任务一 短轴加工.

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1、全国中等职业技术学校机电类通用教材 本课件的文字及图片版权 均为南京凤凰康轩所有 任务一 短轴加工 n1.了解车削外圆与端面的方法。 n2.熟练掌握装刀与对刀操作。 n3.了解切削用量的确定方法。 知 识 目 标 技 能 目 标 n1.掌握 G00、G01指令格式及其应用。 n2.学会短轴加工的编程方法及其加工。 本任务加工下图 所示零件，毛坯尺寸为 50 65 mm ， 材料为 45 钢，单件。该零件外形简单，只需加工外圆和端面 ，试编写其数控加工程序并进行加工。 一、车削外圆与端面刀具的选用 1.车削外圆刀具的选用 （1）75车刀：该车刀强度较好，常用于粗车外圆。 （2）45车刀（弯头刀）

2、：该车刀适用于车削不带台阶的光滑轴。 （3）90车刀（偏刀）：该车刀适用于加工细长工件的外圆。 2.车削端面刀具的选用 二、装刀与对刀 1.安装车刀 在装夹车刀时需要注意以下事项： （1）车刀装夹在刀架上的伸出部分应尽量短,长度应为刀杆厚度 的 11.5 倍。 （2）车刀下面的垫铁要平整,数量要少（12片）,并与刀架对齐 。车刀至少要用 2 个螺钉压紧在刀架上,以防振动。 （3）车刀刀尖应与主轴中心线等高。如图所示，以车削外圆（或 横车）为例，当车刀刀尖高于工件轴线时，因其车削平面与基 面的位置发生变化，使前角增大，后角减小；反之，前角减小 ，后角增大。 （4）车刀刀杆中心线应与进给方向垂直，

3、如图所示。 2.刀位点和对刀 刀位点是指在加工程序编制中用以表示刀具特征的点。常用 车刀的刀位点如图所示。 对刀：在执行加工程序前，需调整每把刀的刀位点，使其尽量 与某一理想基准点重合，这一过程称为对刀。 对刀操作的目的是通过对刀操作建立工件坐标系，同时将刀具 补偿值预置到系统中。 FANUC 0i 系统 T 指令对刀 用 T 指令对刀，采用的是绝对刀偏法对刀，实质就是使某一 把刀的刀位点与工件原重合时，找出该刀的刀位点在机床坐标系 中的坐标，并把它存储到刀补寄存器中。采用 T 指令对刀前，应 注意回一次机床参考点（零点）。 对刀步骤如下： （1）在手动方式中试切端面，沿 X 轴方向上退刀，不

4、要移动 Z 轴，停止主轴。 （2）测量工件坐标系的零点至端面的距离（或0）。 （3）按 MDI 键盘中的OFFSET/SETING键，按补正和 形状软键，进入刀具偏置参数窗口。 （4）移动光标键，选择与刀具号对应的刀补号，输入Z（或 0） 。按测量软键，Z 向刀具偏置参数会自动存入。 （5）试切工件外圆，沿 Z 方向上退刀，不要移动 X 轴，停止主 轴，测量被车削部分的直径 D ，输入 XD 。按测量 软键，X 向 刀具偏置参数即自动存入。 （6）其他刀具按照相同的方法设定即可。 3.确定对刀点和换刀点位置 （1）确定对刀点位置 对刀点（又称起刀点）是指在数控车床上加工零件时，刀具相对 零件做

5、切削运动的起始点。对刀点位置的选择原则如下： n移动光标键，选择与刀具号对应的刀补号，输入Z（或 0）。 按测量软键，Z 向刀具偏置参数会自动存入。 n移动光标键，选择与刀具号对应的刀补号，输入Z（或 0）。 按测量软键，Z 向刀具偏置参数会自动存入。 n尽量使加工程序的编制工作简单、方便； n便于用常规量具和测量仪在机床上进行找正； n该点的对刀误差应较小或可能引起的加工误差为最小； n尽量使加工程序中的引入（或返回）路线短，并便于换（转） 刀； n应选择在与机床约定机械间隙状态（消除或保持最大间隙方向 ）相适应的位置上，避免在执行其自动补偿时造成“反补偿”； n必要时，对刀点可设定在工件的

