典型零件的车削编程与加工

典型零件的车削编程与加工

执教者：李铁光

教学目的：

1．掌握数控系统车削加工常用指令及编程。

2．能正确运用各指令代码编制较复杂零件的车削加工程序。

3．能正确选择和安装刀具，制定工件的车削加工工艺规程。

4．进一步掌握数控车削加工中的数值计算方法。

5．牢记安全操作，养成良好的职业习惯。

教学重点：

典型零件图的工艺分析；

车削编程。

教学难点：

车削编程

教学方法：

项目教学法

项目实训时间：

第一课时：设计项目、项目介绍、学生分组、小组项目立项；

（已上内容）第二课时：自主学习，项目开发：知识准备；（已上内容）第三、四、五课时：自主学习，项目开发：计划制定；（已上内容）第六课时：自主学习，项目开发：计划实施；（本节课内容）第七课时：检查评估，归档应用。（下堂课内容）

教学程序：

一、设计项目:

前面已经学习了数控车编程的指令和零件加工工艺相关内容，为了提高学生编写程序的水平，熟悉零件加工工艺路线，加强同学们的数控机床操作动手能力，同时增强同学们的合作意识，故拟定同学们按照老师预先设定的图样共同对零件进行数控车编程与加工这样一个项目。

二、项目介绍:

给同学们下达项目内容：用投影仪出示三个数控车零件图样，学生分成八组后自主挑选图样，其中每三个组分别编程与加工两个图样，其余两组编成与加工另一个图样。（图样如下）

零件图1

零件图3

教师简要介绍按图样进行数控车编程与加工全过程：

1、搜集数控车编程相关知识点；

2、进行零件工艺分析；

3、相关数值计算；

4、编写加工程序与加工操作过程；

5、进行数控车加工；

6、注意事项。

三、学生分组：

根据实际情况，拟将学生分成八组。

分组的原则：学生自愿结合，教师根据学生动手能力的强弱辅以建议参考。

（最终全班学生分成了八组，每组由学生自主推荐了一名组长。组长分别为：余渊、刘浩、胡斌、）

四、小组项目立项:

学生自由讨论。

（学生经过自由讨论后决定，由一、三、四组编写加工图样一，

二、六、八组编写加工图样二，五、七组编写加工图样三。）五、自主学习，项目开发：

（一）学生知识准备：

各小组学生根据前面已学知识：

1．收集好数控车编程与加工的相关知识点；

（1）．F、T、S功能：

①F指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给

速度，F的单位为mm/min(模态)。

②T功能是用来选择刀具的功能。

③S功能是主轴速度功能。

（2）．数控车削加工常用指令：

①快速定位G00：

格式：G00 X(U) Z(W)

②线性进给G01：

格式：G01X(U) Z(W) F

③圆弧进给G02/G03：

G02 X(U) Z(W) F

格式：G03

④螺纹切削循环G82：

格式：G82X(U) Z(W) R E C P F

⑤内、外径粗车复合循环G71：

格式：G71(Δd)R(r)P(ns)Q(nf)X(Δx)Z(Δz)f(x)S(s)T(t) 2．相互讨论，加深、强化知识信息；交流收集到的信息和对信息的体会。

（二）计划制定：

各小组学生通过前一阶段的知识准备，通过讨论自己制定出数控车编程与加工方案，并且拟订出每个成员的分工方案，包括操纵机床、输入程序、记录数据等工作。

各组方案大体如下：

（1）零件工艺分析；

（2）数据计算；

（3）数控车手动编程；

（4）加工操作。

教师指导分析：

1、零件工艺分析

（1）技术要求分析。图样一零件包括圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、一个外沟槽、外螺纹、切断等加工；零件材料为塑料。图样二零件包括圆柱面、圆弧面、端面、外螺纹、切断等加工；零件材料为塑料。图样三零件包括圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、外螺纹、切断等加工；零件材料为塑料。

（2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。由于工件较小，为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可以设为同一点，放在Z向距工件前端面100mm，X向距轴心线100mm的位置。

