轴类零件加工工艺设计 编程与加工

1. 轴类零件加工工艺设计编程与加工 湖北职业技术学院 主讲教师　陈志雄

2. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 　 通过对含有成形表面类零件车削加工任务的学习和实施，使学生掌握封闭循环指令编程的方法和技巧，掌握圆弧切点坐标的计算方法，掌握成型面的加工工艺与加工方法，理解并会使用刀尖圆弧半径补偿功能。

3. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 任务要求 1、培养学生的思维能力，运用所学知识分析问题、解决问题的能力。 2、掌握数控车床加工中合理的工艺路径。 3、掌握成形表面的检测方法。

4. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 一、有成形表面零件的结构工艺特点 图3.1　具有成形表面的零件

5. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 二、成形表面的加工方法 在普通车床上加工成形表面时，常常使用的方法有双手控制法、成型刀法、靠模法、专用刀具法等，这些加工方法效率低、加工精度不高，而且需要工人具有多年的工作经验。在数控车床上加工时，使用的是圆弧插补指令（G02/G03）编程进行切削加工，效率高，精度高。

6. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 三、定位基准及装夹 定位基准一般选定为顶尖孔。 装夹方法一般使用三爪自定心卡盘，装夹时自动定心，不需要找正。

7. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 四、加工阶段的划分 一是定位基准面要安排在该工序之前加工；二是对各个表面的加工要粗、精加工分开进行，先粗后精，多次加工，逐步提高其精度和表面粗糙度。

8. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 五、刀具及切削用量的选择 图3.3　圆弧形车刀加工成形面　 图3.2　外圆车刀加工成形面 图3.4　圆弧形车刀

9. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 六、成形面的加工路线分析 图3.5　外凸圆弧的加工路线 图3.6　凹圆弧的加工路线

10. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 七、成形表面零件的检测 图3.7　半径样板　 　图3.8　半径样板的使用

11. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 七、成形表面零件的检测 图3.8　用专用样板检验成形表面

12. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 相关知识 七、成形表面零件的检测 图3.9　用千分尺检测成形表面

13. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 技能训练 每三个人为一个小组，针对教师给定的课题进行工艺分析，看看需要使用什么样的刀具、选择什么样的工艺参数、如何进行工艺设计、如何进行检测等。

14. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务一、成形面零件的车削工艺知识 课堂评估 首先由各小组间进行互评，然后教师根据各小组的活动表现进行评估，并进行记录。

15. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 任务要求 1、掌握与成形面表面零件车削加工相关的知识。 2、理解G02/G03在使用过程中要注意的事项，并能熟练的使用。 3、搞清楚刀具补偿的意义及如何在实践中运用。 4、团队精神的锻练。

16. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 一、圆弧进给指令G02/G03 图3.10　圆弧插补方向的判断

17. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 一、圆弧进给指令G02/G03 程序段格式： G02X＿　Z＿　I＿　K＿　F＿　或 G02X＿　Z＿　R＿　F＿　　 G03X＿　Z＿　I＿　K＿　F＿　或 G03 X＿　Z＿　R＿　F＿　

18. Z 终点（X，Z） 起始点 K 圆心 X I 图3.11　圆弧编程方式 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 一、圆弧进给指令G02/G03

19. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 一、圆弧进给指令G02/G03 图3.12R编程

20. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 一、圆弧进给指令G02/G03 图3.13　顺时针圆弧插补　　　　 　　　　图3.14　逆时针圆弧插补

21. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 二、数控车床的刀具补偿 1．刀具位置补偿 图3.15 基准刀 图3.16　刀具位置补偿

22. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 二、数控车床的刀具补偿 2．刀尖半径补偿 图3.17 刀尖圆弧半径和理想刀尖点

23. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 二、数控车床的刀具补偿 2．刀尖半径补偿 图3.18 刀尖圆弧半径对加工精度的影响

24. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 二、数控车床的刀具补偿 2．刀尖半径补偿 图3.19 理想刀尖位置号

25. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 二、数控车床的刀具补偿 3．刀尖圆弧半径补偿的实现 （a）左刀补 （b）右刀补 图3.20 刀具半径补偿 刀尖半径补偿指令的程序段格式为： G40(G41/G42) G01(G00) X＿ Z＿ F＿

26. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 相关知识 二、数控车床的刀具补偿 3．刀尖圆弧半径补偿的实现 程序运行前，在“刀具偏置”输入面版中输入刀补号01的R为0.5mm，T为2（粗车刀尖方位指令），刀补号02的R为0.2 mm，T为2（精车时刀尖方位指令）。 图3.21 刀具半径补偿编程实例

27. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 O0100 N10G90G92X60Z80 N20M03 N30T0101 N40M98P0111 N50T0100 N60T0102 N70M98P0111L1 N80T0100 N90M05； N100M02 O0111 N110 G41 G00 X20 Z62 N120 G01 Z40 N130 X40 Z15 N140 Z0 N150 G40 G00 X60 Z80 N160M99 图3.21 刀具半径补偿编程实例

28. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 技能训练 小组活动： 以三个人为一个小组，对G02/G03的意义及在使用过程中要注意的事项、数控车床的刀具补偿的意义及功能进行分析。 个人作业： 编写如图3.22所示零件的加工程序。材料为45钢，毛坯为Ø45×90。 图3.22　小轴

29. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务二、与成形面表面零件车削相关的知识 课堂评估 各小组互评。 评估各小组活动表现、并进行记录。 按个人作业完成情况进行评估

30. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务三、简单成形面零件的加工 任务要求 1、了解企业加工现场及管理流程。 2、掌握简单成形面零件的加工程序的编写技术及加工过程。 3、正确检测简单成形面零件的尺寸及相关技术要求。

31. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务三、简单成形面零件的加工 相关知识 一、任务下达 子弹外形如图3.23所示材料：黄铜，Ø12×60。 图3.23　子弹外形

32. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务三、简单成形面零件的加工 相关知识 5．工艺编排 二、工艺分析 （1）粗精车零件外形 1.图样分析 （2）加工R1圆角及切断 2.夹具选择 6．坐标计算 3.刀具准备 4．量具准备

33. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务三、简单成形面零件的加工 S2000 G70 P1 Q2 G00 X12 Z-31.5 G0l X10 X9 Z-32.5 W-0.5 X10 W-0.5 G00 X100 Z100 T0202 M3 S600 G00 X14 Z-34.8 G01 X4 F0.05 X14 Z-33.5 X10 G03 X8 Z-34.5 R1 G01 X0 G00 X100 Z100 M30 G21 G40 G97 G99 T0101 S1200 M03 G00 X12 Z2 G71 Ul R0.5 G71 P1 Q2 U0.5 W0.2 F0.2 N1 G00 X-1 G01 Z0 F0.08 X0 G03 X4.48 Z-1.77 R2.5 X7.4 Z-12 R30 G01 X8 W-3 X9 W-2 X10 W-14.5 Z-36 N2 X12 相关知识 三、程序编制

34. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务三、简单成形面零件的加工 技能训练 分小组对零件进行加工。

35. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务三、简单成形面零件的加工 课堂评估 1.各小组完成零件自检后进行自我评估，将评估结果及工件上交。 2.教师对零件进行检测，并对学生整个任务的实施过程进行分析，做出评估。

36. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务四、复杂成形面零件的加工 任务要求 1、了解企业加工现场及管理流程。 2、掌握复杂成形面零件的加工程序的编写技术及加工过程，并与简单成形面零件的加工过程进行比较。 3、正确检测简单成形面零件的尺寸及相关技术要求。

37. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务四、复杂成形面零件的加工 相关知识 一、任务下达 手柄零件如图3.25所示。材料45钢，毛坯尺寸Φ40×105。 图3.25　手柄

38. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务四、复杂成形面零件的加工 相关知识 5．工艺编排 6．坐标计算 二、工艺分析 1.图样分析 2.夹具选择 3.刀具准备 4．量具准备 图3.27　手柄坐标计算图

39. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务四、复杂成形面零件的加工 相关知识 N10 G21 G40 G97 G99 N20 M03 S600 T0101 N30 G96 S120 N40 G50 S2500 N50 G00 X40 Z2 N60 G73 U9 W0 R6 N70 G73 P80 Q150 U1W0 F0.2 N80 G00 X-1 Z2 N90 G42 G01 Z0 F0.08 N100 X0 N110 G03 X8.572 Z-2.425 R5 N120 X10.148 Z-42.259 R40 N130 G02 X15 Z-56.885 R12 N140 G01 Z-71 N150 G40 X18 N160 G00 X100 Z150 N170 M03 T0202 N180 G96 S150 N190 G50 S2500 N200 G00 X40 Z2 N210 G70 P80 Q150 N220 G00 X100 Z150 N230 G97 S600 N240 M30 三、程序编写

40. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务四、复杂成形面零件的加工 技能训练 分小组对零件进行加工。

41. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务四、复杂成形面零件的加工 课堂评估 1.各小组完成零件自检后进行自我评估，将评估结果及工件上交。 2.教师对零件进行检测，并对学生整个任务的实施过程进行分析，做出评估。

42. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务五、拓展知识----SIEMENS系统编程中关于圆弧插补的指令 一、圆弧插补指令G02/G03 指令格式： G05X(U)_ Z(W)_ IX _ JZ_ 图3.30　用中间点坐标进行圆弧插补

43. 情景三　成形面零件加工工艺设计、编程和加工 任务五、拓展知识----SIEMENS系统编程中关于圆弧插补的指令 二、通过中间点进行圆弧插补指令G05 G02/G03X(U)_ Z(W)_ CR_(圆弧半径)/I_J_(圆心坐标) 图3.28　用圆心坐标和终点坐标进行圆弧插补　　图3.29用终点和半径进行圆弧插补