6、某一要素或其延长线上，或设 定在与工件定位基准有一定坐标关系的夹具某位置上。 （2）确定换刀点位置 换刀点是指刀架转位换刀时的位置。换刀点的位置可设定在程 序原点、机床固定原点或浮动原点上，其具体的位置应根据工序内 容而定。 为了防止在换（转）刀时碰撞到被加工零件或夹具，除特殊情况 外，换刀点都应设置在被加工零件的外面，并留有一定的安全区。 三、确定切削用量 1.切削用量的选用原则 切削用量的选择原则是保证零件加工精度和表面粗糙度，充分 发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具耐用度；充分发挥机床的 性能，最大限度提高生产率，降低成本。对不同的加工精度、不 同材料的加工方法，需要选用不同的切削用量。

7、 粗加工时，选择切削用量时应先选取尽可能大的背吃刀量，再根 据机床动力和刚度的限制条件选取尽可能大的进给量，最后根据刀具 使用寿命要求，确定合适的主轴转速。 精加工时，首先根据粗加工的余量确定背吃刀量，再根据已加工 表面的粗糙度要求选取合适的进给量，最后在保证刀具使用寿命的前 提下，尽可能选取较高的主轴转速。 2.背吃刀量 ap 的确定 背吃刀量是根据机床、工件和刀具等因素来确定的。在各方面条 件允许的情况下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，减少走 刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少许精加工余 量，一般为 0.2 mm 0.5 mm。 3.主轴转速 n 的确定 车削加工主

8、轴转速 n 应根据允许的切削速度 vc 和工件直径 d 来 选择，按式 vc =dn/1 000m/min计算。 切削速度 vc 的单位为 m/min ，由刀具的耐用度决定。 4 .进给速度 vf 的确定 进给速度 vf 是数控机床切削用量中的重要参数，其大小直接 影响表面粗糙度值和车削效率。它主要根据零件的加工精度和表 面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受 机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则如下： （1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选 择较高的进给速度。一般在 100 200 mm/min 范围内选取。 （2）在切断、加工深孔或用高速钢

9、刀具加工时，宜选择较低的进 给速度，一般在20 50 mm/min 范围内选取。 （3）当加工精度、表面粗糙度要求较高时，进给速度应选小些， 一般在 20 50 mm/min范围内选取。 （4）刀具空行程时，特别是远距离 “回零”时，可设定该机床数控 系统的最高进给速度。 四、指令介绍 1.快速点定位指令 G00 G00 指令使刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速移动到 下一个目标位置。 （1）指令格式 G00 X（U）_ Z（W）_； 刀具目标点绝对坐标值 刀具目标点相对于起始点的增量坐标 nG00 只是快速定位，而无运动轨迹要求，且无切削加工过程。 G00 为模态指令，可由G01、G02、

10、G03 或 G33 功能注销。G00 一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。 n移动速度不能用程序指令设定，而是通过机床系统参数预先设置 的；快速移动速度可由机床面板上的快速进给倍率开关进行调节 。 nG00 的执行过程为：刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快 速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。 n刀具的实际运动路线有时不是直线，而是折线，使用时注意刀具 是否和工件相干涉。 （2）指令说明 （3） 实例 如图所示，要求刀具快速从 A 点移动到 B 点。 绝对值方式编程为： G00 X25.0 Z35.0； 增量值方式编程为： G00 U-25.0 W0； 2 .直线插补指令 G0

