1、情景四：复杂零件的数控综合车削加工,【工作流程】,【任务描述】,加工零件图如下，毛坯,，材料为45钢,【任务描述】,知识点：,装夹定位的知识,复杂零件的数控加工工艺,技能点：,工艺制定及运用所学指令编程,运用仿真软件验证程序、调试程序,能熟练数控车床加工此零件,熟练使用常用的量具检测零件,【知识链接】,1,装夹定位知识,2,复杂零件加工的工艺,在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种
2、装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。,【知识链接】,1,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,1,【知识链接】,1-1 机床夹具,夹具的组成,定位装置,夹紧装置,夹具体,其它装置或元件,作用是使工件在夹具中占据正确的位置,作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置,将夹具上的所有组成部分，联接成为一个整体的基础件,包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等,【知识链接】,1,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,1,【知识链接】,1-1 机床夹具,夹具的组成,【知识链接】,1,【知识链接】,1 装
3、夹定位,【知识链接】,1,【知识链接】,1-1 机床夹具,夹具的分类,基准轴,第二定位基准面,第三定位基准面,基准轴,主定位基准面,基准轴,工件定位基本原理,六点定位原则,任何一个自由刚体，在空间均有六个自由度，即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕此三坐标轴的转动。工件定位的实质就是限制工件的6个自由度,工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件,【知识链接】,1,【知识链接】,1 装夹定位,
4、【知识链接】,1,【知识链接】,1-2 六点定位原则,原理,一个位于空间自由状态的物体，对于直角坐标系来说，具有六个自由度。,【知识链接】,1,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,1,【知识链接】,1-2 六点定位原则,自由度,即：用合理布置的六个支承点（可想象为定位元件中的支承钉），来限制工件的六个自由度,【知识链接】,1,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,1,【知识链接】,1-2 六点定位原则,自由度,工件的xoy面上的3个支承点限制了移动：z；转动：X,Y 。3个自由度。 xoy面为主要定位基准面。 工件上的yoz面上的2个支承点限制了移动：x；转动：Z。2个自由度。 Yo
5、z面为导向基准面。 工件上的xoz面上的1个支承点限制了移动：Y。1个自由度。 xoz面为止推基准面。,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-2 六点定位原则,自由度,工件的定位问题也就是工件哪些自由度需要被限制。 工件的定位并不是说工件固定在那里不可动，那是夹紧。 定位与夹紧是安装的两个过程，两者不可混淆。定位不意味着夹紧，夹紧也并不代表着定位好了。 定位必须满足三个条件： 工件有具体的定位表面（定位基准或定位基面） 夹具的定位元件 两者接触。,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-2 六点定位原则,注意点,【知识链接】
6、,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-3 工件定位的分类,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-3 工件定位的分类,完全定位,Z轴旋转未被定位,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-3 工件定位的分类,不完全定位,a),b),Z轴旋转未限制,Z,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-3 工件定位的分类,不完全定位,a图：完全自由 b、c、d图：可以沿Y轴方向移动，e图：可以沿x、Y轴方向移动，绕Z轴旋转,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知
