数控加工工艺编程与操作教学作者丑幸荣03项目三阶梯轴加工课件幻灯片.ppt

模块一  数控车削加工工艺、编程与操作 项目三：阶梯轴加工 3.1 导入项目 图3-1所示为一滑轮轴零件图，属阶梯轴零件。已知其材料为45热轧圆钢，毛坯为φ35×72mm棒料。要求制定零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，并通过数控仿真加工调试、优化程序。 图3-1 滑轮轴零件图 图3-2 轴的结构 3.2 知识学习 3.2.1阶梯轴加工工艺特点 1.阶梯轴的结构工艺特点 轴零件的类型很多，常见轴的结构形状如图3-2所示。 轴类零件可由车床加工成型的的表面形状有：外圆柱面、内孔、圆锥面、螺纹面、圆弧面等，如图3-3所示。 图3-3 轴类零件表面形状 3.2 知识学习 2.阶梯轴加工阶段的划分和加工顺序的安排 一般把加工阶段划分为毛坯处理、粗加工、半精加工、精加工四个阶段。 ⑴毛坯处理 毛坯备料、锻造和正火 ⑵粗加工阶段 粗加工：锯去多余部分，车端面、钻中心孔和荒车外圆等。 ⑶半精加工阶段 半精加工前热处理：对于45钢一般采用调质处理以达到220～240HBS； 半精加工：半精车外圆、端面和钻、车内孔，车工艺锥面(定位锥孔)等。 ⑷精加工阶段。 对于轴表面硬度要求不高，精车就可满足要求的阶梯轴，可直接精车；对于轴表面硬度、精度和粗糙度要求较高的轴或轴段，要做磨削加工。 零件加工用的粗、精基准选定后，总是先加工定位基准面，为后面的工序做好准备。 3.2 知识学习 3.阶梯轴零件加工的刀具选择 轴类零件数控车削常用的刀具有外圆车刀和外圆切刀，如图3-4所示。 ⑴外圆车刀的选择 粗车削加工阶段应选强度大、排屑好的车刀。一般应选主偏角90°、93°、95°，副偏角较小，前角和后角较小，刃倾角较小，排屑槽排屑顺畅的车刀。 精车加工阶段应选用刀刃锋利、带有修光刃的车刀，并且排屑槽必须使切屑排向工件待加工表面方向。一般应选择主偏角95°、107°、117°，副偏角较小，前角和后角较大，刃倾角较大的车刀。 ⑵切断刀的选择 根据所切槽宽选择切断刀的宽度；切削刃长度要大于槽深。 ⑶切刀的装夹 ①切刀伸出刀架不宜过长，刀头中心线必须装得与工件轴线垂直。 ②切断实心工件时，切刀刀尖必须装得与工件轴线等高。 3.2 知识学习 4.阶梯轴的车削走刀路线 阶梯轴的车削方法分低台阶车削和高台阶车削两种方法。 ⑴低台阶车削。相邻两圆柱体直径差较小，可用车刀一次切出。加工路线为A→B→C→D→E。如图3-5a所示。 (2)高台阶车削。相邻两圆柱体直径差较大，采用分层切削，粗加工路线依次为A1→B1、A2→B2、A3→B3精加工路线为A→B→C→D→E。如图3-5b所示。 (b)高台阶车削法 (a)低台阶车削法 图3-5 阶梯轴车削方法 3.2 知识学习 3.2.2数控系统功能指令 不同的数控系统，其指令的功能不同，编程时需要参考机床制造厂的编程说明书。本书介绍FANUC 0i Mate TC系统的编程指令。 1.准备功能(G指令) ⑴指令功能与格式 准备功能也叫G功能或G代码。它是使机床或数控系统建立起某种加工方式的指令。G代码由地址G和后面的两位数字组成。其G指令见表3-1。 ⑵指令使用说明 ①FANUC0i Mate-TC系统G代码有A、B、C三种类型代码，表3-1中为A类型代码。 ②G代码按其功能的不同分为若干组。不同组的G代码在同一个程序段中可以出现多个。 ③G代码有两类：模态式G代码和非模态式G代码。非模态式G代码只限于在被指定的程序段中有效，而模态式G代码具有续效性，在后续程序段中，只要同组其他G代码未出现之前一直有效。00组的G代码为非模态，其他均为模态G代码。 3.2 知识学习 2．辅助功能(M功能) 辅助功能是用地址M及两位数字表示的。它主要用来表示机床操作时各种辅助动作及其状态。辅助功能代码及其功能见表3-2。 3．主轴功能(S功能) 主轴功能用于指定机床主轴的转速大小，用地址S和其后的数字组成。其后数值表示主轴转速值。S功能与G96、G97和G50配合使用，可以进行恒线速度控制、恒线速取消和主轴最高速度限定控制。 图3-6 恒线速度切削 Ф40 Ф60 Ф80 ⑴恒线速度控制(G96) 编程格式：G96 S_ S后面的数字表示的是恒定的线速度(m/min)。