《數(shù)控車銑加工 初級》課件-任務一 學習關鍵知識點

《數(shù)控車銑加工（初級）》目錄1234項目三驅動軸車削編程加工訓練項目二手柄車削編程加工訓練項目一銷軸車削編程加工訓練項目四驅動輪銑削編程加工訓練65項目六驅動軸、從動軸螺紋孔編程加工訓練項目五槽輪銑削編程加工訓練任務三上機訓練項目一銷軸車削編程加工訓練任務二工藝準備任務一學習關鍵知識點任務一學習關鍵知識點123初步認識數(shù)控車床車削加工特點刀具知識465夾具知識基本指令量具知識01初步認識數(shù)控車床任務一學習關鍵知識點1.1初步認識數(shù)控車床數(shù)控車床是使用較為廣泛的數(shù)控機床之一。它主要用于軸類零件或盤類零件的內(nèi)外圓柱面、任意錐角的內(nèi)外圓錐面、復雜回轉內(nèi)外曲面和圓柱、圓錐螺紋等切削加工，并能進行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔及鏜孔等。數(shù)控機床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。編程人員把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)以及輔助功能，按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質上，然后輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，從而控制機床實現(xiàn)零件的加工。數(shù)控車床由數(shù)控裝置、床身、主軸箱、刀架進給系統(tǒng)、尾座、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、排屑器等部分組成。數(shù)控車床分為立式數(shù)控車床和臥式數(shù)控車床兩種類型，如圖所示。立式數(shù)控車床用于回轉直徑較大的盤類零件車削加工。臥式數(shù)控車床用于軸向尺寸較長或小型盤類零件的車削加工。數(shù)控車床分類任務一學習關鍵知識點1.1初步認識數(shù)控車床（a）立式數(shù)控車床

（b）臥式數(shù)控車床CK6150e數(shù)控車床采用平床身結構，主軸結構采用前后端兩點支撐典型結構，主軸具有很高的剛度；主傳動為三檔無級變頻調(diào)速，速度范圍為45～1600r/min；主傳動齒輪副均經(jīng)淬硬磨削處理，各傳動副和滾動軸承均經(jīng)強力油液潤滑，具有良好高速低溫升性能；主軸箱箱體的設計充分考慮了散熱措施和減震機構，使得主軸箱具有噪聲低，傳動精度高的特點。CK6150e數(shù)控車床任務一學習關鍵知識點1.1初步認識數(shù)控車床該機床主軸由變頻電機通過V帶經(jīng)變速機構驅動主軸箱，通過變頻系統(tǒng)控制變頻電機可實現(xiàn)100～2000rpm（正反轉）手動三檔無級調(diào)速。橫向（X軸）及縱向（Z軸）進給運動均由伺服電機驅動精密滾珠絲副實現(xiàn)快移和進給運動。滑板導軌貼有防爬行的塑料軟帶，可很好的保證機床的定位精度和重復定位精度。機床配置手動三爪自定心卡盤和四工位數(shù)控刀架，具有定位精度高、穩(wěn)定可靠，應用范圍廣、結構簡單、維修方便等特點。任務一學習關鍵知識點1.1初步認識數(shù)控車床CK6150e數(shù)控車床主要參數(shù)任務一學習關鍵知識點1.1初步認識數(shù)控車床項目內(nèi)容單位技術規(guī)格床身上最大回轉直徑mmΦ500滑板上最大回轉直徑mmΦ300兩頂尖間最大工件長度mm880主軸通孔直徑mmΦ80主軸轉速范圍r/min100-2000主軸電機功率kw7.5(變頻)數(shù)控刀架

立式四工位刀架X/Z軸行程mm310/880X/Z軸快移速度mm/min8000/10000X/Z軸進給速度范圍mm/min1～2000

尾座套筒直徑mmΦ75尾座套筒行程mm150尾座套筒錐孔錐度

莫氏5號機床外形尺寸（長×寬×高）mm2900×1500×1800機床凈重kg2800數(shù)控系統(tǒng)

