数车(中级工)实训文件模块二轴的局部结构及节点计算与编程技巧轴的局部结构及节点计算与编程技巧授课日期：专业：数控加工技术班级：数控系统：1. FANUC-0i2. GSK980TD3. SIEMENS-802S教学目的1.知识目标：了解轴的局部结构、掌握节点计算的方法、熟练运用编程技巧。2.能力目标：会进行节点计算、会应用技巧编程、3.德育目的：学精于勤、工精于专。教学重点：节点计算与编程技巧。教学难点：节点计算。教学内容在所有的机器中，轴类零件所占比重最大。零件表面除圆柱形表面外，还有圆锥面、圆弧面、圆角、倒角、沟槽及螺纹等结构要素。一.基础知识1.圆锥面结合的应用圆锥面的结合常用机床主轴轴孔、车床与磨床尾坐套筒的锥孔及前后顶尖及锥套、钻头和铰刀的锥柄、鼓风机或引风机的轴颈、各种圆锥形的销轴以及某些特殊零件的圆锥形表面等。圆锥面结合的优点是：1）当圆锥面的角度较小时，可以传递很大扭矩；2）其结合面同轴度高；3）拆装方便。2.圆锥的各部分尺寸计算1）圆锥的斜角(a/2)和锥度 (C)；2）圆锥的大端直径(D) ；3）圆锥的小端直径(d)；4）圆锥的圆锥部分长度(L)。公式一： tan a/2=(D-d)/2L 或 D=d+2L.tan .a/2 或d=D-2L.tan. a/2 或L=(D-d)/2tan. a/2公式二： C=(D-d)/L 或D=d+CL 或 d=D-CL 或L=(D-d)/C3.直角三角形边长和角度的计算1）勾股定理公式：a+b=c2）三角函数公式：A 角的正弦： sinA=a/c=对边/斜边；A 甪的余弦： cosA=b/c=邻边/斜边；A 角的正切： tanA=a/b=对边/斜边；A 角的余切： cotA=b/a=邻边/对边。4.常用锥度1）莫氏圆锥：莫氏圆锥应用广泛，如：车床主轴锥孔、尾座套筒锥孔，钻头、铰刀刀柄等；它共分七个号码，0 号最小、6 号最大，每一个号码 的圆锥角度各不相同。莫氏圆锥的锥度及锥体斜角圆锥号码 锥 度 锥体斜角 大端基准圆 D(mm)0 1:19.212 12927 5.0451 1:20.047 12543 12.0652 1:20.020 12550 17.1803 1:19.922 12616 23.8254 1:19.254 12915 31.2675 1:19.002 13026 44.3996 1:19.182 12936 63.348 2）公制圆锥：公制圆锥共有 8 个号码，即：4、6、80、100、120、140、160、200 号。其号码所指为大端直径，锥度 C 为 1：20。6.标准锥度专用标准锥度 锥度 C 圆锥角 a 圆锥斜度 a/2 应 用1:4 1415 7730 车床主轴轴头及相连的法兰盘1:5 112516 54238 易于拆装的连接：砂轮主轴与砂轮盘的结合、雓型摩擦离合器等。1:7 81016 458 旋塞式阀门阀体及旋塞等。1:12 44619 2239 具有锥孔旳轴承内孔及锥套。1:15 3496 15433 主轴与齿轮的连接部位。 1:16 33447 14724 圆锥管螺纹。1:20 25151 12556 公制工具圆锥、雓形主轴轴颈与法兰盘。1:30 15435 05717 装柄的铰刀、扩孔钻与柄的配合。1:50 1845 03423 圆锥定位销及锥铰刀。7:24 163539 81750 铣床主轴孔、铣刀刀柄及刀杆锥体。7:64 61538 3749 刨齿机工作台的心轴孔。2.相关工艺知识1.节点计算 见图 1 ：求 A 点 X 和 B 点 X、Z 的值。在 Rt OBC 中 已知B=10 OB=R=3mm 求 OC 和 CB。OC=sin10 X OB=0.17365 X 3=0.52095CB=cos10 X OB=0.98481 X 3=2.95443在 Rt DBE 中 巳知E=10 ED=20-CAED=20-(3-0.52095)=17.52095 求 BDBD=tan10 X ED=0.17633 X 17.52095=3.08947A 点 X=30-2BD-2BC=30-2X3.089-2X2.954=170914B 点 X=30-2BD=30-2X3.089=23.822Z： CA=OA-OC=3-0.52095=2.4792.482.圆球截面颈部直径的计算在加工圆球或圆弧时，有时也要进行节点计算；如图 2。为了找到 C 点的坐标值，必须进行如下计算：在 OAB 中 OA=10 OB=6 则 AB=10-6=64 则 AB=8 AC=163.普通螺纹的计算外螺纹大径： d=D外螺纹小径; d1=d-1.3P 外螺纹加工大径： dg=d-0.1P式中： D-公称尺寸 d-螺纹大径 P-螺距3.数控编程的技巧1.G71 编程时圆锥面的予加工本零件在用 G71 指令加工圆锥面时，只能如图 3 所示：先车外端部的一半球面、车圆柱面、粗车圆锥面，此时圆雓面的小端直径为：D=30-20.tan10 X 2=30-20 X 20 X 0.17633 X2=22.94682.