數(shù)控車削編程與加工 課件項目5 盤類零件加工

典型零件數(shù)控車床加工技術(shù)

任務(wù)1內(nèi)圓表面加工方案的選擇知識目標(biāo)：1.了解套類零件的功用、結(jié)構(gòu)、材料、類型及主要技術(shù)要求；

2.掌握內(nèi)圓表面的加工方法、范圍及實現(xiàn)的精度等級及表面粗糙度；

3.掌握內(nèi)圓表面常用加工方案的選用。技能目標(biāo)：能夠選擇內(nèi)圓表面的加工方法，確定合理的加工方案。套類零件加工工藝

任務(wù)1內(nèi)圓表面加工方案的選擇任務(wù)描述

如圖2-1所示為套類零件的零件圖，試根據(jù)零件圖給出的相關(guān)信息，分析了解套類零件的功用、結(jié)構(gòu)、材料、類型及主要技術(shù)要求，確定套類零件內(nèi)圓表面加工方案。

任務(wù)1內(nèi)圓表面加工方案的選擇圖2-1套套類零件的主要加工表面為內(nèi)、外圓表面。內(nèi)圓，常簡稱孔，也是組成機械零件的基本表面。在加工內(nèi)圓表面時，首先應(yīng)了解內(nèi)圓表面的技術(shù)要求、掌握內(nèi)圓表面的各種加工方法所能達(dá)到的精度等級，才能在加工過程中，根據(jù)零件的技術(shù)要求，選擇相應(yīng)的加工方法，確定合理的加工方案。任務(wù)分析

1、功用和種類一、套類零件的功用、種類及結(jié)構(gòu)特點圖2-2套類零件示例加工表面主要為回轉(zhuǎn)面：內(nèi)、外圓柱面；長度一般大于直徑；形狀精度和位置精度要求較高，表面粗糙度較?。豢妆谳^薄，加工中易變形。

2、結(jié)構(gòu)特點二、內(nèi)圓表面的主要技術(shù)要求（1）內(nèi)圓表面直徑的尺寸精度一般為IT7，精密的軸套達(dá)IT6。形狀精度主要是圓度，長的套類零件還需考慮圓柱度，形狀誤差一般應(yīng)控制在孔徑公差的范圍內(nèi)，精密套類零件內(nèi)圓表面的圓度、圓柱度誤差則應(yīng)控制在孔徑公差的1/2~1/3，甚至更小。（2）外圓表面直徑的尺寸精度一般為IT7~IT6，形狀誤差應(yīng)控制在其直徑公差范圍內(nèi)。尺寸與形狀精度內(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。外圓軸線相對內(nèi)圓軸線的同軸度公差一般為φ0.05~φ0.01mm當(dāng)套類零件的端面、凸緣端面在工作中需承受軸向載荷或在加工時用作定位基準(zhǔn)時，端面、凸緣端面對內(nèi)圓軸線應(yīng)有較高的垂直度要求，其垂直度公差一般為0.05~0.02mm位置精度內(nèi)圓表面：表面粗糙度Ra值為1.6~0.1μm，精密套類零件為Ra0.025μm外圓表面：表面粗糙度Ra值為3.2~0.4μm表面粗糙度圖2-1套中，Ф15內(nèi)孔的尺寸公差為0.02mm，長度尺寸公差為0.36mm，表面粗糙度Ra值為0.4μm；內(nèi)孔Ф20未標(biāo)注公差，表面粗糙度Ra值為3.6μm。分析說明圖2-1所示軸承套的主要技術(shù)要求有哪些？

