项目 2 ：使用基本指令编程的轴类零件加工与操作

1. 项目2：使用基本指令编程的轴类零件加工与操作项目2：使用基本指令编程的轴类零件加工与操作

2. 一、任务导入 • 1．任务描述 • 使用简单编程指令完成零件的去毛坯余量的粗加工进给路线设计、编制零件粗、精加工程序。

3. 一、任务导入 2．知识目标 • 掌握数控车削加工工件、刀具、夹具的装夹方法 • 掌握数控车削编程简单指令的格式与使用 • 掌握车削工件的毛坯粗加工进给路线的轨迹设计方法 • 了解数控车削刀具的种类及各自的运用场合

4. 一、任务导入 • 3．能力目标 • 会根据零件图纸要求选择工件的加工顺序，制定获得符合图纸要求的加工方法。 • 会根据工件轮廓形状正确选择刀具 • 会查阅数控加工工艺资料正确确定每把刀具的切削三要素。 • 会使用简单编程指令编制工件加工程序。 • 会对加工工件的质量进行检验

5. 二、知识准备 • 1．程序结构与组成 • 程序实例

6. 二、知识准备 • 1．程序结构与组成 • 程序实例 数控程序由开始符、程序名、程序主体和程序结束指令、结束符组成

7. 二、知识准备 • 2.进给路线设计方法 • (1)确定粗加工进给路线的主要原则： • 首先按已定工步顺序确定各表面加工进给路线的顺序。 • 所定进给路线（加工路线）应能保证零件轮廓表面加工后的精度和粗糙度要求。 • 寻求最短加工路线（包括空行程路线和切削路线），减少行走时间以提高加工效率。 • 要选择零件在加工时变形小的路线，对横截面积小的细长零件或薄壁零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去余量法安排进给路线。

8. 二、知识准备 • (1)确定粗加工进给路线的主要原则： • 简化数值计算和减少程序段,减小编程工作量。 • 根据工件的形状、刚度、加工余量、机床刚度和工艺选择等情况,确定走刀次数。 • 合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法，避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。

9. 二、知识准备 • 2.进给路线设计方法 • （2）确定粗加工进给路线 • “矩形”循环进给路线。右图(a)所示为利用数控系统具有的矩形循环功能安排的“矩形”循环进给路线。 • “三角形”循环进给路线。右图(b)所示为利用数控系统具有的三角形循环功能安排的“三角形”循环进给路线。 • 沿轮廓形状等距线循环进给路线。右图( c )所示为利用数控系统具有的封闭式复合循环功能控制车刀沿着零件轮廓等距线循环的进给路线。

10. 平行于水平轴 用直线靠近轮廓 仿轮廓进行切削 沿轮廓形状循环 矩形循环 三角形循环 二、知识准备 确定粗加工进给路线

11. 二、知识准备 图1-2-3 两种进给路线对比

12. 二、知识准备 3.数控车床编程特点 • 车床加工中刀具只在XZ平面移动，所以一般数控车床编程坐标地址只有X和Z； • 数控车编程一般采用直径编程，华中数控系统用G36指令，FANUC系统用参数设定。直径编程时X的编程值用直径值表示，增量方式时，U值应该为实际位移量的2倍； • FANUC数控车绝对坐标值编程使用地址符为X、Z，增量方式编程地址符为U、W；华中数控可使用G90、G91来定义绝对编程和增量编程，也可象FANUC系统直接使用地址符来区分。 返回

13. 二、知识准备 3.数控车床编程特点 • 如使用地址符来区分绝对编程与增量编程时，华中数控可象FANUC系统数控车一样，在同一程序段中采用混合方式编程。 • 尺寸字后的数据分为整数和小数两种，FANUC系统除参数设置为mm单位外，一般采用小数点编程（整数值小数点化）华中数控系统则不需要整数值小数点化。 • 数控车具有恒线速度控制功能，但系统上电默认为G97mm/r • 数控车编程使用的F 单位一般为mm/r，上电默认。 返回

14. 二、知识准备 4.数控车编程应考虑的因素 • 机械结构与系统 数控车编程应考虑机械结构及系统配置情况，如主轴箱为手动有级变速，使用S指令无效，普通刀架不能T指令，没装编码器的车床不能车螺纹等； • 数控系统类型 数控系统类型不同，使用的指令体系会有些差异，编程前应查阅编程说明书； • 数控车床的技术参数 机床技术参数决定机床的加工工艺范围，切忌使用超出其技术参数范围的指令值。 返回

15. 二、知识准备 5.数控车床简单G功能指令一览表 返回

16. 二、知识准备 5.数控车床简单G功能指令一览表 返回

17. 二、知识准备 6.数控车床简单M功能指令一览表 返回

18. 二、知识准备 6.数控车床简单M功能指令一览表 返回

19. 二、知识准备 • 7.数控车床刀具补偿功能 • 数控车刀具补偿功能分为两类： • 刀具长度补偿和刀尖圆弧半径补偿。其中刀具长度补偿又分为刀具几何补偿及磨损补偿。 • 刀具几何补偿是对刀具形状及刀具安装位置差异的补偿。 • 刀具磨损补偿是对刀具磨损的补偿。 • 注：两种偏移补偿值可别设定