（3）制定加工方案，确定各刀具及切削用量。加工刀具的确定如下表所示。

图样1刀具卡

图样2刀具卡

图样3刀具卡

加工方案的制定如下表所示。

图样1工序与操作清单

图样2工序与操作清单

图样3工序与操作清单

2、数据计算

（1）设定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原

点建立工件坐标系。

（2）计算各节点位置坐标值，略。（图样2，可在CAD/CAM

软件中通过画图得出点的坐标。）

（3）螺纹加工前轴径的大小：D孔＝14－0.2＝13. 8（图样1）（4）当螺距p＝1.5时，查表得牙深h＝0.974，分4次进给，每次进给的吃刀量分别为0.8、0.6、0.4、0.16。

当螺距p＝2时，查表得牙深h＝1.299，分5次进给，每次进给的吃刀量分别为0.9、0.6、0.6、0.4、0.1。

学生通过讨论，编制程序结果如下：

图样一：

%0001

N010 G00 X100 Z100（建立工件坐标系）

N020 M03 S460 T0101（主轴正转，选择1号外圆刀）

N030 G00 X38 Z2（快速定位至φ38直径，距端面正向2 mm）

N040 G71 U2 R0.5 P50 Q140 X0.4 Z0.2 F150（调用粗车循环，每次切深2mm，留精加工余量单边0.2mm）

N050 G01 X-1 F100（进给加工至（X-1，Z2）的位置）

N060 Z0（进给加工至（X-1，Z0）的位置）

N070 X10（加工端面）

N080 X13.8 Z-2（加工倒角C2）

N090 Z-40（加工M14直径外圆至φ13.8）

N100 X20 Z-55（加工锥面）

N110 Z-65（加工φ20外圆）

N120 G02 X30 Z-70 R5（加工R5圆弧面）

N130 G01 Z-83（加工φ30外圆）

N140 X38（平端面）

N150 G00 X100 Z100 T0100 M05（返回换刀点，取消刀补，停主轴）

N160 M00（选择停止，以便检测工件）

N170 M03 S460 T0404（换切槽刀）

N180 G00 X20 Z-40（快速定位，准备切槽）

N190 G01 X10.2 F50

N200 X20 F150

N210 Z-38

N220 X10 F50

N230 G04 P0.5

N240 G01 Z-40

N250 G04 P0.5

N260 G01 X20 F150

N270 G00 X100 Z100 T0400 M05（返回换刀点，取消刀补，停主轴）

N280 M00（选择停止，以便检测工件）

N290 M03 S460 T0202（正转，换螺纹车刀）

N300 G00 X20 Z5（快速定位至循环起点（X20，Z5））

N310 G82 X13.2 Z-37.5 F1.5

N320 X12.6（加工螺纹）

N330 X12.2

N340 X12.05

N350 G00 X100 Z100 T0200 M05（返回刀具起始点，取消刀补，停主轴）

N360 M00（选择停止，以便检测工件）

N370 M03 S460 T0404（换切断刀，主轴正传）

N380 G00 X38 Z-83（快速定位至（X38，Z-83））

N390 G01 X0 F200切断）

N400 G00 X38（径向退刀）

N410 G00 X100 Z100 T0400 M05（返回刀具起始点，取消刀补,停主轴）

N420 T0100（1号基准刀返回，取消刀补）

N430 M30（程序结束）

图样二

%0002

N10 T0101

N20 M03 S600

N30 G00 X100 Z100

N40 G00 X27 Z3

N50 G71 U1 R1 P90 Q160 E0.2 F100 N60 G00 X100 Z100

N70 T0101

N80 G00 G41 X27 Z3

N90 G00 X14 Z3

N100 G01 X24 Z-2 F80

N110 Z-18

N120 G02 X20 Z-24 R10

N130 G01 Z-31.39

N140 G02 X25 W-6.61 R10

N150 G01 Z-45

N160 X30

N170 G40 G00 X100 Z100

N180 T0202

N190 G00 X27 Z3

N200 G82 X23.1 Z-22 F2

N210 G82 X22.5 Z-22 F2 N220 G82 X21.9 Z-22 F2 N230 G82 X21.5 Z-22 F2 N240 G82 X21.4 Z-22 F2 N250 G82 X21.4 Z-22 F2 N260 G00 X100

