情境5數(shù)控車削加工非圓曲線軸任務(wù)一數(shù)控車削加工圓錐軸套配合件

任務(wù)二數(shù)控車削加工非圓曲線軸

圓錐軸圓錐軸套1/47情境導(dǎo)入掌握加工零件工藝規(guī)程制訂內(nèi)容。掌握錐面配合應(yīng)用知識(shí)。掌握非圓曲線參數(shù)方程。掌握數(shù)控車非圓曲線基本方法。掌握淬火鋼加工知識(shí)。2/47技能目標(biāo)能正確完成裝配圖、零件圖樣分析。能進(jìn)行組合件加工步驟分析，提升復(fù)雜零件工藝分析能力。能在實(shí)際編程中利用非圓曲線方程。提升復(fù)雜及曲面零件數(shù)控編程能力。能合理給定相關(guān)宏程序編程數(shù)值，提升非圓曲線圖加工精度。能合理選擇刀具并確定切削參數(shù)。能正確選取、使用通用工藝裝備。3/478.培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。9.培養(yǎng)查閱資料及相關(guān)應(yīng)用手冊(cè)能力。10.能建立質(zhì)量、安全、環(huán)境保護(hù)及現(xiàn)場(chǎng)管理理念。11.培養(yǎng)與設(shè)計(jì)人員、工藝人員、操作人員溝通能力。12.樹立正確工作態(tài)度，培養(yǎng)合作、協(xié)調(diào)能力。13.培養(yǎng)善于觀察、思索、自主學(xué)習(xí)能力。4/47知識(shí)目標(biāo)掌握加工零件工藝規(guī)程制訂內(nèi)容。掌握錐面配合應(yīng)用知識(shí)。。掌握非圓曲線參數(shù)方程。掌握數(shù)控車非圓曲線基本方法。掌握淬火鋼加工知識(shí)。5/47任務(wù)1數(shù)控車削加工圓錐軸套配合件

6/471.零件圖樣零件圖樣如圖5-1所表示

2.工作條件1）生產(chǎn)綱領(lǐng)：?jiǎn)渭?）毛坯：材料為Q235A棒料,毛坯尺寸 為：

55×166mm、

65×111mm。。3）選取機(jī)床為FANUC0i系統(tǒng)CK6140型數(shù)控車床。4）時(shí)間定額：編程時(shí)間90min；實(shí)操時(shí)間 240min。工作任務(wù)7/47 3.工作要求1）工件經(jīng)加工后，各尺寸符合圖樣要求。2）工件經(jīng)加工后，配合件要求符合圖樣要求。3）工件經(jīng)加工后，表面粗糙度符合圖樣要求。4）正確執(zhí)行安全技術(shù)操作規(guī)程。5）按企業(yè)相關(guān)文明生產(chǎn)要求，做到工作地整潔，工件、工具擺放整齊。8/47工藝分析

1）結(jié)構(gòu)分析。本例工件是一個(gè)二件組合 件，屬經(jīng)典軸套配合零件加工。零件形 狀軌跡即使并不復(fù)雜，不過(guò)為了確保相互 配合，必須有嚴(yán)格尺寸要求，所以加工 難度大。在加工中應(yīng)該注意配合工件先 后次序，通常情況下先加工較小零件， 再加工較大零件，方便在加工過(guò)程中及 時(shí)試配。在本例中，可先加工套，并以此 為基準(zhǔn)來(lái)加工軸，必須確保軸套零件尺 寸精度和幾何精度。9/472）精度分析。（1）圓錐芯軸套。在數(shù)控車削加工中，零件重要徑向加工部位有：圓柱段，圓錐孔，圓柱 孔，圓柱段，圓柱段，零件其它徑向加工部位 相對(duì)輕易加工。零件主要軸向加工部位：零 件左端、圓柱孔軸向長(zhǎng)度為mm，圓柱段 軸向長(zhǎng)度為mm，零件、圓柱段軸向長(zhǎng)度全 長(zhǎng)為mm。由上述尺寸能夠確定零件軸向尺 寸應(yīng)該以零件圓柱段右端面為準(zhǔn)。詳細(xì)參見(jiàn)

圖5-1。10/47（2）圓錐芯軸。在數(shù)控車削加工中，零件 主要徑向加工部位有：圓柱段，圓柱 段，圓柱段，零件左端與圓柱段相接 1：10圓錐段表面粗糙度為Ra1.6／

m； 零件其它徑向部位相對(duì)輕易加工。零件 主要軸向加工部位；零件圓柱段和圓 柱段相接1：10圓錐段軸向長(zhǎng)度 為 mm。由上述尺寸能夠確定零件軸向 尺寸應(yīng)該以零件左端面為準(zhǔn)。詳細(xì)參見(jiàn) 圖5-1。11/473）零件裝夾方案分析。圓錐芯軸裝夾同5-2所 示，圓錐芯軸套裝夾同5-3所表示。4）加工刀具分析。刀具選擇以下：T01:外圓精車車刀(主偏角Kr=93

