的加工任务一螺纹轴零件的加工任务一螺纹轴零件的加工任务二阀芯轴的加工任务二阀芯轴的加工任务三端面槽异形件的加工任务三端面槽异形件的加工任务四细长轴的加工任务四细长轴的加工返回任务一螺纹轴零件的加工任务一螺纹轴零件的加工一、工件的装夹一、工件的装夹在螺纹切削过程中在螺纹切削过程中,无论采用何种进刀方式无论采用何种进刀方式,螺纹切削刀具经常是由两螺纹切削刀具经常是由两个或两个以上的切削刃同时参与切削个或两个以上的切削刃同时参与切削,同样会产生较大的径向切削力同样会产生较大的径向切削力,容易使工件产生松动现象和变形容
2、易使工件产生松动现象和变形.因此因此,在装夹方式上在装夹方式上,最好采用软卡爪最好采用软卡爪且增大夹持面或者一夹一顶的装夹方式且增大夹持面或者一夹一顶的装夹方式,以保证在螺纹切削过程中不会以保证在螺纹切削过程中不会出现因工件松动导致螺纹乱牙而使工件报废的现象出现因工件松动导致螺纹乱牙而使工件报废的现象.二、刀具的选择二、刀具的选择通常螺纹刀具切削部分的材料分为硬质合金和高速钢两类通常螺纹刀具切削部分的材料分为硬质合金和高速钢两类.刀具类型有刀具类型有整体式、焊接式和机械夹固式种整体式、焊接式和机械夹固式种.下一页返回任务一螺纹轴零件的加工任务一螺纹轴零件的加工在数控车床上在数控车床上,车削普通
3、三角螺纹一般选用精机夹可转位不重磨螺纹车车削普通三角螺纹一般选用精机夹可转位不重磨螺纹车刀刀,使用时要根据螺纹的螺距选择刀片的型号使用时要根据螺纹的螺距选择刀片的型号,每种规格的刀片只能加每种规格的刀片只能加工一个固定的螺距工一个固定的螺距.可转位螺纹刀可转位螺纹刀如图如图-所示所示.三、切削用量的选择三、切削用量的选择在螺纹加工中在螺纹加工中,切削深度切削深度ap 等于螺纹车刀切入工件表面的深度等于螺纹车刀切入工件表面的深度,随着螺随着螺纹刀的每次切入纹刀的每次切入,切削深度在逐步地增加切削深度在逐步地增加.受螺纹牙型截面大小和深度受螺纹牙型截面大小和深度的影响的影响,螺纹切削的切削深度可能
4、是非常大的螺纹切削的切削深度可能是非常大的,所以必须合理地选择切所以必须合理地选择切削速度和进给量削速度和进给量.加工余量加工余量上一页 下一页返回任务一螺纹轴零件的加工任务一螺纹轴零件的加工螺纹加工分粗加工工序和精加工工序螺纹加工分粗加工工序和精加工工序,经多次重复切削完成经多次重复切削完成,一般第一一般第一刀切除量可为刀切除量可为.mm,依次递减依次递减,精加工余量在精加工余量在.mm 左右左右.进刀次数根据螺距计算出需切除的总余量来确定进刀次数根据螺距计算出需切除的总余量来确定.螺纹切削总余量就是螺纹切削总余量就是螺纹大径尺寸减去螺纹小径尺寸螺纹大径尺寸减去螺纹小径尺寸,即牙深即牙深h
5、的倍的倍.牙深表示螺纹的单牙深表示螺纹的单边高度边高度,计算公式为计算公式为h(牙深牙深).P(螺距螺距).一般采用直径编程一般采用直径编程,需要换算成直径量需要换算成直径量.需要切除的总余量为需要切除的总余量为.P.P.编程计算编程计算小径值小径值:.(mm).根据根据表表-中中进刀量及进给次数进刀量及进给次数,计算每次切削进刀点的计算每次切削进刀点的X 坐标值坐标值:上一页 下一页返回任务一螺纹轴零件的加工任务一螺纹轴零件的加工第一刀第一刀X 坐标值坐标值:.(mm);第二刀第二刀X 坐标值坐标值:.(mm);第三刀第三刀X 坐标值坐标值:.(mm);第四刀第四刀X 坐标值坐标值:.(mm