1、材料毛坯內(nèi)孔直徑小于Ф20mm者大多選擇型材棒料?？讖捷^大，長度較長的零件常用無縫鋼管或帶孔的鑄鍛件。

2、毛坯材料選擇主要取決于工作條件。常用：鋼（低、中碳鋼、合金鋼）鑄鐵青銅黃銅三、套類零件的材料和毛坯圖2-1套的材料為45鋼，該套形狀簡單，精度要求中等，內(nèi)孔尺寸不大，故選用外徑為Ф35mm的棒料。分析說明圖2-1所示套類零件材料和毛坯？四、內(nèi)圓表面的加工設(shè)備回轉(zhuǎn)體零件上的內(nèi)圓表面，在車床和磨床上加工；非回轉(zhuǎn)體零件上的內(nèi)孔可在鉆床、鏜床、銑床和加工中心上進行。孔的加工方法有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、磨孔和車孔等。（一）鉆孔、擴孔和鉸孔1.鉆削加工設(shè)備（1）臺式鉆床適于鉆削中、小型工件上的小孔，只能手動進給，自動化程度較低，主要適用于單件、小批生產(chǎn)。五、加工方法鉆孔——用鉆頭在實體材料上加工孔的方法。1）鉆孔的特點及應(yīng)用加工精度低是孔的粗加工，加工精度可達(dá)IT8～I(xiàn)T6，表面粗糙度可達(dá)Ra1.6～0.8μm。刀具剛度差，易磨損。生產(chǎn)效率低由于排屑散熱困難，冷卻差，切削溫度高，限制了切削速度，故效率低。鉆孔直徑一般不超過50mm。（1）鉆孔（2）磨孔

用磨削加工工件內(nèi)圓表面的方法。磨孔屬于孔的精加工方法之一，加工精度可達(dá)IT6，表面粗糙度可達(dá)Ra0.8～0.2μm。可獲得較高的尺寸精度和表面質(zhì)量，還可提高孔的形狀和位置精度。砂輪直徑受到孔徑限制，磨削速度難以提高，磨具剛性差，易震動。砂輪易堵塞、磨削時不易觀察，冷卻條件差。用于高硬度材料的磨削。1.磨孔的特點2.磨削內(nèi)圓表面的方法（1）縱向磨削法圖2-18內(nèi)圓表面的磨削圖2-18內(nèi)圓表面的磨削（2）橫向磨削法研磨時加工精度可達(dá)IT5以上，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.012～0.015μm。生產(chǎn)率低，不能糾正孔的位置誤差。研磨內(nèi)圓柱面3.研磨孔

珩磨——利用珩磨工具對工件表面施加一定壓力，珩磨工具同時作相對旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運動，切除工件上極小余量的光整加工方法。圖2-19內(nèi)圓表面的珩磨1、低精度的加工方案六、內(nèi)圓表面加工方案的選擇對加工精度低、未淬硬鋼材、鑄鐵件及有色金屬件，經(jīng)一次鉆孔即可達(dá)到要求。加工精度可達(dá)IT10，表面粗糙度可達(dá)Ra50～12.5μm。2、中等精度的加工方案對于精度要求中等的未淬硬鋼件、鑄鐵件及有色金屬件，孔徑小于φ20時，采用鉆孔—擴孔；孔徑大于φ20時，采用鉆孔—鏜孔。加工精度可達(dá)IT10～

IT9，表面粗糙度可達(dá)Ra6.3～3.2μm。3、較高精度的加工方案對于加工精度較高（除淬火鋼外）內(nèi)表面，孔徑小于φ20時，采用鉆孔—鉸孔；孔徑大于φ20時，采用鉆孔—擴孔—鉸孔或鉆孔—鏜孔—磨孔。加工精度可達(dá)IT8～

IT7，表面粗糙度可達(dá)Ra1.6～0.4μm。4、高精度的加工方案對于精度要求很高的內(nèi)孔表面，孔徑小于φ12時，采用鉆孔—粗鉸—精鉸；孔徑大于φ12時，采用鉆孔—擴孔—粗鉸孔—精鉸孔或鉆孔—擴孔—粗磨孔—精磨孔—珩磨孔。加工精度可達(dá)IT7～

IT6，表面粗糙度可達(dá)Ra0.8～0.4μm?？椎募庸し桨傅倪x擇可參考表2-1

小結(jié)內(nèi)圓表面加工了解內(nèi)圓表面技術(shù)要求選擇加工方法—車削、磨削加工；掌握其能實現(xiàn)的精度等級和表面粗糙度確定合理的加工方案訓(xùn)練環(huán)節(jié)1觀察套類零件，分析零件圖