，刀尖圓弧半徑R1.2)1把；T02:內(nèi)孔精車車刀(主偏角Kr=93

、Kr’=3

，刀尖圓弧半徑R1)1把；T03:切槽車刀(刀刃寬B=3mm)1把。T04:中心鉆(B2.5)1把；T05:Φ8鉆頭1把；T06:Φ30擴(kuò)孔鉆頭1把；工序卡如表5-1、表5-2所列。12/47數(shù)控編程13/47

1）建立工件坐標(biāo)系粗車右瑞粗精車左瑞 精車右瑞圖5-2圓錐芯軸工件坐標(biāo)系建 立（1）圓錐芯軸：工件坐標(biāo)系建立如

圖5-2所表示。（2）圓錐芯軸套：工件坐標(biāo)系建立如 圖5-3所表示.以設(shè)定工件坐標(biāo)系編程.14/472）基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)計(jì)算（1）帶有極限偏差尺寸，要換算為中值尺寸進(jìn)行編程。（2）錐度相關(guān)基點(diǎn)坐標(biāo)值，如大端尺 寸、小端尺寸及長(zhǎng)度需換算后編程。3）程序編制加工程序單如表5-3、表5-4、表5-5、表5-6、表5-7、表5-8所列。15/47模擬加工結(jié)果如圖5-4所表示。圓錐軸圓錐軸套圖5-4模擬仿真結(jié)果模擬加工16/47

數(shù)控加工17/47（1）機(jī)床準(zhǔn)備選取機(jī)床為FANUC0i 系統(tǒng)CK6140型數(shù)控車床。（2）機(jī)床回零（3）工具、量具和刃具準(zhǔn)備見(jiàn)表5-1、 表5-2工序卡18/47

（1）工件裝夾并校正。工件裝夾方式如圖5-2、圖5-3所表示。（2）刀具安裝

外圓車刀、內(nèi)孔車刀、切槽刀安裝 如 前面案例。（3）對(duì)刀與參數(shù)設(shè)置

首次對(duì)刀包含X和Z兩個(gè)坐標(biāo)軸方向。調(diào)頭 后，X軸方向?qū)Φ吨挡蛔儯瑑H進(jìn)行Z方向 對(duì)刀即可。因工件右端粗加工外圓及端面均 留2mm加工余量，故在Z向?qū)?刀時(shí)，要注意 留出余量值。19/47（1）輸入程序（2）刀具賠償（3）自動(dòng)加工20/471）不拆除圓錐芯軸零件，用圓錐芯軸套 配合檢驗(yàn)圓錐芯軸錐度尺寸，并進(jìn)行 修整；2）拆除工件，去毛刺倒棱并進(jìn)行自檢自查。質(zhì)量檢驗(yàn)21/47清場(chǎng)處理

（1）去除切屑、擦拭機(jī)床，使用機(jī)床與 環(huán)境保持清潔狀態(tài)。（2）注意檢驗(yàn)或更換磨損壞機(jī)床導(dǎo)軌 上油察板。（3）檢驗(yàn)潤(rùn)滑油、冷卻液狀態(tài)，及時(shí) 添加或更換。（4）依次關(guān)掉機(jī)床操作面板上電源和 總電源。22/471.圓錐結(jié)合特點(diǎn)2.圓錐結(jié)合種類3.關(guān)于圓錐配合部分術(shù)語(yǔ)及定義4圓錐配合基本要求5.圓錐結(jié)合誤差分析6.錐角測(cè)量知識(shí)鏈接23/471.完成以下任務(wù)：

（1）請(qǐng)統(tǒng)計(jì)機(jī)床操作流程。

（2）進(jìn)行如圖5-9、5-10、5-11、圖5-12所表示零件加工并組裝。圖5-9裝配圖迷你測(cè)試24/47圖5-10錐軸零件圖25/47圖5-11螺母零件圖26/47(3)進(jìn)行如圖5-13所表示零件加工，并組裝。

(4)進(jìn)行如圖5-14、圖5-15所表示零件加工，并組裝。圖5-12、5-13、5-14、5-1527/47任務(wù)2數(shù)控車削加工非圓曲線軸

