项目四 内形车削加工 任务一

1、项目四项目四 内形的车削加工内形的车削加工任务一任务一 内阶梯孔编程与加工内阶梯孔编程与加工v 解读图解读图4-1-1 4-1-1 所示阶梯孔的加工程序，画出刀具的加工轨迹，提取加工工所示阶梯孔的加工程序，画出刀具的加工轨迹，提取加工工艺路线和加工工艺参数，并完成阶梯孔的加工。结合阶梯孔加工涉及的内艺路线和加工工艺参数，并完成阶梯孔的加工。结合阶梯孔加工涉及的内孔刀具选择、镗孔车刀安装和刃磨、麻花钻安装与找正、工序安排原则等孔刀具选择、镗孔车刀安装和刃磨、麻花钻安装与找正、工序安排原则等相关知识的学习，完成图相关知识的学习，完成图4-1-14-1-1所示带槽轴的编程、加工和检测；同时，针所示带

2、槽轴的编程、加工和检测；同时，针对带槽轴的加工相关知识的难点和加工过程中的问题进行分析讨论。对带槽轴的加工相关知识的难点和加工过程中的问题进行分析讨论。 任务描述任务描述图图4-1-1 阶梯孔阶梯孔 技术要求技术要求（毛坯尺寸（毛坯尺寸3030* *4545，零件材料尼龙棒，参考工时，零件材料尼龙棒，参考工时3030分钟）分钟）v 1 1、能够说出工步、工序安排遵循的原则，能够合理安排端面、能够说出工步、工序安排遵循的原则，能够合理安排端面、外圆、孔等数控车削加工的先后顺序。外圆、孔等数控车削加工的先后顺序。v 2 2、能够根据图样上孔的尺寸，合理选择内孔镗刀，并能独立完、能够根据图样上孔的尺

3、寸，合理选择内孔镗刀，并能独立完成内孔镗刀的安装及找正。成内孔镗刀的安装及找正。v 3 3、能够说出镗孔车刀的刃磨方法，并能根据图样要求刃磨镗孔、能够说出镗孔车刀的刃磨方法，并能根据图样要求刃磨镗孔刀。刀。v 4 4、能够根据所选麻花钻，手动完成麻花钻的钻孔加工，同时能、能够根据所选麻花钻，手动完成麻花钻的钻孔加工，同时能够运用够运用G90G90、G71G71等基本指令，合理安排孔加工的切削参数，完成等基本指令，合理安排孔加工的切削参数，完成阶梯孔编程与加工阶梯孔编程与加工. .【工作准备工作准备】v 本任务加工如图本任务加工如图6-16-1所示阶梯孔零件，毛坯尺寸为所示阶梯孔零件，毛坯尺寸为

4、35354545，材料为，材料为4545钢，单件。该零件外形简单，只需加工外圆和钢，单件。该零件外形简单，只需加工外圆和内孔，试编写其数控加工程序并进行加工内孔，试编写其数控加工程序并进行加工 . . v 1 1、零件应按工序检查，验收；、零件应按工序检查，验收；v 2 2、在本道工序检查合格后，方可转入下一道工序；、在本道工序检查合格后，方可转入下一道工序；v 3 3、加工后的工件不允许有毛刺；、加工后的工件不允许有毛刺；v 4 4、加工后的工件转至下一任务继续使用、加工后的工件转至下一任务继续使用. .【相关知识相关知识】v 一、在机械设备上常见有各种轴承套、齿轮及带轮等一些带内套及内腔的

5、一、在机械设备上常见有各种轴承套、齿轮及带轮等一些带内套及内腔的零件，因支撑、连接配合的需要，一般都将它们做成带圆柱的孔、内锥、零件，因支撑、连接配合的需要，一般都将它们做成带圆柱的孔、内锥、内沟槽和内螺纹等一些形状，此类件称为内套、内腔类零件。内沟槽和内螺纹等一些形状，此类件称为内套、内腔类零件。v 1 1技术要求技术要求v （1 1）内套、内腔类零件一般都要求具有较高的尺寸精度，较小的表面粗糙）内套、内腔类零件一般都要求具有较高的尺寸精度，较小的表面粗糙度和较高的形位精度，在车削安装套类零件时关键的是要保证位置精度要度和较高的形位精度，在车削安装套类零件时关键的是要保证位置精度要求。求。v

