数控车床项目四 套类零件的加工
简述数控车床加工零件类型
简述数控车床加工零件类型
数控车床是一种通过计算机程序控制的自动化机床，能够精确地加工各种零件。
数控车床可以加工多种不同类型的零件，下面将简要介绍其中几种常见的零件类型。
1. 轴类零件：数控车床常用于加工各种轴类零件，如轴、轴套、轴承座等。
这些零件通常具有高精度、高轴向质量和光洁度的要求，数控车床能够通过精确的切削和加工工艺来满足这些要求。
2. 套类零件：套类零件包括套筒、套圈、套管等，这些零件通常用于连接、定位或者减小摩擦。
数控车床可以通过精确的切削和精密的定位来加工这些套类零件，确保其尺寸和形状的精确度。
3. 连接件：数控车床可以加工各种连接件，如螺栓、螺母、销子等。
这些连接件通常具有复杂的内外螺纹，数控车床能够通过自动换刀、自动换刀座等功能来完成这些复杂的加工工艺。
4. 铰孔类零件：铰孔是一种用于连接两个或多个零件的孔，通常需要高精度和光洁度。
数控车床可以通过自动化的加工工艺来加工铰孔，确保其精确度和光洁度。
5. 曲面类零件：数控车床还可以加工曲面类零件，如凸轮、滚轮、齿轮等。
这
些零件通常具有复杂的曲面形状和精确的齿轮参数，数控车床能够通过自动化的加工过程来实现这些要求。
总之，数控车床可以加工多种不同类型的零件，从简单的轴类零件到复杂的曲面类零件都可以通过数控车床来实现高精度、高效率的加工。
这使得数控车床在诸多行业中得到广泛应用，如汽车制造、航空航天、电子设备等。
数控车床编程与操作项目二 轴类零件加工任务四多阶梯轴零件加工
T0202 M03 S800 F0.1 G00 G42 X52.Z2. G70 P50 Q150 G00 G40 X100.Z100.
M00 M05 T0303 M03 S400 G00 X50. Z-85. G01 X0 F0.08 X52. F0.3 G00 X100.Z100.
M30
换精加工车刀 设置转速与进给速度 快速移到循环起点,建立刀补 调用精加工循环,进行精加工 退刀准备换刀并取消刀补 暂停,主轴停,测量 换切断刀 设置转速与进给速度 快速移至X50. 快速移至Z-85. 切断 刀具沿+X方向退刀 刀具退回至换刀点 程序结束
数控机床上首件加工均采用试切和试测方法保证尺寸精度，具 体做法：当程序运行到N170程序段时，停车测量精加工余量。 根据精加工余量设置精加工刀具（T02号）磨损量，避免因对刀 不精确而使精加工余量不足而出现不可修复的废品。然后再运 行精加工程序，程序运行至N230时，停车测量，根据测量结果 ，修调精加工车刀刀补磨损值，再次运行精加工程序，直至零 件尺寸达到要求为止。
程序内容 G00 T0101 G40 G97 G99 F0.2
M03 S600 X52. Z2. G71 U1.5 R0.5 G71 P50 Q150 U0.4 W0.1 G00 X0. G01 Z0. X15.994 X19.994 Z-2. Z-15. X27.994 Z-25. X39.992 Z-45. Z-55. X-47.992 Z-70. Z-85. G00 X100.Z100 M00 M05
【实施训练】
一、加工准备 二、对刀操作 三、空运行及仿真 四、零件自动加工及锥度控制
数控机床上首件加工均采用试切和试测方法保证尺寸精度，具体做法：当 程序运行到N170程序段时，停车测量精加工余量。根据精加工余量设置精 加工刀具（T02号）磨损量，避免因对刀不精确而使精加工余量不足而出 现不可修复的废品。然后再运行精加工程序，程序运行至N230时，停车测 量，根据测量结果，修调精加工车刀刀补磨损值，再次运行精加工程序， 直至零件尺寸达到要求为止。例 T02号刀具X磨损量设为0.3mm，Z方向磨 损量设为0.2mm。精加工程序运行后，实测外圆尺寸比编程尺寸大0.22mm， 则把X方向磨损量修改为0.3mm－0.22mm=0.08mm；实测长度方向尺寸比 编程尺寸大0.15mm，则把Z方向磨损量修改为0.2mm－0.15mm=0.05mm。 重新修改为磨损量后，重新运行精加工程序，直至达到尺寸要求。首件加 工尺寸调好后，可以将程序中的暂停指令删除即可进行批量零件的生产， 加工中不需要再测量和控制尺寸，直至刀具磨损为止。
