情景二任務(wù)一簡單階梯軸加工

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案任務(wù)一簡單階梯軸加工文檔大全1掌握外圓加工刀具的選用、安裝方法。2階梯軸的加工方法。3數(shù)控機床的自動運行方法。、學(xué)習(xí)任務(wù)如圖2.1.1所示的階梯軸零件，已知材料為45鋼，毛坯尺寸為$ 28 X100。要求分析零件的加工工藝，編寫零件的數(shù)控加工程序，并通過仿真調(diào)試優(yōu)化程序，最后進行零件的加工檢驗。O,5011一“ a）零件圖b）實體圖圖2.1.1 階梯軸類零件、任務(wù)相關(guān)知識（一）軸類零件的裝夾要求車削加工前，必須將零件放在機床夾具中定位和夾緊，使零件在整個切削過程中始終 保持正確的位置。根據(jù)軸類零件的形狀、大小、精度、數(shù)量的不同，可采用不同的裝夾方 法。1、在三爪自定心卡盤上裝夾三爪

2、自定心卡盤（如圖2.1.2所示）的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，裝夾一般不需找正，故裝夾零件方便、 省時，但夾緊力較小，常用于裝夾外形規(guī)則的中、小型零件。三爪自定心卡盤有正爪、反爪兩種形式，反爪用于裝夾直徑較大的零件。2、在四爪單動卡盤上裝夾四爪單動卡盤（如圖2.1.3所示）的卡爪是各自獨立運動的，因此在裝夾零件時必須找 正后才可車削，但找正比較費時。其夾緊力較大，常用于裝夾大型或形狀不規(guī)則的零件。四爪單動卡盤的卡爪可裝成正爪或反爪，反爪用于裝夾較大的零件。圖2.1.3四爪單動卡盤3、用雙頂尖裝夾對于較長的或工序較多的零件，為保證多次裝夾的精度，采用雙頂尖裝夾的方法，如 圖2.1.4所示。

3、用雙頂尖裝夾零件方便，無需找正，重復(fù)定位精度高，但裝夾前需保證零 件總長并在兩端鉆出中心孔。圖2.1.4雙頂尖裝夾零件圖2.1.5 夾一頂裝夾零件4、用一夾一頂裝夾用雙頂尖裝夾零件精度高，但剛性較差，故在車削一般軸類零件時采用一端用卡盤夾住，另一端用頂尖頂住的裝夾方法，如圖2.1.5所示。為防止切削時產(chǎn)生軸向位移，可采用限位支承或臺階限位。其中臺階限位安全，剛性好，能承受較大切削力，故應(yīng)用廣泛。5、工件裝夾的原則（1 ）用三爪自定心卡盤裝夾工件時，若工件直徑<=30mm ，其懸伸長度應(yīng)不大于直徑5倍，若工件直徑>30mm ，其懸伸長度應(yīng)不大于直徑的3倍。（2 ）當(dāng)工件長度較長或很長

4、，為增加工件的剛性，防止在車削過程中產(chǎn)生振動、崩 刀等，需采用一夾一頂或使用跟刀架。（3）當(dāng)加工軸類零件時，各個表面的同軸度要求很高?？刹捎秒p頂尖裝夾。（4）加工一些特殊的零件，如薄壁套，要使用輔助夾具。車內(nèi)孔時使用開口套筒，以減少工件的變形。車外圓時使用小錐度心軸，以內(nèi)孔定位。（5）被加工表面的回轉(zhuǎn)軸線與基準(zhǔn)面相互垂直的外形較復(fù)雜的工件（如殼體）可采 用花盤。（二）加工順序的確定數(shù)控車削加工順序一般按照下列兩個原則來確定。1、先粗后精原則所謂先粗后精，就是按照粗車f半精車f精車的順序，逐步提高加工精度。粗車可在 較短時間內(nèi)將工件表面上的大部分加工余量切掉。一方面提高加工效率，另一方面使精車

5、的加工余量均勻。如粗車后所留余量的均勻性滿足不了精車加工的要求，則應(yīng)安排半精車。為保證加工精度，精車時，要按照圖樣尺寸一刀出零件輪廓。2、先近后遠原則這里所指的遠與近，是按加工部位相對于對刀點的距離而言的。離對刀點遠的部位后加工，可以縮短刀具的移動距離，減少空行程時間。對于車削而言，先近后遠還有利于 保持零件的剛性，改善切削條件。（三）走刀路線的確定精加的走刀路線基本上是沿其零件輪廓順序進行的。因此重點在于確定粗加工及空行程的走刀路線。1、最短空行程路線圖2.1.6（ a）所示為采用矩形循環(huán)方式進行粗車的一般情況，其對刀點A設(shè)置在較遠的位置，是考慮到加工過程中需方便換刀，同時，將起刀點與對刀點

