項(xiàng)目四 盤套類零件的工藝設(shè)計(jì)及編程

項(xiàng)目四教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目導(dǎo)入1相關(guān)知識(shí)2項(xiàng)目實(shí)施3小結(jié)4盤套類零件的加工工藝端面深孔鉆削循環(huán)指令G74端面粗車復(fù)合循環(huán)指令72徑向切槽循環(huán)指令G75切槽相關(guān)知識(shí)鏈接重點(diǎn)：盤套類類零件的工藝性分析1編程指令G72、G74、G75的應(yīng)用2難點(diǎn)：

盤套類零件合理的加工工藝的編寫1盤套類零件的工藝編制方法及編程方法3裝夾方案、工藝參數(shù)及切削刀具的正確選擇31.掌握數(shù)控系統(tǒng)的G72、G74、G75等指令的編程格式及應(yīng)用；2.掌握盤套類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工工藝特點(diǎn)，正確分析腔體零件的加工工藝；3.掌握盤套類零件的工藝編制方法及編程方法【知識(shí)目標(biāo)】1．能正確分析盤類零件圖紙（會(huì)分析零件圖紙技術(shù)要求，會(huì)檢查零件圖的完整性和正確性，會(huì)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性），并進(jìn)行相應(yīng)的工藝處理2.能正確選擇短套零件、盤類零件裝夾方案，正確選擇加工設(shè)備、切削刀具與切削參數(shù)，會(huì)編寫數(shù)控加工工藝卡【能力目標(biāo)】一、項(xiàng)目導(dǎo)入如圖所示為軸套類零件，毛坯為Ф60×65的棒料，材料為45＃鋼，要求分析零件的加工工藝，填寫工藝文件，編寫零件的加工程序。

盤類零件一般指徑向尺寸比軸向尺寸大，且最大與最小內(nèi)外圓直徑差較大，并以端面面積大為主要特征的零件，套類零件一般由外圓、內(nèi)孔、端面、臺(tái)階和溝槽等組成二、相關(guān)知識(shí)（一）盤套類零件的加工工藝1．盤套類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求結(jié)構(gòu)特點(diǎn)盤類零件表面不僅有形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度的要求,而且位置精度要求較高,有的零件壁較薄,加工中容易變形，盤套類零件主要靠車削加工，

法蘭盤透蓋套環(huán)滑動(dòng)軸承套氣缸套盤盤類零件技術(shù)要求1）尺寸精度和幾何形狀精度套類零件的內(nèi)圓表面是起支承或?qū)蜃饔玫闹饕砻妫ǔＥc運(yùn)動(dòng)著的軸、刀具或活塞相配合。內(nèi)圓直徑：尺寸精度一般為IT7，精密的軸套有時(shí)達(dá)IT6；形狀精度應(yīng)控制在孔徑公差以內(nèi)，一些精密軸套的形狀精度則應(yīng)控制在孔徑公差的1/2～1/3，甚至更嚴(yán)。對(duì)于長(zhǎng)的套筒零件，形狀精度除圓度要求外，還應(yīng)有圓柱度要求。外圓表面：是自身的支承表面，常以過(guò)盈配合或過(guò)渡配合同箱體、機(jī)架上的孔相連接。外圓直徑的尺寸精度一般為IT7～I(xiàn)T6，形狀精度控制在外徑公差以內(nèi)。內(nèi)、外圓之間的同軸度是套類零件最主要的相互位置精度要求，一般為0.005～0.01mm。當(dāng)套類零件的端面(包括凸緣端面)在工作中須承受軸向載荷，或雖不承受軸向載荷，但加工時(shí)用作定位面時(shí)，則端面對(duì)內(nèi)孔軸線應(yīng)有較高的垂直度要求，一般為0.05～0.02mm。2）相互位置精度為保證零件的功用和提高其耐磨性內(nèi)圓表面粗糙度值應(yīng)為1.6～0.1μm，要求更高的內(nèi)圓，值應(yīng)達(dá)到0.025μm。外圓的表面粗糙度值一般為3.2～0.4μm。3）表面粗糙度2．盤套類零件的孔加工特點(diǎn)及常用加工方法（1）盤套類零件孔加工特點(diǎn)①孔加工是在工件內(nèi)部進(jìn)行的，觀察切削情況比較困難，尤其是小孔、深孔更為突出；②刀桿尺寸由于受孔徑和孔深的限制，既不能粗，又不能短，所以在加工小而深的孔時(shí)，刀桿剛性很差；③排屑和冷卻困難；④當(dāng)工件壁較薄時(shí)，加工時(shí)工件容易變形；⑤測(cè)量孔比測(cè)量外圓困難；（2）盤套類零件孔加工的方法加工內(nèi)孔是盤套類零件的特征之一，不同精度要求的孔常用的加工工藝路線參見教材P127頁(yè)表4－1所示。1）鉆孔刀具：麻花鉆尺寸精度：一般可達(dá)到IT11～I(xiàn)T12表面粗糙度：Ra12.5～25麻花鉆擴(kuò)孔刀具：有麻花鉆（低精度）和擴(kuò)孔鉆（高精度）等，擴(kuò)孔鉆加工精度：尺寸精度：IT10～I(xiàn)T11；表面粗糙度Ra達(dá)6.3～12.5μm。2）擴(kuò)孔擴(kuò)孔是指用擴(kuò)孔刀具擴(kuò)大工件的孔徑鉸孔余量：一般粗鉸的余量為0.15～0.3mm，精鉸為0.04～0.15mm鉸孔精度：加工精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T8，Ra可達(dá)1.6～0.43）鉸孔用鉸刀從被加工孔的孔壁上切除微量金屬，使孔的精度和表面質(zhì)量得到提高的加工方法，稱為鉸孔。鉸孔刀具：鉸刀4）車（鏜）孔車刀種類：通孔車刀、不通孔車刀安裝：刀尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工件中心，刀桿與內(nèi)孔中心線平行，刀桿伸出長(zhǎng)度略長(zhǎng)于被加工孔的長(zhǎng)度。通孔車刀：刀具安裝受孔深的影響，刀桿伸出較長(zhǎng)，刀具剛性差。為了減小徑向切削抗力，防止車孔時(shí)振動(dòng)，主偏角應(yīng)取得大些，一般取60°～75°；為減小刀具副后刀面與孔壁的摩擦，副偏角也應(yīng)取得較大，一般在15°～30°；為了防止內(nèi)孔車刀后刀面和孔壁的摩擦，同時(shí)又考慮不使刀具的強(qiáng)度下降，在實(shí)際加工中，一般建議將車刀后角刃磨成雙后角。通孔車刀結(jié)構(gòu)參數(shù)裝夾式通孔車刀