FANUC0iTF02車削加工特點車削是以工件的旋轉運動為主運動，以刀架作進給運動的一種切削加工方法。它的特點是：⒈車削加工相對效率較高，其具有比銑削和磨削更高的效率,車削可以采用較高的工件轉速和大切削深度（背吃刀量），從而實現(xiàn)高效加工。⒉車削加工具有生產(chǎn)效率高、加工范圍廣等特點，使用各種不同的刀具可以完成內(nèi)外圓柱面、端面、圓錐面、溝槽（直角溝槽、圓弧槽及異形槽等）和螺紋等加工任務。⒊車削加工具有較高的加工精度，其經(jīng)濟加工精度一般為IT9-IT7，表面粗糙度Ra值一般為12.5-1.6μm。精密車削精度可達IT5，表面粗糙度Ra值可達到0.20μm。1.2車削加工特點任務一學習關鍵知識點如圖所示，在車削加工中切削速度通常用主軸轉速來表示，主軸轉速（n）是工件在主軸上每分鐘的轉數(shù)，單位為rpm（r/min）；走刀速度通常用工件與刀具每轉的相對移動的路程來表示，單位為mm/r；切削深度可分為軸向切深和徑向切削，均用a---p表示，單位為mm。1.2車削加工特點任務一學習關鍵知識點車削加工模型04夾具知識夾具是指在機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置，又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置

、對刀引導元件(確定刀具與工件的相對位置或導引刀具方向)、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個工位的加工，有回轉分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。1.4夾具知識任務一學習關鍵知識點1.4夾具知識任務一學習關鍵知識點車床最常用的夾具為卡盤，主要用于加工零件上的端面、外圓、內(nèi)控及螺紋等各種成型面，是最常用的夾具之一?？ūP按驅動卡爪所用動力不同﹐分為手動卡盤和動力卡盤兩種。手動卡盤由卡盤體、活動卡爪和卡爪驅動機構組成。常用的有自動定心的三爪卡盤和每個卡爪可以單獨移動的四爪卡盤。手動三爪自定心卡盤上三個卡爪導向部分的下面，有螺紋與碟形傘齒輪背面的平面螺紋相嚙合，當用扳手通過四方孔轉動小傘齒輪時，碟形齒輪轉動，背面的平面螺紋同時帶動三個卡爪向中心靠近或退出，用以夾緊不同直徑的工件。也可以使用反爪，用來安裝直徑較大的工件。動力卡盤主要有氣動卡盤和液壓卡盤。1.4夾具知識任務一學習關鍵知識點

數(shù)控車床通用夾具（a）三爪自定心卡盤(b)四爪卡盤(c)液壓卡盤(d)氣動卡盤05量具知識量具是實物量具的簡稱，它是一種在使用時具有固定形態(tài)、用以復現(xiàn)或提供給定量的一個或多個已知量值的器具。機械加工中常用的計量器具包含：標準器具指用作測量或檢定標準的量具。如量塊、多面棱體、表面粗糙度比較樣塊等；通用器具也稱萬能量具，一般指由量具廠統(tǒng)一制造的通用性量具。如直尺、平板、角度尺、卡尺和千分尺等；專用器具也或稱非標量具。指專門為檢測工件某一技術參數(shù)而設計制造的量具。如內(nèi)外溝槽卡尺、鋼絲繩卡尺、步距規(guī)等。量具是以固定形式復現(xiàn)量值的測量器具，特點如下：本身直接復現(xiàn)了單位量值，即量具的標稱值就是單位量值的實際大小，如量塊本身就復現(xiàn)了長度量的單位；在結構上一般沒有測量機構，沒有指示器或運動著的元部件，如量塊只是復現(xiàn)單位量值的一個實物；由于沒有測量機構，如不依賴其他配用的測量器具，就不能直接測出被測量值，例如量塊要配用干涉儀、光學計，因此它是一種被動式測量器具。任務一學習關鍵知識點1.5量具知識任務一學習關鍵知識點車削加工中最常用的量具為游標卡尺，如圖所示，是一種測量長度、內(nèi)外徑、深度的量具。游標卡尺由主尺和附在主尺上能滑動的游標兩部分構成。主尺一般以毫米為單位，而游標上則有10、20或50個分格，根據(jù)分格的不同，游標卡尺可分為十分度游標卡尺、二十分度游標卡尺、五十分度格游標卡尺等，游標為10分度的有9mm，20分度的有19mm，50分度的有49mm。游標卡尺的主尺和游標上有兩副活動量爪，分別是內(nèi)測量爪和外測量爪，內(nèi)測量爪通常用來測量內(nèi)徑，外測量爪通常用來測量長度和外徑。1.5量具知識1.5.1游標卡尺任務一學習關鍵知識點游標卡尺是工業(yè)上常用的測量長度的儀器，它由尺身及能在尺身上滑動的游標組成。若從背面看，游標是一個整體。游標與尺身之間有一彈簧片，利用彈簧片的彈力使游標與尺身靠緊。游標上部有一緊固螺釘，可將游標固定在尺身上的任意位置。尺身和游標都有量爪，利用內(nèi)測量爪可以測量槽的寬度和管的內(nèi)徑，利用外測量爪可以測量零件的厚度和管的外徑。深度尺與游標尺連在一起，可以測槽和筒的深度。尺身和游標尺上面都有刻度。以準確到0.1毫米的游標卡尺為例，尺身上的最小分度是1毫米，游標尺上有10個小的等分刻度，總長9毫米，每一分度為0.9毫米，比主尺上的最小分度相差0.1毫米。量爪并攏時尺身和游標的零刻度線對齊，它們的第一條刻度線相差0.1毫米，第二條刻度線相差0.2毫米，……，第10條刻度線相差1毫米，即游標的第10條刻度線恰好與主尺的9毫米刻度線對齊。當量爪間所量物體的線度為0.1毫米時，游標尺向右應移動0.1毫米。這時它的第一條刻度線恰好與尺身的1毫米刻度線對齊。同樣當游標的第五條刻度線跟尺身的5毫米刻度線對齊時，說明兩量爪之間有0.5毫米的寬度，依此類推。在測量大于1毫米的長度時，整的毫米數(shù)要從游標“0”線與尺身相對的刻度線讀出。1.5量具知識1.5.1游標卡尺任務一學習關鍵知識點讀數(shù)時首先以游標零刻度線為準在尺身上讀取毫米整數(shù)，即以毫米為單位的整數(shù)部分。然后看游標上第幾條刻度線與尺身的刻度線對齊，如第6條刻度線與尺身刻度線對齊，則小數(shù)部分即為0.6毫米（若沒有正好對齊的線，則取最接近對齊的線進行讀數(shù)）。如有零誤差，則一律用上述結果減去零誤差（零誤差為負，相當于加上相同大小的零誤差），讀數(shù)結果為：L=整數(shù)部分+小數(shù)部分－零誤差判斷游標上哪條刻度線與尺身刻度線對準，可用下述方法：選定相鄰的三條線，如左側的線在尺身對應線之右，右側的線在尺身對應線之左，中間那條線便可以認為是對準了L=對準前刻度+游標上第n條刻度線與尺身的刻度線對齊*（乘以）分度值如果需測量幾次取平均值，不需每次都減去零誤差，只要從最后結果減去零誤差即可。1.5量具知識1.5.1游標卡尺任務一學習關鍵知識點下面以圖1.7所示精度為0.02游標卡尺的某一狀態(tài)為例進行說明。1.在主尺上讀出副尺零刻度線以左的刻度，該值就是最后讀數(shù)的整數(shù)部分。圖示33mm。2.副尺上一定有一條與主尺的刻線對齊，在副尺上讀出該刻線

距副尺的零刻度線以左的刻度

的格數(shù)為12格，乘上該游標卡尺的精度0.02mm，就得到最后讀數(shù)的小數(shù)部分。或者直接在副尺上讀出該刻線的讀數(shù)，圖示為0.24mm。3.將所得到的整數(shù)和小數(shù)部分相加，就得到總尺寸為33.24mm。1.5量具知識1.5.1游標卡尺任務一學習關鍵知識點千分尺（螺旋測微器）作為數(shù)控車削零件測量的通用量具，應用非常廣泛。其按照顯示方式分為機械式千分尺和數(shù)顯式千分尺，如圖所示。按照用途分為外測千分尺、內(nèi)測千分尺、深度千分尺、螺紋千分尺、壁厚千分尺等。（a）機械式外測千分尺(b)數(shù)顯式千分尺(c)內(nèi)測千分尺(d)深度千分尺(e)螺紋千分尺(f)壁厚千分尺1.5量具知識1.5.2千分尺任務一學習關鍵知識點