如圖2-1所示零件圖，完成以下4個小任務(wù)。訓(xùn)練環(huán)節(jié)2掌握內(nèi)圓表面的加工設(shè)備和加工方法

完成6個小任務(wù)。

訓(xùn)練環(huán)節(jié)3內(nèi)圓表面加工方案的選擇

如圖2-1所示零件圖，完成以下4個小任務(wù)。任務(wù)實施謝謝觀看THANKS主講人：莫國偉典型零件數(shù)控車床加工技術(shù)遼寧機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)講師2020年4月主講教師：莫國偉●情境二

任務(wù)2套類零件的加工質(zhì)量分析知識目標(biāo)：

1.了解加工精度的基礎(chǔ)知識；

2.掌握工藝系統(tǒng)的幾何誤差對加工精度的影響。技能目標(biāo)：能夠分析套類零件內(nèi)圓表面產(chǎn)生誤差的原因，并提出解決措施。如圖2-31所示，在鏜床上鏜孔時，加工后的孔出現(xiàn)橢圓或不規(guī)則圓形誤差，試分析產(chǎn)生此誤差的原因及改進措施。圖2-31零件內(nèi)孔加工后的形狀任務(wù)描述圖2-31所示的零件，其內(nèi)圓柱表面加工后呈橢圓或不規(guī)則圓形，這是加工內(nèi)孔表面時經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量問題。在查找加工誤差產(chǎn)生的原因時，應(yīng)根據(jù)實際問題具體分析，針對性地采取措施減小加工誤差，提高加工精度。任務(wù)分析任務(wù)實施問題解析套類零件的加工質(zhì)量問題如圖2-31所示，在鏜床上鏜孔時，加工后的孔出現(xiàn)橢圓或不規(guī)則圓形誤差，試分析產(chǎn)生此誤差原因及改進措施。分析步驟：（1）確定加工誤差形式圓度誤差（2）全面分析，查找原因主軸純徑向跳動造成橢圓狀圓度誤差在鏜床上加工孔時，主軸純徑向跳動導(dǎo)致中心線在X坐標(biāo)方向作簡諧振動，主軸每轉(zhuǎn)一周其軸心線在X坐標(biāo)軸上振動一個周期，最終鏜出的孔呈橢圓形。主軸的純角度擺動造成橢圓狀圓度誤差任務(wù)實施（3）改進措施提高主軸回轉(zhuǎn)運動精度設(shè)法使回轉(zhuǎn)精度不依賴于機床主軸。如采用鏜模夾具加工，刀桿與主軸為浮動聯(lián)接，工件的加工精度僅由刀桿和導(dǎo)套的配合質(zhì)量決定，保證工件的加工精度。任務(wù)實施訓(xùn)練環(huán)節(jié)套類零件的加工質(zhì)量分析

如圖2-34所示，在鏜床上鏜孔時，加工后的孔出現(xiàn)圓柱度誤差，試分析產(chǎn)生此誤差的原因及改進措施。圖2-34零件內(nèi)孔加工后的形狀謝謝觀看THANKS主講人：莫國偉典型零件數(shù)控車床加工技術(shù)遼寧機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)講師2020年4月主講教師：莫國偉內(nèi)孔零件加工訓(xùn)練 ◎掌握內(nèi)輪廓加工的編程指令

◎?qū)W會內(nèi)輪廓加工的對刀方法

◎掌握常見內(nèi)輪廓的加工方法

◎掌握內(nèi)輪廓加工刀具移動路線

◎掌握內(nèi)輪廓的檢測方法內(nèi)圓的加工

任務(wù)描述本任務(wù)主要是訓(xùn)練學(xué)生掌握工件上內(nèi)圓的基本加工方法。零件如圖3.1所示，毛坯尺寸：mm，材料為45號鋼，分析零件加工工藝，編寫加工程序。圖3.1內(nèi)圓加工零件圖及三維效果圖訓(xùn)練項目

