数控车削编程与操作加工 南通航院职业技术学院-数控教研室南 通 航 运 职 业 技 术 学 院学习情境3轴套类零件的车削加工第一部分：工作任务描述第二部分：学习情境教学设计南 通 航 运 职 业 技 术 学 院第一部分：要求职业能力1.能操作数控车床。2.能在数控车床上完成轴套类零件的加工。3.具有手工编制轴套类零件数控车床加工程序的能力。4.具备制订轴套类零件数控车床加工工艺基本能力。5.能使用三爪卡盘正确装夹该零件。6.能处理现场简单编程、操作、加工技术问题。7.能对数控车床进行常规日常维护。8.能对轴套类零件进行初步评价及分析。9.具有良好的职业综合素养和工作态度。南 通 航 运 职 业 技 术 学 院第一部分：教学内容 1. 轴套类零件工艺信息分析方法。2. 轴套类零件加工顺序确定方法。3. 轴套类零件刀具、夹具的选择及使用。4. 轴套类零件工件坐标原点、走刀路线的确定方法。5. 编制轴套类零件数控车床加工程序的方法。6. 轴套类零件虚拟及实际操作加工方法。7.使用游标卡尺、R规对轴套类零件进行质量检测的方法。8.轴套类零件加工质量评价及超差原因分析的基本方法。南 通 航 运 职 业 技 术 学 院第一部分：工作任务描述u1.加工零件项目任务名称：套类零件的车削加工。 u2.零件类型描述：该零件属于较简单的套类零件，是使用数控车床加工的基本零件轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的 基本零件之一。 u3.任务内容描述：已知毛坯材料为铝，毛坯尺寸为45mm90mm的棒料。制定零件加工工艺，编写零件加工程序，并在仿真 软件上进行虚拟操作加工，最后在数控车床上进行实 际操作加工，并对加工后的零件进行检测、评价。南 通 航 运 职 业 技 术 学 院工作任务描述南 通 航 运 职 业 技 术 学 院工作任务描述u学习目标n1.掌握轴套类零件加工工艺制定方案。n2.掌握轴套类零件编程方法并能在仿真软件上进行 虚拟操作加工。n3.能将零件正确安装在三爪卡盘上。n4.能将外圆车刀、切槽刀、镗孔刀、正确安装在刀 架上以及中心钻、钻头在尾座上的正确安装。n5.正确摆放操作加工所需工具、量具。n6.能按操作规范合理使用ck6136s卧式数控车床， 并完成轴套类零件的加工。n7.能正确使用游标卡尺套类零件进行检测。n8.能对所完成的零件进行评价及超差原因分析。南 通 航 运 职 业 技 术 学 院工作任务描述u学习内容n1.根据零件图纸进行零件工艺信息分析，确定加工 顺序，并填入相应的卡片中。n2.合理选择适合该零件加工的刀具，并完成相应卡 片的填写。n3.合理选择适合该零件加工的切削用量，并完成相 应卡片的填写。n4.合理选择该零件工件坐标原点，确定走刀路线， 并完成相应卡片的填写。n5.根据该零件编程要求计算基点坐标，完成相关的 尺寸链计算。n6.根据该零件的加工要求编制程序清单，进行虚拟 及实际操作加工。n7.正确选择并使用相关量具对该零件进行检测，并 完成相应卡片的填写。南 通 航 运 职 业 技 术 学 院学习环节设计u1.制定工艺方案u2.编制程序、仿真操作加工u3.实际操作加工u4.零件检测u5.学习评价教 学 内 容南 通 航 运 职 业 技 术 学 院第二部分：学习情境教学设计u宏观教学方 法 n引导文教学法n项目教学法n任务单元训练 法教学方法u微观教学方法 n演示法n讲述法n讨论法n仿真法n实操法n引导法n讲解法n范例法 南 通 航 运 职 业 技 术 学 院学习环节一：制定工艺方案单位 名称南通航运 学院班级学号姓名成绩零件图号 C03 零件名称套 分析内容分析理由形状、尺 寸大小该零件表面由内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、及外槽 等表面组成。形状比较简单，是较典型的套类零件。因 此，可选择ck6140卧式数控车床，选择外圆车刀、外切 槽刀、镗孔刀、及中心钻、钻头进行加工。