模块四内外端面数控车床加工编程
项目三外圆、内孔及端面加工训练教学目的：①掌握外圆、内孔及端面的大余量切削方法。
②掌握钻孔、镗孔加工的相关工艺知识和编程知识。
③掌握粗、精车削工件的加工工艺路线、刀具选用和切削用量确定。
④熟练掌握钻头、镗刀等刀具在刀架上的安装和对刀操作。
任务一编程的基本知识1．简单循环指令（1）外、内径切削循环指令G90格式：G90 X（U） Z（W） F ；说明：X、Z——绝对值编程时，为切削终点C在工件坐标系下的坐标；增量值编程时，为切削终点C相对于循环起点A的有向距离，图形中用U、W表示。
该指令执行如图3-l3所示A—B—C一D—A的轨迹动作。
例8-5 如图8-11所示：O1487………G00 X62.0 Z2.0；G90 X50.0 Z-40.0 F0.15；X40.0；X30.0；G00 X200.0 Z100.0；M05；M30；（2）圆锥面内（外）径切削循环指令G90 （如图8-12所示）格式：G90 X （U ） Z （W ） R F ；R ——为切出点到切入点在X 轴上的投影，与X 轴同向取正，与X 轴反向取负（无论是绝对值编程还是增量值编程）。
如图8-12所示根据相似三角形公式： 522030=-=h 2+=BE R BE h 220205+=R 5.5=R又因切出点到切入点在X 轴的投影为R 值，R 方向与X 正向相反，所以R=-5.5mm 。
O0002………G00 X42.0 Z2.0G90 X30.0 Z-20.0 R-5.5 F0.15G00 X200.0 Z100.0………(3)端平面切削循环指令G94该指令主要用于盘套类零件的平面粗加工工序。
格式：G94 X （U ） Z （W ） F ；该指令执行如图3-17所示A ——B ——C ——D ——A 的轨迹动作。
例8-6 如图8-14所示，用G94指令编写程序。
O1234………G00 X62.0 Z2.0；G94 X10.0 Z-3.0 F0.2；Z-5.0；X30.0 Z-7.0；Z-10.0；G00 X200.0 Z100.0；………(4)带锥度的端面切削循环指令 G94该指令主要用于盘套类带锥度的圆锥面零件的粗加工工序。
9数控车床加工技能
数控车床加工一体化课程标准一、课程名称：数控车床加工一体化课程（学时600）二、适用专业：数控技术应用专业三、前言（一）制定依据本标准依据国家职业标准《数控车工》、《数控技术专业人才培养方案》中的人才培养规格要求和对数控车床加工课程教学目标要求而制定，用于指导数控车床加工一体化课程教学与课程建设。
（二）课程的性质与地位数控车床加工一体化课程是支撑数控机床操作员（核心岗位）、数控工艺员（核心岗位）的专业核心课程。
数控车床加工课程以典型零件的数控车床加工工作实践为主线，以工作过程（任务）为导向，从加工职业岗位人手，以数控车床操作工国家职业标准为依据，以学生就业所需的车床操作、数控车床加工工艺等实践技能为着眼点，与中煤张家口煤矿机械股份有限公司、中粮张家口机械有限公司等企业联合开发课程，聘请企业的技术人员担任兼职教师，共同培养学生的数控车床加工工艺、数控车床的操作、加工刀具及工装选用等职业核心能力。
