数控加工技术项目化实训教程_汪程顾晔主编.pdf

二十一世纪高职高专院校规划教材书书书图书在版编目（）数据数控加工技术项目化实训教程汪程，顾晔主编南昌：江西高校出版社，二十一世纪高职高专院校规划教材 数 汪 顾 数控机床加工教材 中国版本图书馆 数据核字（）第 号出 版 发 行社址邮 政 编 码总编室电话销 售 电 话网址印刷照排经销开本印张字数版次印数书号定价江西高校出版社江西省南昌市洪都北大道 号 （）（）北京市德美印刷厂江西太元科技有限公司照排部各地新华书店 千字 年 月第版第次印刷 册 元赣版权登字 版权所有侵权必究前 言随着社会的进步和科技的发展，现代机械制造工程领域越来越趋向智能化、自动化，新设备、新技术、新工艺日新月异，机械工业大量采用数控机床取代传统的普通机床的机械加工，采用计算机集成系统 取代原有的生产制造管理过程，制造业呼唤知识新、操作能力强的数控技术专业领域高素质技能型人才，如何培养一批动手能力强、上岗适应快的数控高技能人才成为全社会共同关注的问题。本教材是在吸取近年来高等职业教育教学改革的经验，借鉴高素质技能型人才培养研究和实践成果的基础上编写的。教材围绕企业数控加工职业岗位实际需要的知识与技能要求，依据由简单到复杂的递进关系选择数控加工的对象 “零件”为项目载体，按照工作过程，详细介绍了配备国内外主流数控系统的数控机床操作及零件加工。本教材改变传统的分步式训练（机床操作训练、刀具刃磨训练到零件加工训练）模式，采用项目化训练，使学生在重复的工作过程中实践不同的工作内容，从而实现专业技能的提升。本书内容主要包括：台阶轴数控车削加工、外螺纹数控车削加工、轴套数控车削加工、内螺纹数控车削加工、配合件数控车削加工、外轮廓数控铣削加工、内轮廓数控铣削加工、孔的数控镗铣加工、螺纹数控铣削加工、薄壁配合件数控铣削加工、简单车铣复合工艺零件数控加工和复杂车铣复合工艺零件数控加工共 个项目，充分考虑了学生学习程度差异性，选取的载体难度层次性明显，既能符合一般学生要求，对于特别优秀的学生同样起到指导作用。本教材由九江职业技术学院汪程、江西机电职业技术学院顾晔任主编，九江职业技术学院郭文星、王祥祯、罗涛任副主编。参加编写的人员有：九江职业技术学院程少慧、邵海军，江西现代职业技术学院袁建新，九江中船长安消防设备有限公司王飞高级工程师。编写分工如下：汪程（项目）、顾晔（项目、附录）、郭文星（项目、项目）、王祥祯（项目）、罗涛（项目、项目）、程少慧（项目、项目）、邵海军（项目、项目）、袁建新（项目 部分）、王飞（项目 部分）。尽管我们在探索项目化教材编写方面做出了许多努力，但是由于数控技术发展迅速，书中难免存在疏漏之处，欢迎广大读者批评指正。编者 年月书书书目 录项目台阶轴数控车削加工 项目外螺纹数控车削加工项目轴套数控车削加工项目内螺纹数控车削加工项目配合件数控车削加工项目外轮廓数控铣削加工 项目内轮廓数控铣削加工 项目孔的数控镗铣加工 项目螺纹数控铣削加工 项目 薄壁配合件数控铣削加工项目 简单车铣复合工艺零件数控加工项目 复杂车铣复合工艺零件数控加工附录附录数控车床中级、高级操作工标准附录数控铣床中级、高级操作工标准附录加工中心中级、高级操作工标准129527494124151176203228259301342349354书书书项项项项项项项项项项项项项项目目目目目目目目目目目目目目台台台台台台台台台台台台台台阶阶阶阶阶阶阶阶阶阶阶阶阶阶轴轴轴轴轴轴轴轴轴轴轴轴轴轴数数数数数数数数数数数数数数控控控控控控控控控控控控控控车车车车车车车车车车车车车车削削削削削削削削削削削削削削加加加加加加加加加加加加加加工工工工工工工工工工工工工工项目描述本项目介绍在数控车床上，采用三爪自定心卡盘对零件装夹定位，用外圆车刀、切断刀加工如图所示的台阶轴零件。能熟练掌握台阶轴零件加工工艺编制、程序编写及数控车削加工全过程进行详解。图台阶轴零件项目目标 掌握台阶轴车削加工工艺方案制订；掌握零件定位装夹的方法；掌握车削刀具的选择及安装方法；掌握操作加工所需工量具的选择及使用方法；严格遵守安全文明生产要求，操作数控车床并加工台阶轴零件；能对所完成的零件超差进行原因分析及修正。