內(nèi)孔（通孔）車刀結(jié)構(gòu)與形狀整體式通孔車刀

不通孔（盲孔）車刀：是用來(lái)車不通孔和臺(tái)階、圓弧等形狀的。切削部分的幾何形狀與90°外圓車刀基本相似，它的主偏角大于90°，后角的要求和通孔車刀一樣，不同之處是不通孔車刀的刀尖位刀具的最前端，當(dāng)加工平底孔時(shí)，要求刀尖到刀桿外端的距離小于內(nèi)孔半徑R，使內(nèi)孔刀刀桿不與孔壁發(fā)生碰撞。不通孔車刀結(jié)構(gòu)參數(shù)裝夾式不通孔車刀內(nèi)孔（不通孔）車刀結(jié)構(gòu)與形狀整體式不通孔車刀

3．車（鏜）內(nèi)孔的關(guān)鍵技術(shù)解決內(nèi)孔車刀的剛性問(wèn)題和內(nèi)孔車削過(guò)程中的排屑問(wèn)題

（1）盡量增加刀桿的截面積，但不能碰到孔壁。通常內(nèi)孔車刀的刀尖位于刀柄的上面，這樣刀柄的截面積較小，只有孔截面積的1/4左右；若使內(nèi)孔車刀的刀尖位于刀柄的中心線上，那么刀柄在孔中的截面積可大大地增加。（2）刀桿伸出的長(zhǎng)度盡可能縮短，以增加車刀刀柄剛性，減少切削過(guò)程中的振動(dòng)。（3）控制切屑流出方向通孔采用正刃傾角的內(nèi)孔車刀，使切屑流向待加工表面（前排屑）；盲孔采用負(fù)刃傾角的內(nèi)孔車刀，使切屑流向待加工表面（后排屑）（4）充分加注切削液切削液有潤(rùn)滑、冷卻、清洗、防銹等作用，孔加工時(shí)應(yīng)保證切削區(qū)域切削液澆注充分，以減少工件的熱變形，提高零件的表面質(zhì)量。（5）合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量孔加工時(shí)由于加工空間狹小，刀具剛性不足，所以刀具一般要比較鋒利，且切削用量比外圓加工時(shí)要選得小些。4．孔加工的工藝方法①車削孔徑要求不高、孔徑又小的，如螺紋底孔，可直接用鉆頭鉆削②車削圓柱孔，孔徑要求較高或深孔，可采用端面深孔加工循環(huán)G74的車削方法加工，或采用外圓、內(nèi)圓車削循環(huán)（G90）的車削方法加工。③車削有圓弧、臺(tái)階多、圓錐的內(nèi)孔，可采用外圓粗車循環(huán)G71、端面粗車循環(huán)G72的車削方法加工。④車削內(nèi)槽可采用端面車削循環(huán)G94或外圓、內(nèi)圓切槽循環(huán)G75的車削方法加工。5．盤套類零件的定位與裝夾方法粗基準(zhǔn)：粗基準(zhǔn)盡量選擇不加工表面或牢固、可靠的表面。精基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)盡量滿足基準(zhǔn)重合原則，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)重合。（1）基準(zhǔn)的選擇（2）常用裝夾方法1）一次裝夾2）以內(nèi)孔為基準(zhǔn)裝夾當(dāng)需以內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)保證工件的同軸度和垂直度要求時(shí)，零件要先進(jìn)行內(nèi)孔加工至圖紙要求，再按孔的尺寸配置芯軸。常用的芯軸：圓柱芯軸、錐度芯軸、脹力芯軸等①圓柱心軸圓柱芯軸特點(diǎn)：圓柱心軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，夾緊力較大，定心精度較低。圓柱表面與工件定位配合，并保持較小的間隙，工件靠螺母壓緊

