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项目四槽类零件的加工


项目四 槽类零件的加工

学习目标

◎掌握常见外槽的种类 ◎学会编制加工外槽、内槽和端面槽
程序 ◎掌握切槽和切断的操作要领 ◎掌握外槽的工艺分析、刀具和量具 的选用技巧、切削用量的选用原则 ◎掌握槽类工件的检测方法

任务一 外槽的加工 任务二 内槽的加工 任务三 端面槽的加工

任务一 外槽的加工
任务描述 本任务主要是训练学生掌握工件上槽 和切断的基本加工方法。 ? 零件如图4.1所示,毛坯尺寸: 42 ? 52 mm,材料为45号钢,分析零件加工工艺, 编写加工程序。

图4.1 外槽加工零件图及三维效果图

技能目标

● 了解外槽的种类和作用,掌握槽加 工的基本方法 ● 掌握数控车床上槽和切断编程指令 ● 掌握切槽刀的对刀操作 ● 掌握暂停指令的应用 ● 掌握外槽的检测方法

知识准备

1.外槽的加工基础
(1)外槽的种类和作用。
常见的外槽形状有矩形、梯形和圆弧形, 如图4.2所示。

图4.2 常见的外槽

矩形槽除了作螺纹、磨削和插齿作退 刀之外,还有一些其他功能作用;梯形槽 是安装V形带的沟槽;圆弧槽用作滑轮和 圆带传动的带轮沟槽。

(2)车矩形槽和切断的区别。
车矩形槽和切断的主要区别是车槽是 在工件上车出所需形状和大小的沟槽,切 断是把工件分离开来。

图4.3 车槽和车断的主切削刃和工件素线关系示意图

(3)外槽刀安装。 (4)切槽刀和切断刀刀头长度的确定。
① 切槽刀刀头长度。 L = 槽深+(2~3)mm

② 切断刀刀头长度。 切断实心材料:

切断空心材料:

式中: L ——切槽刀刀头长度; D ——被切断工件直径; h ——被切断工件壁厚。

2.外槽加工相关编程指令

图4.4 窄槽加工方法示意图

图4.5 宽槽加工示意图

① G01直线插补指令。 格式:G01 X_ Z_ F_ ; 式中: X、Z——切削终点坐标; F ——进给量。

② G04 暂停指令。 格式:G04 X_;或G04 U_;或G04 P_; 式中: X、U——暂停时间,可用带小数点的 数,s。 P ——暂停时间,不允许用带小数 点的数,ms。

③ G75外圆切槽复合循环。

格式:G75 Re; G75 X(U)_ Z(W)_ PΔi QΔk RΔd F f ;

式中: e ——退刀量; X、Z ——点D的绝对坐标值; U、W ——点D相对于点A的增量坐标值; Δi ——X方向的切深,无符号; Δk ——Z方向的移动量,无符号;

