数控车削编程与操作加工-江海职业技术学院课件

数控编程与操作学习情境8—典型轴类零件车削加工

1.学习情境8.1-典型轴类零件1的车削加工

2.学习情境8.2-典型轴类零件2的车削加工

3.学习情境8.3-典型轴类零件3的车削加工

江海职业技术学院-数控教研室数控教研室学习情境8—典型轴类零件车削加工

职业能力1.能对轴类零件进行数控车削加工工艺分析并制定加工工艺路线。2.能正确选择轴类零件数控车削加工所用刀具材料及刀具几何参数，并能正确使用所选刀具进行加工。3.能合理选择加工轴类零件所用切削用量。4.能正确编写轴类零件的数控车削加工程序。5.能合理使用数控车床对类轴零件进行加工。6.能选择并使用相关量具对轴类零件进行质量检测。7.能对轴类零件进行质量评估并能初步分析超差原因。8.能制定轴类零件数控车削加工工艺规程。9.能计算轴类零件加工过程尺寸链尺寸。10.能选择、使用轴类零件加工夹具。数控教研室学习情境8—典型轴类零件车削加工

教学内容1.多刀对刀的方法与工件坐标系的建立2.刀具几何角度和切削用量参数的选择

3.工艺装备的安装、调试使用4.程序调试与零件的试切、加工及检查5.使用通用量具检验及测量零件精度方法6.发现数控车床的一般故障并排除7.读懂数控系统的简单报警信息8.轴类零件数控车削加工工艺分析及加工工艺路线制定方法数控教研室学习情境8.2—典型轴类零件2的车削加工教学框架设计

第一部分：工作任务描述第二部分：学习情境教学设计数控教研室第一部分：工作任务描述1.加工零件项目工作任务名称：典型轴类零件2的车削加工2.零件类型描述：该零件属于较简单的典型轴类零件，是使用数控车床加工的基本轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。3.任务内容描述：已知毛坯材料为45钢，毛坯尺寸为Ф45mm×100mm的棒料。制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真软件上进行虚拟操作加工，最后在数控车床上进行实际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。数控教研室第一部分：工作任务描述数控教研室第二部分：学习情境教学设计学习目标1.掌握典型轴类零件2的车削加工工艺制定方案。2.掌握典型轴类零件2的车削加工编程方法并能在仿真软件上进行虚拟操作加工。3.能将零件正确安装在三爪卡盘上。4.能将外圆车刀、切槽刀、外螺纹车刀正确安装在刀架上。5.正确摆放操作加工所需工具、量具。6.能按操作规范合理使用ck6136s卧式数控车床，并完成典型轴类零件2的车削加工的加工。7.能正确使用游标卡尺、千分尺、螺纹环规对典型轴类零件2进行检测。8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。

数控教研室第二部分：学习情境教学设计学习内容1.根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工顺序，并填入相应的卡片中。2.合理选择适合该零件加工的刀具，并完成相应卡片的填写。3.合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相应卡片的填写。4.合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线，并完成相应卡片的填写。5.根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的尺寸链计算。6.根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟及实际操作加工。7.正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并完成相应卡片的填写。8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。数控教研室第二部分：学习情境教学设计

宏观教学方法

引导文教学法项目教学法任务单元训练法教学方法微观教学方法

演示法讲述法讨论法仿真法实操法引导法讲解法范例法数控教研室第二部分：学习情境教学设计学习环境设计环境1：“教、学、做一体化”多媒体教学平台环境2：数控编程与仿真加工实训中心环境3：数控加工实训中心教学实训基地环境4：数控加工实训中心工量具室环境5：数控加工实训中心备料室数控教研室第二部分：学习情境教学设计学习方法设计1.教师采用引导文教学法引导学生进入学习情境2.教师布置项目工作任务，对教学班级进行分组，提出问题，学生进行资讯3.教师当学生，参与学生分组讨论，听取学生决策4.学生根据零件图完成学习环境的实施5.教师讲述、演示、解惑、6.学生对加工后的零件进行自检互评7.由教、学、做逐渐过渡为做、学、教，做中学，

