考点15 轴类零件数控车床车削的基本操作方法 《金属加工基础》 山东省（春季高考） 机械类 知识讲解

山东省（春季高考）机械类 金属加工 复习讲义 8—1 轴类零件数控车床车削的基本操作方法 【考纲要求】 （1）能够根据零件要求编制加工工艺文件。 （2）掌握手工编制轴类零件加工程序的方法。 （3）能够规范、安全地操作数控车床，完成轴类零件加工 考点1 数控车床加工工艺文件 1．编程任务书：用来阐明工艺人员对数控加工工序的技术要求、工序说明、数控加工前应 该留有的加工余量。是编程员与工艺人员协调工作和编制数控加工程序的重要依据之一。 2．数控加工工件安装和零点设定卡：此表卡的作用，在于表达数控加工零件的定位方式和夹紧方法，并应标明被加工零件的零点设置位置和坐标方向，以及使用的夹具名称、编号等。 3．数控加工工艺卡：数控加工工序卡与普通加工工序卡相似之处是由编程员根据被加工零件，编制数控加工的工艺和作业内容；与普通加工工序卡不同的是，此卡中还应该反映使用的辅具、刀具切削参数、切削液等。它是操作人员用数控加工程序进行数控加工的主要指导性工艺资料。工序卡应该按照已经确定的工步顺序填写。被加工零件的工步较少或工序加工内容较简单时，此工序卡也可以省略。但此时应该将工序加工内容填写在数控加工工件安装和零点设定卡上。 4．数控加工刀具卡：数控加工时对刀具的要求十分严格。数控加工刀具卡上要反映刀具编号、刀具结构、刀杆型号、刀片型号及材料或牌号等。它是组装数控加工刀具和调整数控加工刀具的依据。在数控车床、数控铣床上进行加工时，由于使用的刀具不多，此刀具卡可以省略。但应该给出参与加工的各把刀具相距被加工零件加工部位的坐标尺寸，即换刀点相距被加工零件加工部位的坐标尺寸。也可以在机床刀具运行轨迹图上，标注出各把刀具在换刀时，相距被加工零件加工部位的坐标尺寸。 5．数控机床调整卡：数控机床调整卡是机床操作人员在数控加工前调整机床的依据。主要包括机床控制面板开关调整单和数控加工零件安装与零点设定卡两部分。机床控制面板开关调整单主要记有机床控制面板上有关“开关”的位置，例如进给速度F、调整旋扭位置或超调（倍率）旋扭位置，刀具半径补偿旋扭位置或刀具补偿拨码开关组数值表、垂直校验开关及冷却方式等内容。但必须将上述内容要求填写在数控加工工件安装和零点设定卡上。 6．机床刀具运行轨迹图：机床刀具运行轨迹图是编程人员进行数值计算、编制程序、审查程序和修改程序的主要依据。 7．数控加工程序单：数控加工程序单，是编程员根据工艺分析情况，经过数值计算，按照数控机床规定的指令代码，根据运行轨迹图的数据处理而进行编写的。它是记录数控加工工艺过程、工艺参数、位移数据等的综合清单，用来实现数控加工。它的格式随数控系统和机床种类的不同而有所差异。 考点2 数控手工编程的方法及步骤 1．数控编程的主要内容：分析零件图纸确定工艺流程、数值计算、编制加工程序、校对程序、首件试切。 2．编程的具体步骤 （1）分析图纸，确定在数控机床上加工零件的工艺。技术人员得到的原始数据就是零件图。根据零件图纸，分析零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯类型和热处理条件，然后选择机床和刀具，确定定位夹紧装置、加工方法、加工顺序和切削用量。在确定工艺过程中，要充分考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效率，使加工路线合理，刀具走刀次数少，加工时间短。此外，还应填写相关的工艺技术文件，如数控加工工艺卡、数控刀具卡、送料路线图等。 （2）计算刀具路径的坐标值。根据零件图的几何尺寸和设定的编程坐标系，计算刀具中心的运动路径，得到所有的刀具位置数据。一般数控系统都有直线插补和圆弧插补功能。对于形状简单的平面零件（如由直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，只需要计算几何元素的起点和终点、圆弧的中心（或圆弧的半径）以及两个几何元素的交点或切点的坐标值。如果数控系统没有刀具补偿功能，就要计算刀具中心运动轨迹的坐标值。对于形状复杂的零件（如由非圆曲线和曲面组成的零件），需要用直线段（或圆弧段）近似实际的曲线或曲面，并根据要求的加工精度计算其节点的坐标值。 （3）编写零件加工程序。根据加工路线，计算刀具轨迹数据，确定工艺参数和辅助动作。程序员可以根据所用数控系统规定的功能指令和程序段格式，逐段编写零件加工程序。编写时要注意：第一，程序编写的规范性要便于表达和交流；其次，在充分熟悉所用数控机床的性能和指令的基础上，掌握各指令的使用技巧和编写程序段的技巧。 （4）将程序输入数控机床。将加工程序输入数控机床的方式有：光电阅读器、键盘、磁盘、磁带、存储卡、DNC接口和连接上位计算机的网络等。目前常用的方法是通过键盘直接将加工程序（MDI模式）输入数控机床的程序存储器或通过计算机与数控系统的通信接口将加工程序传送到数控机床的程序存储器中，由机床操作者根据零件加工需要调用。现在一些新型数控机床已经配备了大容量存储卡来存储加工程序，可以作为数控机床的程序存储器。因此，数控程序可以预先存储在存储卡中。 （5）首件的程序验证和试切。数控程序必须经过验证和试切才能正式加工。在具有图形仿真功能的数控机床上，可以进行加工的图形仿真，以检查刀具轨迹的正确性。对于没有此功能的数控机床，可以进行空运转检查。但这些方法只能检查刀具轨迹是否正确，不能查出刀具的对中误差，刀具调整不当或某些计算误差引起的加工误差，以及零件的加工精度。因此，必须经过零件首件试切这一重要步骤。当发现加工误差或不符合图纸要求时，应分析产生误差的原因，以便修改加工程序或采取刀具尺寸补偿等措施，直至加工出符合图纸要求的零件。 考点3 控机床安全操作规程 1．工作时，穿好工作服、安全鞋，并戴上安全帽及防护镜，不允许戴手套操作数控机床，也不允许扎领带。 2．开车前，应检查数控机床各部件机构是否完好、各按钮是否能自动复位。开机前，操作者应按机床使用说明书的规定给相关部位加油，并检查油标、油量。 3．不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。 4．更换保险丝之前应关掉机床电源，千万不要用手去接触电动机、变压器、控制板等有高压电源的场合。 5．一般不允许两人同时操作机床。但某项工作需要两个人或多人共同完成时，应注意相互将动作协调一致。 6．上机操作前应熟悉数控机床的操作说明书，数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。 7．主轴启动开始切削之前一定要关好防护门，程序正常运行中严禁开启防护门。 8．在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。 9．机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。 10．加工程序必须经过严格检查方可进行操作运行。 11．手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。 12．加工过程中，如出现异常危机情况可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。 13．不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。 四、数控机床工作前的准备工作 1．机床开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑； 2．使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换； 3．调整刀具所用工具不要遗忘在机床内； 4．大尺寸轴类零件的中心孔是否合适，中心孔如太小，工作中易发生危险； 5．刀具安装好后应进行一、二次试切削。 6．检查卡盘夹紧工作的状态； 7．机床开动前，必须关好机床防护门。 考点5 数工作过程中的安全注意事项 1．禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理； 2．禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位； 3．禁止加工过程中量活、变速，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床； 4．车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车； 5．经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查； 6．在加工过程中，不允许打开机床防护门； 7．严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经本人同意； 8．工件伸出车床100mm以外时，须在伸出位置设防护物。 考点6 工作完成后的注意事项 1．