电子课件-《数控加工工艺学(第四版)》-A02-3692 第三章 数控车削加工工艺
数控加工工艺项目化教程第四版 电子教案 (1)[5页]
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《数控加工工艺》电子教案
教学任务：项目一之任务一 阶梯轴的数控加工工艺设计
教学时数：4课时
教学目标：
1.知识目标：了解数控车床的主要加工对象；掌握车削类零件图的工艺分析及工艺路线的拟定；掌握短轴件的定位与装夹；掌握数控车削工艺卡片的填写。
2.技能目标：能够对简单阶梯轴零件进行工艺分析；能够选择简单轴类零件的数控车削刀具和夹具；能够选择车削加工的切削用量；能够填写数控加工工艺卡。
教学重点：工艺分析及工艺路线的拟定、短轴件的定位与装夹、工艺卡片的填写。
教学方法：讲授法、多媒体演示法
教学过程：
（任务描述）
阶梯轴如图1-1所示，零件材料45钢，毛坯为Φ45mm×90mm，单件生产。设计该零件的数控加工工艺。
图1-1阶梯轴
（提出问题）
1.什么样的轴类零件适合在数控车床中加工？该零件在普通车床中能加工么？
2.公差为0.018mm（也就是极限偏差为±0.009mm）的轴段应该是几级公差等级？是否适合在数控车床上加工？
（引入相关知识学习）
1．数控车床的主要加工对象
（1）精度要求高的回转体零件：尺寸精度高达0.001mm或更小的、圆柱度、素线直线度、圆度和倾斜度均要求高的、表面粗糙度要求高的回转体零件。
（2）表面形状复杂的回转体零件：由任意直线及平面曲线轮廓组成的形状复杂的、难2
以控制尺寸的回转体零件。
（3）带特殊螺纹的回转体零件：比如非标螺杆类
（4）淬硬回转体零件：用陶瓷刀片以车代磨，提高加工效率。
另外，对于带有键槽或径向孔，或端面有分布的孔系以及有曲面的盘套或轴类零件，宜选用车削加工中心加工。也可采用数控车床与卧式加工中心加工共同加工的形式。
2．零件图的工艺分析
（1）零件图的技术要求
①尺寸精度要求。注意查看图纸中最高的公差等级，对后续加工方案有关。
②形状和位置精度要求。对后续工艺中的装夹有有关。
③表面粗糙度、表面质量要求。对选择数控车床、刀具及切削用量有关。
数控加工工艺项目化教程第四版 电子教案 (3)[4页]
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《数控加工工艺》电子教案
教学任务：项目一之任务三 简单偏心轴的数控加工工艺设计
教学时数：2课时
教学目标：
1.知识目标：了解偏心回转体的特点；掌握偏心轴的装夹方法及测量方法；了解获得加工精度的方法；
2.技能目标：能够计算偏心垫块的厚度；能够正确使用四爪卡盘进行偏心轴装夹；进一步巩固工艺制定的方法和步骤，同时培养学生认识加工偏心零件的装夹方法，能够对简单偏心轴进行加工工艺分析和制定。
教学重点： 偏心垫块的厚度、四爪卡盘进行偏心轴装夹、复习工艺制定的步骤
教学方法：讲授法、多媒体演示法、讨论法
教学步骤：
（任务描述）
偏心轴如图1-63所示，零件材料为45钢，毛坯尺寸为Φ45mm×70mm，批量生产。设计该零件的数控加工工艺。
图1-63偏心轴
（提出问题）
1.该零件与前两个项目中的零件在轴线上有何不同？如果是单件生产是否适合在数控车床上加工？为什么？单件生产与批量生产在工艺上有何不同？
2.该零件在一次装夹中能完成吗？
（引入相关知识学习）
1．偏心回转体工艺特点
偏心轴、偏心套加工工艺比常规回转体轴类、套类、盘类零件的加工工艺复杂，主要是因为难以把握好偏心距，难以达到图纸技术要求。偏心轴、偏心套一般都是采用车削加工，它们的加工原理基本相同，主要是在装夹方面采取措施，即把需要加工的偏心部分的轴线找正到与车床主轴旋转轴线相重合后在加工，为了保证偏心零件的工作精度，在车削偏心轴时，要特别注意控制轴线间的平行度和偏心距的精度。而后续的加工工艺与常规回转体轴类、套2
类、盘类零件的加工工艺相同。