确定加工顺 序按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定，在一 次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结合本零件的 结构特征，可先加工内孔各表面，然后加工外轮廓表面 。1.1分析零件图工艺信息：教师布置工作任务，学生资 讯，教师解惑，学生填写零件图工艺信息分析卡片，见表1-1。 表1-1 零件图工艺信息分析卡片南 通 航 运 职 业 技 术 学 院学习环节一：制定工艺方案、结构工艺性该零件的结构工艺性好，便于装夹、加工。因此，可 选用标准刀具进行加工。几何要素 尺寸标注该零件轮廓几何要素定义完整，尺寸标注符合数控加 工要求，有统一的设计基准，且便于加工、测量。精度、表面粗糙 度该零件内孔 、外圆 有较高的尺寸精度和 表面粗糙度要求，以及长度 、200.05，并且内 孔22轴线对38基准轴线A的同轴度公差0.02。 其中尺寸公差等级为IT7-IT8级，图中未注尺寸公差 按IT12级处理。该零件表面质量要求最高为Ra1.6,其 余为Ra3.2。由于该零件精度和表面质量要求较高。 因此，可考虑采用以下加工方案：粗车半精车精 车。南 通 航 运 职 业 技 术 学 院制定工艺方案材料及热处理该零件所用材料LY12为高合金硬铝，硬度为105HB，加 工性能等级代号为2，属易切削金属材料。因此，选硬 质合金或涂层刀具材料均可，在加工时不宜选择过大 的切削用量，切削过程中可不加冷却液。其它技术要求该零件要求锐角倒钝，故编程时在锐角处安排1450的倒 角。生产类型、定位 基准该零件生产类型为单件生产，因此，要按单件小批生产 类型制定工艺规程。由于该零件生为单件生产，因此 ，定位基准可选在外圆表面。南 通 航 运 职 业 技 术 学 院单位 名称南通航运职 业技术学院班级学号姓名成绩零件图号零件名称使用设备场地C09-01轴套CK6140 数控车床数控加工 实训中心 程序 编号零件材料铝数控系统FANUC工步 序号工步内容确定理由量具选用备注名称量程1车右端面以 及右端外圆 至尺寸39为加工右端确定定 位装夹基准0.02mm游标卡 尺0- 150mm手动2调头车左端 面车平端面，防止中 心钻折断0.02mm游标卡 尺0- 150mm手动表1-2 加工顺序卡片制定工艺方案1.2确定加工顺序：小组讨论，听取学生的决策意见，学生填写卡片 ，见表1-2南 通 航 运 职 业 技 术 学 院4钻18的孔为加工内轮 廓作准备0.02mm 游标卡尺0-150mm手动5车左端面 去空口毛刺手动6粗加工左端 内轮廓较短时间内 去除毛坯大部 分余量，满足 精车余量均匀 性要求。0.02mm 游标卡尺0-150mm自动制定工艺方案南 通 航 运 职 业 技 术 学 院7精加工左端 内轮廓保证零件加工精度，按图纸尺寸 ，一刀连续车出 零件轮廓。0.02mm 游标卡尺0-150mm自动8粗加工左端 外轮廓较短时间内去除毛坯大部分余量 ，满足精车余量 均匀性要求。0.02mm 游标卡尺0-150mm自动9精加工左端 外轮廓保证零件加工精度，按图纸尺寸 ，一刀连续车出 零件轮廓。0.02mm 游标卡尺0-150mm自动制定工艺方案南 通 航 运 职 业 技 术 学 院制定工艺方案10调头车右端面 （含Z向对刀 ）车平端面，建立长度基准，保证工件长度 要求。车削完的端面 在后续加工中不需再 加工。0.02mm 游标卡尺0-150mm 手动11粗加工右端内 轮廓较短时间内去除毛坯大部分余量，满足精 车余量均匀性要求0.02mm 游标卡尺0-150mm 自动12半精加工右端 内轮廓 当粗加工后所留余量 的均匀性满足不了精 加工要求时,则可安排 半精加工作为过渡性 工序,以便使精加工余 量小而均匀 0.02mm 游标卡尺0-150mm 自动南 通 航 运 职 业 技 术 学 院制定工艺方案13精加工右 端内轮廓保证加工精度，按图纸 尺寸，一刀切出零件轮 廓0.02mm游 标卡尺0- 150mm自动14粗加工右 端外轮廓较短时间内去除毛坯大 部分余量，满足精车余 量均匀性要求0.02mm游 标卡尺0- 150mm自动15半精加工 右端外轮 廓当粗加工后所留余量的 均匀性满足不了精加工 要求时,则可安排半精加 工作为过渡性工序,以便 使精加工余量小而均匀0.02mm游 标卡尺0- 150mm自动16精加工右 端外轮廓保证加工精度，按图纸 尺寸，一刀切出零件轮 廓0.02mm游 标卡尺0- 150mm自动17加工外圆 槽满足图纸尺寸及形状要 求0.02mm游 标卡尺0- 150mm自动18车双头螺 纹保证螺纹牙型角，是螺 纹配合牢靠螺纹千分 尺1.5螺 距自动南 通 航 运 职 业 技 术 学 院学习环节一：制定工艺方案1.3选择刀具：教师提出问题，学生查阅资料，听取学生的决策意见，学生填写刀具卡片见表1-3。n数控车床一般均使用机夹可转位车刀。本零件为45号钢 ，对刀片材料无特殊要求，刀片均选用常用的涂层硬质 合金刀片。对于本例由于零件表面由内外圆柱面、内圆 锥面、顺圆弧、及外槽等表面组成。选择外圆车刀、外 切槽刀、镗孔刀、及中心钻、钻头进行加工。所以重点 在于刀具刀片形状的选择。机夹可转位车刀所使用的刀 片为标准角度。n1.外圆表面加工选择数控车床常用菱形刀片，刀尖角选 择为80。主偏角93，所选刀片刀尖圆弧半径为0.4mm 。因本工件的表面质量要求不高故粗精加工外圆表面使 用一把刀具即可。n2.槽刀选用机夹刀，标准刀具角度，以便磨损时易于更 换。选择3.5mm宽刀片 南 通 航 运 职 业 技 术 学 院制定工艺方案n3.内镗孔刀采用机夹刀，缩短换刀时间，无需刃磨刀 具，具有较好的刚性，能减少振动变形和防止产生振 纹。n4. 中心钻有二种型式：A型：不带护锥的中心钻、B 型：带护锥的中心钻，加工直径d=110mm的中心孔时 ,通常采用不带护维的中心钻(A型);工序较长、精度 要求较高的工件，为了避免60度定心锥被损坏，一般 采用带护锥的中心锥（B型）。因此，该零件选择A型 中心钻即可。n5.选择18mm高速钢钻头。南 通 航 运 职 业 技 术 学 院制定工艺方案表1-3 刀具卡片单位 名称包头职业 技术学院班级学号姓名成绩零件图号C09-01零件名称套工 步 号刀 具 号刀具名称刀具参数刀片 材料偏 置 号刀柄型号 刀尖 半径刀 尖 方 位刀 片 型 号1T0193外圆 车刀0.43DCMT11T304- HF涂层 硬质 合金SDJCR2020K1 1 （20X20）2T0193外圆 车刀0.43DCMT11T304- HF涂层 硬质 合金SDJCR2020K1 1 （20X20）33的中 心孔硬质 合金南 通 航 运 职 业 技 术 学 院制定工艺方案416的钻头高速钢5T0193外圆车刀0.43DCMT11T3 04-HF涂层硬质 合金01SDJCR2020K11 （20X20）6T0395内孔镗刀0.42CNMG0603 04-WF涂层硬质 合金03S20R- SCLCR06S2 0(20 X20)7T0395内孔镗刀0.42CNMG0603 04-WF涂层硬质 合金03S20R- SCLCR06S2 0(20 X20)8T0193外圆车刀0.43DCMT11T3 04-HF涂层硬质 合金01SDJCR2020K11 （20X20）南 通 航 运 职 业 技 术 学 院制定工艺方案9T0193外圆车 刀0.43DCMT11T3 04-HF涂层硬质 合金01SDJCR2020K11 （20X20）10 T0193外圆车 刀0.43DCMT11T3 04-HF涂层硬质 合金01SDJCR2020K11 （20X20）11 T0395内孔镗 刀0.42CNMG0603 04-WF涂层硬质 合金03S20R- SCLCR06S2 0(20 X20)12 T0395内孔镗 刀0.42CNMG0603 04-WF涂层硬质 合金03S20R- SCLCR06S2 0(20 X20)南 通 航 运 职 业 技