6、重合在一起。按三刀粗車的走刀路線安排：第1刀為A f BfCfDfA :第 2 刀為 A f Ef Ff Gf A :第3刀為AH f I f Jf A oD G JEfla）起刀點與對刀點重合時b）起刀點與對刀點分離時圖2.1.6 最短行程路線示意圖圖2.1.6 ( b)所示則是將起刀點與對刀點分離，并設(shè)于 B點位置，仍按相同的切削有 量進行三刀粗車，其走刀路線安排：對刀點A到起刀點B的空行程為AtB;第 1 刀為 Bt Ct d t Et b ；第 2 刀為 Bt Ft Gt H t B ；第 3 刀為 Bt It Jt kt b ；起刀點B到對刀點A的空行程BtA。顯然，圖2.1.6 (

7、 b )所示的走刀路線短。2、大余量毛坯的切削路線圖2.1.7 ( a)所示為車削大余量工件走刀路線。在同樣的背吃刀量情況下，按圖2.1.7(a)所示的1 5順序切削，使每次所留余量相等。按照數(shù)控車床加工的特點，還可以放棄常用的階梯車削法，改用順毛坯輪廓進給的走刀路線，如圖2.1.7 (b )所示。a)階梯車削法b)順毛坯輪廓車削法圖2.1.7大余量毛坯的切削路線(四) 數(shù)控車床編程基礎(chǔ)數(shù)控車床的主要編程特點如下:(1) 在一個程序段中，可以采用絕對值編程(用X、Z表示)、增量值編程(用U、W表 示)或者二者混合編程。(2) 直徑方向(X方向)用絕對值編程時，X以直徑值表示；用增量值編程時，以

8、徑向?qū)嶋H位移量的二倍值表示，并附方向符號(正向可以省略)。(3) 車削加工毛坯余量較大時，為簡化編程，數(shù)控裝置常備有不同形式的固定循環(huán)，可以進行多次重復(fù)循環(huán)切削。(4) 編程時，常認為車刀刀尖是一個點，而實際上為了提高刀具壽命和工件表面質(zhì)量， 車刀刀尖常被磨成一個圓弧，因此，當(dāng)編制加工程序時，需要考慮對刀具進行半徑補償。(五) 程序的結(jié)構(gòu)數(shù)控程序是若干個程序段的集合。每個程序段獨占一行。每個程序段由若干個字組成， 每個字由地址和跟隨其后的數(shù)字組成。地址是一個英文字母。一個程序段中各個字的位置 沒有限制，但是，長期以來如表2.1.1的排列方式已經(jīng)成為大家都認可的方式：表2.1.1排列方式N-G-

9、X- Y- Z-F-S-T-M-LF行號準(zhǔn)備功能位置代碼進給速度主軸轉(zhuǎn)速刀具號輔助功能行結(jié)束在一個程序段中間如果有多個相同地址的字出現(xiàn)，或者同組的G功能，取最后一個有效。(1) 行號Nxxxx 程序的行號，可以不要，但是有行號，在編輯時會方便些。 行號可以不連續(xù)。 行號最大為9999，超過后從再從1開始。選擇跳過符號“ /”只能置于一程序的起始位置，如果有這個符號，并且機床操作面 板上“選擇跳過”打開，本條程序不執(zhí)行。這個符號多用在調(diào)試程序，如在開冷卻液的程 序前加上這個符號，在調(diào)試程序時可以使這條程序無效，而正式加工時使其有效。(2) 準(zhǔn)備功能實用標(biāo)準(zhǔn)文案地址“ G”和數(shù)字組成的字表示準(zhǔn)備功

10、能，也稱之為G功能，見表2.1.2。G功能根據(jù)其功能分為若干個組，在同一條程序段中，如果出現(xiàn)多個同組的 G功能，那么取最后一 個有效。G功能分為模態(tài)與非模態(tài)兩類。一個模態(tài)G功能被指令后，直到同組的另一個G功能被指令才無效。而非模態(tài)的G功能僅在其被指令的程序段中有效。例：N10 G01 X250. Y320.N11 G04 X100N12 G01 Z-120.N13 X380. Y400.在這個例子的 N12這條程序中出現(xiàn)了“ G01 ”功能，由于這個功能是模態(tài)的，所以 盡管在N13這條程序中沒有“ G01”，但是其作用還是存在的。表2.1.2 準(zhǔn)備功能指令代碼功能代碼功能G00快速點位移動G5