Δd ——刀具在切削底部的退刀量, 符号总是“+”,但是,如果把Z(W)和Q 值省略,退刀方向可以指定为希望的符号。

图4.6 G75外圆切槽复合循环示意图

3.常见外槽的检测方法
精度较低的外沟槽,一般采用钢直尺 和卡钳测量。 精度要求较高的外槽,可用千分尺、 样板和游标卡尺等检测,如图4.7所示。

图4.7 精度要求较高的外槽测量方法

任务实施 ◆ 工艺分析

1.零件几何特点
零件加工面主要为端面、倒角、圆锥 面、外槽以及内圆。 尺寸如图4.1所示。 棒料伸出卡盘长度为60mm。

2.选择工具、量具和刀具
(1)工具选择。 (2)量具选择。 (3)刀具选择。

图4.8 外槽加工所需主要刀具

3.制定加工工艺路线
(1)粗车外圆。 (2)精车外圆。 (3)切槽。 (4)切断。

4.切削用量选择
外槽的加工工艺分析见表4.1。

◆ 加工操作

1.加工准备
(1)检查毛坯尺寸。 (2)开机、回参考点。 (3)装夹工件和刀具。 (4)程序输入。

2.对刀
(1)X方向对刀。 (2)Z方向对刀。

图4.9 车槽刀对刀示意图

3.程序模拟加工 4.自动加工及尺寸控制

◆ 检测评分 零件加工结束后,检测结果按表4.2要 求填写。

◆ 任务反馈

(1)切槽和切断时,刀头宽度不宜 过宽,否则容易产生振动。 (2)切槽刀安装时,主切削刃与轴 心线要平行,否则切出的槽底直径一 侧大、一侧小。

(3)对刀时,刀具接近工件过程中, 进给倍率要小,以免产生撞刀现象。 (4)首件加工时,尽可能采用单步运 行,程序准确无误后,再采用自动方 式加工,避免意外事故发生。

(5)切断刀采用左侧刀尖做刀位点, 编程时,刀头宽度尺寸应考虑在内。 (6)切断时,要根据加工状况适时调 整进给修调,进给速度不宜过大。

(7)切断时,要及时注意排屑顺畅, 否则容易将刀头折断。 (8)槽宽大于刀宽时,分多次加工, 要注意避免产生接刀痕。

任务二 内槽的加工
任务描述 本任务主要是训练学生掌握工件上内 槽的基本加工方法。 零件如图4.11所示,毛坯 ? 48 ? 42 mm, 材料为45号钢,分析零件加工工艺,编写 加工程序。

图4.11 内槽加工零件图及三维效果图

技能目标

● 了解常用内槽刀的特点,掌握内槽 加工的基本方法 ● 掌握数控车床上内槽编程指令 ● 掌握内槽刀的对刀操作 ● 掌握内槽加工的工艺路线 ● 掌握常见内槽的检测方法

知识准备

1.内槽加工相关编程指令
(1)G01直线插补指令。
格式:G01 X_ Z_ F_ ; 式中: X、Z——切削终点坐标;

(2)G71内外径粗、精车复合循环。
用于内径/外径断续切削。 格式:G71 U_ R_ ; G71 P_ Q_ U_ W_ F_ S_ T_;

式中: U ——X方向每次的切深,单边值, 整数加点; R ——X方向每次向定位点方向的退 刀量,外圆向上退,内孔向里退,无正负号, 以正数表示,便于排屑,整数加点;

P ——精加工路径第一段程序段号 不带N的数值,如P1就是下面编程的N1; Q ——精加工路径最后一段段号不 带N的数值,如Q2就是N2,一般最后一段 路径都是X方向退出工件,不要编写G00 Z5这种,因为循环指令结束会回到之前的 定位点的;

U——X方向精加工的余量,直径值,外 圆留正,内孔留负; W——Z方向留的余量,一般不留; F——粗加工的进给量,如F0.2整个粗加 工都是按照这个进给量执行,N1、N2中间的 F是精加工的进给量,在粗加工中忽略;

S T

——主轴转速; ——刀具号。

2.内槽的检测方法
(1)测量内槽直径。

图4.12 测量内槽直径的方法

(2)测量内槽宽度。

图4.13 测量内槽宽度的方法

任务实施 ◆ 工艺分析

1.零件几何特点
零件加工面主要为端面、倒角、内槽 以及内圆,尺寸如图4.11所示。 棒料伸出卡盘长度为30mm。

2.选择工具、量具和刀具
(1)工具选择。 (2)量具选择。 (3)刀具选择。

3.制定加工工艺路线
(1)粗、精车外圆。 (2)钻中心孔、钻孔。 (3)粗车内圆。 (4)精车内圆。 (5)车内槽。

图4.14 外槽加工所需主要刃具

4.切削用量选择
内槽的加工工艺分析如表4.4所示。

◆ 加工操作

1.加工准备
(1)检查毛坯尺寸。 (2)开机、回参考点。 (3)装夹工件和刀具。 (4)程序输入。

2.对刀
采用试切法对刀,把零偏值分别输入 到各自长度补偿中。 手动钻中心孔、钻孔,则中心钻和麻 花钻不需要对刀。 批量生产时,可采用G54和长度补偿 相结合的方法对刀。