千分尺結構其中的外測千分尺，尤其是機械式外測千分尺最為常用，其主要由尺身、固定測頭、測微螺桿、固定套筒、微分筒和測力棘輪組成，如圖所示。該量具有成本低、測量準確、使用穩(wěn)定可靠等特點，主要用于測量零件外徑和長度。1.5量具知識1.5.2千分尺1.5量具知識任務一學習關鍵知識點1.5.2千分尺利用千分尺測量零件的長度時應一手控制尺身的穩(wěn)定性，另一只手轉動測力棘輪，使得千分尺的測量端與零件的被測量部位充分貼合。度數(shù)時分為三個步驟，首先以微分筒的左側端面為基準線,讀固定套筒上面刻度線的分度值(只讀整數(shù)),再以固定套筒上的水平橫線作為基準線,讀微分筒上的刻度值（每格0.01mm）,最后再根據(jù)微分筒的實際位置估計尺寸的千分位（0.001mm）數(shù)值，若刻度線與基準線對齊則該尺寸的千分位為“0”，然后將三個數(shù)值相加即為最終尺寸數(shù)值。如圖所示，其讀數(shù)步驟為：首先讀固定套筒的數(shù)值為5.5，然后讀微分筒的數(shù)值為0.04，最后估計千分位的數(shù)值為0.003，三個數(shù)值相加的結果為5.543mm。千分尺讀數(shù)06基本指令任務一學習關鍵知識點程序頭①O0001；程序名程序體②T0101；調(diào)用刀具及刀具補償③G97G99S800M03；主軸轉速單位為r/min，進給速度單位為mm/r，主軸正轉啟動，轉速為800r/min④G0X＿Z＿M8；快速移動到點X＿Z＿，并打開切削液⑤……切削加工程序段…………⑥G0X＿Z＿;退回到安全位置⑦M5;主軸停轉⑧M9;冷卻液關閉⑨……如需其他刀具加工重復②～⑧程序尾⑩M30程序結束1.6基本指令1.6.1數(shù)控車削程序的基本格式任務一學習關鍵知識點程序頭一般包含程序的起始符和程序名或程序號，程序起始符根據(jù)不同的數(shù)控系統(tǒng)，可以為%、：、MP等不同的標識，有的系統(tǒng)也可以省略，書寫程序時需要按照機床編程說明書指定。在Fanuc0i系統(tǒng)中，程序頭可以直接使用以大寫字符“O”后接數(shù)字的程序號來表示，程序號為正整數(shù)，取值范圍為0001~9999，通常O9000~O9999范圍內(nèi)的程序被鎖定，用于保存機床特定功能的程序，輸入時數(shù)字前的零可以省略。程序由若干程序段組成，每個程序段后以“；”結束。1.6基本指令1.6.1數(shù)控車削程序的基本格式任務一學習關鍵知識點程序體為程序的主體部分，為刀具切削工件的過程，加工過程若只有一把刀，則程序體為②～⑧，若有多把刀具，則重復②～⑧過程。其中②～④為切削過程的初始化，在這些步驟調(diào)用刀具及刀具補償，設置主軸轉速及進給速度單位，并啟動主軸（注意主軸旋轉方向）。然后控制刀具快速運動到安全位置，為正式切削加工做準備。⑤為正式的切削過程，表示的是工件上一個區(qū)域的加工過程，如一個區(qū)域需要多次走刀切削時，只需重復“進刀、切削、退刀”過程即可。如切削多個區(qū)域，只需重復⑤～⑥即可。在數(shù)控車床加工過程中，每把刀具在所有區(qū)域切削完后，應將刀具回退到安全位置，以方便零件測量和裝卸，以及防止發(fā)生碰撞，并關閉主軸和冷卻液。1.6基本指令1.6.1數(shù)控車削程序的基本格式任務一學習關鍵知識點程序尾包含程序的結束指令和結束標識符，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)常用的程序結束指令為M02、M30（通常使用M30），與程序頭相似，結束標識符應根據(jù)機床編程說明書中的要求指定。1.6基本指令1.6.1數(shù)控車削程序的基本格式任務一學習關鍵知識點FANUC系統(tǒng)常用準備功能指令如表所示。指令用途指令用途G00快速點定位G42刀尖圓弧半徑右補償G01直線插補G70精車固定循環(huán)G02順時針圓弧插補G71縱向粗加工循環(huán)G03逆時針圓弧插補G72橫向粗加工循環(huán)G04暫停G73仿形粗加工循環(huán)G20英制輸入G92螺紋加工循環(huán)G21公制輸入G96恒線速度控制G28返回參考點G97恒轉速控制G40取消刀尖圓弧半徑補償G98每分鐘進給速度G41刀尖圓弧半徑左補償G99每轉進給1.6基本指令1.6.2