N261 Z100

N270 T0404

N280 G00 X38 Z-45

N290 G01 X0 F50

N300 G01 X38

N310 G00 X100 Z100

N360 T0400

N370 M30

图样三

%0003

N10 G00 X100 Z100

N20 M03 S460 F100

N30 T0101

N40 G00 X36 Z2

N50 G71 U1 R1.5 P60 Q130 E0.2 N60 G01 X0 Z0

N70 X16

N80 X20 Z-2

N90 Z-20

N100 X26

N110 X30 Z-30

N120 Z-35

N130 G02 X30 Z-50 R8.13

N130 G01 Z-65

N140 G00 X100

Z100

N150 T0404

N160 G00 X28 Z-20

N170 G01 X16.2 F50

N180 X28 F150

N190 Z-19

N200 G01 X16 F50

N210 G04 P0.5

N220 G01 Z-20

N230 G04 P0.5

N240 G01 X28 F150

N250 G00 X100

N260 Z100

N270 T0202

N280 G00 X20 Z2

N290 G82 X19.1 Z-18 C1 F1.5

N300 G82 X18.5 Z-18 C1 F1.5

N310 G82 X17.9 Z-18 C1 F1.5

N320 G82 X17.5 Z-18 C1 F1.5

N330 G82 X17.4 Z-18 C1 F1.5

N340 G00 X100

N350 Z100

N360 T0404

N370

N380 G00 X38 Z-68

N390 G01 X0 F100

G00 X100 Z100

N400 M30

（三）计划实施：（本节课的内容）

课前：发放毛坯材料。

[教师]：对前面内容进行小结：

1、小组的各成员已经熟悉了数控编程与加工方案；

2、清楚了零件的工艺过程及相关计算；

3、已经编制好了程序；

4、并在上海宇龙模拟加工软件上已模拟加工。

引入本节课内容：数控车加工。

教师强调[操作注意事项]：

（1）车床空载运行时，注意检查车床各部位运行状况（回参考点）。

（2）进行对刀操作时，要注意切槽刀（切断刀）刀位点的选取。上述参考程序采用切槽刀（切断刀）左刀尖作为编程刀位点，在切槽时选择左节点可直接进行切削，而在切断工件时则要加上刀宽进行切削（刀宽请各小组自已测量并记录好）。

（3）螺纹切削时必须采用专用的螺纹车刀，螺纹车刀刀尖形状决定螺纹形状，最后一次背吃刀量一般不大于0.1mm。

(4 )刀具的安装：

螺纹车刀必需采用螺纹样板对刀；

切断车刀主切削刃必需安装平直；

外圆车刀安装必需使车刀主切削刃垂直于工件的轴线；

车刀安装尽量减少伸出长度。

（5）要注意螺纹车削加工不像车外圆一样可以随意设定、调整转速和进给速度。

（6）圆弧车削加工时要注意副切削刃干涉已加工好圆弧。

下面请同学们在数控机床上进行分工操作，各司其职：

[学生]CNC操作加工：一人输机，一人操作机床，一人纪录。

[教师]巡回检查，并纠正学生在操作过程出现的错误。

加工结束后：

阶段小结、交流：

[学生]：每一图样的加工操作组的成员，推荐一名代表对本图样的操作过程结果及心得体会作出简单阐述。

[教师] 对出现的问题加以点评：

① N10→X10 输机错误严谨的治学态度那怕“+”“-”数字

②合作精神、分工合作、积极参与。

③动手能力

④理论联系实践

⑤参与意识不是太强

六、检查评估：（下一节课内容）

先由学生对自己的工作结果进行自我评估，再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题，学生解决问题的方法以及学习行动的特征。通过对比师生评价结果，找出造成结果差异的原因。

七、归档或应用：

项目工作结果将归档或应用到企业、学校的生产教学实践中。

倘若我们用45钢棒加工，同学们要考虑营销的途径、方法和过程。