清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态； 2．注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油察板； 3．检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换； 4．依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。 5．机床开机时应遵循先回零（有特殊要求除外）、手动、点动、自动的原则。 6．机床运行应遵循先低速、中速、再高速的原则，其中低速、中速运行时间不得少于2~3分钟。当确定无异常情况后，方可开始工作。 7．严禁在卡盘上、顶尖间敲打、矫直和修正工件，必须确认工件和刀具夹紧后方可进行下步工作。 8．操作者在工作时更换刀具、工件、调整工件或离开机床时必须停机。 9．机床上的保险和安全防护装置，操作者不得任意拆卸和移动。 10．机床开始加工之前必须采用程序校验方式检查所用程序是否与被加工零件相符，待确认无误后，方可关好安全防护罩，开动机床进行零件加工。 11．机床附件和量具、刀具应妥善保管，保持完整与良好，丢失或损坏照价赔偿。 12．实训完毕后应清扫机床，保持清洁，将尾座和拖板移至床尾位置，并切断机床电源。 13．机床在工作中发生故障或不正常现象时应立即停机，保护现场，同时立即报告现场负责。 14．操作者严禁修改机床参数。必要时必须通知设备管理员，请设备管理员修改。 15．了解零件图的技术要求，检查毛坯尺寸、形状有无缺陷。选择合理的安装零件方法。 16．正确地选用数控车削刀具，安装零件和刀具要保证准确牢固。 17．了解和掌握数控机床控制和操作面板及其操作要领，将程序准确地输入系统，并模拟检查、试切，做好加工前的各项准备工作。 18．加工过程中如发现车床运转声音不正常或出现故障时，要立即停车检查并报告指导教师，以免出现危险。 【练习题】 1、 单项选择题 1.工艺文件中不包括以下内容( )。 A.技术要求 B.工位 C.零部件厂家 D.装配工具 2．数控编程的第一步是( )。 A.制定加工工艺 B.计算轨迹点 C.编写零件程序 D.输入程序 3．新编制的数控加工程序必须经过校验和( )才能正式使用 。 A.空运转 B.试切 C.图形仿真 D.模拟 4．工件伸出车床mm以外时，须在伸出位置设防护物( )。 A.100 B. 200 C. 300 D. 400 5．在编制数控加工程序以前，首先应该 ( )。 A.设计机床夹具 B.计算加工尺寸 C.计算加工轨迹 D.确定工艺过程 6．数控编程时，应首先设定( )。 A.机床原点 B.固定参考点 C.机床坐标系 D.工件坐标系 7．制定数控加工工艺进行零件图分析时不包括( )。 A.尺寸标注方法分析 B.零件加工质量分析 C.精度及技术要求分析 D.轮廓几何要素分析 8．数控编程任务书是工艺人员和 ( )协调工作和编制数控程序的重要依据。 A.管理人员 B.操作人员 C.检验人员 D.编程人员 9．下列关于数控机床加工的说法中，错误的是( )。 A.是按预先编写的零件加工程序自动加工 B.是在人的干扰下加工零件 C.其加工精度可以利用软件进行校正和补偿 D.一般借用通用夹具 10．数控车削加工时，车削较重工件或粗车长轴时，常采用＿的装夹方法 ( )。 A.三爪卡盘 B.两顶尖 C.一夹一顶 D.双顶尖 11.数控加工刀具卡片是调整刀具和＿的依据 ( )。 A.编制工艺 B.走刀路线 C.编制程序 D.组装刀具 12.下列叙述中，( )不属于数控编程的基本步骤。 A.分析图样、确定加工工艺过程 B.数值计算 C.编写零件加工程序单 D.确定机床坐标系 13.数控机床每次接通电源后在运行前首先应做的是( )。 A.机床各部分加润滑油 B.检查刀具安装是否正确 C.机床各坐标轴回参考点 D.工件是否安装正确 14.是机床操作人员在加工前调整机床的依据 ( )。 A.工序卡 B.数控刀具调整单 C.机床调整单 D.数控加工 15.数控加工编程中的，就是根据走刀路线计算刀具规迹坐标( )。 A.分析零件图B.确定工艺参数 C.确定加工程序 D.数据处理 【答案】 一、单项选择题 1. C 2.A 3.B 4．A 5.D 6. D 7.B 8.D 9.B 10.C 11.D 12.D 13.C 14.C 15.D 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $