单元设计(数控车床的复杂零件加工).

浙江工贸职业技术学院

单元教学设计

20 —20 学年第学期

课程名称：

授课班级：

任课教师：

所在院（系）：

单元教学设计基本框架

第一部分：回顾上节课内容（时间：5分钟）

回顾上节课的相关知识，以此为基础引出本次课的学习内容

上节课学习了数控车床的数控车床的加工过程，掌握了数控车床的对刀及程序编制、使用方法。

上次课结束后留给大家一个作业，根据所学的知识，利用网络等手段查找FANUC数控系统数控车床的综合加工相关操作，初步了解数控系统是如何控制数控车床进行相应的生产活动的。

利用学习小组进行讨论，交流相互的资料，丰富相关的知识，与课程内容进行比较。

第二部分：学习新内容(时间30分钟)

毛坯为 50mm的塑料棒，试车削成如图4-1所示零件。

一、分析加工工艺

工件由圆柱面、圆锥面、圆弧面、退刀槽和外螺纹等构成。根据工件特点，应首先加工左端，以便于掉头装夹。

将毛坯伸出128mm（工件长度115mm+切刀宽度4mm+安全距离5mm+余量4mm）左右，用三爪自定心卡盘夹紧定位，如图4-2所示。将工件零点设在毛坯右端面的圆心。加工起点设在毛坯端面处且离开工件毛坯外轮廓2mm（即X50.0，Z2.0）处，换刀点设在距工件零点X方向+80.0mm，Z方向+100.0mm处。根据工件轮廓的特点，对刀后首先使用G71进行粗车，然后使用G70进行精车。精车后换切断刀T03使用手工方法切断，也可以在加工程序中使用切断刀进行切断。必须要注意的是，由于掉头重新装夹后很难保证已经加工的部分的轴线与回转轴线完全重合，因此切断时至少要留有0.5mm的余量，以保证掉头后的总长。

图4-1 复杂工件加工示例

图4-2 加工左端时的工件装夹

用卡尺测量工件切断后的实际长度，对照图纸算出差值δ。然后将工件掉头后依照基准面进行装夹，如图4-3所示。为使已加工表面不至于被卡盘夹伤，掉头装夹时，要裹上一层薄铜皮。开启主轴，用1#刀碰端面，在相对坐标位置将W清零。手动将车刀移动到−δ，沿−X进给平端面，完成总长确定。总长确定后，工件右端的坐标原点就确定下来了，通常情况下，仍将工件零点设在毛坯右端面的圆心。加工起点设在毛坯端面处且离开工件毛坯外轮廓2mm（即X50.0，Z2.0）处，换刀点设在距工件零点X方向+80.0mm，Z方向+100.0mm处。根据工件形状，用G71粗车单增轮廓，然后用G73车削轮廓中凹陷部分，为使工件上不留接刀痕，精车程序不使用G70指令，而使用G01、G02 、G03指令将整个右端轮廓重新描述精车，以达到相应的尺寸精度和表面粗糙度。

精车后用切断刀T03切退刀槽，最后用螺纹刀车削外螺纹。

图4-3 加工右端时的工件装夹

二、编写加工技术文件

1．工序卡（见表4-1）

表4-1 数控实训工件三十四的工序卡

2．刀具卡（见表4-2）

表4-2 数控实训工件三十四的刀具卡

3．参考程序（毛坯 50×150）

参考程序见表4-3和表4-4。

表4-3 数控实训工件三十四的左端加工程序

表4-4 数控实训工件三十四的右端加工程序

续表

三、加工工件

① 将毛坯伸出128mm 左右装夹工件并找正。 ② 在1#刀位安装90°右偏刀，在2#刀位安装35°精车右偏刀，在3#刀位安装刀宽4mm 的切断刀，在4#刀位安装刀尖角为60°的螺纹刀。

③ 在编辑模式输入并编辑程序。

④ 将机床锁住，在空运行下进行图形模拟以校验程序。 ⑤ 将机床下电后重新上电，在编辑模式调出O0034程序。

⑥ 将G55中X 的预置值设置为0，然后分别对1#、2#、3#和4#刀对刀，建立相应的刀补，并输入相应的刀尖补偿值和刀尖方位。

⑦ 将G55中X 的预置值设置为0.5。

⑧ 对工件左端进行粗车和半精车。测量后，调整G55中X 的预置值，然后进行精车。精车后自动或手动切断。

⑨ 测量工件实际长度，与图纸尺寸进行比较，找到差值。依照安装基准掉头装夹后在手动方式将多余部分切除。注意掉头装夹时，为保护已经加工的表面，需要垫铜皮。

⑩ 利用碰端面的方法分别对4把刀的Z 方向重新对刀。 在编辑模式调出加工程序O0035。

对G54和G56的X 分别预置0.5和0.2。

在自动模式加工右端，粗车、半精车后调整G54中X 的预置值，然后进行精车。 换刀后用切槽刀切出退刀槽，使用螺纹刀进行车削螺纹，然后用螺纹千分尺进行测量，算出差值，调整G56中的预置值，最后再次进行螺纹车削。

第三部分：总结、布置作业、说清楚作业的要求 （时间：10分钟） 总结：

知识目标：1、掌握工件的车削工艺确定

2、外圆加工、切槽加工、螺纹加工等相关指令在加工中的综合使用

3、掌握定总长、掉头加工的方法

情感目标：

通过实例深化学生数控技术的实践能力机床，强化学生解决实际问题的能力，培养自己吃苦耐劳、积极进取、敬业爱岗的工作度。

作业：

1、在仿真软件中练习数控车床复杂零件的综合加工

2、在仿真软件中练习数控车床长度的控制方法

3、在仿真软件中练习数控车床的外圆加工、切槽加工、螺纹加工等相关指令在加工中的综合使用

4、在仿真软件中练习数控车床的程序调用及图形模拟

5、利用实训课，对上述内容练习

提醒学生作业要求：

1.数控车床基本操作部分应该熟练掌握；

2.作业上交时间：下次课上课前。

3.