学中做，边学、边做、边修正数控教研室第二部分：学习情境教学设计学习环节设计1.制定工艺方案2.编制程序、仿真操作加工3.实际操作加工4.零件检测5.学习评价数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.1分析零件图工艺信息：教师布置工作项目，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表1-1。数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.1分析零件图工艺信息：教师布置工作项目，学生资讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表1-1。表1-1零件图工艺信息分析卡片单位名称包头职业技术院班级学号姓名成绩零件图号C08-02零件名称典型轴类零件2分析内容分析理由形状、尺寸大小该零件的加工面由端面、外圆柱面、倒角面、台阶面、圆弧面、槽及螺纹构成的特型面零件。形状比较简单，是较典型的短轴类零件。因此，可选择ck6136s卧式数控车床，选择外圆车刀、外切槽刀和外三角螺纹车刀进行加工。确定加工顺序为：粗车外表面-精车外表面-切槽-车螺纹数控教研室学习环节一：制定工艺方案结构工艺性该零件的结构工艺性好，便于装夹、加工。因此，可选用标准刀具进行加工。几何要素、尺寸标注该零件轮廓几何要素定义完整，尺寸标注符合数控加工要求，有统一的设计基准，且便于加工、测量。精度、表面粗糙度及螺纹M24X2-6g尺寸精度要求较高，其中外圆柱面尺寸公差等级为IT8-IT9级，图中未注尺寸公差按IT12级处理。该零件表面质量要求最高为Ra1.6,其余为Ra3.2。由于该零件精度和表面质量要求不太高。因此，可考虑采用以下加工方案：粗车—精车。数控教研室学习环节一：制定工艺方案材料及热处理

零件材料为45号钢为优质碳素结构用钢,无热处理要求，抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16％，断面收缩率为40％，冲击功为39J。硬度不高易切削加工,广泛用于机械制造。这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42-46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45号钢优越的机械性能，常将45号钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。其它技术要求

该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排1×450的倒角。生产类型、定位基准

该零件生产类型为单件生产，因此，要按单件小批生产类型制定工艺规程。由于该零件生为单件生产，因此，定位基准可选在外圆表面。数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表1-2。数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片，见表1-2。

表1-2加工顺序卡片单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号零件名称使用设备场地C08-02典型轴类零件2CK6136S数控车床数控加工实训中心程序编号零件材料45钢数控系统HNC-21T工步序号工步内容确定理由量具选用备注名称量程数控教研室学习环节一：制定工艺方案1车左端面

车平端面，建立长度基准，保证工件长度要求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。0.02mm游标卡尺0-150mm手动2粗车各外圆表面

较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求。0.02mm游标卡尺0-150mm自动3精车各外圆表面

保证零件加工精度，按图纸尺寸，一刀连续车出零件轮廓。0.02mm游标卡尺0-150mm自动4

调头车右端面（含Z向对刀）

车平端面，建立长度基准，保证工件长度要求。车削完的端面在后续加工中不需再加工。0.02mm游标卡尺0-150mm手动数控教研室学习环节一：制定工艺方案5粗车右外圆表面较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精车余量均匀性要求。0.02mm游标卡尺0-150mm自动6精车右外圆表面保证加工精度，按图纸尺寸，一刀切出零件轮廓。0.02mm游标卡尺0-150mm自动7加工外圆槽使用切槽刀加工螺纹退刀槽,需在加工螺纹前先加工出退刀槽0.02mm游标卡尺0-150mm自动8加工普通外螺纹使用外螺纹车刀分层加工螺纹螺纹环规M24X2自动数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.3选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写刀具卡片，见表1-3。数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为45号钢，对刀片材料无特殊要求，刀片均选用常用的涂层硬质合金刀片。对于本例由于有外圆、外槽及外螺纹的加工，选择外圆车刀、外切槽刀和外三角螺纹车刀进行加工。所以重点在于刀具刀片形状的选择。机夹可转位车刀所使用的刀片为标准角度。外圆表面加工选择数控车床常用菱形刀片，刀尖角选择为80°。主偏角93°，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm。因本工件的表面质量要求不高故粗精加工外圆表面使用一把刀具即可。切槽刀选择3.5mm宽刀片。螺纹刀选择60°螺纹刀片，可加工导程为1.5的螺纹。数控教研室学习环节一：制定工艺方案