2．偏心轴的装夹
加工中小型偏心回转体类零件的常用夹具有：三爪卡盘、四爪卡盘、两顶尖装夹、角铁、偏心卡盘和专用偏心车削夹具等。
在此处会提及到单件生产和批量生产，教师对生产类型进行复习，让学生加上印象，同时回答了提出问题1。
（1）采用自定心三爪卡盘装夹
●加垫片：单件生产时如图1-66所示。
电子课件-《数控加工工艺学(第四版)》-A02-3692 表1-6 直线插补过程
表1-6 直线插补过程
步数 偏差判别 坐标进给 偏差计算 终点判别
起点 F0=O Σ=10
1 F=0 +X F1=F0-ye=0-4=-4 Σ=l0-l=9
2 F<0 +Y F2=F1+xe=-4+6=2 Σ=9-1=8
3 F>0 +X F3=F2-ye=2-4=-2 Σ=8-1=7
4 F<0 +Y F4=F3+xe=-2+6=4 Σ=7-l=6
5 F>0 +X F5=F4-ye=4-4=0 Σ=6-1=5
6 F=0 +X F6=F5-ye=0-4=-4 Σ=5-1=4
7 F<0 +Y F7=F6+xe=-4+6=2 Σ=4-1=3
8 F>O +X F8=F7-ye=2-4=-2 Σ=3-1=2
9 F<0 +Y F9=F8+xe=-2+6=4 Σ=2-1=1
10 F>0 +X F10=F9-ye=4-4=O Σ=1-1=0
数控加工工艺项目化教程第四版 电子教案 (2)[5页]
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《数控加工工艺》电子教案
教学任务：项目一之任务二 曲面轴的数控加工工艺设计
教学时数：2课时
教学目标：
1.知识目标：掌握曲面零件轴的数学处理方法和编程尺寸设定值的确定；了解切槽刀及切槽加工工艺；了解螺纹刀并掌握螺纹车削加工工艺。
2.技能目标：能够对曲线轮廓进行处理并会获取零件各基点值；能够正确选定车削加工螺纹时的切削用量；在项目一的学习基础上进一步培养学生对工艺设计的整体思路和步骤的理解，达到能够进行较复杂的曲面轴件的数控加工工艺设计。
教学重点：尺寸的数学处理、较长轴件的装夹、螺纹车削工艺。
教学方法：讲授法、多媒体演示法、小组讨论法
教学步骤：（任务描述）
曲面轴如图1-39所示，零件材料为45钢，毛坯尺寸为Φ55mm×172mm，单件生产。设计该零件的数控加工工艺。
图1-39曲面轴
（提出问题）
1.该零件相对项目1的轴件在尺寸精度上，几何结构上有何变化？在普通车床上容易加工么？难点在哪？
2.图纸中M30×2 以及A4/8.5的含义是什么？
（引入相关知识学习）
1．圆弧曲面的车削加工
（1）圆弧曲面切削路线
①凹圆弧切削路线
②凸圆弧加工的切削路线
（2）零件图形的数学处理及编程尺寸设定值的确定 2
①编程原点的选择；轴类零件编程原点选在右端面的回转中心上。
②编程尺寸设定值的确定，编程尺寸一般平均尺寸代替，最后根据试加工结果进行修正。
③应用实例
（3）外圆弧曲面轴类零件数控车削刀具选择
车削圆弧表面或凹槽时，要注意车刀副后刀面与工件已车削轮廓表面会否干涉。
为避免干涉也可采用直头刀杆车削。
2．较长轴类零件的定位与装夹（二）
见教材表1-13实心较长轴外圆加工的装夹方式：一夹一顶、内梅花顶尖装夹、双顶尖、双顶尖中心架（或跟刀架）。
如果需要顶尖，则轴上一定有一个中心孔，了解一下中心孔的类型和结构（见知识拓展），此处回答了提出问题关于“A4/8.5的含义是什么”。
数控加工工艺项目化教程第四版 电子教案 (5)[4页]
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《数控加工工艺》电子教案
教学任务：项目二之任务二 联接套的数控加工工艺设计
教学时数：3课时
教学目标：
1、知识目标：了解套类零件的工艺特点；熟悉套类零件的定位与装夹；了解套类零件的常用夹具； 掌握切内槽及车削内螺纹的加工方法。
2、技能目标：能够进行套类零件的工艺分析；能够对套类零件进行正确的装夹；能够设计套类零件的数控加工工艺。