本课程的任务是使学生具备从事数控车工加工工作的高技能人才所必需的机床加工工艺、数控车工加工刀具及工装选用、数控车床操作等职业核心能力，使学生具备从事数控车工加工技术的基本专业技能，通过进一步的学习，学生具有数控车工相应职业能力，获取相应的职业资格证书，为今后从事实际工作打下必要的基础，并为后续专业课程学习与学生的顶岗实习作前期准备。
（三）课程的任务本课程任务是以数控技术中的数控加工职业能力培养为重点，以机械制造企业的行业及地域需求为逻辑起点，以工作过程为导向，以典型工作任务分析为依据，以真实工作任务为载体，以校企专家合作开发为纽带，以校内双师教师和企业兼职教师为主导，以与行业企业共建教学环境为条件，以行动导向组织教学。
解构了原有的理论与实践课程体系，重构了体现加工工艺编制、数控程序编制、数控机床加工调整的工作过程性知识与技能体系的课程；并通过教学模式设计、教学方法设计、教学考核改革等，保证专业能力、方法能力和社会能力的培养；形成以工作过程为导向，以学生为中心，教师引导，做中学、学中做一体化的工学结合教学模式。
数控机床套类课程设计
数控机床套类课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数控机床的基本概念、分类及用途。
2. 学生能掌握套类零件的加工工艺、编程方法及机床操作步骤。
3. 学生能了解数控机床的安全操作规程及维护保养知识。
技能目标：1. 学生能运用CAD/CAM软件进行套类零件的图形绘制、加工编程。
2. 学生能独立操作数控机床完成套类零件的加工。
3. 学生能对数控机床进行简单的故障排除及日常维护。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对制造业的兴趣，增强对数控技术的认识。
2. 学生树立安全生产意识，养成良好的操作习惯。
3. 学生培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课，以培养学生实际操作能力为主，结合理论知识，提高学生的综合运用能力。
学生特点：学生处于中职或高职阶段，对数控机床有一定了解，具备一定的理论基础，但实际操作能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化操作训练，提高学生的实际加工能力。
同时，关注学生的情感态度培养，使其形成良好的职业素养。
通过具体的学习成果分解，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 数控机床概述- 数控机床的发展历程、分类及特点- 数控机床的组成及工作原理2. 套类零件加工工艺- 套类零件的特点及加工要求- 套类零件的加工工艺流程及参数选择3. 数控编程- 数控编程的基本概念、方法及步骤- 套类零件的数控编程实例分析4. CAD/CAM软件应用- CAD/CAM软件的基本操作- 套类零件的图形绘制、加工编程5. 数控机床操作- 数控机床的基本操作方法- 套类零件的机床操作步骤及注意事项6. 数控机床安全与维护- 数控机床的安全操作规程- 数控机床的日常维护与故障排除7. 实践操作- 套类零件的加工实践- 数控机床操作技能训练教学内容安排与进度：第1-2周：数控机床概述、套类零件加工工艺第3-4周：数控编程、CAD/CAM软件应用第5-6周：数控机床操作、实践操作第7-8周：数控机床安全与维护、综合训练本教学内容根据课程目标，结合教材章节进行组织，确保内容的科学性和系统性。
数控车床加工实例
（1）零件图的分析
如图所示，这是一个由圆弧面、外圆锥面、外圆柱面构成的特型 面零件。其￠50 mm 外圆柱面直径处不加工，而￠40 mm 外圆柱 面直径处加工精度较高，其材料为45号钢，选择毛坯尺寸为￠50 mm×L110 mm 。
数控车床加工实例——特殊型面零件
工艺分析及处理
（1）零件图的分析
N30 G00 X34.0 Z0.0；