6、);第五刀第五刀X 坐标值坐标值:.(mm).螺纹实际直径的确定螺纹实际直径的确定由于高速车削挤压引起螺纹牙尖膨胀变形由于高速车削挤压引起螺纹牙尖膨胀变形,因此外螺纹的外圆应车到最因此外螺纹的外圆应车到最小极限尺寸小极限尺寸,内螺纹的孔应车到最大极限尺寸内螺纹的孔应车到最大极限尺寸.上一页 下一页返回任务一螺纹轴零件的加工任务一螺纹轴零件的加工加工螺纹前加工螺纹前,先将加工表面加工到的实际直径尺寸先将加工表面加工到的实际直径尺寸,可按公式计算可按公式计算.内螺纹加工前的内孔直径内螺纹加工前的内孔直径:外螺纹加工前的外圆直径外螺纹加工前的外圆直径:四、检验方法四、检验方法外螺纹的检验方法有两类外
7、螺纹的检验方法有两类:综合检验和单项检验综合检验和单项检验,通常我们进行综合检通常我们进行综合检验验.综合检验用螺纹环规对影响螺纹互换性的几何参数偏差的综合结果综合检验用螺纹环规对影响螺纹互换性的几何参数偏差的综合结果进行检验进行检验,而单项检测选择螺纹千分尺而单项检测选择螺纹千分尺,测量螺纹的中径测量螺纹的中径,如图如图-所示所示.上一页 下一页返回任务一螺纹轴零件的加工任务一螺纹轴零件的加工外螺纹环规分为通端与止端外螺纹环规分为通端与止端,如果被测外螺纹能够与环规通端旋合通过如果被测外螺纹能够与环规通端旋合通过,且与环规止端不完全旋合通过且与环规止端不完全旋合通过(螺纹止规只允许与被测螺纹
8、两段旋合螺纹止规只允许与被测螺纹两段旋合,旋合量不得超过两个螺距旋合量不得超过两个螺距),则表明被测外螺纹的中径没有超过其最大则表明被测外螺纹的中径没有超过其最大实体牙型的中径实体牙型的中径,且单一中径没有超出其最小实体牙型的中径且单一中径没有超出其最小实体牙型的中径,那么可那么可以保证旋合性和连接强度以保证旋合性和连接强度,则被测螺纹的中径合格则被测螺纹的中径合格,否则不合格否则不合格.五、操作注意事项五、操作注意事项)为了保证加工基准的一致性为了保证加工基准的一致性,在多把刀具对刀时在多把刀具对刀时,可以先用一把刀具可以先用一把刀具加工出一个基准加工出一个基准,其他各把刀具以此为基准进行对
9、刀其他各把刀具以此为基准进行对刀.)模拟完成后必须进行返回参考点操作模拟完成后必须进行返回参考点操作,方可进行对刀与加工方可进行对刀与加工,否则会否则会产生撞刀现象产生撞刀现象.上一页返回任务二阀芯轴的加工任务二阀芯轴的加工一、工件的装夹一、工件的装夹该工件使用自定心卡盘夹持零件毛坯的外圆该工件使用自定心卡盘夹持零件毛坯的外圆,确定零件伸出的合适长度确定零件伸出的合适长度(应考虑机床的限位距离应考虑机床的限位距离,机床的一般安全距离为机床的一般安全距离为mm).第一次装夹第一次装夹,加加工零件的右端时工零件的右端时,夹持毛坯外圆夹持毛坯外圆;第二次装夹第二次装夹,加工零件的左端时加工零件的左端