表1-3刀具卡片单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号C08-02零件名称典型轴类零件2工步号刀具号刀具名称刀具参数刀片材料偏置号刀柄型号刀尖半径刀尖方位刀片型号1T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金SDJCR2020K11（20X20）2T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）3T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）数控教研室学习环节一：制定工艺方案4T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）5T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）6T0193°外圆车刀0.43DCMT11T304-HF涂层硬质合金01SDJCR2020K11（20X20）7T02外切槽刀（刀宽为4）3N123D2-0150-CM涂层硬质合金02RF123D08-2020B（20X20）8T03外螺纹刀8RT16.01N-200GM涂层硬质合金03SWR2020K16（20X20）数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.4选择切削用量：小组讨论，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写切削用量卡片，见表1-4。粗加工：首先取ap=3.0mm；其次取f=0.2mm/r；最后取Vc=120m/min。然后根据公式计算出主轴转速n=1000r/min，根据公式计算出进给速度Vf=200mm/min，填入表1-4中。精加工:首先取ap=0.3mm；其次取f=0.08mm/r；最后取Vc=200m/min。然后根据公式计算出主轴转速n=1500r/min，根据公式计算出进给速度Vf=100mm/min，填入表1-4中。槽的加工:首先取ap=4mm。其次取f=0.05mm/r;最后取Vc=80m/min。然后根据公式计算出主轴转速n=600r/min，根据公式计算出进给速度Vf=30mm/min，填入表1-4中。螺纹的加工：首先取f=2mm/r。最后车螺纹的主轴转速可按下面经验公式计算：式中P—工件的螺距(mm)K—保险系数，一般取80。该零件取n=500r/min。数控教研室学习环节一：制定工艺方案表1-4切削用量卡片单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号C08-02零件名称典型轴类零件2工步号刀具号切削速度Vc（m/min）主轴转速n（r/min）进给量f（mm/r）进给速度vf（mm/min）背吃刀量ap（mm）1T0112010002T0112010000．22003．03T0120015000．081200．34T0112010005T0112010000.22003．06T0120015000.081200．37T02806000.053048T03405002逐渐递减数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.5确定工件零点，绘制走刀路线图：学生绘制数控加工走刀路线图卡片，见表1-5。数控教研室学习环节一：制定工艺方案表1-5数控加工走刀路线图卡片数控教研室学习环节一：制定工艺方案1.6数学处理：该零件主要尺寸的程序设定值计算：一般取为工件尺寸的中值。如本例尺寸为，则编程尺寸为29.975。

在编制螺纹加工程序时，应首先考虑螺纹程序起刀点的位置及螺纹程序收尾点的位置。取螺纹升速段δ1=4，螺纹降速段δ2=2。螺纹底径尺寸：d=D-1.2P=24-1.2X2=21.6mm，螺纹加工背吃刀量遵循递减原则:：0.8、0.6、0.4、0.3、0.2、0.1。另外加工倒角时需计算倒角延长线。计算方法如下：右端延长线起点：已知Z=3,则X=24-2*(2+3)=14左端延长线起点：已知Z=3,则X=32-2*（2+3）=22数控教研室学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工2.1编制程序清单，并填入表2-1。数控教研室包头职业技术学院数控加工程序清单零件图号零件名称班级学号姓名成绩典型轴类零件2C08-02程序名O0001子程序名%0001T0101G95M03S1000G00X100Z100X50Z5G71P1Q2U3R0.5X0.3Z0.05F200N1G00X22Z3S1200G01X32Z-2F80Z-30X38工步及刀具说明粗车外圆各表面。T0101精车外圆表面。T0101学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工

Z-55N2X45G00X100Z100M05M30%表2-1数控加工程序清单数控教研室学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工

包头职业技术学院数控加工程序清单零件图号零件名称班级学号姓名

成绩C08-02典型轴类零件2程序名O0002子程序名%0002T0101G95M03S1000G00X100Z100X50Z5G71P1Q2U3R0.5X0.3Z0.05F200N1G00X14Z3S1200G01X24Z-2F80Z-29X30Z-44G03X42W-6R6N2G01X45G00X100Z100工步及刀具说明粗车外圆各表面。T0101精车外圆表面。T0101换切槽刀T0202分两刀切宽为4mm的槽换螺纹刀T0303分六次切出螺纹T0202G00X34Z-29S600G01X20F30G04P2000G00X34G00Z-28G01X20G04P2000G00X100Z100%T0303G00X30Z3G82X23.2Z-27F2G82X22.6Z-27F2G82X22.2Z-27F2G82X21.9Z-27F2G82X21.6Z-27F2G82X21.6Z-27F2G00X100Z100M05M30数控教研室学习环节二：编制数控加工程序、仿真操作加工

