数控车床——教学案例五车成形面

教学案例五车成形面知识目标⒈学会成型面加工工艺；⒉学会计算成型面加工的余量计算；⒊掌握成型面加工原理；技能目标⒈掌握成型面加工的机床调整方法；⒉掌握成型面加工的操作技巧；⒊掌握成型面的检测方法。

任务描述成型面，如图5-1所示，毛坯尺寸： 30×100mm，材料：45#钢，分析零件加工工艺，编写工艺卡，加工该零件。

图5-1成型面任务分析如图5-1所示，成型面材料为45钢，毛坯尺寸为 30×100mm，通过分析零件图尺寸，计算粗加工及精加工余量。

加工时，注意保证零件的同轴度。

知识准备⒈、基本原理双手控制法车成形面是成形面车削的基本方法。

1、双手控制法车成形面使用双手控制中、小滑板或者是控制中滑板与床鞍的合成运动，使刀尖的运动轨迹与零件表面素线（曲线）重合，已达到车成形面的目的。

在实际生产中由于用双手控制中、小滑板合成运动的劳动强度大，而且操作也不方便，故常采用的是用右手操纵中滑板实现刀具的横向运动（应由外向内进给）；左手操纵床鞍实现刀具的纵向运动（应由工件高处向低处进给），通过这两个方向运动的合成来车削成形面。

图5-2双手控制法注意事项：⑴、本案例加工零件加工时成型面加工需要两手同时动作，控制机床实现不同方向的合成运动。

⑵、需要二次装夹，并且分为粗精加工工序，加工时要留出足够的余量。

车削成形面时要分工步进行，。

⑶、摇手柄一般用操纵中滑板(横向运动)和床鞍(纵向运动)控制实现车削。

⑷、砂布抛光。

2.成型面的车削方法成型面的车削方法，见表5－1，成型面车刀刃口是圆弧形，刀尖角α=180°。

表17－2成型面的车削方法车削方法具体要求粗车时，保证φ24、φ16、φ10及槽的尺寸，并留有精车余量。

定出R48mm和R40mm的圆弧中心位置，尺寸为49mm与17.5mm。

用小圆头车刀车φ12.5mm的定位槽。

φ16mm外圆的右端面量起，长等于5mm处并在,φ12.5mm定位槽处左右方向车出R40mm圆弧面。

车成型面教案教案标题：车成型面教案教学目标：1. 理解什么是车成型面以及其在汽车设计和制造中的重要性。

2. 掌握车成型面的基本概念和术语。

3. 学习使用CAD软件进行车成型面的设计和建模。

4. 培养学生的创新思维和团队合作能力。

教学准备：1. 计算机室或者配备有CAD软件的电脑。

2. 投影仪和屏幕，用于展示教学材料。

3. 教学材料：车成型面的示意图、CAD软件教程、实例等。

教学步骤：引入：1. 展示一张汽车外观设计图，并引导学生讨论和描述车身的曲线和曲面。

2. 引导学生思考为什么车身需要设计成不同的曲线和曲面。

理论讲解：1. 介绍车成型面的概念和定义，解释其在汽车设计和制造中的作用。

2. 解释车成型面的基本术语，如凸起、凹陷、平滑过渡等。

3. 展示并解释车成型面的示意图，帮助学生理解不同曲线和曲面的作用和效果。

实践操作：1. 学生分成小组，每个小组配备一台电脑，并安装好CAD软件。

2. 指导学生打开CAD软件，并进行基本操作的介绍和演示。

3. 引导学生使用CAD软件进行车成型面的设计和建模。

4. 每个小组设计完成后，进行展示和讨论，分享各自的设计思路和成果。

拓展应用：1. 引导学生思考如何将车成型面与其他汽车设计元素（如车灯、车窗等）进行协调和整合。

2. 鼓励学生进行创新设计，尝试设计出独特而具有美感的车成型面。

3. 组织学生进行团队合作，共同设计一款完整的汽车外观，并进行展示和评选。

总结：1. 对学生进行回顾和总结，强调车成型面在汽车设计中的重要性。

2. 鼓励学生继续学习和探索汽车设计领域，并培养他们的创新思维和团队合作能力。

教学评估：1. 观察学生在实践操作中的表现，包括对CAD软件的熟练程度和车成型面设计的准确性。

2. 对学生进行小组展示和讨论时的参与度和贡献程度进行评估。

3. 收集学生的作品，评估其设计水平和创新程度。

教学延伸：1. 鼓励学生参加相关的汽车设计比赛或展览，展示他们的设计成果。

车成形面一、学习要求：1．了解车削成形面的几种方法.2．掌握用双手控制法车削成形面.二、使用工、量具90°偏刀45°弯刀车槽刀切断刀圆弧刀游标卡尺半径样板三、学习过程学习过程：根据斜率理论分析车削圆球面时双手的移动速度，来确定纵，横进给速度的快慢。

