1、情境5 数控车削加工非圆曲线轴 任任务一数控车削务一数控车削加工圆锥轴套配加工圆锥轴套配合件合件 任任务二务二数控车数控车削加工非圆曲削加工非圆曲线轴线轴 圆锥轴圆锥轴套1. 掌握加工零件的工艺规程制定内容。2. 掌握锥面配合的应用知识。3. 掌握非圆曲线的参数方程。4. 掌握数控车非圆曲线的基本方法。5. 掌握淬火钢加工的知识。1. 能正确完成装配图、零件图样分析。2. 能进行组合件的加工步骤分析，提高复杂零件工艺分析的能力。3. 能在实际编程中运用非圆曲线方程。4. 提高复杂及曲面零件数控编程的能力。5. 能合理给定相关宏程序编程的数值，提高非圆曲线图的加工精度。6. 能合理选择刀具并确定
2、切削参数。7. 能正确选用、使用通用工艺装备。8. 培养综合应用的能力。9. 培养查阅资料及相关应用手册的能力。10.能建立质量、安全、环保及现场管理的理念。11.培养与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力。12.树立正确的工作态度，培养合作、协调的能力。13.培养善于观察、思考、自主学习的能力。1. 掌握加工零件的工艺规程制定内容。2. 掌握锥面配合的应用知识。 3. 掌握非圆曲线的参数方程。4. 掌握数控车非圆曲线的基本方法。5. 掌握淬火钢加工的知识。 任务1数控车削加工圆锥轴套配合件 1. 零件图样零件图样 零件图样如图5-1所示 2. 工作条件工作条件 1）生产纲领：单件。 2）毛
3、坯：材料为Q235A棒料,毛坯尺寸 为：55166 mm、65111mm。 3）选用机床为FANUC 0i系统CK6140型数控 车床。 4）时间定额：编程时间90min；实操时间 240min。工作任务3. 工作要求工作要求 1）工件经加工后，各尺寸符合图样要求。 2）工件经加工后，配合件要求符合图样要 求。 3）工件经加工后，表面粗糙度符合图样要 求。 4）正确执行安全技术操作规程。 5）按企业有关文明生产规定，做到工作地整 洁，工件、工具摆放整齐。 1）结构分析。本例工件是一个二件组合件，属典型的轴套配合零件加工。零件形状轨迹虽然并不复杂，但是为了保证相互配合，必须有严格的尺寸要求，所以
4、加工难度大。在加工中应该注意配合工件的先后顺序，通常情况下先加工较小的零件，再加工较大的零件，以便在加工过程中及时试配。在本例中，可先加工套，并以此为基准来加工轴，必须保证轴套零件的尺寸精度和几何精度。 2）精度分析。 （1）圆锥芯轴套。在数控车削加工中，零件重 要的径向加工部位有：圆柱段，圆锥孔，圆柱孔，圆柱段，圆柱段，零件其他径向加工部位相对容易加工。零件重要的轴向加工部位：零件左端、圆柱孔的轴向长度为mm，圆柱段的轴向长度为mm，零件、圆柱段的轴向长度全长为mm。由上述尺寸可以确定零件的轴向尺寸应该以零件圆柱段右端面为准。具体参见 图5-1。 （2）圆锥芯轴。在数控车削加工中，零件重要的
5、径向加工部位有：圆柱段，圆柱段，圆柱段，零件左端与圆柱段相接的1：10圆锥段表面粗糙度为Ra 1.6m；零件其他径向部位相对容易加工。零件重要的轴向加工部位；零件圆柱段和圆柱段相接的1：10圆锥段的轴向长度 为mm。由上述尺寸可以确定零件的轴向尺寸应该以零件左端面为准。具体参见图5-1。 3）零件装夹方案分析。圆锥芯轴的装夹同5-2所 示，圆锥芯轴套的装夹同5-3所示。 4）加工刀具分析。刀具选择如下： T01:外圆精车车刀(主偏角Kr=93，刀尖圆弧半径R1.2)1把； T02:内孔精车车刀(主偏角Kr=93、Kr=3，刀尖圆弧半径R1)1把； T03:切槽车刀(刀刃宽B=3mm)1把。 T
6、04:中心钻(B2.5)1把；T05:8钻头1把； T06:30扩孔钻头1把； 工序卡如表5-1、表5-2所列。 1）建立工件坐标系粗车右瑞粗精车左瑞精车右瑞图5-2圆锥芯轴工件坐标系的建立 （1）圆锥芯轴：工件坐标系的建立如图5-2所示。 （2）圆锥芯轴套：工件坐标系的建立如图5-3所示.以设定的工件坐标系编程 . 2）基点与节点计算 （1）带有极限偏差的尺寸，要换算为中 值尺寸进行编程。 （2）锥度的有关基点坐标值，如大端尺 寸、小端尺寸及长度需换算后编程。 3）程序编制 加工程序单如表5-3、表5-4、表5-5、表5-6、表5-7、表5-8所列。模拟加工的结果如图5-4所示。圆锥轴圆锥轴
7、套图5-4 模拟仿真结果模拟加工 数控加工 （1）机床准备 选用的机床为FANUC 0i 系统的CK6140型数控车床。 （2）机床回零 （3）工具、量具和刃具准备见表5-1、表5-2工序卡 （1）工件装夹并校正。 工件装夹方式如图5-2、图5-3所示。 （2）刀具安装 外圆车刀、内孔车刀、切槽刀的安装如前面的案例。 （3）对刀与参数设置 首次对刀包括X和Z两个坐标轴方向。调头后，X轴方向的对刀值不变，仅进行Z方向的对刀即可。因工件右端粗加工外圆及端面均留2mm加工余量，故在Z向对 刀时，要注意留出余量值。 （1）输入程序 （2）刀具补偿 （3）自动加工 1）不拆除圆锥芯轴零件，用圆锥芯轴套配