教学重点：能够进行套类零件的工艺分析，套类零件的定位与装夹。
教学方法：讲授法、多媒体演示法
教学过程：（任务描述）
联接套如图2-22所示，零件材料45钢，毛坯尺寸为Φ75×85，批量生产。设计该零件的数控加工工艺。
图2-22联接套
（课前提问）
1.该零件的加工内容有哪些？在一次装夹中能完成么？
2.外圆和内孔部分谁先加工？
（引入相关知识学习）
1．套类零件概述
该部分内容在机械制造基础中有所涉及。
（1）套类零件的功用
（2）结构特点
（3）材料与毛坯
（4）主要技术要求 2
2．套类零件的定位与装夹
（1）套类零件的定位基准选择：套类零件的主要定位基准为内外圆中心。外圆表面与内孔中心有较高同轴度要求时，加工中常互为基准反复装夹加工。
（2）套类零件的装夹方案
套类零件的尺寸较小时，尽量在一次装夹下加工出较多表面，既减少装夹次数及装夹误差，还容易获得较高的位置精度。装夹方案见教材表2-6。
①套类零件的壁厚较大且零件以外圆定位时，可直接采用三爪卡盘装夹。外圆轴向尺寸较小时，可与已加工过的端面组合定位装夹，如采用反爪安装；工件较长时可加顶尖装夹，再根据工件长度，决定是否再加中心架或跟刀架，采用“一夹一托”法安装。
②套类零件以内孔定位时，可采用心轴装夹（圆柱心轴、胀力心轴）。当零件的内、外圆同轴度要求较高时，可采用小锥度心轴装夹；当工件较长时，可在两端孔口各加工出一小段60°锥面，用两个圆锥对顶定位装夹。
③薄壁套类零件，直接采用三爪卡盘装夹会引起工件变形，可采用轴向装夹、刚性开缝套筒装夹和圆弧软爪装夹等办法。
数控加工工艺项目化教程第四版 电子教案 (4)[3页]
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《数控加工工艺》电子教案
教学任务：项目二之任务一 法兰盘的数控加工工艺设计
教学时数：2课时
教学目标：
1.知识目标：了解盘类零件的结构特点；熟悉盘类零件的装夹方式；掌握数控车削内回转表面的加工方法；了解影响机械加工精度的因素。
2.技能目标：综合前修课程知识进一步培养读图能力；能够选择正确的装夹方案；培养学生对不合格零件进行分析的能力（从影响加工精度的因素中寻找原因）；能够设计简单盘类零件的数控加工工艺；
教学重点：读懂零件图分析其结构找出数控车削加工内容、 盘类零件的装夹（形位公差对装夹的影响）、内回转表面的车削加工刀具角度选择、影响机械加工精度的因素。
教学方法：讲授法、多媒体演示法、讨论法
教学过程：
（任务描述）
法兰盘如图2-1所示，毛坯材料为铸件HT200，其中，孔Φ60mm已铸为Φ40mm，批量生产。设计该零件的数控加工工艺。
图2-1法兰盘
（提出问题）
1.该零件在结构上与模块一中的三个零件有何不同？该零件的每个部位都在数控车床上加工么？
2.该零件的形位公差上提出了哪些要求？对零件的装夹有何影响？
（引入相关知识学习）
1．盘盖类零件概述
（1）功用与结构特点 2
（2）材料和毛坯：与项目一3个零件选用的材料不同，本项目采用了HT200材料。
（3）主要技术要求及工艺特点
盘盖类零件除尺寸精度、表面粗糙度有要求外，一般还有位置度要求，如外圆对内孔的径向圆跳动、端面对内孔的端面圆跳动或垂直度的要求、外圆与内孔间的同轴度要求、两端面之间的平行度要求等等。
盘盖类零件的结构特征决定该类零件的加工一般采用车削方式进行，分粗车、半精车和精车。不适于车削部分可能会涉及到铣床设备。
2．盘盖类零件的装夹
（1）用卡盘一次装夹完成各主要表面的加工
外形为盘状且中间没有通孔的端盖，可以用卡盘一次装夹完成主要加工表面，掉头完成精度不高的次要加工表面。
（2）以内孔定位心轴装夹
数控机床操作教程课件——第三章 数控机床的操作简介04
第四节 NC单元的操作
一、程序编辑及管理
华中Ⅰ 型数控系统是一个具有实时多任务特征的控制系统，系统在各工作方式下都能进行零件程序的编辑。
