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1、轴向圆弧配合件的数控加工训练轴向圆弧配合件的数控加工训练学习目的通过本模块的学习与训练，学生能够掌握：1对轴向圆弧配合件进行工艺分析，合理安排加工工艺；2能够设计有特殊要求的切断刀； 3掌握数控车床圆弧类零件的程序编制方法；4能够对圆弧类零件加工误差进行正确分析；5掌握检测圆弧配合件的配合精度的方法、技巧等。教学重点1. 轴向圆弧配合件的工艺设计；2. 有特殊要求的切断刀具的外形设计；3. 掌握数控车床圆弧类零件的程序编制方法；4. 掌握检测圆弧配合件的配合精度的方法、技巧等。教学难点1. 轴向圆弧配合件的工艺设计；2. 圆弧配合件配合精度的检测方法、技巧等。1. 加工工加工工艺设计艺设计（
2、（10min） ）教学教学时间时间： ：10min 教具：零件教具：零件实实物物教学方法：教学方法： 师师生互生互动动，教，教师总结师总结1.1 装配分析装配分析1.1.1 装配装配图图一分析一分析1）圆弧锥轴与圆弧薄壁套的内外圆锥及内外圆柱相互配合；2）圆弧锥轴的左端面与圆弧薄壁套的右端面有间隙尺寸要求；3）圆弧锥轴的右端面与圆弧薄壁套的左端面有长度尺寸要求；注：通过锥度配合控制间隙尺寸的方法在上一训练课题中已讲过，这里就不再叙述了。1.1.2 装配装配图图二分析二分析1）圆弧锥轴与圆弧薄壁套的内外圆弧面相互配合；2）圆弧薄壁套上的 48 外圆和两工件上 20 内孔的公共轴线有跳动度要求；3
3、）圆弧薄壁套上宽槽的左端面和圆弧锥轴的右端面有长度尺寸要求；4）圆弧锥轴上 50 外圆的左端面与圆弧薄壁套的右端面有长度尺寸要求；1.2 零件分析零件分析1.2.1 圆圆弧弧锥轴锥轴分析分析1）58mm 外圆的轴线是基准；2）圆弧锥轴上的 20mm 内孔和基准有同轴度要求；3）SR25mm 的圆弧面是配合面，形状和尺寸精度要求较高；4）圆弧锥轴的外圆锥及 34mm 外圆柱是配合面，形状和尺寸精度要求较高；1.2.2 圆圆弧薄壁套分析弧薄壁套分析1）34mm 内孔的轴线是基准；2）零件左右端面与基准有垂直度要求；3）48mm 外圆与基准有同轴度要求；4）SR25mm 的外圆弧面是配合面，形状和尺
4、寸精度要求较高；5）内圆锥及 34mm 内孔是配合面，形状和尺寸精度要求较高；6）槽的左端面是圆弧配合尺寸的测量面，形位精度要求较高；1.3 确定加工方案确定加工方案通过分析装配图中各项技术要求及两零件得知，圆弧薄壁套须在一次装夹下完成整个零件的加工，圆弧锥轴可以在两次装夹下完成，因此，确定加工方案如下：1）从右向左加工圆弧薄壁套，保证零件各项尺寸和形位精度；2）加工圆弧锥轴右端，保证零件右端各项尺寸和形位精度，并保证圆弧装配尺寸40.03mm；3）加工圆弧锥轴右端，保证零件左端各项尺寸和形位精度，并保证装配尺寸 10.02mm2. 参考程序参考程序教学教学时间时间： ：20min 教学方法：
5、教教学方法：教师讲师讲解，穿插解，穿插师师生互生互动动 1） 圆弧薄壁套加工程序序号程序注解 O0001；程序号 N1； 车端面、钻中心孔. N2；使用 18mm 的麻花钻钻孔 N3； 外形粗加工 G0 G40 G97 G99 S400 T11M03 F0.2； X67.0 Z2.0；设置粗加工的刀具、转速、进给量及 循环点 G71 U2.0 R0.5； G71 P10 Q11 U0.4 W0.03；粗加工复合循环指令及切削参数设置N10 G0 G42 X16.0； G01 Z0；X50.0C0.5；Z-35.0； N11 G40 X67.0；加工部位外轮廓描述G0 X200.0 Z2.0；刀
6、具移动至换刀点 M05；主轴停转 N4；宽槽粗加工 G0 G40 G97 G99 S800 T22 M03 F0.1； X52.0 Z-11.5； G75 R0.5； G75 X37.2 Z-6.5；径向切槽复合循环指令及切削参数设 置 G0 X200.0 Z2.0；刀具移动至换刀点 M05； N5；内孔粗加工G0 G40 G97 G99 S400 T33 M03 F0.15； X17.0 Z2.0； G71 U1.2 R0.2； G71 P12 Q13 U-0.4 W0.02；粗加工复合循环指令及切削参数设置N12 G0 G41 X40.0； G01 Z0； X34.0 C1.0； Z-8.
7、3； X20.0 Z-23.3； Z-30.0 N13 X18.0；加工部位外轮廓描述G0 X200.0 Z200.0；M05；N6；切宽 4mm 的径向槽 G0 G40 G97 G99 S300 T22 M03；设置刀具、转速及循环点 X52.0 Z-34.0； G75 R0.5； G75 X26.5 P2000 F0.05；径向切槽复合循环指令及切削参数设 置 G0 X200.0 Z2.0；刀具移动至换刀点 M05； N7； 圆弧外形粗加工 G0 G40 G97 G99 S300 T22 M03 F0.1； X52.0 Z-33.5；设置粗加工的刀具、转速、进给量及 循环点 G72 W2.