知识准备零件图工艺分析图所示为台阶轴零件，毛坯是直径为 的 钢棒料，无热处理和硬度要求，有足够的夹持长度，单件生产。项目台阶轴数控车削加工该零件外形较简单，需要加工台阶外圆、倒角、圆角并切断，为一典型的数控车削零件。毛坯直径为 ，对 外圆的直径尺寸和总长尺寸有一定精度要求。确定装夹方案和定位基准毛坯是一个 的 钢棒料，且有足够的夹持长度和加工余量，便于装夹。采用三爪自定心卡盘夹紧，能自动定心，工件伸出卡盘 ，能够保证 车削长度，同时便于切断刀进行切断加工。选择刀具及切削用量选择刀具时需要根据零件结构特征确定刀具类型，如外圆需要外圆车刀，切断（槽）需要切断（槽）刀。图零件只需要加工外圆，所以先选择外圆车刀；加工完毕后要利用切断刀把零件切断下来，所以还应该选择切断刀。根据零件的精度要求和工序安排确定刀具几何参数及切削参数，见表。表刀具及切削参数表工步工步内容刀具号刀具类型主轴转速（）进给量（）背吃刀量（）粗车外圆各台阶 外圆车刀 精车外圆各台阶 外圆车刀 切断 切断刀 确定加工顺序及进给路线该零件为单件生产，端面为设计基准，也是长度方向上的测量基准，选用外圆车刀进行粗、精加工外圆，工件坐标系原点在右端面圆心。加工时应该分层粗加工外圆，直至留余量给精加工。外圆加工完毕后，刀架回到安全位置后换切断刀，在保证长度的情况下进行切断。掉头装夹保证总长，从而完成零件加工。坐标点计算在手工编程时，坐标值计算要根据图样尺寸和设定的编程原点，按确定的加工路线，对刀尖从加工开始到结束过程中每条运动轨迹的起点或终点的坐标数值进行仔细计算。对于较简单的零件不需要做特别的数据处理，一般可在编程过程中确定各点坐标值。但编程时不能完全按照基本尺寸进行编程，应该取极限最大值和极限最小值的平均值。例如本项目中的编程时应当取 。确定编程路线及过程毛坯粗车：毛坯总余量 ，分层粗加工和三个台阶外圆面，径向留精车余量 。为控制长度 的精度，需要轴向台阶留精车余量 左右的精加工余量，经过一次精加工来保证该尺寸，完成后进行切断。平端面保证总长：在端面余量不大的情况下，一般采用自外向内的切削路线，注意刀尖中心与轴线等高，避免崩刀尖，要过轴线以免留下尖角。启用机床恒线速度功能保证端面的表面质量。数控加工技术项目化实训教程编写数控加工程序加工程序单如表所示。表加工程序单华中数控 程序说 明 文件名外圆车削程序的程序名 换外圆车刀，建立工件坐标系 确定安全位置 主轴正转 确定循环起始点 外圆粗车循环 建立工件坐标系 精加工主轴转速 起始点定位 到达第一点 车倒角 车台阶面 圆弧起点 车 圆弧 车台阶面 车 圆弧 到达台阶面起点 车台阶面 退刀 退回安全点 程序结束切断程序的程序名 换切断刀，建立工件坐标系 主轴正转 定位 切断 退回安全点项目台阶轴数控车削加工华中数控 程序说 明 程序结束切断后，掉头装夹的台阶面，光端面并保证总长尺寸，此过程为手动操作完成。技能准备安全教育数控加工存在一定的危险性，操作数控车床时，操作者必须严格遵守安全操作规程，以免发生人身伤害和财产损失。操作人员必须熟悉数控车床使用说明书等有用资料。如：主要技术参数、传动原理、主要结构、润滑部位及保养等一般知识。开机前应对数控车床进行全面细致的检查，确认无误后方可操作。机床开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑；数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活，机床有无异常现象。检查电压、油压是否正常。各坐标轴手动回零。程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否正确。正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。输入工件坐标系，并对坐标、坐标系、正负号及小数点进行认真核对。未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利运行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。