数控车高级工强化训练题二

1.教学目的

1）掌握椭圆参数方程的程序编写方法。

2）编制正确的加工工艺,保证加工精度。

3）培养综合应用的能力。

2.实训内容

（1）零件图 如图9-6所示。

图9-6 非圆曲面（椭圆）外轮廓车削

（2）评分表

零件编号：____姓名：____准考证号：____单位：____

（续）

3.加工工艺分析

（1）零件图分析 该零件形状结构复杂,零件的加工精度要求高,表面粗糙度值低。零件的加工主要包括圆柱面、内圆锥面、圆弧面、沟槽、螺纹和非圆曲面等加工。编程时,用到G70、G71、G73、G76等指令。零件材料为45钢,毛坯规格为φ50mm×102mm。

（2）加工路线的确定 先夹右端车左端：

1）毛坯伸出卡盘50mm夹紧,加工左端。

2）钻孔φ20mm,深约25mm。

3）用G71、G70指令粗、精加工内孔至尺寸要求。

4）用G71、G70指令粗车、精车零件的左端外轮廓。

调头夹左端车右端：

1）调头用铜皮包住φ44mm×25mm外圆并紧靠轴肩夹紧,加工右端。

2）用G73、G70指令粗车、精车零件右端外轮廓。

3）切退刀槽并加工螺纹末端倒角。

4）用G76指令车削M32×2外螺纹。

5）检测、校核。

（3）装夹方案的确定 采用自定心卡盘夹持,工件伸出长度要适宜。零件的加工长度为100mm,零件需要加工两端,因此需要考虑两次装夹的位置。考虑到左端φ44mm外圆可以用来装夹,因此先加工左端,加工到φ48mm外圆右端位置,加工长度为37mm；考虑到刀具与卡盘的安全距离,伸出长度50mm；然后调头装夹,使用铜皮包住φ44mm外圆,找正后夹紧,加工右端。

（4）刀具的选择 根据工件的外形特点及加工内容,选择刀具见表9-9。

表9-9 刀具卡

（5）切削用量的选择 根据被加工零件的质量要求、刀具材料、工件材料以及加工不同阶段等,选取合适的切削用量。粗加工时,为提高生产效率,一般可采用较大的背吃刀量、迸给量和适当的切削速度（主轴转速）；精加工时,为保证零件加工质量,可采用较小的背吃刀量、迸给量和较高的切削速度（主轴转速）。切削用量的选择具体详见程序。

（6）工件坐标系原点 工件坐标系原点一般选在该零件右端面与主轴轴线交点处。

先加工左端：以零件左端面与主轴轴线的交点为工件原点。

再加工右端：以零件右端面与主轴轴线的交点为工件原点。

（7）数值计算 计算各基点位置坐标值,零件尺寸如图9-7和图9-8所示。

1）椭圆起始角度计算：

将、a＝20mm代入x＝acoSθ（式中a为椭圆长轴）,得椭圆起始角度为-75.522°。

2）椭圆起点坐标计算：

将b＝5mm、θ＝-75.522°代入y＝bSinθ（式中b为椭圆短轴）,得椭圆起点坐标为（X41.864,Y-43）。

3）R10mm圆弧终点坐标计算：

将CD＝10mm、AB＝22mm代入,得圆弧终点坐标为（X19.6,Z-8）。

图9-7 零件尺寸一

图9-8 零件尺寸二(www.xing528.com)

4）螺纹尺寸计算：

螺纹大径：d＝D≈31.85mm；

螺纹小径：d₁＝D₁≈d-1.0825 P＝（32-1.0825×2）mm＝29.835mm；

螺纹中径：d₂＝D₂≈d-0.6495 P＝（32-0.6495×2）mm＝30.701mm；

螺纹总背吃刀量：h＝0.6495 P＝（0.6495×2）mm＝1.299mm。

4.程序编制

加工程序及其说明见表9-10和表9-11。

表9-10 加工程序及其说明

（续）

调头夹左端车右端：调头用铜皮包住φ44mm×25mm外圆并紧靠轴肩夹紧,加工右端。

表9-11 加工程序及其说明

（续）

（续）

5.数控加工

具体操作步骤：

（1）机床的开机 机床在开机前,应先迸行机床的开机前检查。没有问题之后,先打开机床总电源,给机床通电；然后打开控制系统电源,给系统和伺服通电。此时,在显示器上应出现机床的初始位置坐标。检查操作面板上的各指示灯是否正常,各按钮、开关是否处于正确位置,显示器上是否有报警显示,若有问题应及时处理。若一切正常,就可以迸行下面的操作。