6、 （2 2）内轮廓加工刀具回旋空间小，刀具进退刀方向与车外轮廓时有较大区）内轮廓加工刀具回旋空间小，刀具进退刀方向与车外轮廓时有较大区别，编程时进退刀尺寸必要时需仔细计算。别，编程时进退刀尺寸必要时需仔细计算。v （3 3）内轮廓加工刀具由于受到孔径和孔深的限制刀杆细而长，刚性差，切）内轮廓加工刀具由于受到孔径和孔深的限制刀杆细而长，刚性差，切削用量选择，特别是进给量和背吃刀量的选择较切外轮廓时的稍小。削用量选择，特别是进给量和背吃刀量的选择较切外轮廓时的稍小。v （4 4）内轮廓切削时切削液不易进入切削区域，切屑不易排出，切削温度可）内轮廓切削时切削液不易进入切削区域，切屑不易排出，切削温度

7、可能会较高，镗深孔时可以采用工艺性退刀，以促进切屑排出。能会较高，镗深孔时可以采用工艺性退刀，以促进切屑排出。【相关知识相关知识】v （5 5）内轮廓切削时切削区域不易观察，加工精度不易控制，大批量生产时）内轮廓切削时切削区域不易观察，加工精度不易控制，大批量生产时测量次数需安排多一些。测量次数需安排多一些。v 2 2车削工艺与编程特点车削工艺与编程特点v （1 1）内孔一般不会太复杂，加工工艺常采用钻）内孔一般不会太复杂，加工工艺常采用钻粗镗粗镗精镗，孔径较小时精镗，孔径较小时可采用手动方式或可采用手动方式或MDIMDI方式方式“钻钻铰铰” ” 加工。加工。v （2 2）大锥度锥孔和较深的弧

8、形槽、球窝等加工余量较大的表面加工可采用）大锥度锥孔和较深的弧形槽、球窝等加工余量较大的表面加工可采用固定循环编程或子程序编程，一般直孔和小锥度锥孔采用钻孔后两刀镗出固定循环编程或子程序编程，一般直孔和小锥度锥孔采用钻孔后两刀镗出即可。即可。v （3 3）较窄内槽采用等宽内槽切刀一刀或两刀切出（槽深时中间退一刀以利）较窄内槽采用等宽内槽切刀一刀或两刀切出（槽深时中间退一刀以利于断屑和排屑），宽内槽多采用内槽刀多次切削成型后精镗一刀。于断屑和排屑），宽内槽多采用内槽刀多次切削成型后精镗一刀。v （4 4）切削内沟槽时，进刀采用从孔中心先进）切削内沟槽时，进刀采用从孔中心先进Z Z方向，后进方向，

9、后进X X方向，退刀方向，退刀时先退少量时先退少量+X+X，后退，后退Z Z方向，为防止干涉，退方向，为防止干涉，退+X+X方向时退刀尺寸必要时需方向时退刀尺寸必要时需计算。计算。【相关知识相关知识】v （5 5）中空工件的刚性一般较差，装夹时应选好定位基准，控）中空工件的刚性一般较差，装夹时应选好定位基准，控制夹紧力大小，以防止工件变形，保证加工精度。制夹紧力大小，以防止工件变形，保证加工精度。v （6 6）工件精度较高时，按粗精加工交替进行内、外轮廓切削）工件精度较高时，按粗精加工交替进行内、外轮廓切削，以保证形位精度。，以保证形位精度。v （7 7）换刀点的确定要考虑镗刀刀杆的方向和长度

10、，以免换刀）换刀点的确定要考虑镗刀刀杆的方向和长度，以免换刀时刀具与工件、尾架（可能有钻头）发生干涉。时刀具与工件、尾架（可能有钻头）发生干涉。【相关知识相关知识】v 二、装刀与对刀二、装刀与对刀v 1.1.安装车刀安装车刀v 内孔车刀的安装内孔车刀的安装v 刀尖应与工件中心等高或稍高刀尖应与工件中心等高或稍高v 刀柄伸出刀架不宜过长刀柄伸出刀架不宜过长v 刀柄基本平行于工件轴线刀柄基本平行于工件轴线v 盲孔车刀装夹时，主刀刃应与孔底平成盲孔车刀装夹时，主刀刃应与孔底平成3 3 5 5，在车平面，在车平面时要求横向有足够的退刀余量时要求横向有足够的退刀余量【相关知识相关知识】v 2.2.刀位点

11、和对刀刀位点和对刀v 刀位点是指在加工程序编制中用以表示刀具特征的点。刀位点是指在加工程序编制中用以表示刀具特征的点。v 在执行加工程序前，需调整每把刀的刀位点，使其尽量与某一在执行加工程序前，需调整每把刀的刀位点，使其尽量与某一理想基准点重合，这一过程称为对刀。理想基准点可以设在基理想基准点重合，这一过程称为对刀。理想基准点可以设在基准刀的刀尖上，也可以设定在对刀仪的定位中心上。准刀的刀尖上，也可以设定在对刀仪的定位中心上。v 刀位点也是对刀和加工的基准点，对刀的好与差，将直接影响刀位点也是对刀和加工的基准点，对刀的好与差，将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。到加工程序的编制及零件的