基本準備功能指令任務一學習關鍵知識點1.快速定位G00G00指令刀具從當前點，以數(shù)控系統(tǒng)預設的最大進給速度（實際運行速度需要考慮到快速倍率旋鈕的位置），快速移動到程序段所指令的下一個定位點。如圖所示，快速定位過程可能存在多種運動軌跡，常見的軌跡為由A點先定位到C點，再由C點運動到B點。由于機床出廠時參數(shù)設定的不同，軌跡也不同，操作機床時應注意其運動軌跡，以免發(fā)生碰撞事故?？焖俣ㄎ恢噶罡袷綖橹噶畲a后接定位終點位置坐標?？焖俣ㄎ?.6基本指令1.6.2

基本準備功能指令任務一學習關鍵知識點1.快速定位G00指定刀具的移動有兩種方法，即絕對坐標和相對（增量）坐標。絕對坐標指令是對刀具的移動位置以工件坐標系實際坐標值的方法指定終點坐標。編程時，徑向和軸向分別用地址X

和Z

表示；相對坐標也叫增量坐標指令，是以刀具相對當前點以增量的形式指定終點坐標的方法，徑向用地址U

，軸向用地址W

。絕對坐標和增量坐標在同一程序段中可以混合使用。注意：數(shù)控車削編程時，為了保持標注、編程和測量尺寸的一致性，徑向坐標通常用直徑值表示，即直徑編程。雖然通過修改機床參數(shù)也可以用半徑值表示，但很少使用。1.6基本指令1.6.2

基本準備功能指令任務一學習關鍵知識點1.快速定位G00指令格式：G00

X＿Z＿；例如由A點快速移動到B點的指令為：G00X52Z5；

或G00U-28W-35；

或G00X52W-25；

或G00U-28Z5；建議初學者盡量使用絕對坐標編程，以減少不必要的失誤。1.6基本指令1.6.2

基本準備功能指令任務一學習關鍵知識點2.直線插補G01G01直線插補指令是將刀具以直線形式按F代碼指定的速率從它的當前位置移動到命令要求的位置，其特點是各坐標以聯(lián)動方式，且按進給速度F作任意斜率的直線運動。指令格式：G01X＿Z＿F＿；例如由A點以指定的速度F移動到B點的指令為：G01X52Z5F0.2；

或G01U-28W-35F0.2；直線插補1.6基本指令1.6.2

基本準備功能指令任務一學習關鍵知識點3.縱向粗加工循環(huán)指令G71（1）指令格式：G71U(△d)R(e)；

G71P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)；（2）功能：G71指令只需指定粗加工背吃刀量、退刀量、加工余量和精加工路線，系統(tǒng)自動給出粗加工路線和加工次數(shù)，完成內(nèi)、外圓表面的粗加工。1.6基本指令1.6.2

基本準備功能指令任務一學習關鍵知識點3.縱向粗加工循環(huán)指令G71（3）指令說明：△d

表示每次的背吃刀量，一般用半徑值指定；一般45鋼件取1~2mm，鋁件取1.5~3mme表示每次X向退刀量，用半徑值指定；一般取0.5~1mmns

表示精加工輪廓程序段中的開始程序段號nf表示精加工輪廓程序段中的結束程序段號△u表示X方向精加工余量，加工內(nèi)輪廓時為負值△w

表示Z方向精加工余量，一般取0.05~0.1mm縱向粗加工循環(huán)G711.6基本指令1.6.2

基本準備功能指令任務一學習關鍵知識點3.縱向粗加工循環(huán)指令G71（4）指令動作從循環(huán)起點快速進刀，切削加工，45°退刀，快速返回。進刀，切削加工，45°退刀，快速返回。依次類推，完成粗加工。（5）注意事項1）使用G71粗加工時，包含在ns~nf程序段中的F、S指令對粗車循環(huán)無效。2）順序號為ns~nf的程序段中不能調(diào)用子程序。3）通常情況下，該指令主要用于X軸、Z軸方向同時單調(diào)增大或單調(diào)減少的輪廓加工。4）通常ns~nf的程序段中第一句必須沿X方向運動（FANUC0i-mate系統(tǒng)）。1.6基本指令1.6.2

基本準備功能指令任務一學習關鍵知識點4.精加工循