11、1 G01 指令是直线运动命令，规定刀具在两坐标或三坐标间以插 补联动方式按指定的进给速度做任意斜率的直线运动。 （2） 指令说明 （1） 指令格式 G01 X（U）_ Z（W）_ F _； 刀具目标点绝对坐标值 刀具目标点相对于起始点的增量坐标 nG01 程序中必须含有 F 指令，进给速度由 F 指令决定。 F 指令 也是模态指令，可由G00 指令取消。如果在 G01 程序段之前的 程序段没有 F 指令，且现在的 G01 程序段中也没有 F 指令，则 机床不运动。G01为模态指令，可由 G00、G02、G03 或 G33 功能注销。 n程序中 F 指令进给速度在没有新的 F 指令以前一直有效

12、，不必 在每个程序段中都写入 F 指令。 （3） 实例 用 G01 编写如图所示从 ABC 的刀具轨迹。 绝对值方式编程为： G01 X25.0 Z35.0 F0.3； AB G01 X25.0 Z13.0； BC 增量值方式编程为： G01 U-25.0 W0 F0.3； AB G01 U0 W-20； BC 1.零件图工艺分析 本任务中的零件需要加工两端面及 40 mm、 45 mm 外圆 柱面，同时还要控制长度尺寸（150.05）mm、（300.05）mm 。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为 45钢，无热处理和 硬度要求。通过以上分析，可采用以下两点工艺措施： (1) 对图样上给定

13、尺寸，编程时全部取其基本尺寸。 (2)为了便于确定总长，坯件左端面应先车出来，再夹持左端 加工右端面及 40 mm、 45 mm 外圆。 2.选择设备 根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求，故选 用 CK0630 型数控卧式车床。 3.确定零件的定位基准和装夹方式 （1）定位基准 确定坯料轴线和左端大端面为定位基准。 （2）装夹方法 采用三爪自定心卡盘定心夹紧。 4.确定加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。 即先从右到左进行粗车（留 0.5 mm 精车余量），然后从右到 左进行精车。 5.刀具选择 由于该零件批量为单件，平端面、粗车及精车均选用一

14、把 90 硬质合金右偏刀即可。 6.切削用量选择 （1）背吃刀量的选择 轮廓粗车时选 ap = 2.25 mm ，精车时选 ap = 0.25 mm 。 （2）主轴转速的选择 查表 2-2 选粗车切削速度vc = 100 m/min 、精车切削速度 vc=120m/min ，然后利用公式vc=dn/1000计算主轴转速 n（粗 车直径 d = 45 mm ，精车工件直径取平均值）：粗车600 r/min、 精车 900 r/min。 （3）进给速度的选择 查表 2-3 、表 2-4 选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的 实际情况确定粗车每转进给量为 0.4mm/r ，精车每转进给量为 0.1

15、5 mm/r ，最后根据公式 vf = nf 计算粗车、精车进给速度分别 为 200 mm/min 和 120 mm/min。 7.确定工件坐标系、对刀点和换刀点 确定以工件右端面与轴心线的交点 O 为工件原点，建立 XOZ 工件坐标系.采用手动试切对刀方法把点 O 作为对刀点。换刀点设 置在工件坐标系下（X100，Z50）处。 8.填写数控加工工艺卡片 综合前面分析的各项内容，并将其填入下表所示的数控加工工 艺卡片中。 O2001； 程序号 N10 G98 G40 G21 G18； 程序初始化 N20 S600 M03； 主轴正转 N30 T0101； 换1号刀，取1号刀具位置补偿 N40 G00 X52.0 Z2.0； 快速到达起刀点 N50 G01 X45.5 F200； 粗车45mm外圆，背吃刀量为2.25 mm N60 Z-30.0； N70 X52.0； N80 G00 Z2.0； N90 G01 X40.5 F200； 粗车40mm外圆，背吃刀量为2.5 mm N100 Z-15.0； N110 X46.0； N120 G00 Z2.0； N125 M00； N130 G01 X40.0 F120 S900； 轮廓精车 N140 Z-15.0； N150 X45.0； N160 Z-30.0； N170 X52.0； N180