8、0 R0.2； G72 P14 Q15 U0.4 W-0.05；径向粗加工循环指令及切削参数设置N14 G0 Z-15.0； G01 X48.0； Z-19.1； G03 X27.34 Z-33.0 R25.0； N15 Z-33.5；加工部位外轮廓描述 注意：精加工轮廓程序的第一个程序 段内不能出现 X 坐标G0 X200.0 Z2.0；刀具移动至换刀点 M05； N8；宽槽精加工 G0 G40 G97 G99 S500 T22 M03 F0.1； X52.0 Z-12.0； G01 X37.0； Z-7.0； G0 X52.0； Z-6.0； G01 X37.0； Z-7.5； G0 X5
9、2.0； G0 X200.0 Z2.0；刀具移动至换刀点 M05； N9；外形精加工 G0 G40G97G99S600T11M03F0.1； X52.0Z2.0； G0G42X35.0； G01Z0； X50.0C0.5； Z-5.0； X48.0Z-10.0； Z-15.1； G03X27.34Z-29.0R25.0； G1Z-30.0； X52.0； G0G40X200.0Z200.0； M05； N10；内孔精加工 G0G40G97G99S400T33M03F0.1； X17.0Z2.0； G70P12Q13； G0X200.0Z200.0； M05；M30；程序结束 2）圆弧锥轴加工程
10、序（前面课程已讲解类似零件，这里不再叙述）3. 设计设计切断切断圆圆弧薄壁套的刀具外形弧薄壁套的刀具外形教学教学时间时间： ：5min 教具：零件教具：零件实实物、刀具物、刀具实实物物教学方法：通教学方法：通过观过观看看视频视频文件采用启文件采用启发发式教学方法；式教学方法； 师师生互生互动动；教；教师总结师总结3.1 提出提出问题问题由于圆弧薄壁套一次装夹加工完成，在最后切断至尺寸时，由于刀具切断时的径向力，使得零件的断口会留下一层薄边，如何解决？3.2 切断刀具使用的切断刀具使用的扩扩展知展知识识观看切断刀使用的视频文件3.3 圆圆弧薄壁套切断刀外形弧薄壁套切断刀外形设计设计通过分析圆弧薄
11、壁套的外形得知，由于零件不便于二次装夹，总长尺寸必须通过切刀在切断零件时保证，且不能在零件断口留下薄皮，因此，设计如右图一所示切刀进行切断零件。 图一 有特殊要求的切断刀外形图4. 设计检测圆设计检测圆弧配合弧配合轴轴向尺寸的方法向尺寸的方法教学教学时间时间： ：5min 教具：零件教具：零件实实物、刀具物、刀具实实物、量具物、量具实实物物教学方法：教学方法： 师师生互生互动动；教；教师讲师讲解解4.1 提出提出问题问题圆弧锥轴和圆弧薄壁套进行圆弧配合时，如何检测装配尺寸 40.03mm？4.2 检测难检测难点点1）圆弧薄壁套的位置难以确定；如右图二；2）普通的量具（游标卡尺、深度卡尺、深度千
12、分尺、塞尺等）均无法检测该装配尺寸。图二 装配位置不正确的圆弧薄壁套4.3 测测量方案量方案4.3.1 确定确定圆圆弧薄壁套的正确位置弧薄壁套的正确位置利用车床尾座套筒端面和圆弧薄壁套的右端面相互贴合，解决两配合零件的装配位置精度。如右图三所示。图三 装配位置正确的圆弧薄壁套4.3.2 确定装配尺寸确定装配尺寸测测量方案量方案利用杠杆百分表和数控车床的 Z 向位移检测装配尺寸 40.03mm。如下图所示。第一步：将杠杆百分表底座吸附在机床中拖板上，测头与圆弧薄壁套的测量面接触，并将百分表置为零位；第二步：将数控车床的 Z 向坐标置为零第三步：将中拖板沿机床 Z 向移动，使杠杆百分表测头与圆弧锥
13、轴的测量面接触至表零位；第四步：读取此时机床坐标值，此数值即为两测量面实际装配尺寸数值5. 加工加工误误差分析及后差分析及后续处续处理理教学教学时间时间： ：5min 教学方法：教学方法： 师师生互生互动动；教；教师讲师讲解解在数控车床上进行圆弧加工时经常遇到的加工误差有多种，其问题现象、产生的原因、预防和消除的措施见表 1。表 1 圆弧加工误差及后续处理问题现象产生原因预防和消除圆弧凹凸方向不对程序不正确正确编制程序圆弧尺寸不符合要求1. 程序不正确2. 圆弧交点计算错误3. 刀具磨损4. 没考虑刀尖圆弧半径补偿5. 刀具中心高不正确1. 正确编制程序2. 正确计算圆弧交点3. 及时更换刀具4. 进行刀尖圆弧半径补偿5. 调整刀具中心高圆弧配合不符合要求1. 配合圆弧根部存在圆角2. 两配合圆弧没有圆弧半径差3. 刀具中心高不正确4零件存在毛刺1.正确编制程序2.考虑配合圆弧的圆弧半径差3.调整刀具中心高4配合前清理毛刺及污物6. 作作业题业题1）该配合件还有哪些加工方法？最经济的是哪种加工方法？最快速的是哪种加工方法？2）在测量室如何快速的确定圆弧薄壁套的正确位置来检测圆弧配合尺寸？