快速点定位
N40 G01 X0.0 F0.2；
车削右端面
N50 G00 Z1.0；
快速点定位
N60 X28.5；
N70 G01 Z-6o.0；
粗车外圆柱面为￠28.5 mm
N80 X32.0；
车削台阶
N90 G00 Z1.0；
快速定位
N100 X24.5；
N110 G01 Z-30.0；
N20 S630 M03 T11； 主轴正转n=630 r/min，调用1号刀，刀具补偿号为1
N30 G00 X52.0 Z0.0； 快速点定位
N40 G01 X0.0 F0.2； 车削右端面
N50 G00 Z1.0；
快速定位
N60 X46.5；
N70 G01 Z-72.0；
粗车外圆柱面为￠46.5 mm
精镗40mm内圆柱面切削台阶快速点定位快速点定位快速退回刀具起始点取消2号刀的刀具补偿调用3号刀刀具补偿号为3快速点定位切断退刀快速退回刀具起始点取消3号刀的刀具补偿主轴停止转动程序结束参考程序数控车床加工实例螺纹车削加工数控车床加工实例螺纹车削加工工艺分析及处理1零件图的分析1零件图的分析如图所示的螺纹类零件其28mm外圆柱面直径处加工精度较高同时需加工m24mm15mm的螺纹其材料为45号钢选择毛坯为32mml100mm
金工实训项目四套类零件加工
（二）、钻孔注意事项 （1）起钻时进给量要小，待钻头头部全部进入 工件后，才能正常钻削。 （2）钻钢件时，应加冷切液，防止因钻头发热 而退火。 （3）钻小孔或钻较深孔时，由于铁屑不易排出， 必须经常退出排屑，否则会因铁屑堵塞而使钻头 “咬死”或折断。 （4）钻小孔时，车头转速应选择快些，钻头的 直径越大，钻速应相应更慢。 （5）当钻头将要钻通工件时，由于钻头横刃首 先钻出，因此轴向阻力大减，这时进给速度必须 减慢，否则钻头容易被工件卡死，造成锥柄在床 尾套筒内打滑而损坏锥柄和锥孔。
任务2 镗孔 一、相关知识 二、任务实施 三、任务完成结论 四、知识拓展
一、相关知识
（一）、镗孔 镗孔分为镗通孔和镗不通孔，如图所示。 注意通孔镗刀的主偏角为45°～75°，不 通孔车刀主偏角为大于90°。
（二）、镗刀的安装 镗刀的刀尖应对准工件的中心，但在精车时 可略为装高一点，以防镗孔受力而扎刀。粗 车时可略低些，使工作前角增大便于切削顺 利，刀杆要与走刀方向平行，不能伸的太长 以防振动。 (三)、镗孔时切削用量的选择 因镗孔刀的刀杆细长强度较低，所以镗孔时 的走刀量、吃刀深度，都要小些。切削速度 也要低些，尤其是不通孔更要小些。
2．麻花钻切削部分的组成 切削部分由两个前刀面、两个后刀面、两个副后刀面、 两条主切削刃、两条副切削刃和一条横刃组成 （1）前刀面。即螺旋沟表面，是切屑流经表面、起容屑、 排屑作用，需抛光以使排屑流畅。 （2）主后刀面。与加工表面相对，位于钻头前端，形状 由刃磨方法决定，可为螺旋面、圆锥面或平面、手工刃 磨的任意曲面。 （3）副后刀面。与已加工表面（孔壁）相对的钻头外圆 柱面上的窄棱面。 （4）主切削刃。是前刀面（螺旋沟表面）与后刀面的交 线，标准麻花钻主切削刃为直线（或近似直线）。 （5）副切削刃。是前刀面（螺旋沟表面）与副后刀面 （窄棱面）的交线，即棱边。 （6）横刃。是两个（主）后刀面的交线，位于钻头的最 前端，亦称钻尖。
数控机床加工零件学习项目一任务三盘套类零件加工
二、复合固定循环G指令－封闭切削循环 （G73）
格式： G73 U(i) W(k) R(d) ； G73 P(ns) Q(nf) U(Δu) W(Δw) F(f) S(s) T(t);
封闭切削循环是一种复合固定循环，如右图所示。封闭切削循环适于对用粗加 工、铸造、锻造等方法已初步成形的零件，对零件轮廓的单调性则没有要求。