7、识链接】,1-3 工件定位的分类,不完全定位,1、工件以平面定位支承板、支承钉,2、工件以内孔定位定位销（长，短）,3、工件以外圆定位V形块（长，短）,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-3 常见的定位方式及定位元件,粗基准,加工的起始工序中，只能用毛坯 上未 经加工的表面作定位基准,精基准,利用已加工的表面作定位基准。,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-4 定位基准,分类,保证各主要加工表面都有足够的余量， 应选择坯 余量最小的表面作粗基准,对于工件上的某些重要表面，为了尽可 能使其加工余量均匀，则应选择重地表面
8、作粗基准,粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方 向上，粗基准通常兴允许使用一次,选作粗基准的表面应平整，以便定位可靠,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-4 定位基准,粗基准选择原则,设计基准（工序基准 ）与定位基准一致 。否则产生基准不重合误差,整个工艺过程或有关的几道工序采用同 一个（或一组）定位基准来定位,当精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择 加工表面本身作为定 位基准,为了得到均匀的加工余量或较高的位置 精度，可采用互为基准、反复加工,基准重合原则,基准统一原则,自为基准原则,互为基准原则,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,
9、【知识链接】,【知识链接】,1-4 定位基准,精基准选择原则,夹紧力的确定,方向,作力点,大小,夹紧力方向有助于定位； 夹紧力应指向主定位面；,落在定位支承范围内； 在工件刚性较好的部位 靠近加工表面,主要根据切削力大小，由计算法或类比法确定确定,【知识链接】,【知识链接】,1 装夹定位,【知识链接】,【知识链接】,1-5 工件的夹紧,夹紧力应指向主要定位面,夹紧力作用点的位置,作用点应在工件刚性较好的方向或部位,作用力靠近加工面,【知识链接】,【知识链接】,2 复杂零件的加工工艺,【知识链接】,【知识链接】,2-1 工件的夹紧,【制定计划】,1,零件的工艺分析及制定,2,数控车削加工程序的编
10、写,如图所示，毛坯的直径为82mm，长为112mm的45钢。无热处理和硬度的要求，单件生产。加工部位有内外圆柱面、内圆锥面、顺圆弧、逆圆弧及外螺纹等表面组成，其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求。轮廓描述清楚完整。,1-1 零件图工艺分析,1-2 装夹及定位,1、内孔加工定位基准：内孔加工时以外圆定位。装夹方案：用三爪自定心卡盘夹紧（在卡盘内放置合适的圆盘件或隔套， 工件装夹时只须靠紧圆盘件或隔套即可准确轴向定位）。 2、外轮廓加工定位基准：确定零件轴线为定位基准。装夹方案：加工外轮廓时，为保证一次安装加工出全部外轮廓，需要设
11、一圆锥心轴装置，用三爪卡盘夹持心轴左端，心轴右端留有中心孔并用尾座顶尖顶紧以提高工艺系统的刚性。,外轮廓车削装夹方案,选用7把刀具，外圆刀两把，螺纹刀一把，内孔车刀一把，中心钻一把，钻头一把，端面车刀一把。切削用量见下表,先车两端面。 打中心孔。 钻孔到28mm。 4 粗车内孔及倒角，精车内孔及倒角。 5 调头粗车锥孔 精车锥孔 粗车外轮廓 精车外轮廓 车螺纹,1-3 加工工序安排,1-4 确定刀具及切削用量,1,2,2-1 数控加工程序,3,4,2-1 数控加工程序,5,2-1 数控加工程序,2-2 仿真加工（略）,【组织实施】,1,领取工具,2,零件加工,3,学生自行完成任务,领取本次任务
12、数控车削加工所需的工件、刀具、量具、毛坯材料等，清单见下表：,2-1 机床开机,2-2 机床回零,2-3 安装工件,2-4 安装刀具,2-5 试切对刀及刀参设定,2-6 输入程序,2-7 程序校验,2-8 自动加工,2-9 零件检测,2-10 卸下零件及刀具,2-11 清理机床,2-12 关机,3 学生自行完成任务,【组织实施】,在老师的指导下，以学生为主体，让学生自行加工工件，从“做中学”，在自己动手实践中去理解、加深老师课堂讲解的理论知识。使学生学以致用，更好地锻炼学生的实际动手能力、解决实践加工过程中的问题能力、现场处理问题的能力。,【检查评价】,学生自行加工完工件后，去毛刺，对零件进行检测。检测评分表如下：,【知识技能拓展】,1,G01倒角功能,2,G94端面切削单循环指令,3,数控车床编程七个问,4,FANUC系统与SIEMENS系统基本编程指令的对比,5,车刀刃磨技术,