②脹力心軸特點(diǎn)：裝夾方便，定位精度高，同軸度一般可達(dá)0.01～0.02mm。適用：零件的精加工和半精加工依靠錐形彈性套受軸向力擠壓而產(chǎn)生徑向彈性變形而定位夾緊工件脹力芯軸③錐度心軸心軸的外圓呈錐體，錐度為1：1000至1：5000。工件壓入錐度心軸時(shí)，工件孔產(chǎn)生彈性變形而脹緊工件，并借壓合處的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。特點(diǎn)：心軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，不需要夾緊元件，心軸與安裝孔之間無(wú)間隙，故定位精度高，但能承受的切削力小，工件在心軸的軸線位移誤差較大，不能加工端面，裝夾不太方便；適用：同軸度要求較高工件的精加工錐度芯軸3）以外圓為基準(zhǔn)定位裝夾以外圓為精基準(zhǔn)終加工內(nèi)孔，為獲得較高的位置精度夾具：彈性膜片卡盤、液性塑料夾具、經(jīng)修磨后的三爪自定心卡盤及軟爪等

三爪自定心卡盤配合軟爪加工軸套6、防止套筒變形的工藝措施①為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進(jìn)行；并嚴(yán)格控制精加工的切削用量，以減少零件加工時(shí)的變形；②為減少熱處理變形的影響，熱處理工序應(yīng)置于粗加工之后、精加工之前，使熱處理引起的變形在精加工中得以糾正。③減少夾緊力的影響，工藝上可以采取以下措施：改變夾緊力的方向，即變徑向夾緊為軸向夾緊，使夾緊力作用在工件剛性較好的部位；當(dāng)需要徑向夾緊時(shí)，為減少夾緊變形使變形均勻，應(yīng)盡可能使徑向夾緊力沿圓周均勻分布，加工中可用開口過(guò)渡套或彈性套及扇形夾爪來(lái)滿足要求；制造工藝凸邊、工藝?yán)呋蚬に嚶菁y，屆時(shí)夾工藝凸邊或用螺母夾緊，以減少夾緊變形。7．盤套類零件孔徑的測(cè)量（1）內(nèi)徑千分尺測(cè)量當(dāng)孔的尺寸小于25mm時(shí)，可用內(nèi)徑千分尺測(cè)量孔徑

內(nèi)徑千分尺測(cè)量孔徑（2）內(nèi)徑百分表測(cè)量采用內(nèi)徑百分表測(cè)量零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件內(nèi)孔直徑，用外徑千分尺將內(nèi)徑百分表對(duì)“零”后，進(jìn)行測(cè)量，取測(cè)得的最小值為孔的實(shí)際尺寸。

（二）端面粗車復(fù)合循環(huán)指令（G72）G72指令適合于粗車軸向余量大于徑向余量且需多次走刀才能完成的棒料毛坯的內(nèi)、外徑多臺(tái)階軸或孔的加工，所加工的零件要求符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調(diào)增大或單調(diào)減小的特點(diǎn)。編程格式：G72W(△d)R(e)；G72P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)；N（ns）……；……S(s)F(f)；……N(nf)……；其中：