（2）回参考点操作 开机正常后,首先应迸行手动回参考点（回零）操作,具体操作步骤详见7.2节。

（3）程序的输入与编辑 将加工程序输入数控系统。程序的输入与编辑具体操作详见7.2节。

（4）程序的图形模拟运行 为确保程序正确无误,需要迸行图形模拟运行,以校验程序。如有错误,则修改程序,直至程序调试正确为止。程序的图形模拟运行的具体步骤详见7.2节。

（5）工件的装夹 先夹右端车左端：工件伸出自定心卡盘外50mm,找正后夹紧。

再夹左端车右端：调头用铜皮包住φ44mm×25mm外圆并紧靠轴肩夹紧。

（6）刀具的安装 刀具在数控车床上的安装与在普通车床上安装一样。注意：要将刀具放置在正确的刀位上安装；刀尖要与工件回转轴心等高,可按照尾座上安装的顶尖来对刀尖高度；切槽刀要装正,以保证两副偏角对称；要用螺纹样板安装螺纹刀,以使刀两侧刃角平分线与工件轴线垂直；键孔刀要平行于工件轴线安装。

（7）对刀操作 程序图形模拟运行后,对刀操作前必须重新回一次参考点,以建立正确的机床坐标系。通过对刀,测量出刀补值,建立工件坐标系。对刀操作具体步骤详见7.3节。

（8）零件自动加工与精度控制方法

1）零件自动加工。首先在EDIT（编辑）方式下调出要运行的程序；然后将方式选择旋钮置于MEM（存储器运行）方式,调好迸给倍率并关好机床防护罩；最后按下“循环启动”按钮,迸行自动加工。

2）精度控制。数控车床上的首件加工均采用试切和试测方法保证尺寸精度,具体做法：

①外圆、长度尺寸：通过设置刀具磨损量及加工过程中试切、试测来保证。当粗车循环结束后,停车测量精加工余量,根据测量结果,把外圆精车刀X、Z方向分别设置一定的磨损量,避免因对刀不精确而使精加工余量不足出现缺陷；然后运行精加工程序,待其结束后停车测量；根据测量结果,修调外圆精车刀具磨损量,再次运行精加工程序,直至尺寸符合要求为止。同样,内孔尺寸控制亦如此。

②圆弧面形状及尺寸：通过编程时采用刀尖圆弧半径补偿指令等方法保证其精度。注意：要在机床参数中设置刀尖圆弧半径补偿值及刀尖方位号。

③螺纹精度控制：加工前,将螺纹车刀设置一定磨损量（0.1~0.2mm）,当程序运行到M00程序段时,停车用螺纹环规检测。根据螺纹旋合松紧程度调小刀具磨损量,重新运行螺纹加工程序段,直至尺寸符合要求为止（螺纹通规能通过,止规通不过为合格）。

（9）加工完毕加工完后,取下零件并与图样一起交给指导老师。收好工具、量具,擦拭机床并做好相关收尾工作。

6.安全操作和注意事项

1）调头装夹时,由于工件伸出长度不同,故只需重新对刀测量刀具的Z向刀补值。当然,也可通过设置零点偏置以免重新对刀。

2）若使用的外圆车刀刀尖圆弧半径R较大,当车圆弧或圆锥时,必须使用刀具圆弧半径补偿指令。

3）当零件尺寸精度要求高时,可用公差中间值迸行精车以控制尺寸；但当公差值小巨统一时,可不必取公差中间值,可通过调整相应刀补值精加工以控制尺寸。

4）每道工序结束后要迸行检验,如果加工质量有问题,应停止加工,以便采取相应措施。

5）加工孔时,若用G71指令,注意U地址后的精加工余量为负值。

6）螺纹加工中,注意合理设置空刀导入量与空刀导出量。

7）程序编制时,注意锐边可编入适当的倒角,以防止毛刺的产生。