28/47

1.零件圖樣（圖6-1）

零件圖樣如圖6-1所表示。

2.工作條件

1）生產(chǎn)綱領(lǐng)：?jiǎn)渭?/p>

2）毛坯：材料為Cr12棒料,毛坯尺寸

為：

46×86mm。

3）選取機(jī)床為FANUC0i系統(tǒng)CK6140

型數(shù)控車床。

4）時(shí)間定額：編程時(shí)間90min；

實(shí)操時(shí)間60min。

工作任務(wù)29/473.工作要求1）工件經(jīng)加工后，各尺寸符合圖樣要求 。2）工件經(jīng)加工后，表面粗糙度符合圖樣 要求。3）正確執(zhí)行安全技術(shù)操作規(guī)程。4）按企業(yè)相關(guān)文明生產(chǎn)要求，做到工作 地整齊，工件、工具擺放整齊。30/47工藝分析1）工藝結(jié)構(gòu)及精度分析。 本例工件中間輪廓由非圓曲線—正弦曲線構(gòu)成，其余部分分別由圓柱段、圓柱段組成。工件尺寸精度不高，但表面粗糙度較高：

Ra3.2。2）零件裝夾方案分析。工件兩端外圓加工好后，采取一夾一頂裝夾方法。3）加工刀具分析。刀具選擇如圖6-1：

31/47T01:淬火鋼90

外圓車刀(刀具材料YT758)1把；

T02:淬火鋼菱形刀片可轉(zhuǎn)位外圓車刀(刀具材料：YT758)1把；

T03:中心鉆(B2.5)1把；

工序卡如表6-1所列。32/47數(shù)控編程33/471）建立工件坐標(biāo)系 粗、精加工圓柱段、圓柱段時(shí)，分別在圓柱段外端面中心處建立工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。 粗、精加工正弦曲線輪廓時(shí)，以右端圓柱段外端面中心為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。以設(shè)定工件坐標(biāo)系編程。2）基點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)計(jì)算 確定編程零點(diǎn)后，注意非圓曲線相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算。(1)工件兩端外圓加工好后，采取一夾一頂加工方式加工正弦曲線。精加工正弦曲線前，先用G73指令進(jìn)行粗加工去除余量。去除余量時(shí)采取R10圓弧擬合，每個(gè)節(jié)點(diǎn)處留單邊0.5mm精加工余量。 R10圓弧擬合各節(jié)點(diǎn)值如表6-2所表示,各位置點(diǎn)如圖6-2所表示。34/47圖6-2節(jié)點(diǎn)位置示意圖節(jié)點(diǎn)XZ141.0-20.0235.0-25.0329.0-30.0435.0-35.0541.0-40.0635.0-45.0729.0-50.0835.0-55.0941.0-60.0表6-2節(jié)點(diǎn)值35/47(2)該正弦曲線由兩個(gè)周期組成，總角度為

720°(-630°～90°)。(3)使用以下變量進(jìn)行運(yùn)算：#100正弦曲線起始角；#101正弦曲線終止角；#102正弦曲線各點(diǎn)X坐標(biāo)；#103正弦曲線各點(diǎn)Z坐標(biāo)。3）程序編制合理編制程序，力爭(zhēng)在確保質(zhì)量同時(shí)，計(jì)算方便，程序簡(jiǎn)單。加工程序單如表

6-3、表6-4、表6-5、表6-6、表6-7所列。36/47

模擬加工結(jié)果如圖所表示。模擬加工37/47數(shù)控加工38/47（1）機(jī)床準(zhǔn)備

選取機(jī)床為FANUC0i系統(tǒng) CK6140型數(shù)控車床。

（2）機(jī)床回零。

（3）工具、量具和刃具準(zhǔn)備見(jiàn)表6-1工序 卡。39/471）工件裝夾并校正。

裝夾工件棒料時(shí)應(yīng)使三爪自定心卡盤夾緊工件，并有一定夾持長(zhǎng)度，棒料伸出長(zhǎng)度應(yīng)考慮到零件加工長(zhǎng)度及必要安 全距離等。棒料中心線盡可能與主軸中心線 重合，以防打刀。工件兩端外圓加工好 后，采取一夾一頂裝夾方法。

2）刀具安裝

車刀不能伸出過(guò)長(zhǎng)；刀尖應(yīng)與主軸中心等高。

40/47

首次對(duì)刀包含X和Z兩個(gè)坐標(biāo)軸方向。調(diào)頭后，X軸方向?qū)Φ吨挡蛔儯瑑H進(jìn)行Z方向?qū)Φ都纯伞?1/47（1）輸入程序（2）刀具賠償（3）自動(dòng)加工42/47拆除工件，去毛刺倒棱并進(jìn)行自檢自查。【注意事項(xiàng)】1）工件需調(diào)頭加工，注意工件裝夾部位和程序零點(diǎn)設(shè)置位置。2）合理安排零件粗、精加工，確保零件精度要求。3）外圓車刀不應(yīng)與正弦曲面產(chǎn)生干涉。4）合理選取淬火鋼外圓車刀切削用量。精加工時(shí)最好選取帶高精度刀墊可轉(zhuǎn)位刀體。刀尖宜低于工件中心0.02-0.03mm。質(zhì)量檢驗(yàn)43/47清場(chǎng)處理（1）去除切屑、擦拭機(jī)床，使用機(jī)床與 環(huán)境保持清潔狀態(tài)