10、时,选择夹选择夹持持 mm 的外圆柱的表面的外圆柱的表面,遵循基准重合原则遵循基准重合原则.二、刀具的选择与进刀方式二、刀具的选择与进刀方式零件外圆和端面的加工均采用零件外圆和端面的加工均采用外圆车刀外圆车刀,为节省刀具数量为节省刀具数量,粗、精粗、精加工用一把外圆车刀加工用一把外圆车刀.钻孔的麻花钻为钻孔的麻花钻为mm,零件内孔的加工采用内零件内孔的加工采用内孔镗刀孔镗刀,粗、精加工采用一把内孔车刀粗、精加工采用一把内孔车刀.下一页返回任务二阀芯轴的加工任务二阀芯轴的加工外沟槽选用刀宽为外沟槽选用刀宽为mm 的切槽刀的切槽刀,如图如图-所示所示.一般情况下一般情况下,外沟槽的加工分窄槽加工和
11、宽槽加工外沟槽的加工分窄槽加工和宽槽加工.窄槽加工时可用刀窄槽加工时可用刀头宽度等于槽宽的切槽刀头宽度等于槽宽的切槽刀,一次进给切出一次进给切出,如图如图-所示所示.编程时编程时,采采用用G指令在刀具切至槽底时指令在刀具切至槽底时,停留一定时间停留一定时间,光整槽底光整槽底.当槽宽尺寸当槽宽尺寸大于刀头宽度时大于刀头宽度时,应采用多次进给方法加工应采用多次进给方法加工,并在槽底和槽壁两侧留有并在槽底和槽壁两侧留有一定的精车余量一定的精车余量,然后根据槽底、槽宽尺寸进行精加工然后根据槽底、槽宽尺寸进行精加工,其加工路线如其加工路线如图图-所示所示.三、切削用量的选择三、切削用量的选择数控车削中的
12、切削用量包括主轴转速数控车削中的切削用量包括主轴转速n、进给量、进给量F 和切削深度和切削深度ap.加工加工方法不同方法不同,切削用量的选择也不同切削用量的选择也不同.上一页 下一页返回任务二阀芯轴的加工任务二阀芯轴的加工切削用量选择得是否合理切削用量选择得是否合理,对机床的潜力和刀具切削性能的发挥起着至对机床的潜力和刀具切削性能的发挥起着至关重要的作用关重要的作用.切削用量选用的基本原则是切削用量选用的基本原则是:在保证零件加工精度和表在保证零件加工精度和表面粗糙度的前提下面粗糙度的前提下,尽量发挥刀具的切削性能尽量发挥刀具的切削性能,合理使用刀具合理使用刀具,充分发挥充分发挥机床性能机床性
13、能,并最大限度地提高生产率、降低生产成本并最大限度地提高生产率、降低生产成本.粗车切削用量的选择粗车切削用量的选择粗车时粗车时,首先考虑选择尽可能大的切削深度首先考虑选择尽可能大的切削深度ap,其次选择较大的进给量其次选择较大的进给量f,最后确定一个合适的切削速度最后确定一个合适的切削速度,根据公式根据公式vcdn/1000得到主轴转速得到主轴转速n.精车切削用量的选择精车切削用量的选择精车时精车时,加工精度和表面粗糙度要求较高加工精度和表面粗糙度要求较高,加工余量不大加工余量不大,因此选择精车因此选择精车时的切削用量时时的切削用量时,应着重考虑如何保证加工质量应着重考虑如何保证加工质量,并在
14、此基础上尽量提并在此基础上尽量提高生产率高生产率.上一页 下一页返回任务二阀芯轴的加工任务二阀芯轴的加工精车时应选用较小的切削深度精车时应选用较小的切削深度ap 和进给量和进给量F,并选用性能高的刀具材料并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数和合理的几何参数,尽可能提高切削速度尽可能提高切削速度vc.表表-为为数控车切削用数控车切削用量推荐表量推荐表.四、检验方法四、检验方法沟槽的测量方法沟槽的测量方法:)精度要求低的沟槽可用钢直尺测量精度要求低的沟槽可用钢直尺测量.)精度要求高的沟槽通常用千分尺、游标卡尺和样板精度要求高的沟槽通常用千分尺、游标卡尺和样板(见图见图-)测量测量.五、操作注意事