然后上机床练习用双手控制法车削圆球面，培养目测球形的能力和协调双手控制进给动作的技能。

四、相关工艺知识1．成形面带有曲线的零件表面叫成形面，也称特形面。

如手柄、圆球、凸轮等。

在车床上加工成形面，应根据成形面的特点、质量要求及批量大小等不同情况，分别采取不同的车削方法。

2．成形面的车削方法（1）用双手控制法车成形面(图5-1)操作方法是用双手同时摇动中、小滑板手柄，通过双手的协调动作，使车刀的运动轨迹作曲线运动，从而车出成形面。

图5-1 双手控制法车成形面在生产中，通常是左手控制中滑板手柄，右手控制小滑板手柄。

但考虑到劳动强度和操作者的习惯，也可采用左手控制床鞍手柄和右手控制中滑板手柄的方法同时协调动作来进行加工。

双手控制法车成形面特点是灵活、方便，不需要其它辅助工具，但完全依靠劳动者的个人操作，需较高的技术水平，加工难道大、效率低、表面加工质量差、精度不高。

因此，这种方法只适用于精度要求不高，单件或小批量的成形面工件的生产。

（2）用成形刀车成形面把刀刃形状刃磨成和工件成形面形状相似的车刀叫做成形刀(也称样板刀)。

车削大圆角、内外圆弧槽、曲面狭窄而变化较大或数量较多的成形面工件时，常采用成形刀车削法。

其加工精度主要靠刀具保证。

由于切削时接触面较大，切削抗力也较大，容易出现振动和工件移位。

因此，要求操作中切削速度应取小些，工件的装夹必须牢靠。

1)普通成形刀这种成形刀与普通车刀相似，如图 5-2 所示。

精度要求不高时，可用样板对照，用手工刃磨切削刃；精度要求较高时，切削刃可在工具磨床上刃磨。

2)圆形成形刀这种成形刀做成圆轮形，在圆轮上开有缺口，以形成前刀面和主削刃，并安装在弹性刀杆上，以减小在切削中的振动。

【组织教学】检查学生出勤，作好学生考勤记录。

强调课堂纪律，活跃课堂气氛。

强调实习纪律，做好安全文明生产。

【复习巩固】1.复习上次课主要学习了外切槽刀和切断刀的几何角度；外切槽刀、切断刀的刃磨要求和安装要点；车削外沟槽和切断的方法；沟槽的检查和测量；内沟槽车刀的种类；车削和测量内沟槽的方法；端面槽的种类；端面槽车刀的特点；车削和测量端面槽的方法。

播放了切槽和切断的视频。

同学们也进行了相应的练习。

通过讲解和演示及练习，使学生进一步增强对重点内容的认识和理解。

更加深了对车外圆锥的感性认识。

2.提问1）切断刀刃磨注意点有哪些？2）切断的方法有哪些？3）简述内沟槽的加工步骤。

4）简述车端面直槽的加工步骤。

3.作业讲评作业完成情况统计表【课题导入】先展示图11-1所示的机床操作手柄，最好是高年级车削后抛光的工件，而非购买来的镀铬件。

再出示一个苹果和苹果削皮器，演示苹果削皮的过程。

多媒体展示单球手柄等成形面零件，播放加工成形面和表面修饰的视频。

成形面的加工和表面修饰象生动形地展现给学生，进一步加深对所学内容的感性认识，提高了同学们的兴趣。

机床操作手柄a）摇手柄b）单球手柄c）三球手柄【讲授新课】任务一双手控制法车成形面和修光一、车成形面的方法二、双手控制法车单球手柄1．圆弧车刀。

2．球体部分的长度计算。

3．进给速度分析。

4．车单球手柄的步骤。

三、表面修光的方法1．锉刀修整的操作方法。

2．砂布抛光的操作方法。

四、成形面的检测【技能训练】（4小时）一、目标任务1．了解车成形面的常用方法及所有的刀具。

2．掌握球体部分的长度计算。

3．学会用双手控制法车单球手柄。

4．学会简单的表面修光方法以及成形面的检测方法。

二、示范操作刃磨圆弧车刀、双手控制法车单球手柄、成形法和仿形法车成形面、锉刀和砂布修整抛光成形面、检测成形面。

三、分组练习按课题小组轮流练习，完成本次课的训练任务。

四、巡回指导1．身体不准靠近旋转表面，严格通电，确保设备和人身安全。

数控车工教案成形面类零件加工程序的编制课题成形面类零件加工程序的编制总课时2 主备人课型备课时间研讨时间投放时间教学目标初步掌握成形面加工编程的工艺知识懂得加工成形面刀具的选择能掌握加工圆弧的顺逆方向的判断，熟悉G02/G03的指令格式。