11、4選擇工件坐標(biāo)系1G01直線插補G55選擇工件坐標(biāo)系2G02順圓插補G56選擇工件坐標(biāo)系3G03逆圓插補G57選擇工件坐標(biāo)系4G04暫停G58選擇工件坐標(biāo)系5G10可編程數(shù)據(jù)輸入G59選擇工件坐標(biāo)系6G11注銷可編程數(shù)據(jù)輸入G65宏程序調(diào)用G18ZX平面選擇G66宏程序模態(tài)調(diào)用G20英寸輸入G67宏程序模態(tài)調(diào)用取消G21毫米輸入G70精車循環(huán)G22存儲行程檢查接通G71輪廓粗車循環(huán)G23存儲行程檢查斷開G72輪廓粗車循環(huán)G27返回參考點檢查G73輪廓粗車循環(huán)G28返回參考點G74排屑鉆端面孔G30返回第2、第3和第4參考點G75外徑/內(nèi)徑鉆孔G31跳轉(zhuǎn)功能G76螺紋循環(huán)文檔大全1等螺距螺紋切削

12、G90固定循環(huán)G34變螺距螺紋加工G92螺紋循環(huán)G40注銷刀具半徑補償G94固定循環(huán)/每分鐘進給G41刀具半徑補償（左）G95每轉(zhuǎn)進給實用標(biāo)準(zhǔn)文案(3) 輔助功能地址“ M ”和兩位數(shù)字組成的字表示輔助功能，也稱之為M功能。見表2.1.3。表2.1.3輔助功能指令代碼意義M00停止程序運行M01選擇性停止M02結(jié)束程序運行M03主軸正向轉(zhuǎn)動開始M04主軸反向轉(zhuǎn)動開始M05主軸停止轉(zhuǎn)動M06換刀指令M08冷卻液開啟M09冷卻液關(guān)閉M32結(jié)束程序運行且返回程序開頭M98子程序調(diào)用M99子程序結(jié)束(4) 主軸轉(zhuǎn)速地址S后跟四位數(shù)字，格式：SxxxxG96是接通恒線速度控制的指令，當(dāng)G96執(zhí)行后，S后

13、面的數(shù)值為切削速度。例如:G96S100表示切削速度 100m/min 。G97是取消G96的指令。執(zhí)行 G97后，S后面的數(shù)值表示主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。例如：G97 S800表示主軸轉(zhuǎn)速為 800r/min ，系統(tǒng)開機狀態(tài)為 G97指令。(5) 進給功能地址F后跟四位數(shù)字，格式：Fxxxx在含有G99程序段后面，再遇到F指令時，則認為F所指定的進給速度單位為 mm/r 。 系統(tǒng)開機狀態(tài)為 G99，只有輸入G98指令后，G99才被取消。而 G98為每分鐘進給，單 位為 mm/min 。(6) T功能該指令用來控制數(shù)控系統(tǒng)進行選刀和換刀。用地址T和其后的數(shù)字來指定刀具號和刀具補償號，例如 T0202表

14、示采用2號刀具和2號刀補。(六) 基本指令 G00、G01在數(shù)控車床的程序中，X、Z后面跟的是絕對尺寸，U、W后面跟的是增量尺寸。X、Z后所有編入的坐標(biāo)值全部以編程原點為基準(zhǔn)，U、W后所有編入的坐標(biāo)值全部以刀具前一個坐標(biāo)位置作為起始點來計算。1、快速點位移動G00格式：G00 X(U)_Z(W)_ ；其中，X(U)_、Z(W)_為目標(biāo)點坐標(biāo)值。說明：(1) 執(zhí)行該指令時，刀具以機床規(guī)定的進給速度從所在點以點位控制方式移動到目標(biāo) 點。移動速度不能由程序指令設(shè)定，它的速度已由生產(chǎn)廠家預(yù)先調(diào)定。若編程時設(shè)定了進 給速度F，則對G00程序段無效。(2) G00為模態(tài)指令，只有遇到同組指令時才會被取替。

