数控车削加工配合件及非圆曲线轴和数控机床编程及加工

情境4数控车削加工配合件及非圆曲线轴任务一数控车削加工圆锥轴套配合件任务二数控车削加工非圆曲线轴情境导入本情境主要介绍数控车削加工配合件及非圆曲线轴的加工模型，它们分别是圆锥轴套配合件类零件和非圆曲线轴类零件。技能目标能正确完成装配图、零件图样分析。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。能在实际编程中运用非圆曲线方程。提高复杂及曲面零件数控编程的能力。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。能合理选择刀具并确定切削参数。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。技能目标知识目标掌握加工零件的工艺规程制定内容。掌握锥面配合的应用知识。掌握非圆曲线的参数方程。掌握数控车非圆曲线的基本方法。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

1.零件图样如图所示

工作任务2.工作条件1）生产纲领：单件。2）材料为Q235A,

毛坯尺寸为：

55×166mm、65×111mm。

3）选用机床为FANUC0i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。工作任务工艺分析1）结构分析

本例工件是一个二件组合，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。。材料为Q235A，加工性能好。

工艺分析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。

工艺分析2）精度分析

（1）圆锥芯轴数控车削加工中，零件重要的径向加工部位有：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Ra1.6／m；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。

工艺分析3）零件装夹方案分析粗车右瑞粗精车左瑞精车右瑞圆锥芯轴工件装夹方案（1）圆锥芯轴工艺分析3）零件装夹方案分析（2）圆锥芯轴套圆锥芯轴套装夹方案4）加工刀具选择。

刀具号规格数量T1外圆精车车刀(主偏角Kr=93，刀尖圆弧半径R1.2)1T2内孔精车车刀(主偏角Kr=93、Kr’=3，刀尖圆弧半径R1)1T3切槽车刀(刀刃宽B=3mm)1T4中心钻(B2.5)1T5钻头（Φ8）1T6扩孔钻头（Φ30）1工艺分析工艺分析5）工序卡

工艺分析5）工序卡

数控编程1）建立工件坐标系

粗车右瑞粗精车左瑞精车右瑞圆锥芯轴工件坐标系的建立圆锥芯轴套工件坐标系的建立数控编程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）程序编制编程并填写加工程序单。

模拟加工步骤见仿真视频模拟加工模拟加工的结果如下图所示。圆锥轴圆锥轴套模拟加工

数控加工

进行自检:1）不拆除圆锥芯轴零件，用圆锥芯轴套配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。检测各尺寸是否满足精度要求。检测各形位精度是否满足要求。检测表面粗糙度是否满足要求。

质量检验清场处理

（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 上的油擦板。（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。锥面配合的应用知识

知识链接1.圆锥结合的特点2.圆锥结合的种类3.圆锥配合的基本要求4.圆锥结合的误差分析5.锥角的测量完成下列任务：

迷你测试（1）请记录机床操作流程。（2）进行如图7所示零件的加工，并组装。

任务小结任务小结加工中的注意事项:1）当工件是批量生产时，圆锥配合的质量检测可用圆锥环规和圆锥塞规进行检测。本例中，工件为单件生产，用配作的方式，保证其配合精度。若要准确地检查锥度和内表面的加工情况，采用涂色法。2）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。3）组合零件编程时，注意编程技巧。4）合理安排零件粗、精加工，保证零件尺寸精度。5）配作件应注意零件的加工次序，保证尺寸精度。6）本例形状较简单，编程时不用循环指令G71、G73、G70指令也可7）应用G04指令，槽底暂停2s，确保加工质量。8）圆锥轴工件切槽时，可用G75编程以简化程序，大家可试一试。9）外圆车刀不应与R15圆弧产生干涉。

任务2数控铣削加工非圆曲线轴

1.零件图样:

如下图所示

工作任务2.工作条件1）生产纲领：试制5件。2）毛坯材料为Cr12棒料,

毛坯尺寸为：46×86mm。3）选用机床为FANUC0i系统CK6140XK7125B型数控铣床。4）时间定额：编程时间90min；实操时间60min。

工作任务3.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。工作任务工艺分析1）结构分析

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。工艺分析2）精度分析工件的尺寸精度不高，但表面粗糙度较高：Ra3.2。

3）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。4）加工刀具选择。

刀具号规格数量T1淬火钢90外圆车刀(YT758)1T2淬火钢菱形刀片可转位外圆车刀(YT758)1T3中心钻(B2.5)1工艺分析工艺分析5）工序卡

数控编程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、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。数控编程3）程序编制编程并填写加工程序单。模拟加工步骤见仿真视频模拟加工模拟加工的结果如下图所示模拟加工

数控加工质量检验

进行自检:检测各尺寸是否满足精度要求。检测各形位精度是否满足要求。检测表面粗糙度是否满足要求。

清场处理

（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 上的油擦板。（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。知识链接2.切削淬火钢的知识迷你测试完成下列任务：

(1)请记录机床操作流程。

(2)使用尺寸为30X86的棒料进行如图所示手柄零件的加工。迷你测试完成下列任务：

(1)请记录机床操作流程。

(2)使用尺寸为110X70的坯料进行如图所示灯罩零件的加工。任务小结任务小结加工中的注意事项：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mm。

情境小结数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。机械工程实验教学中心数控编程的目的数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。机械工程实验教学中心数控编程的内容数控编程的基本原理机械工程实验教学中心数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍机械工程实验教学中心为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定义开关1有效M20√M21自定义开关1无效M21√8M22自定义开关2有效M22√M23自定义开关2无效M23√9S主轴转速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC软件介绍在程序管理界面下，可进行有关数控加工程序文件的各种操作，如读入程序、编辑修改及查错编译等。每一个工件程序由若干个程序段组成；每一个程序段完成一个加工步骤；