注意： （1）ns→nf程序段中的F、S、T功能，即使被 指定对粗车循环无效。 （2）零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单 调增大或单调减少。
二、复合固定循环G指令－端面粗加工循环指令（G72）
例：按下图所示尺寸编写端面粗切、精切循环加工程序。
N10 T0101；
N20 M03 S1000；
N30 G00 G41 X160 Z132 M08；
Φ25X100的棒料。
1.零件分析
零件分析
该零件为简单轴类零件，先粗车再精车、切断。
2.确定装夹方式 采用装夹方式如图，从右至左加工。
3.确定编程坐标系 以零件的右端面中心为编程坐标系零点。
4.选择刀具与切削用量 见表 5.编程
确定装夹方式 确定编程坐标系 选择刀具与切削用量
编程
仿真加工
装夹方式及工件编程坐标零点的选择
装夹部位
编程坐标零点 +Z
70 100
+X
O001;
N010 T0101;
N020 M03S500;
N030 G00X27.0 Z2.0; N040 G73 U8.0 W1.0 R8；
N050 G73 P60 Q160 U0.5 W0.05F0.15； N060 G01 X0. F0.15 ； N070 G01 Z0. ； N080 X7.； N090 X10.0 Z-1.5 ； N100 Z-10.0；
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1)编程格式: G71 U(Dd) R(De); G71 P(ns) Q(nf) U(Du) W(Dw) F(f); 2)程序说明: Dd:背吃刀量,无正负号,半径指定。 De:退刀量。 ns:精加工轮廓程序段中开始程序段的段号。 nf:精加工轮廓程序段中结束程序段的段号。
Δu:X轴向精加工余量,直径指定(当Δu为负值时,便是加工内轮廓指令)。 Δw:Z轴向精加工余量。 f:F代码(进给量)。 精加工指令G70的编程格式不变。 例如,G71 U1 R0.5; G71 P10 Q11 U-0.5 W0.1 F0.1;
表4-5 数控加工工艺卡片
3.编写数控加工程序 根据制订的加工工艺过程,使用GSK 980TD系统规定的程序语句,编写零 件的加工程序,见表4-6~表4-8。
表4-6 数控加工程序(一)
表4-6 数控加工程序(一)
表4-7 数控加工程序(二)
表4-7 数控加工程序(二)
表4-8 数控加工程序(三)图4 Nhomakorabea1 台阶孔
1.能够叙述台阶孔的形状结构特点。 2.会制订外圆、台阶孔的走刀路线。 3.使用G71/G70指令完成工件外圆、台阶孔的编程。 4.在小组协助下,能安全规范操作机床,完成数控加工流程。 5.正确使用测量工具检测工件尺寸。
1.零件图样分析
台阶孔零件如图4-1所示,该零件包括一个ϕ46mm和两个ϕ40mm的外圆, 及ϕ24mm和ϕ31mm两个内孔台阶构成。零件材料为2A12。总长要求为 40±0.05mm,手动车端面保证总长尺寸。
2.选择刀具
零件外圆和端面的粗、精车加工均采用一把93°外圆车刀,内孔的粗、精
车加工合用一把内孔车刀。钻内孔时采用ϕ20mm钻头。
3.确定装夹方案、工件原点
(1)装夹方案 工件毛坯为ϕ50mm×42mm铝棒,因工件需要进行掉头加 工,所以要进行两次装夹方能完成所有加工。夹具选用自定心卡盘装夹。
装夹面选择工件左端毛坯外圆,伸出长度>20mm(取22~24mm),车端面
数控车削加工与实训一体化教程
项目四 套类零件的加工
通过本项目内容的学习,会进行简单套类零件的加工工艺分析;掌 握常用编程指令的应用,以及台阶孔、圆锥孔、平底孔、内螺纹 等的加工方法;能熟练操作数控车床加工出合格的套类零件。
1.掌握典型套类零件加工工艺及工艺准备。