工件伸出车床 以外时，须在伸出位置设防护物。检查大尺寸轴类零件的中心孔是否合适。中心孔如太小，工作中易发生危险；无论是首次加工的零件，还是重复加工的零件，首件都要对照图纸、工艺规程、加工程序和刀具调整卡进行试切。试切时快速进给倍率开关必须打到较低挡位。每把刀具首次使用时，必须先验证它的实际长度与所给刀补值是否相符。试切进刀时，在刀具运行至工件表面 处，必须在进给保持下，验证轴和轴坐标剩余值与加工程序是否一致。试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要更新测量刀具位置并修改刀补。程序修改后，对修改部分要仔细核对。手动进给连续操作时，必须检查各种开关所选择的位置以及运行方向是否正确，然后再进行操作。必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁加工过程中、工件转动时测量、触摸工数控加工技术项目化实训教程件。车床运转中，操作者不得离开岗位，出现工件跳动、打抖异常声音，夹具松动等异常情况时必须立即停车处理。加工完毕后，依次关掉机床操作面板上的电源和总电源，并清除切屑、擦拭机床，使机床与环境保持清洁状态。加工完毕后，注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油察板。检查润滑油、冷却液的状态，以便及时添加或更换。数控车床操作面板介绍 控制面板的布局 世纪星车床数控装置操作台为标准固定结构，外形尺寸为 （）。控制面板中还要一般有机床操作面板和系统操作面板组成，主要包括机床控制面板、液晶显示器、功能键、键盘和急停按钮等，其布局如图所示：图华中数控系统数控车床控制面板布局图急停按钮机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急停”按钮（右旋此按钮，自动跳起）进入复位状态。解除紧急停止前，应先确认故障原因是否已经排除，而解除后应重新执行回参考点操项目台阶轴数控车削加工作，以确保坐标位置的正确性。机床控制面板（）工作方式选择键。数控系统通过工作方式选择键，对操作机床的动作进行分类，在选定的工作方式下，只能做相应的操作。各工作方式及其工作范围如下：自动：自动连续加工工件；模拟加工工件；在 方式下运行指令。单段：一次只执行一行程序，一般用于校验程序、试加工。也可用在 方式下运行指令。手动：移动机床坐标轴；手动换刀；主轴正、反、停转；冷却液开、关。增量：（换向开关处于中间位置）定量移动机床坐标轴，移动距离由倍率调整，控制机床精确定位。手摇：手持盒打开后（不处于 挡），增量方式变为手摇方式，移动距离由倍率挡位和手轮转动格数调整，移动速度由倍率挡位和手轮转动速率来控制，可以连续或点动控制机床各个坐标轴的移动。回参考点：手动返回参考点，建立机床坐标系。注意：回零一定要先 轴回零、再轴回零，避免刀架电机与尾座发生碰撞。（）机床操作按键循环启动：在“自动”、“单段”工作方式下有效；按下该键后，机床可以进行自动加工或模拟加工（程序校验或机床锁住时）。进给保持：自动加工过程中按下该键，机床上刀具相对工件的进给运动停止，但机床的主运动和辅助动作并不停止；再按下“循环启动键”后，继续运行下面的进给运动。机床锁住：手动手摇工作方式下，按下该键，机床的所有世纪动作无效（不能手动自动控制进给轴、主轴、冷却等实际动作），但指令运算有效，可以模拟运行程序；其他工作方式下不能切换此键。超程解除：当机床超出安全行程时，行程开关撞到机床上的挡块，切断机床的伺服强电，机床不能动作，起到保护作用。如要重新工作，需一直按下该键，接通伺服电源，同时再在“手动”工作方式下，按超程的反向移动机床，使行程开关离开挡块。刀位选择：在“手动”工作方式下按下该键，系统会预先计数回转刀架将转动下一个刀位。依次类推按几次“刀位选择”键，系统就预先计数回转刀架将转动几个刀位。此功能为预选刀位功能。刀位转换：“手动”工作方式下按下该键，回转刀架转换到预选的刀架位置。注意：换刀之前应先确认刀架位置避免刀架电机与尾座、卡盘之间发生干涉或碰撞。主轴正转：“手动”、“手摇”工