球面后端与轴颈的加工完成上述粗互后,此时如用 G73 编程进行下序加工则因 G73 封闭循环使辅助加工时增长,降低了劳动生产率 .此时应如图 4 所示：首先把 35 右偏尖刀定位在球面轴向中心线的右侧，留出 2mm 空刀导入量，分 2-3 刀将轴向中心线左端的球面、 16 部、圆锥面小端的圆角 R3 粗车后在 X方向退刀、各部留精加工余量 0.5mm（此时 A 点 X 方向的尺寸值小干 20） ；然后 G73 编程对各部粗车,留精加工余量 0.2mm；G70 编程再精车即可。沈阳 xx 学院实训处 数 控 车 床 加 工 工 序 卡 产 品 名 称 零 件 名 称 零 件 图 号 设备名称或型号63 液压机 球 头 轴 SJS-SX-01 CK6141工步号 工 步 名 称 工 步 内 容 刀具号 主轴转速 r/min 进给速度 mm/r 备 注5 装 夹 将毛坯装入三爪卡盘、外伸 40、找正，保持毛坯中心线与主轴中心线重合。10 对 刀 用试切对刀法对刀、用 MDI 方式验刀，验刀时精、粗车刀必须保持刀轨一致，验刀后测量值与输入值有误差时应进行处理。15 车 端 面 手轮切削端面、外圆长 30，至见平后缷下工件。 T0101 60020 平台划线 以加工面为基准，在平台上用高度划线尺划线，保持 高度 95。25 掉头装夹 将光滑面装入三爪卡盘、外伸 40、找正，保持毛坯中心线与主轴中心线重合。30 车 端 面 手轮车端面、保持长度 95.10。 T0101 600编 制 审 核 批 准 共 4 页 第 1 页产 品 名 称 零 件 名 称 零 件 图 号 设备名称或型号沈阳 xx 学院实训处 数 控 车 床 加 工 工 序 卡63T 液压机 轴 2 SJS-SX-03 CK6141工步号 工 步 名 称 工 步 内 容 刀具号 主轴转速 r/min 进给速度 mm/r 备 注35 钻中心孔 用中心钻钻中心孔、开启润滑。保持深度。更换活顶 A3 中心钻 1000尖、调整好尾坐与卡盘间的距离40 装 夹 毛坯放入三爪卡盘外伸 80，将中心孔放入顶尖后卡紧顶住（一卡一顶） 。45 粗车外圆 G71 编程。粗车 24 部至 30/长 30,不留余量。 T0101 600 0.3粗车 M36X1.5 部外圆至 35.8/长 25 及前倒角 C1.5、不留余量。50 切槽及倒角 在 Z54 处切槽至 31、切 M36X1.5 部后倒角 C1.5。 T0202 450 0.05 刀宽 4mm55 车 螺 纹 车 M36X1.5 部螺纹。 （检） T0404 600 程序停止、掉头5 装 夹 30 部垫铜皮装入三爪卡盘、令螺纹部前端面紧贴卡编 制 审 核 批 准 共 4 页 第 2 页产 品 名 称 零 件 名 称 零 件 图 号 设备名称或型号沈阳 xx 学院实训处 数 控 车 床 加 工 工 序 卡63T 液压机 轴 2 SJS-SX-03 CK6141工步号 工 步 名 称 工 步 内 容 刀具号 主轴转速 r/min 进给速度 mm/r 备 注爪后夹紧。10 粗车外圆 G71 编程，粗车 R10/长 10、10/长 10、粗车圆锥面： T0101 600 0.3其小头直径 22.95、大头直径 30/长 20、粗车 30/ 长5，外圆留余量 0.5、端面留余量 0.2.15 切空刀槽 G94 编程，切球头后湍部空刀槽至 16.5X4。 T0202 450 0.0520 粗车球头后半部 分别对刀至 22/Z-10、20.5/Z-10 处,G03 编程、分两 T0303 600 0.15及 R3 次粗车球头后半部；G01 编程、粗车 16/长 4；G03 编程、粗车 R3 后刀具退至 X40；各部留余量 0.5。R3 部参考数据：A 点：X17.914 Z-20B 点：X23.82 Z-22.4825 粗车外圆 G73 编程，粗车 R10、16、R3 圆锥及 30 部；各部 T0303 600 0.15留余量 0.2，保持各部长度。30 精车外圆 G70 编程，精车各部、保持尺寸及公差与表面粗糙度。编 制 审 核 批 准 共 4 页 第 3 页产 品 名 称 零 件 名 称 零 件 图 号 设备名称或型号沈阳 xx 学院实训处 数 控 车 床 加 工 工 序 卡63T 液压机 轴 2 SJS-SX-03 CK6141工步号 工 步 名 称 工 步 内 容 刀具号 主轴转速 r/min 进给速度 mm/r 备 注程序停止、掉头5 装 夹 精车后的 30 部表面垫铜皮一卡一顶，令 M36X1.5部前端面靠在卡爪上。10 粗车外圆 G71 编程，粗车 24 部、保持长度， T0101 600 0.315 精车外圆 G70 编程，精车 24 部、保持公差、长度及表面粗糙 T0303 1500 0.1度。20 切 槽 G75 编程