程序编辑及管理包括对加工程序的编辑、拷贝、删除、改名等操作。在系统主菜单基本功能状态（图3－6）下按F2“程序编辑”进入程序编辑及管理功能。命令行与菜单键显示如图3－9所示。如果在编辑区己经有程序在编辑，则在正交窗口显示正在编辑的程序，并允许用户编辑。
此时要退出该功能，按F10“返回”。
Fl“文件管理”用于将程序调入编辑区，以及进行程序拷贝、程序删除、程序改名、通讯等操作。按下F1，弹出菜单，如图3－10所示。用光标键上下移动红色亮条以选择所需的功能，然后按CR确认。
程序选择： 选择磁盘或内存中程序；
程序删除： 删除磁盘或内存中程序；
程序拷贝： 拷贝程序；
程序改名： 将磁盘或内存中程序改名；
通 讯： 与计算机更通讯；
取 消： 取消操作，返回程序编辑子菜单。可按“ESC”键直接执行“取消”操作；
1． 程序编辑与保存
如果在编辑区没有程序在编辑，按下列步骤调入程序到编辑区。
1）在图3－9所示状态下按F1。
弹出 图3－10菜单，选择“程序选择”，按 CR，系统将提示由用户选择内存调入，还是从磁盘调入等，如 图3－11所示。用光标键上下移动红色亮条以选择所需程序类型，按CR确认。
其中当前运行程序是当前正在加工区的程序；内存程序是指内存中的程序；磁盘程序是指3英寸软盘中的程序；网络程序是通过网络调入的程序。
2) 选择具体程序。
选择内存程序、磁盘程序、网络程序后，系统自动将所有程序，目录都以菜单的形式列出，如图3－11所示。用户用光标选择，C R确认。对于新程序，系统创建一个临时文件由用户编辑。程序调入之后，可以用下列各键对程序进行全屏幕的编辑及修改：
→：向右移动光标一个字符。
数控加工工艺项目化教程第四版 电子教案 (13)[4页]
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《数控加工工艺》电子教案
教学任务：项目五之任务三 支架的数控加工工艺设计
教学时数：2课时
教学目标：
1、知识目标：掌握异形类零件的工艺特点；了解加工异形类零件的工装设备。
2、技能目标：能够对异形类零件进行正确的工艺设计；能够对异形类零件进行工装设备的选择。
教学重点：了解加工异形类零件的工装设备，常用加紧机构的使用情况。
教学方法：讲授法、多媒体演示法
教学步骤：
（任务描述）
支架如图5-44所示，零件材料为HT250，大批量生产，设计该零件的数控加工工艺。
图5-44 支架
（提出问题）
1.该零件从零件的结构分类属于何种零件？如何定位与装夹？
2.该零件上的加工内容有哪些？适于哪种设备上进行加工？
（引入相关知识学习）
1．异形类零件的工艺特点
外形特异、不规则的零件称为异形类零件，异形类零件的总体刚性一般较差，在装夹过程中易变形，实践证明，异形件的形状愈复杂、加工精度要求愈高，使用加工中心加工便愈能显示其优越性。 2
2．异形类零件的装夹
（1）尽可能寻找适合的平面与孔定位装夹，如本任务所采用的方法。
（2）对于不便装夹的异形类零件，在进行零件图纸结构工艺性审查时，可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准，加工完成后再将工艺凸台去掉。
（3）若零件毛坯未制出辅助工艺定位装夹基准，可考虑在不影响零件强度、刚度、使用功能的部位特制工艺孔作为定位基准。
3．工件在夹具中的夹紧
1）夹紧装置应达到的基本要求
（1）夹紧过程可靠，不改变工件定位后所占据的正确位置。
（2）夹紧力的大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。
（3）操作简单方便、省力、安全。
（4）结构性好，夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造和维修。
2）夹紧力方向和作用点的选择
（1）夹紧力的方向
①夹紧力的方向应有助于定位，
②夹紧力的方向应指向主要定位面，