15、(3) X、Z后面跟的是絕對坐標(biāo)值，U、W后面跟的是增量坐標(biāo)值。(4) X、U后面的數(shù)值應(yīng)乘以 2，即以直徑方式輸入，且有正、負號之分。如圖2.1.8所示，要實現(xiàn)從起點A快速移動到目標(biāo)點 C。其絕對值編程方式為：GOO X141.2 Z98.1其增量值編程方式為：GOO U91.8 W73.4IX先.13(二1巴 OAi11祜24,770.6Z9S.1圖2.1.8快速點定位執(zhí)行上述程序段時，刀具實際的運動路線不是一條直線，而是一條折線，首先刀具從點A以快速進給速度運動到點 B，然后再運動到點 C。因此，在使用 G00指令時要注意刀具是否和工件及夾具發(fā)生干涉，對不適合聯(lián)動的場合，兩軸可單動。如果

16、忽略這一點， 就容易發(fā)生碰撞，而在快速狀態(tài)下的碰撞就更加危險。2 .直線插補G01該指令使刀具以直線插補運算聯(lián)動方式由某坐標(biāo)點移動到另直線插補也稱直線切削，F(xiàn)來設(shè)定。機床執(zhí)行 G01指令時，如果之前的程序F指令。G01和F都是模態(tài)指令。F為進給速度。一坐標(biāo)點，移動速度由進給功能指令 段中無F指令，在該程序段中必須含有格式：G01X(U)_Z(W)_ F_ ;其中，X(U)、Z(W)為目標(biāo)點坐標(biāo), 說明(1) G01指令是模態(tài)指令，可加工任意斜率的直線。(2) G01指令后面的坐標(biāo)值取絕對尺寸還是取增量尺寸，由尺寸地址決定。(3) G01指令進給速度由模態(tài)指令F決定。如果在 G01程序段之前的程

17、序段中沒有F指令，而當(dāng)前的G01程序段中也沒有 F指令，則機床不運動，機床倍率開關(guān)在0%位置時機床也不運動。因此，為保險期間G01程序段中必須含有 F指令(4) G01指令前若出現(xiàn)G00指令，而該句程序段中未出現(xiàn)F指令，則G01指令的移動速度按照G00指令的速度執(zhí)行。3、倒角和倒圓(G01指令的特殊用法)G01指令在編程還有一種特殊用法，即倒角和倒圓。倒角(見圖2.1.9)，倒圓(見圖 2.1.10 ）。圖2-1-9 用G01指令倒角圖2-1-10 用G01指令倒圓、任務(wù)實施(一)任務(wù)工藝分析1、零件圖分析圖3.7所示零件由階梯狀的圓柱面組成，零件的尺寸精度要求一般。從右至左，零件 的外徑尺寸

18、依次增大。2、確定裝夾方案28mm該零件為軸類零件，軸心線為工藝基準(zhǔn)，加工外表面用三爪自定心卡盤夾持0 外圓一次裝夾完成加工。3、加工工藝路線設(shè)計 車端面； 粗車25、20、15外圓，留余量 0.5mm ; 從右至左精加工各面； 切斷。4、刀具選擇 90 o外圓車刀T0101 :用于車端面和粗、精車外圓； 切槽刀（寬為3mm）T0202 :用于切斷。（二）程序編制工件原點設(shè)在零件的右端面，程序如下：程序程序說明O0001;程序號N10M03S600T0101 ;換1號刀N20G00X30.0Z2.0 ;N30G00X0 Z0 F100 ;N40G01X25.5 Z0 F150;車端面N50G0

19、1Z-62.0;X28.0 ;粗車外圓N60G00Z2.0 ;X20.5 ;N70G01Z-35.0;X28.0 ;N80G00Z2.0 ;X15.5 ;N90G01Z-15.0；X21.0 ；N100G00Z2.0 ；N110G00X15.0Z2.0S800 ；N120G01X15.0Z-15.0F80 ；精車15外圓N130X20.0；Z-35.0 ；精車20外圓N140X25.0；Z-62.0 ；精車25外圓N150G00X50.0；Z50.0N160G00X32.0Z-63.0 T0202；換2號切斷刀，使用2號刀補N170G01X1.0F40 ；切斷N180G00X50.0Z50.0T0200M05 ；N190M02 ；（三）仿真加工使用數(shù)控加工仿真軟件對加工程序進行檢驗，正確進行數(shù)控加工仿真的操作，完成零件的仿真加工。（四）車間實際加工通過仿真加工后， 確定零件程序的正確性后，在實訓(xùn)車間對該零件進行實際操作加工。1、零件的夾緊零件的夾緊操作要注意夾緊力與裝夾部位，是毛坯時夾緊力可大些；是已加工表面， 夾緊力就不可過大，以防止夾傷零件表面，還可用