15、项五、操作注意事项上一页 下一页返回任务二阀芯轴的加工任务二阀芯轴的加工)进行切槽刀对刀时进行切槽刀对刀时,要注意刀位点的选取要注意刀位点的选取,通常采用左刀尖为编程刀通常采用左刀尖为编程刀位点位点,编程时编程时,刀头宽度尺寸应考虑在内刀头宽度尺寸应考虑在内.)安装刀具时安装刀具时,应保证刀具的主切削刃与工件的轴线保持平行应保证刀具的主切削刃与工件的轴线保持平行,保证槽保证槽的圆柱面的圆柱度公差的圆柱面的圆柱度公差;否则否则,加工出的槽底直径一侧大、一侧小加工出的槽底直径一侧大、一侧小.加工加工槽时槽时,可以在槽底暂停几秒可以在槽底暂停几秒,保证槽底的表面粗糙度保证槽底的表面粗糙度.)模拟完成
16、后必须进行返回参考点操作模拟完成后必须进行返回参考点操作,方可进行对刀与加工方可进行对刀与加工,否则会否则会产生撞刀现象产生撞刀现象.)使用子程序加工沟槽使用子程序加工沟槽,可以大大简化程序可以大大简化程序.上一页 下一页返回任务二阀芯轴的加工任务二阀芯轴的加工一个调用指令可以重复调用同一个子程序一个调用指令可以重复调用同一个子程序,同时一个子程序可以被多个同时一个子程序可以被多个主程序调用主程序调用,提高编程效率提高编程效率.)加工球面和圆锥面时加工球面和圆锥面时,一定要合理地使用刀具半径补偿指令一定要合理地使用刀具半径补偿指令G/G,否则否则,加工出的圆弧和圆锥面出现过切加工出的圆弧和圆锥
17、面出现过切,影响加工精度影响加工精度.上一页返回任务三端面槽异形件的加工任务三端面槽异形件的加工一、工件的装夹方案一、工件的装夹方案该工件使用自定心卡盘夹持零件毛坯的外圆该工件使用自定心卡盘夹持零件毛坯的外圆,确定零件伸出的合适长度确定零件伸出的合适长度.第一次装夹第一次装夹,加工零件的右端加工零件的右端,夹持夹持mm 的毛坯外圆的毛坯外圆,伸出卡盘长伸出卡盘长度大于度大于mm;第二次装夹第二次装夹,加工零件的左端加工零件的左端,选择夹持已经加工好的选择夹持已经加工好的工件右端工件右端mm 的外圆的外圆,轴向用右侧的台阶面定位轴向用右侧的台阶面定位.二、刀具的选择与进刀方式二、刀具的选择与进刀
18、方式零件外圆和端面的加工均采用零件外圆和端面的加工均采用外圆车刀外圆车刀,为节省刀具数量为节省刀具数量,粗、精粗、精加工用一把外圆车刀加工用一把外圆车刀.加工端面槽选用一把端面槽车刀加工端面槽选用一把端面槽车刀,如如图图-所所示示.下一页返回任务三端面槽异形件的加工任务三端面槽异形件的加工端面上车削精度不高、宽度较小、较浅的沟槽时端面上车削精度不高、宽度较小、较浅的沟槽时,通常采用与槽等宽的通常采用与槽等宽的刀具刀具,采用直进法一次进给车出采用直进法一次进给车出,如如图图-所示所示.若沟槽的精度较高若沟槽的精度较高,通常采用先粗车、再精车的方法通常采用先粗车、再精车的方法.车削较宽的端面槽时车