12、尺寸精度。【相关知识相关知识】v 3 3、车孔的关键技术、车孔的关键技术v 增加内孔车削的刚度增加内孔车削的刚度v (1)(1)尽量选择粗的刀杆尽量选择粗的刀杆v (2)(2)伸出长度尽可能短（一般比加工孔长伸出长度尽可能短（一般比加工孔长)5)56mm6mm，车孔前先用内孔刀在孔，车孔前先用内孔刀在孔内试内试 走一遍。走一遍。v (3)(3)刀尖要对准工件中心，刀杆与轴线平行。刀尖要对准工件中心，刀杆与轴线平行。v (4)(4)精车内孔时，应保持刀刃锋利，否则容易产生让刀现象，把孔车成锥形精车内孔时，应保持刀刃锋利，否则容易产生让刀现象，把孔车成锥形。v 控制切屑的流出方向来解决排屑问题控制

13、切屑的流出方向来解决排屑问题v (1)(1)精车通孔时，要求采用正刃倾角，使切屑流向待加工表面（前排屑）。精车通孔时，要求采用正刃倾角，使切屑流向待加工表面（前排屑）。v (2)(2)加工盲孔时，采用负刃倾角，使切屑从孔口排出。加工盲孔时，采用负刃倾角，使切屑从孔口排出。【相关知识相关知识】v 三、指令：内外圆粗车复合循环三、指令：内外圆粗车复合循环v 为进一步简化编程为进一步简化编程, ,减少计算量而特别提供复合循环切减少计算量而特别提供复合循环切削功能削功能. .编程时只加工出加工形状的轨迹编程时只加工出加工形状的轨迹, ,系统可以自动决定中系统可以自动决定中途粗车的刀具路径。途粗车的刀具

14、路径。v 1 1 车削内孔的指令格式车削内孔的指令格式v 1) GO1 X_ Z _ F_ 1) GO1 X_ Z _ F_v 2 G71 U_ R_; 2 G71 U_ R_;v G71 P_ Q_ U_ W_ F_ S_ T_; G71 P_ Q_ U_ W_ F_ S_ T_;v v 加工内孔时循环指令的起点要定在内侧加工内孔时循环指令的起点要定在内侧v 为了防止在换刀时碰撞到被加工工件或夹具，除特殊情况为了防止在换刀时碰撞到被加工工件或夹具，除特殊情况外，换刀点都应设置在被加工零件的外面，并留有一定的安全外，换刀点都应设置在被加工零件的外面，并留有一定的安全区。区。注意注意【应用训练应

15、用训练】v 1.1.指定加工工艺指定加工工艺v 零件图工艺分零件图工艺分v 本任务中的零件需要加工内孔本任务中的零件需要加工内孔2525，同时还要控制长度尺寸，同时还要控制长度尺寸40mm40mm。尺寸标。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为注完整，轮廓描述清楚。零件材料为4545钢，无热处理和硬度要求。钢，无热处理和硬度要求。v 根据以上分析，可采用以下两点工艺措施：根据以上分析，可采用以下两点工艺措施：v 对图样上给定尺寸，编程时全部取其基本尺寸。对图样上给定尺寸，编程时全部取其基本尺寸。v 为了便于确定总长，坯件左端面应先车出来，再加持左端加工右端面及为了便于确定总长，坯件左端面应先车

16、出来，再加持左端加工右端面及40mm40mm外圆。外圆。v 选择设备选择设备v 根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求，故选用根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求，故选用GSK928TCGSK928TC型数控卧式车床。型数控卧式车床。v 确定零件的定位基准和装夹方式确定零件的定位基准和装夹方式v 定位基准定位基准v 确定坯料轴线和左端大端面为定位基准。确定坯料轴线和左端大端面为定位基准。v 装夹方式装夹方式v 利用三爪自定心卡盘定心卡紧。利用三爪自定心卡盘定心卡紧。v 确定加工顺序及进给路线确定加工顺序及进给路线v 加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先

17、从右到左加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留进行粗车（留0.5mm0.5mm精车余量），然后从右到左进行精车。精车余量），然后从右到左进行精车。v a a、外圆粗车与精车采用同一把刀。、外圆粗车与精车采用同一把刀。v b b、用三爪自定心卡盘卡持左端，棒料伸出卡爪外、用三爪自定心卡盘卡持左端，棒料伸出卡爪外43mm.43mm.v c c、先用、先用9090硬质合金右偏刀片端面保证总长硬质合金右偏刀片端面保证总长. .v d d、用尾座手动钻、用尾座手动钻23mm23mm。v e e、加工完再换内孔镗刀粗车内孔径向留、加工完再换内孔镗刀粗车内孔径向留0.8

