数控加工编程车项目四螺栓加工教案.docVIP

学习情境四：用直线插补指令及螺纹指令加工螺栓 学习情境 用直线插补指令及螺纹指令加工螺栓 参考 学时 教学内容 1．数控加工程序的组成及格式； 2．螺纹切削指令G32； 3. 螺纹循环指令G92的应用； 4．暂停指令G04的应用； 4．零件数控加工工艺的制订。 教学目标 1. 职业能力目标 （1）具有与设计人员、工艺人员、操作人员沟通的能力； （2）具有分析零件图、 掌握设计意图和零件工艺分析的能力； （3）具有数控编程的基本能力； （4）查阅资料及相关应用手册的能力； （5）善于观察、思考、自主学习及创新设计能力。 2.专业知识目标 （1）掌握数控加工程序的编制格式； （2）掌握外圆、端面、切槽和螺纹的数控加工； （3）能够对阶梯轴类零件进行数控程序的编制和加工。 3.社会能力 （1）团队协作意识及方法； （2）语言表达能力。 教学重点 一、情境描述 给学生发放螺栓零件图，并给出零件信息和加工要求。 图4.1 图4.1所示螺栓为轴类零件，结构要素有外圆柱面、倒角和螺纹，最后要求切断。要求完成零件的数控加工，车削尺寸至图中要求。 二、制订加工工艺 （一）引入新知识 1.车削螺纹时的主轴转速 数控车床加工螺纹时，因其传动链的改变，原则上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴（多为Z轴）方向位移一个导程即可，不应受到限制。但加工螺纹时，会受到一下几方面的影响： 1）螺纹加工程序段中指令的螺距值，相当于进给量f（mm/r）表示的进给速度F，如果将机床的主轴转速选择过高，其换算后的速度v f(mm/min)则必定大大超过正常值。 2）刀具在其位移过程中，都将受到伺服驱动系统升降频率和数控装置插补运算速度的约束，由于升降频率特性满足不了加工需要等原因，则可能因主进给运动产生出的“超前”和“滞后”而导致部分螺牙不符合要求。 3）车削螺纹必须通过主轴的同步运行功能而实现，即车削螺纹需要有主轴脉冲发生器（编码器）。当其主轴转速选择过高时，通过编码器发出的定位脉冲（即主轴每转一周时所发出的一个基本脉冲信号）将可能因“过冲”（特别是当脉冲编码器的质量不稳定时）而导致工件螺纹产生乱纹（俗称“乱牙”）。 鉴于上述原因，不同的数控系统车螺纹时推荐使用不同的主轴转速范围。大多数经济型数控车床推荐车削螺纹时主轴转速n为： n≤1200/P-K 式中：P---螺纹的螺距或导程，单位为mm； K---保险系数，一般取80。 2.螺纹车削加工为成型车削，且切削进给量较大，刀具强度较差，一般要求分数次进给加工，见表4.1所示。 表4.1 常用螺纹切削的进给次数与吃刀量 公制螺纹 螺距 1.0 1.5 2 2.5 3 3.5 4 牙深（半径量） 0.649 0.974 1.299 1.624 1.949 2.273 2.598 削 次 1次 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.5 2次 0.4 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 3次 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 4次 0.16 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 5次 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 6次 0.15 0.4 0.4 0.4 7次 0.2 0.2 0.4 8次 0.15 0.3 9次 0.2 英制螺纹 牙/in 24 18 16 14 12 10 8 牙深（半径量） 0.678 0.904 1.016 1.162 1.355 1.626 2.033 （直径量） 切削次数及吃刀量 1次 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 1.0 1.2 2次 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 3次 0.16 0.3 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 4次 0.11 0.14 0.3 0.4 0.4 0.5 5次 0.13 0.21 0.4 0.5 6次 0.16 0.4 7次 0.17 （二）零件具体加工工艺制定 1．装夹与定位 该螺栓零件为短轴类零件，其轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持φ40mm外圆左端，使工件伸出卡盘约80mm，一次装夹完成粗精加工。 2．确定工件坐标系、对刀点和换刀点 ① 根据零件图纸的尺寸标注特点及基准统一的原则，选择零件右端面与轴心线的交点作为工件原点，建立工件坐标系。 ② 采用手动试切对刀方法把该点作为对刀点。 ③ 换刀点设置在工件坐标系下X100、Z80处。 3．工步顺序 按先主后次，先粗后精的加工原则确定加工路线，从右端至左端轴向进给切削。先进行外轮廓粗加工，再精加工，