2.2仿真操作加工打开vnuc3.0数控仿真加工与远程教学系统、选择机床机床回零点选择毛坯、材料、夹具、安装工件安装刀具建立工件坐标系上传NC语言自动加工仿真加工后工件如下图：数控教研室学习环节三：实际操作加工

3.1毛坯、刀具、工具、量具准备①将Ф45mm×100mm的棒料毛坯正确安装在三爪卡盘上②将93°外圆车刀正确安装在刀架1号刀位上;切槽刀正确安装在刀架2号刀位上；外螺纹车刀正确安装在3号刀位上③正确摆放所需工具、量具3.2程序输入与编辑①开机②回参考点③输入程序④程序图形校验3.3零件的数控车削加工①主轴正转②X向对刀，Z向对刀，设置工件坐标系③进行相应刀具参数设置④自动加工数控教研室学习环节四：零件检测4.1学生对加工完的零件进行自检学生使用游标卡尺、螺纹环规等量具对零件进行检测。4.2教师与学生共同填写零件质量检测结果报告单，见表4-1。4.3小组互相检查、点评，见表4-24.4教师填写考核结果报告单，见表4-3数控教研室学习环节四：零件检测

单位名称包头职业技术学院班级学号姓名成绩零件图号C08-02零件名称典型轴类零件2项目序号考核内容配分评分标准检测结果得分学生教师圆柱面1IT8超差0.01扣2分Ra8降一级扣2分2IT8超差0.01扣2分Ra8降一级扣2分3IT6超差0.01扣2分Ra4降一级扣2分表4-1零件质量检测结果报告数控教研室学习环节四：零件检测外螺纹4M24X2-6gIT8超差0.01扣2分Ra8降一级扣2分长度5IT6超差0.01扣2分650IT4超差0.01扣2分768IT4超差0.01扣2分8IT6超差0.01扣2分槽94XΦ20IT6超差0.01扣2分Ra4降一级扣2分凹圆面10R6IT8超差0.01扣2分Ra4降一级扣2分数控教研室学习环节四：零件检测表4-2小组评价单位名称包头职业技术学院零件名称零件图号小组编号典型轴类零件2C08-02班级学号姓名表现零件质量排名数控教研室学习环节四：零件检测表4-3考核结果报告单位名称包头职业技术学院

班级学号姓名成绩

零件图号C08-02零件名称典型轴类零件2序号项目考核内容配分标准%配分得分项目成绩1零件质量（40分）圆柱面40%16外螺纹15%6长度25%10槽10%4凹圆面10%42工艺方案制定（20分）学习环节1.1分析零件图工艺30%6学习环节1.2确定加工顺序30%6学习环节1.3选择刀具15%3学习环节1.4选择切削用量15%3学习环节1.5确定工件零点，绘制走刀路线图10%2数控教研室学习环节四：零件检测3编程仿真（15分）学习环节2.1程序编制40%6学习环节2.2仿真操作加工60%94刀、夹、量具使用（10分）游标卡尺使用20%3R规使用30%2刀具的安装30%3工件的安装20%25安全文明生产（10分）按要求着装20%2操作规范，无操作失误50%5认真维护机床30%36团队协作（5分）能与小组成员和谐相处，互相学习，互相帮助，不一意孤行。100%5数控教研室学习环节五：学习评价加工质量分析报告,表5-1个人工作过程总结,表5-2小组总结报告,表5-3小组成果展示表5-4、表5-5注：附最终加工零件数控教研室表5-1加工质量分析报告单位名称包头职业技术学院零件名称零件图号典型轴类零件2C08-02班级学号姓名成绩超差形式原因轮廓尺寸精度超差读尺有误或测量方法有误轮廓表面粗糙度不达要求切削用量选择不当；刀刃有磨损；加工刚性不够；冷却液问题学习环节五：学习评价数控教研室表5-2个人工作过程总结单位名称包头职业技术学院零件名称零件图号典型轴类零件2C08-02班级学号姓名成绩

学习环节五：学习评价数控教研室表5-3小组总结报告单位名称包头职业技术学院零件名称零件图号典型轴类零件2C08-02班级组名