8、合检查圆锥芯轴的锥度尺寸，并进行修整； 2）拆除工件，去毛刺倒棱并进行自检自 查。质量检验（1）清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。（2）注意检查或更换磨损坏的机床导轨上的油察板。（3）检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。（4）依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。1.圆锥结合的特点2.圆锥结合的种类3.关于圆锥配合的部分术语及定义4 圆锥配合的基本要求5.圆锥结合的误差分析6.锥角的测量知识链接1.完成下列任务：（1）请记录机床操作流程。（2）进行如图5-9、5-10、5-11、图5-12所示零件的加工并组装。图5-9 装配图迷你测试图5-10 锥轴零件图图5-11 螺母零
9、件图(3)进行如图5-13所示零件的加工，并组装。 (4)进行如图5-14、图5-15所示零件的加工，并组装。图5-12、5-13、5-14、5-15任务2数控车削加工非圆曲线轴 1. 零件图样（图6-1） 零件图样如图6-1所示。2. 工作条件 1）生产纲领：单件。 2）毛坯：材料为Cr12棒料,毛坯尺寸 为：4686 mm。 3）选用机床为FANUC 0i系统CK6140 型数控车床。 4）时间定额：编程时间90min； 实操时间60min。 工作任务3. 3. 工作要求工作要求1）工件经加工后，各尺寸符合图样要求。2）工件经加工后，表面粗糙度符合图样要求。3）正确执行安全技术操作规程。4
10、）按企业有关文明生产规定，做到工作地整洁，工件、工具摆放整齐。1）工艺结构及精度分析。 本例工件中间轮廓由非圆曲线正弦曲线构 成，其余部分分别由圆柱段、圆柱段组成。 工件的尺寸精度不高，但表面粗糙度较高： Ra3.2。2）零件装夹方案分析。 工件两端外圆加工好后，采用一夹一顶的装夹 方法。3）加工刀具分析。 刀具选择如图6-1： T01:淬火钢90外圆车刀(刀具材料YT758)1把；T02:淬火钢菱形刀片可转位外圆车刀(刀具材料：YT758)1把；T03:中心钻(B2.5)1把；工序卡如表6-1所列。1）建立工件坐标系粗、精加工圆柱段、圆柱段时，分别在圆柱段的外端面中心处建立工件坐标系原点。粗
11、、精加工正弦曲线轮廓时，以右端圆柱段的外端面中心为工件坐标系原点。以设定的工件坐标系编程。2）基点与节点计算确定编程零点后，注意非圆曲线相关点的坐标计算。(1)工件两端外圆加工好后，采用一夹一顶的加工方式加工正弦曲线。精加工正弦曲线前，先用G73指令进行粗加工去除余量。去除余量时采用R10圆弧拟合，每个节点处留单边0.5mm的精加工余量。R10圆弧拟合的各节点值如表6-2所示,各位置点如图6-2所示。 图6-2 节点位置示意图节点XZ141.0-20.0235.0-25.0329.0 -30.0435.0 -35.0541.0 -40.0635.0 -45.0729.0 -50.0835.0
12、-55.0941.0 -60.0表6-2 节点值(2)该正弦曲线由两个周期组成，总角度为 720(-63090)。 (3)使用以下变量进行运算： #100 正弦曲线起始角；#101 正弦曲线终止 角；#102 正弦曲线各点X坐标；#103 正弦 曲线各点Z 坐标。3）程序编制 合理编制程序，力求在保证质量的同时，计 算方便，程序简单。 加工程序单如表 6-3、表6-4、表6-5、表6-6、表6-7所列。 模拟加工的结果如图所示。模拟加工数控加工（1）机床准备选用的机床为FANUC 0i系统的CK6140型数控车床。（2）机床回零。（3）工具、量具和刃具准备见表6-1工序 卡。1）工件装夹并校正
13、。 装夹工件棒料时应使三爪自定心卡盘夹紧 工件，并有一定的夹持长度，棒料的伸出长度应考虑到零件的加工长度及必要的安全距离等。棒料中心线尽量与主轴中心线重合，以防打刀。工件两端外圆加工好后，采用一夹一顶的装夹方法。2）刀具安装车刀不能伸出过长；刀尖应与主轴中心等高。 首次对刀包括X和Z两个坐标轴方向。调头后，X轴方向的对刀值不变，仅进行Z方向的对刀即可。（1）输入程序（2）刀具补偿（3）自动加工 拆除工件，去毛刺倒棱并进行自检自查。【注意事项】1）工件需调头加工，注意工件的装夹部位和程序零点设置的位置。2）合理安排零件粗、精加工，保证零件精度要求。3）外圆车刀不应与正弦曲面产生干涉。4）合理选用
14、淬火钢外圆车刀的切削用量。精加工时最好选用带高精度刀垫的可转位刀体。刀尖宜低于工件中心0.02-0.03mm。质量检验（1）清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。（2）注意检查或更换磨损坏的机床导轨上的油察板。（3）检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。（4）依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。1.1.宏程序宏程序2.2.切削淬火钢的知识切削淬火钢的知识知识链接完成下列任务：（1）请记录机床操作流程。（2）使用尺寸为30X86的棒料进行如图6-4所示手柄零件的加工。迷你测试图6-4 手柄零件图（3）使用尺寸为110X70的坯料进行如图6-5所示灯罩零件的加工。 图6-4 灯罩零件图