技能目標(biāo)●掌握數(shù)控車床上鉆孔、鏜孔加工的基本方法●掌握鉆頭的安裝●掌握鏜刀的安裝和對刀操作●掌握通孔加工工藝知識準(zhǔn)備

1．鉆孔基礎(chǔ)（1）中心孔的作用和種類。圖3.2用頂尖安裝定位示意圖圖3.3中心孔的類型

①A型中心孔。②B型中心孔。圖3.3中心孔的類型（續(xù)）

③C型中心孔。④D型中心孔。（2）中心鉆。

圖3.4常用中心鉆（3）鉆孔的基本原理。

圖3.5數(shù)控車床鉆孔原理（4）麻花鉆的裝夾方法。

①麻花鉆在刀架上的裝夾方法。圖3.6鉆頭在刀架上的安裝形式②麻花鉆在尾座上的裝夾方法。圖3.7麻花鉆在尾座上的裝夾方法（5）鉆孔的加工方法。

①鉆孔前，先平端面，中心處不留凸頭，否則容易使鉆頭歪斜，影響正確定心。

②鉆頭裝入尾座套筒后，需校正鉆頭軸心線和工件回轉(zhuǎn)中心重合，以防孔徑擴大和鉆頭折斷。

③把鉆頭引向工件端面時，不可用力過大，以防損壞工件和折斷鉆頭。

④用較長鉆頭鉆孔時，為防止鉆頭跳動，可在刀架上夾一銅棒或擋鐵，如圖3.8所示。圖3.8刀架夾銅棒防止鉆頭跳動示意圖（5）鉆孔的加工方法。

⑤孔加工時，先用中心鉆定心，再用麻花鉆鉆孔，使加工出的孔內(nèi)外同軸，尺寸正確。

⑥孔加工一段后，需退出鉆頭，停車測量孔徑，以防孔徑擴大，工件報廢。

⑦鉆深孔時，切屑不易排出，必須經(jīng)常退出鉆頭，清除切屑。（5）鉆孔的加工方法。

⑧當(dāng)鉆頭將要把孔鉆穿時，因鉆頭橫刃不再參加切削，阻力大大減小，進刀時，就會覺得手輪搖起來很輕松，這時，必須減小進給量，否則會使鉆頭的切削刃“咬”在工件孔內(nèi)，損壞鉆頭，或使鉆頭的錐柄在尾座錐孔內(nèi)打滑，把錐孔和錐柄咬毛。

⑨當(dāng)鉆削不通孔時，為了控制深度，可應(yīng)用尾座套筒上的刻度。（5）鉆孔的加工方法。

圖3.9鏜刀裝夾不正產(chǎn)生現(xiàn)象示意圖（1）鏜刀裝夾方法。2．鏜孔基礎(chǔ)

圖3.10薄壁工件的變形示意圖（3）薄壁套筒工件的裝夾。為減少薄壁工件的變形，可采用以下方法。

①工件加工時分粗車和精車，粗車時，夾緊些；精車時，夾得松些，以減少變形。

②采用開縫套筒，由于開縫套筒的接觸面積大，夾緊力均勻分布在工件上，不易產(chǎn)生變形。

③采用軟爪卡盤，軟爪卡盤接觸面積大，定位精度好，可以減少變形。（4）鏜內(nèi)圓加工方法。鏜內(nèi)圓加工時，循環(huán)點坐標(biāo)位置選取要適當(dāng)，防止鏜刀后壁與孔壁發(fā)生碰撞。（5）鏜內(nèi)圓加工冷卻。用硬質(zhì)合金鏜刀鏜內(nèi)圓時，一般不需要加冷卻液。鏜鋁合金內(nèi)圓時，不要加切削液，因為水和鋁容易起化合作用，會使加工表面產(chǎn)生小針孔。精加工鋁合金時，使用煤油較好。3．內(nèi)圓加工相關(guān)編程指令（1）鉆孔加工編程指令。圖3.11深孔鉆削循環(huán)示意圖格式：G74R（e）_；