2.掌握采用G71、G73、G70循环指令加工孔的方法,以及内孔的 检测方法。 3.掌握采用G92循环指令加工内螺纹的方法,以及内螺纹的检测方法 。4.能根据工件类型合理选择刀具及切削用量。
1.相关工艺知识 在同一工件上有两个或两个以上直径大小不同的孔连接在一起像台阶 一样的孔,称为台阶孔。 (1)台阶孔的技术要求 台阶轴通常与其他零件配合使用,因此它的技术 要求一般有以下几点: 1)各段内孔的同轴度。
2)内孔的台阶平面的垂直度。 3)台阶平面的平面度。 4)内孔和台阶相交处的清角。 5)表面粗糙度及热处理要求: ① 孔套上重要配合安装面要求表面粗糙度值Ra1.6μm。 ② 常用45钢调质处理,安排在粗加工之后。 (2)相关编程知识 上个任务中利用G71/G70循环指令加工零件外轮廓, 其实利用G71/G70循环指令还可以加工内孔、内锥等等内轮廓。
(4)切削用量的选择 套类零件的加工较外圆柱面加工难度稍大,因受刀 体强度、排屑状况的影响,在安排每次切削深度、进给量时要小一些。
2.孔加工刀具的相关知识 (1)中心孔及中心钻 中心孔又称顶尖孔,它是轴类零件的工艺基准,也是轴类零件的测量基准, 对轴类零件的作用是非常重要。不同的中心孔采用相应的中心钻进行 加工,如图4-3所示。中心孔可分为A型中心孔、B型中心孔、C型中心孔 和R型中心孔,如图4-4所示。
表4-8 数控加工程序(三)
完成本程序加工后,工件如图4-2所示。
图4-2 加工完成的工件
4.加工操作步骤 按照表4-9的所列的操作流程,操作数控车床,完成台阶孔的加工。
表4-9 数控车床加工操作流程
表4-9 数控车床加工操作流程
表4-9 数控车床加工操作流程
表4-9 数控车床加工操作流程
1.准备工作 材料的准备见表4-1,设备的准备见表4-2,数控加工刀具的准备见表4-3,工 具、量具的准备见表4-4。
表4-1 材料的准备
表4-2 设备的准备
表4-3 数控加工刀具的准备 表4-4 工具、量具的准备
2.制订工序卡片 根据台阶轴的加工工艺分析结果制订工艺卡片,见表4-5。
表4-5 数控加工工艺卡片
5.掌握从编程到加工的整个过程及其注意事项。
任务一 台阶孔的加工
本任务为加工图4-1所示的台阶孔。加工人员须认真分析零件图样, 选择合适的数控刀具,拟订合理的走刀路线,制订完善的加工方案。本 任务要求采用粗车固定循环指令G71指令和精车固定循环指令G70 指令完成工件的加工程序编制,并操作数控机床完成工件的数控加工, 最后完成对工件加工质量的检测与分析。
第Ⅰ次装夹选择工件左端,夹持毛坯ϕ50mm外圆,伸出长度>20mm(取22~ 24mm),加工工件的左端ϕ40mm和ϕ46mm外圆轮廓,ϕ31mm和ϕ24mm内 台阶孔。第Ⅱ次装夹选择已经加工好的工件左端ϕ40mm外圆,轴向用左 侧的台阶面定位,加工工件的左端ϕ40mm外圆轮廓。
(2)工件原点 以右端面与轴线交点为工件原点建立工件坐标系(采用试 切对刀建立)。
(3)内轮廓零件起刀点的设定 在加工外轮廓零件时,起刀点X向往往比 毛坯尺寸大2mm;在加工内轮廓零件时,起刀点X向要比麻花钻钻的底孔 直径略小或是等于钻孔的底孔直径。内孔车刀的刀杆直径也要比底孔直径 小,一般比底孔直径小2mm就可以进刀,否则就会撞刀。内孔车刀加 工的内孔直径最好不要超过自身刀杆直径的3倍,否则会引起振刀。
,钻中心孔,钻ϕ20mm内孔;粗车、半精车ϕ40mm、ϕ46mm外圆和台 阶面,留精车余量0.5mm;精车ϕ40mm和ϕ46mm外圆至尺寸要求;换内 孔车刀,粗车、半精车ϕ31mm、ϕ24mm内孔及台阶面、倒角,留精车 余量0.5mm;精车ϕ31mm和ϕ24mm外圆至尺寸要求。工件掉头,车端 面,至长度工件尺寸40±0.05mm;粗车、半精车ϕ40mm外圆和台阶面, 留精车余量0.5mm;精车ϕ40mm外圆至尺寸要求。