20. 二、知识准备 • 8.多刀加工的对刀操作方法与步骤 • 包括绝对对刀法和基准刀对刀法（相对对刀法）。 • 绝对对刀法：将每把刀具分别去试切（或碰）与工件坐标原点有确定关系的基准面或点（或工件坐标系原点），找出工件坐标系原点相对处于加工状态的每把刀具刀位点在机床坐标系原点位置的绝对坐标值，分别填入对应刀具的刀补号X、Z地址中。 • 基准刀对刀：先选一把刀作基准刀，通过基准刀对刀，建立工件坐标系；然后用非基准刀去碰对刀点（或对刀基准面），找出非基准刀刀位点相对基准刀刀位点在各坐标轴方向的差值，将该差值作为该刀的刀补值分别输入到该刀对应刀补号几何补偿（G）的X、Z中。

21. 三、方案设计 • 1．零件图样分析 • 该零件加工要求较高的部位是表面粗糙度为3.2之处，有公差要求的是φ15外圆。因此在安排粗加工之后还要安排精加工。 • 2.选择机床与夹具 • 选择机床与夹具应根据零件形状、尺寸、精度要求及现有条件进行，本零件为回转类带圆弧的零件，因此选择经济型数控车床和通用的三爪卡盘即可满足加工要求。工件装夹以毛坯一端面和外圆定位。 • 思考：选择数控机床应考虑哪些因素？ 返回

22. 三、方案设计 • 3.制定加工方案 • 假如将零件的所有加工内容都安排在数控车上进行，其加工顺序如下： • 车端面-----从右至左粗加工各面--------从右至左精加工各面----切槽-----车螺纹---切断。 • 思考：如将这个零件加工改为普通车床和数控车床加工，如何制定其加工工艺路线？ 返回

23. 三、方案设计 • 4.确定刀具及切削用量 返回

24. 三、方案设计 • 5.确定编程原点 • 设定编程原点在零件右端面中心处。 • 6.设计毛坯粗加工的走刀路线

25. 三、方案设计 • 图1-2-6 加工倒角走刀路线设计

26. 三、方案设计 • 7.坐标点计算 • 方法一：计算法，车外圆的第一刀将φ40的外圆车到φ36，Z方向比工件总长略大些。下面是车出φ25的阶梯轴，Z方向长26.5，粗加工余量为36-25=11，将第二次、第三次、第四次走刀的背吃刀量分别定为4mm、4mm、3mm，这样第二次、第三次、第四次刀路轨迹的X坐标值分别为φ32、φ28、φ25；最后车削φ16外圆，Z方向长13.5，此阶梯轴的粗加工余量为25-16=9，按加工余量等分处理，这样第五刀、第六刀、第七刀的走刀轨迹的X轴坐标值分别为φ22、φ19、φ16。

27. 三、方案设计 • 7.坐标点计算 • 方法二：作图法，用CAD画出工件的零件图和毛坯轮廓，在平面内设计其粗加工的走刀路线。然后用坐标点查询方法找出各点坐标值。如果没有绘图软件，可以在有格子的图纸上画出零件图，然后确定各点的坐标值。下表为用计算法算出的各点坐标值。

28. 四、项目实施 • 问题导入 • （1）．该零件有何特征，是哪类零件？能否用普通机床加工?如不能？说明原因，需要选用何种类型的数控机床？ • （2）．需要加工哪些部位？哪些部位加工要求较高？ • （3）．工件材料是什么？其切削加工性能如何？毛坯应选何种类型？ • （4）．加工时需要用哪几把刀具？刀片形状、刀杆形状及几何角度有何要求？ • （5）．切削用量选择需考虑哪些因素？ • （6）．如何安排该工件的加工顺序？并列出其工艺路线

29. 四、项目实施 • 问题导入 • （7）．如果毛坯是棒料？能否一刀切削到图样尺寸？ • （8）． 使用简单指令编程如何设计粗加工进给路线？控制加工轨迹的坐标点如何确定？ • （9）．建立工件坐标系有哪几种方法？如不用工件坐标系设定指令，能否设定工件坐标系？ • （10）．轴前端圆球面及柱面要求粗糙度一致，应采用什么措施编程？ • （12）．多刀的对刀操作有哪几种？ • （13）．工件加工完毕，需要进行哪些检查？要用什么量具？如何测量？

30. 四、项目实施 1.程序编制 由学生完成

31. 四、项目实施 2.工件加工 （1）开机 （2）回零 （3）输入程序 （4）工件装夹 （5）刀具安装 （4）对刀操作 （5）程序校验与首件试切 （6）工件加工

32. 五、检查评估

33. 六、技能训练 试分析如图1-27所示零件图样，按引导文提示完成零件加工工艺分析及程序编制，并在FANUC数控系统车床上加工出来。

34. Thank You !