G74Z（W）_Q（Δk）_F_；式中：

e——退刀量；

Z（W）——鉆削深度；

Q（Δk） ——每次鉆削長度（不加符號）。（2）鏜內(nèi)圓加工編程指令。圖3.12G90內(nèi)圓加工循環(huán)示意圖格式：G90X（U）_Z（W）_F_；式中：

X、Z ——絕對編程時，表示切削終點C在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

U、W ——相對編程時，表示切削終點C相對于循環(huán)起點B的有向距離；

F ——刀具進給速度。4．常見的內(nèi)圓檢測方法可采用內(nèi)卡鉗、游標(biāo)卡尺、塞規(guī)和內(nèi)徑百分表檢測內(nèi)圓，如圖3.13所示。圖3.13內(nèi)圓的檢測方法用內(nèi)徑表測量時，要注意以下兩方面。（1）長指針和短指針應(yīng)結(jié)合觀察，以防指針多轉(zhuǎn)一圈。（2）短指針位置基本符合，長指針轉(zhuǎn)動至“零”位線附近時，應(yīng)防止“+”、“?”數(shù)值搞錯。4．常見的內(nèi)圓檢測方法工藝分析1．零件幾何特點零件加工面主要為端面、倒角以及內(nèi)圓，尺寸如圖3.1所示，棒料伸出卡盤長度為20mm。任務(wù)實施2．選擇工具、量具和刀具（1）工具選擇。（2）量具選擇。（3）刀具選擇。圖3.14內(nèi)圓加工所需主要刀具3．制定加工工藝路線（1）平端面、倒角。（2）鉆中心孔。（3）鉆孔。（4）粗、精車內(nèi)圓至尺寸。4．切削用量選擇

內(nèi)圓的加工工藝分析如表3.1所示。5．參考加工程序

5．參考加工程序

5．參考加工程序

1．加工準(zhǔn)備（1）檢查毛坯尺寸。（2）開機、回參考點。（3）裝夾工件和刀具。（4）程序輸入。6．加工操作2.對刀（1）X方向?qū)Φ?。?）Z方向?qū)Φ丁?/p>

3．程序模擬加工

4．自動加工及尺寸控制圖3.15內(nèi)圓車刀對刀示意圖零件加工結(jié)束后，檢測結(jié)果按表3.2要求填寫。檢測評分（1）裝夾鉆頭時，鉆頭軸心線和工件軸心線要一致，否則鉆頭容易折斷。（2）在裝夾鉆頭锪錐形套前，必須把鉆頭錐柄、尾座套筒和錐形套擦拭干凈。任務(wù)反饋（3）鏜內(nèi)圓時，應(yīng)盡量增加刀桿的截面積，這樣可增強鏜刀的剛性，切削時不容易產(chǎn)生振動。（4）鏜刀桿伸出長度應(yīng)盡可能縮短。謝謝觀看THANKS主講人：莫國偉典型零件數(shù)控車床加工技術(shù)遼寧機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)講師2020年4月主講教師：莫國偉內(nèi)孔圓弧零件加工訓(xùn)練 ◎掌握內(nèi)輪廓加工的編程指令

◎?qū)W會內(nèi)輪廓加工的對刀方法

◎掌握常見內(nèi)輪廓的加工方法

◎掌握內(nèi)輪廓加工刀具移動路線

◎掌握內(nèi)輪廓的檢測方法任務(wù)描述本任務(wù)主要是訓(xùn)練學(xué)生掌握工件上內(nèi)圓弧面的基本加工方法。零件如圖3.22所示，毛坯尺寸：mm，材料：45號鋼，分析零件加工工藝，編寫加工程序。內(nèi)孔圓弧零件加工訓(xùn)練圖3.22內(nèi)圓弧加工零件圖及三維效果圖訓(xùn)練項目

技能目標(biāo)●熟練掌握數(shù)控車床上鉆孔、鏜孔加工的基本方法●熟練掌握鏜刀的安裝和對刀操作●掌握內(nèi)圓弧面的加工工藝●掌握內(nèi)圓弧面尺寸的測量方法知識準(zhǔn)備