△d：每次切削背吃刀量，即X軸向的進(jìn)刀深度,以半徑值表示，一定為正值。e：每次切削結(jié)束的退刀量；ns：精車加工程序第一個(gè)程序段的順序號(hào)；nf：精車加工程序最后一個(gè)程序段的順序號(hào)；△u：x方向精加工余量的大小和方向，以直徑值表示；△w：z方向精加工余量的大小和方向；f、s、t：包含在ns到nf程序段中的任何F、S或T功能在粗加工循環(huán)中被忽略，而在G72程序段中的F、S或T功能有效。①G72指令必須帶有P、Q地址，否則不能進(jìn)行該循環(huán)加工②在ns的程序段中應(yīng)包含G00/G01指令，進(jìn)行由A到A′的動(dòng)作，且該程序段中不應(yīng)編有X向移動(dòng)指令。③

在順序號(hào)為ns到順序號(hào)為nf的程序段中，可以有G02/G03指令，但不應(yīng)包含子程序。注意：例4－1

編制如圖所示零件的加工程序，循環(huán)起點(diǎn)在A（80，1），切削深度2mm。退刀量1mm，X方向精加工余量為0.2mm，Z方向精加工余量為0.5mm，其中雙點(diǎn)劃線部分為工件毛坯。O4001；G50X150.Z200.T0100；G96S150.；

G50S2500M03；

G00X80.Z1.T0101M08；

G72W2.R1.；

G72P10Q20U0.2W0.5F0.25；N10G00G41Z－50.；G01X54.Z－40.S180.F0.07；Z－30.；G02U－8.W4.R4.；G01X30.；Z－15.；U－16.；G03U-4.W2.R2.；Z－2.；U－6.W3.；N20G00G40X50.；G00X150.Z200.T0100；T0202；X80.Z1.；G70P10Q20；G00X150.Z200.T0200；M30；（三）端面深孔鉆削循環(huán)指令（G74）G74指令本來(lái)用于端面縱向斷續(xù)切削，實(shí)際多用于深孔鉆削加工，故也稱之為深孔鉆削循環(huán)。用于內(nèi)外圓的斷續(xù)切削，端面圓環(huán)槽的斷續(xù)切削，若省略X和I、D的指令，則可用于鉆深孔加工。編程格式：G74R(e)；G74X（u）Z(W)P(△i)Q(△k)R(△d)F（f）；端面深孔鉆削循環(huán)G74其中：

e：每次沿Z方向切削△k后的退刀量。沒(méi)有指定R(e)時(shí)，用參數(shù)也可以設(shè)定。X：B點(diǎn)的X方向絕對(duì)坐標(biāo)值。U：A到B沿X方向的增量。Z：C點(diǎn)的Z方向絕對(duì)坐標(biāo)值。W：A到C沿Z軸方向的增量?！鱥：X方向的每次循環(huán)移動(dòng)量（無(wú)符號(hào)，單位：微米）（直徑）△k：Z方向的每次切削移動(dòng)量（無(wú)符號(hào)，單位：微米）?！鱠：切削到終點(diǎn)時(shí)X方向的退刀量（直徑），通常不指定，省略X(U)和△i時(shí)，則視為0。f：進(jìn)給速度。注意：對(duì)于程序段中的△i、△k值，在FANUC系統(tǒng)中，不能輸入小數(shù)點(diǎn)，而直接輸入最小編程單位。例4－2

加工如圖所示的端面環(huán)形槽及中心孔零件，編寫加工程序。

說(shuō)明：以工件右端面中心為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，切槽刀（T01）刀寬為3㎜，以左刀尖為刀位點(diǎn)；選擇φ10鉆頭（T02）進(jìn)行中心孔加工。O4002；

T0101；（切槽）

G97M03S600；

G00X24.Z2.；

G74R0.3；

G74X20.Z-5.P2000Q2000F0.1；

G00X100.Z50.；

T0202；（鉆孔）

G00X0Z2；

G74R0.3；

G74Z-28Q2000F0.08；

G00X100Z50；

M05；

M30；

（四）徑向切槽循環(huán)指令（G75）G75用于徑面的斷續(xù)切削，外圓槽的斷續(xù)切削，若省略Z和K、D的指令，則可用于切斷或切窄槽加工。編程格式：G75R(e)；G75X(U)Z(W)P(Δi)Q(Δk)R(Δd)F(f）；其中：

e：每次沿X方向切削△i后的退刀量。另外，用參數(shù)（No056）也

可以設(shè)定，根據(jù)程序指令，參數(shù)也改變。X：C點(diǎn)的X方向絕對(duì)坐標(biāo)值。U：A到C的增量。Z：B點(diǎn)