懂得机床的保养和切削加工时的安全知识。

教学重难点掌握成形面的加工方法正确选择圆弧的加工方式教学准备教学设计教学内容师生活动复备栏一、相关工艺知识：1.成形面加工方法成形面加工一般分为粗加工和精加工。

圆弧加工的粗加工与一般外圆、锥面的加工不同。

曲线加工的切削用量不均匀，背吃刀量过大，容易损坏刀具，在粗加工中要考虑加工路线和切削方法。

其总体原则是在保证背吃刀量尽可能均匀的情况下，减少走刀次数及空行程。

（1）粗加工凸圆弧表面圆弧表面为凸表面时，通常由两种加工方法，车锥法（斜线法）和车圆法（同心圆）法，两种加工方法如图1所示：图1 圆弧凸表面车削方法○1车锥法教师通过图示，讲解切削方法，并比较不同车削方法的优劣车锥法就是加工时先将零件车成圆锥，最后再车成圆弧的方法。

一般适用于圆心角小于90°的圆弧，如图8－1（a）所示。

图中AB为圆锥的极限位置，即车锥时加工路线不能超过AB线，否则因过切而无法加工圆弧。

采用车锥法需计算A、B两点的坐标值，方法如下：R=CD22=-.0=RCF414RR2==.0=AC586CFRBC()0A-点坐标.0R，586R()R-点坐标.0R，B586○2车圆法车圆法就是用不同半径的同心圆弧车削，逐渐加工处所需圆弧的方法。

此方法数值计算简单，编程方便，但空行程时间较长，如图1（b）所示。

车圆法适用于圆心角大于90°的圆弧粗车。

（2）粗加工凹圆弧表面当圆弧表面为凹表面时，其加工方法有等径圆弧形式（等径不同心）、同心圆形式（同心不等径）、梯形形式和三角形形式，如图2所示：图 2圆弧凹表面车削方式四种方式车削其各自特点如下：1）等径圆弧形式：计算和编程最简单，但走刀路线较其他几种方式长。

数控车床上成形面的编程与加工摘要对于成形面零件的数控加工，手工编程和自动编程均可实现其加工程序的编制。

本文主要阐述在数控车削加工中手工编制成形面加工程序的方法以及在数控加工中需注意的加工事项。

关键词成型面；数控编程；注意事项在数控机床加工过程中，经常遇到工件轮廓是由圆弧和圆弧、圆弧和直线相切、相交而构成的一些成型面零件，如各类手摇柄、单球手柄、双球手柄及一些简单工艺品等。

对这些零件的加工，在普通机床上加工需要成形刀或靠操作者用双手同时操作完成，难度系数较大。

而运用数控车削技术加工成形面就显得容易得多，只需按照数控系统编程的格式及要求，编写出相应的圆弧插补程序段，就可实现对成形面的加工。

但在编写程序的过程中，基点或节点的计算相对而言，具有一定的难度，编程者可以选择手工编程或自动编程的方式来计算相关的基点或节点的坐标。

在手工编程中，对于简单的回转体零件，编程者可通过利用勾股定理、三角函数、平面几何等相关数学计算来得到基点坐标；对于复杂回转体零件的圆弧与圆弧相切、相交则要通过给定零件图的相关尺寸，采用解析几何列解方程来求解。

在自动编程中，编程人员需借助一定的软件，根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。

自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。

实现自动编程的CAM软件常用的有UG，PRO/E，MASTERCAM，CAXA等，可以实现多轴联动的自动编程并进行仿真模拟。

下面采用手工编程的方式介绍车削圆球体（图1）的具体步骤。

1 工艺分析1.1 机床选择根据工件的形状及结合学校的现有资源，选用FANUCOi—TA系列的CK6132数控车床（前置刀架）进行本工件的加工。

1.2 夹具选择采用三爪自定心卡盘进行工件的定位与装夹。

1.3 刀具选择1）刀宽5 mm的切槽刀——完成?20外圆槽的加工；2）带有断削槽的90°正偏刀——完成右半球的粗、精车削加工；3）带有断削槽的90°反偏刀——完成左半球的粗、精车削加工；4）45°端面刀——采用手动切削右端面。