1．車內(nèi)圓弧刀具選用技巧加工內(nèi)圓弧面前需先用麻花鉆鉆孔（含用中心鉆鉆中心孔），加工內(nèi)圓弧選用的內(nèi)圓車刀的主、副偏角應(yīng)足夠大，防止發(fā)生干涉；當(dāng)內(nèi)圓弧無預(yù)制孔時，內(nèi)圓車刀主偏角必須大于90°，如圖3.23所示。圖3.23主偏角不同內(nèi)圓弧面加工刀具示意圖圖3.24內(nèi)腔軸向進刀加工示意圖內(nèi)圓弧加工工藝設(shè)計技巧內(nèi)圓弧面加工相關(guān)編程指令（1）內(nèi)圓弧面加工編程指令。格式：G18G02（G03）X_Z_R_F_；式中：

X、Z ——圓弧終點坐標(biāo)；

R

——圓弧半徑；

F ——圓弧插補進給速度。（2）回參考點指令。

格式：G28X_Z_；式中：

X、Z——指定中間點的坐標(biāo)。（3）返回固定點指令。

格式：G29X_Z_；式中：

X、Z——參考點返回目標(biāo)點的坐標(biāo)。4．內(nèi)圓弧面的檢測內(nèi)圓弧表面用半徑樣板檢測，表面粗糙度用表面粗糙度樣板比對。工藝分析

1．零件幾何特點零件加工面主要為端面、倒角以及內(nèi)圓。尺寸如圖3.22所示，棒料伸出卡盤長度為50mm。任務(wù)實施2．選擇工具、量具和刀具

（1）工具選擇。（2）量具選擇。（3）刀具選擇。3.27內(nèi)圓弧面加工所需刀具3．制定加工工藝路線（1）平端面。（2）粗、精車外圓。（3）鉆中心孔。（4）鉆孔。（5）粗車內(nèi)圓弧面和內(nèi)圓。（6）精車內(nèi)圓弧面和內(nèi)圓至尺寸。（7）切斷。4．基點坐標(biāo)計算5．切削用量選擇內(nèi)圓弧面的加工工藝分析如表3.7所示。6．參考程序6．參考程序6．參考程序6．參考程序

1．加工準(zhǔn)備（1）檢查毛坯尺寸。（2）開機、回參考點。（3）裝夾工件和刀具。（4）程序輸入。7．加工操作2.對刀（1）X方向?qū)Φ?。?）Z方向?qū)Φ丁?/p>

3．程序模擬加工

4．自動加工及尺寸控制零件加工結(jié)束后，檢測結(jié)果按表3.8要求填寫。8．檢測評分

（1）加工前檢查鏜孔刀是否干涉。（2）注意冷卻液澆注要充足。（3）車端面、鉆中心孔和鉆孔如采用手動方式加工，可不編寫程序。（4）鏜刀桿伸出長度應(yīng)盡可能縮短。如刀桿伸出過長，就會降低刀桿的剛性，容易引起振動和讓刀現(xiàn)象。因此，刀桿伸出長度只要略大于孔深即可。9．任務(wù)反饋謝謝觀看THANKS主講人：莫國偉典型零件數(shù)控車床加工技術(shù)遼寧機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)講師2020年4月主講教師：莫國偉內(nèi)錐孔零件加工訓(xùn)練 ◎掌握內(nèi)輪廓加工的編程指令

◎?qū)W會內(nèi)輪廓加工的對刀方法

◎掌握常見內(nèi)輪廓的加工方法

◎掌握內(nèi)輪廓加工刀具移動路線

◎掌握內(nèi)輪廓的檢測方法內(nèi)錐孔零件加工訓(xùn)練任務(wù)描述本任務(wù)主要是訓(xùn)練學(xué)生掌握工件上內(nèi)圓錐的基本加工方法。零件如圖3.17所示，毛坯尺寸mm，材料為45號鋼，分析零件加工工藝，編寫加工程序。圖3.17內(nèi)圓錐面加工零件圖及三維效果圖訓(xùn)練項目技能目標(biāo)●掌握數(shù)控車床上內(nèi)圓錐加工的基本方法●掌握鏜刀的安裝和對刀操作●掌握錐度的計算方法