3.程序模拟加工 4.自动加工及尺寸控制

◆ 检测评分 零件加工结束后,检测结果按表4.5要 求填写。



任务反馈

(1)对刀时,刀具接近工件过程中, 进给倍率要小,以免产生撞刀现象。 (2)切槽刀安装时,主切削刃轴心线 要平行。检查切槽刀和内圆刀是否与 工件发生干涉。

(3)首件加工时,尽可能采用单步 运行,程序准确无误后,再采用自 动方式加工,避免意外事故发生。 (4)车内圆和内槽时,X轴退刀方 向与车外圆相反,注意不要让刀背 面碰撞工件。

(5)控制内圆尺寸时,刀具磨损量 的修改与外圆加工相反。 (6)调头加工时,所用刀具应重新 对刀。

任务三 端面槽的加工
任务描述 本任务主要是训练学生掌握工件上端 面槽的基本加工方法。 零件如图4.16所示,毛坯 ? 40 ? 85 mm, 材料为45号钢,分析零件加工工艺,编写 加工程序。

图4.16 端面槽加工零件图及三维效果图

技能目标

● 了解常用端面槽刀的特点,掌握端 面槽加工的基本方法 ● 掌握数控车床上端面槽编程指令 ● 掌握端面槽刀的对刀操作 ● 掌握端面槽加工的工艺路线

知识准备

1.常见的端面槽种类

图4.17 常见的端面槽

2.常见的端面槽刀
(1)深端面切槽刀。 (2)端面深切槽刀。

图4.18 深端面切槽刀

图4.19 深端面切槽刀加工示意图

图4.20 端面深切槽刀

图4.21 端面深切槽刀架加工示意图

3.端面槽加工相关编程指令
(1)G01直线插补指令。
格式:G01 X_ Z_ F_ ; 式中: X、Z——切削终点坐标; F ——进给量。

(2)G04暂停指令。
格式:G04 X_ ;或G04 U_ ;或G04 P_ ; 式中: X、U——暂停时间,可用带小数点的 数,s; P ——暂停时间,不允许用带小数 点的数,ms。

(3)G75 外径切槽循环。
主要用于外圆面上切削外槽或切断加工。 格式:G75 R_ ; G75 X_ P_ F_。

式中: R ——退刀量; X ——槽底直径; P ——每次循环切削量; F ——进给量。

任务实施 ◆ 工艺分析

1.零件几何特点
零件加工面主要为端面、外槽以及端面槽。 尺寸如图4.16所示。 如果车削较宽的端面槽,可采用多次直进 循环切削的方法,如图4.22所示。

图4.22 宽端面槽加工

2.选择工具、量具和刀具
(1)工具选择。 (2)量具选择。 (3)刀具选择。

图4.23 外槽加工所需主要刃具

3.制定加工工艺路线
(1)平端面。 (2)粗、精车外圆。 (3)车外槽。 (4)车端面槽。 (5)切断。

4.切削用量选择
端面槽的加工工艺分析如表4.7所示。

◆ 加工操作

1.加工准备
(1)检查毛坯尺寸。 (2)开机、回参考点。 (3)装夹工件和刀具。 (4)程序输入。

2.对刀
采用试切法对刀,把零偏值分别输入 到各自长度补偿中。

3.程序模拟加工 4.自动加工及尺寸控制

◆ 检测评分 零件加工结束后,检测结果按表4.8要 求填写。

◆ 任务反馈

(1)对刀时,刀具接近工件过程中, 进给倍率要小,以免产生撞刀现象。 (2)端面槽刀安装时,主切削刃轴心 线要平行。

(3)首件加工时,尽可能采用单步 运行,程序准确无误后,再采用自动 方式加工,避免意外事故发生。 (4)车端面槽时,切削用量不能太 大,注意排屑顺畅,否则工件加工时, 易产生震动,甚至会使刀头折断。

(5)车端面槽时,若槽较深,可分 层切削,以免排屑不畅使刀具折断。 (6)为提高槽底面质量,切削到槽 底时,可采用G04暂停指令,让刀具 短时间内停留在槽底,修光槽底。

(7)切断时,要及时注意排屑顺畅, 否则容易将刀头折断。 (8)槽宽大于刀宽时,分多次加工, 要注意避免产生接刀痕。


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