19、削较宽的端面槽时,可采用多次直可采用多次直进循环切削的方法进循环切削的方法.端面槽刀加工路线端面槽刀加工路线如图如图-所示所示.三、切削用量的选择三、切削用量的选择.切削深度切削深度切端面槽时切端面槽时,切削深度等于刀的主切削刃宽度切削深度等于刀的主切削刃宽度.进给量和切削速度进给量和切削速度进给量和切削速度的选择进给量和切削速度的选择,与工件材料和切槽刀的刀宽有关与工件材料和切槽刀的刀宽有关.表表-为数为数控车切槽时切削用量推荐表控车切槽时切削用量推荐表.上一页 下一页返回任务三端面槽异形件的加工任务三端面槽异形件的加工四、检验方法四、检验方法)端面槽的外径常采用游标卡尺、千分尺及外卡钳等量
20、具测量端面槽的外径常采用游标卡尺、千分尺及外卡钳等量具测量.)端面槽的内径常用游标卡尺、内侧千分尺及内卡钳等量具测量端面槽的内径常用游标卡尺、内侧千分尺及内卡钳等量具测量.)槽深一般用游标卡尺、深度游标卡尺及深度千分尺等量具测量槽深一般用游标卡尺、深度游标卡尺及深度千分尺等量具测量.)槽宽可以用样板测量槽宽可以用样板测量.五、操作注意事项五、操作注意事项)端面槽刀的主切削刃应和车刀主轴轴线平行等高并垂直端面槽刀的主切削刃应和车刀主轴轴线平行等高并垂直.)若端面槽刀的主切削刃比槽的宽度小若端面槽刀的主切削刃比槽的宽度小,应多次加工应多次加工,要注意避免产生要注意避免产生接刀痕接刀痕.上一页 下一
21、页返回任务三端面槽异形件的加工任务三端面槽异形件的加工)由于主切削刃的宽度较大由于主切削刃的宽度较大,刀头的强度低刀头的强度低,因此进刀时的进给量一定因此进刀时的进给量一定要小要小.)车端面槽时车端面槽时,若槽较深若槽较深,可分层切削可分层切削,以免排屑不畅以免排屑不畅,使刀具折断使刀具折断.)为提高槽底面的质量为提高槽底面的质量,切削到槽底时切削到槽底时,可采用可采用G暂停指令暂停指令,让刀具让刀具短时间内停留在槽底短时间内停留在槽底,修光槽底修光槽底.上一页返回任务四细长轴的加工任务四细长轴的加工一、工件的装夹方案一、工件的装夹方案该工件加工需两次装夹该工件加工需两次装夹,第一次装夹第一次
22、装夹,加工零件的右端加工零件的右端,采用自定心卡盘采用自定心卡盘装夹装夹,夹持夹持mm 的毛坯外圆的毛坯外圆,伸出卡盘长度大于伸出卡盘长度大于mm;第二次装第二次装夹夹,加工零件的左端加工零件的左端,采用一夹一顶方式采用一夹一顶方式,选择夹持已经加工好的工件右选择夹持已经加工好的工件右端端mm 的外圆的外圆,右端采用顶尖右端采用顶尖,实现轴向定位实现轴向定位.二、刀具的选择二、刀具的选择零件外圆和端面的加工均采用零件外圆和端面的加工均采用外圆车刀外圆车刀,为节省刀具数量为节省刀具数量,粗、精粗、精加工用一把外圆车刀加工用一把外圆车刀.加工槽采用宽度为加工槽采用宽度为mm 的切槽刀的切槽刀,如图
23、如图-所示所示.加工螺纹时加工螺纹时,采用可转位螺纹车刀采用可转位螺纹车刀,如图如图-所示所示.下一页返回任务四细长轴的加工任务四细长轴的加工三、切削用量的选择三、切削用量的选择在保证表面粗糙度和加工质量的基础上在保证表面粗糙度和加工质量的基础上,应该考虑如何减少和避免振动、应该考虑如何减少和避免振动、变形为切削用量的第一考虑因素变形为切削用量的第一考虑因素.切削深度切削深度选取较大的切削深度选取较大的切削深度,虽然能够使刀具避开毛坯硬皮虽然能够使刀具避开毛坯硬皮,减少走刀时间减少走刀时间,但但相应使切削力增大相应使切削力增大,在刚性较差时在刚性较差时,不可避免会发生振动不可避免会发生振动,并
24、且车削时切并且车削时切削深度越大削深度越大,振动和变形也相应增大振动和变形也相应增大.所以所以,在考虑加工效率时在考虑加工效率时,应该通过应该通过选取较大的进给量来弥补减少切削深度而增加的走刀次数选取较大的进给量来弥补减少切削深度而增加的走刀次数.进给量进给量车削时车削时,随着进给量的增大随着进给量的增大,振动减弱振动减弱.上一页 下一页返回任务四细长轴的加工任务四细长轴的加工当进给量较小时当进给量较小时,振动增大振动增大.所以所以,应选取较大的进给量应选取较大的进给量,不仅减少走刀时不仅减少走刀时间间,而且能减少振动而且能减少振动,提高刀具耐用度提高刀具耐用度.切削速度切削速度车削时车削时,
25、切削速度在切削速度在m/min范围内易产生自振范围内易产生自振,且振幅最大且振幅最大,切切削速度低于或高于此范围削速度低于或高于此范围,振动减弱振动减弱.因此因此,车削细长轴的切削速度应在车削细长轴的切削速度应在低速低速(m/min)或高速或高速(m/min)之间选择之间选择.此外此外,还可以通过周还可以通过周期性小幅改变主轴转速来消除再生自振期性小幅改变主轴转速来消除再生自振.表表-为为数控车加工细长数控车加工细长轴时切削用量推荐表轴时切削用量推荐表.四、检验方法四、检验方法)外径常采用游标卡尺、千分尺等量具测量外径常采用游标卡尺、千分尺等量具测量.上一页 下一页返回任务四细长轴的加工任务四
26、细长轴的加工)槽的尺寸常用游标卡尺等量具测量槽的尺寸常用游标卡尺等量具测量.)螺纹一般用螺纹量规、螺纹千分尺量具测量螺纹一般用螺纹量规、螺纹千分尺量具测量.五、操作注意事项五、操作注意事项)加工细长轴时加工细长轴时,要合理地选择装夹方法要合理地选择装夹方法,保证轴的刚性保证轴的刚性.)安装工件安装工件,掉头装夹时掉头装夹时,要保证轴的同轴度要保证轴的同轴度.)为减少细长轴的变形为减少细长轴的变形,应减少吃刀抗力应减少吃刀抗力,合理选择切削用量合理选择切削用量,可采用较可采用较高的切削速度、小的切削深度和进给量的方法高的切削速度、小的切削深度和进给量的方法.)采用一夹一顶方法装夹工件时采用一夹一
27、顶方法装夹工件时,注意顶尖与工件接触面积注意顶尖与工件接触面积,松紧程度松紧程度要适当要适当,不能过松或过紧不能过松或过紧.)为提高零件的表面粗糙度为提高零件的表面粗糙度,加工时加工时,应保证切削液的浇注要充分应保证切削液的浇注要充分.上一页返回图图-可转位螺纹刀可转位螺纹刀返回表表-常用螺纹切削的进给次数常用螺纹切削的进给次数与进刀量与进刀量返回图图-螺纹环规和螺纹千分尺螺纹环规和螺纹千分尺返回图图-切槽刀切槽刀返回图图-窄槽的加工路线窄槽的加工路线返回图图-宽槽的加工路线宽槽的加工路线返回表表-数控车削用量推荐表数控车削用量推荐表返回图图-沟槽的测量方法沟槽的测量方法返回图图-端面槽刀端面槽刀返回图图-端面槽加工进刀方式端面槽加工进刀方式返回图图-端面槽刀加工路线端面槽刀加工路线返回表表-数控车切槽切削用量推荐数控车切槽切削用量推荐表表返回图图-切槽刀切槽刀返回图图-可转位螺纹刀可转位螺纹刀返回表表-数控车加工细长轴时切削数控车加工细长轴时切削用量推荐表用量推荐表返回