18、mm0.8mm精车余量，精车孔径至尺寸精车余量，精车孔径至尺寸。【应用训练应用训练】v 刀具选择刀具选择v 由于该零件批量为单件，由于该零件批量为单件，v a a车端面，粗车及精车均选用一把车端面，粗车及精车均选用一把9090硬质合金偏刀即可；硬质合金偏刀即可；v b b、车内孔选择刀宽有断屑槽的、车内孔选择刀宽有断屑槽的9090内孔机夹镗刀。内孔机夹镗刀。v c c、23mm23mm麻花钻头。麻花钻头。v 切削用量选择切削用量选择v 背吃刀量的选择背吃刀量的选择v 轮廓粗车时选轮廓粗车时选=0.6mm=0.6mm，精车时选，精车时选=0.4mm=0.4mm。v 主轴转速的选择主轴转速的选择v

19、 查表查表3-23-2选粗车切削速度选粗车切削速度vc=100m/minvc=100m/min、精车切削速度、精车切削速度vc=60m/minvc=60m/min，然后利，然后利用公式用公式vc= vc= 计算主轴转速计算主轴转速n n（粗车直径（粗车直径d=30mmd=30mm，精车工件直径取平均，精车工件直径取平均值）：粗车值）：粗车450r/min450r/min、精车、精车550r/min550r/min。【应用训练应用训练】v 进给速度的选择进给速度的选择v 查表查表3-33-3、表、表3-43-4选择粗车、精车每转进给量再根据加工的实际情况确定粗选择粗车、精车每转进给量再根据加工的

20、实际情况确定粗车每转进给量为车每转进给量为0.2mm/r0.2mm/r，精车每转进给量为，精车每转进给量为0.1mm/r0.1mm/r，然后根据公式，然后根据公式vf=nfvf=nf计算粗车、精车进给速度分别为计算粗车、精车进给速度分别为90mm/min90mm/min和和55mm/min55mm/min。v 确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定工件坐标系、对刀点和换刀点v 确定以工件右端面与轴心线的交点确定以工件右端面与轴心线的交点O O为工件原点，建立为工件原点，建立XOZXOZ工件坐标系。采工件坐标系。采用手动试切对刀方法把点用手动试切对刀方法把点O O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下

21、（作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下（X00X00，Z30Z30）处。）处。v 填写数控加工工艺卡片填写数控加工工艺卡片v 综合前面分析的各项内容，并将其填入表综合前面分析的各项内容，并将其填入表4-1 -1 4-1 -1 所示的数控加工工艺卡片所示的数控加工工艺卡片中。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加中。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。主要内容包括工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具工的指导性文件。主要内容包括工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。及切削用量等。【应用训练应用训练】【应用训练应用训练】表表4

22、-1 -1 4-1 -1 数控加工工艺卡片数控加工工艺卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号短轴工序号程序编号夹具名称使用设备车间001三爪卡盘数控车床数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主 轴 转 速（r/min）进 给 速 度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1车端面T012525700手动2粗车内孔T0218450801.0自动3精车内孔T0218550600.5自动编制审核批准年月日共页第页【应用训练应用训练】 22编制加工程序编制加工程序v O0001O0001； 程序号程序号v N10 G98; N10 G98; v N20 S700 M03; N20 S700 M0

23、3; 主轴正转主轴正转v N30 T0101; N30 T0101; 换换1 1号刀外圆车刀，取号刀外圆车刀，取1 1号号刀具补偿值刀具补偿值v N40 G00 X45.0 Z3.0; N40 G00 X45.0 Z3.0; 快速到达起刀点快速到达起刀点v N50 G01 Z0 F140; N50 G01 Z0 F140; 车端面车端面v N60 X0N60 X0v N70 G00 X45 Z3.0;N70 G00 X45 Z3.0;v N80 G90 X40.0 Z-30.0; N80 G90 X40.0 Z-30.0; 粗车粗车3030外圆外圆v N90 X35.0 ;N90 X35.0

24、;v N100 X31.0 ;N100 X31.0 ;v N110 X30.0 F80; N110 X30.0 F80; 精车精车3030外圆外圆v N120 G0 X100.0 Z80.;N120 G0 X100.0 Z80.;v N130 T0202;N130 T0202;v N140 G00 X35.0 Z-30.0;N140 G00 X35.0 Z-30.0;v N150 G01 X0 F55; N150 G01 X0 F55; 切断工件切断工件v N160 G00 X100.0 Z80.0;N160 G00 X100.0 Z80.0;v N170 M30. N170 M30. 程序结

25、束。程序结束。v O0002O0002； 程序号程序号v N10 G98; N10 G98; 设置工件坐标系设置工件坐标系v N20 S450 M03; N20 S450 M03; 主轴正转主轴正转v N30 T0101; N30 T0101; 换换1 1号刀内孔镗刀，取号刀内孔镗刀，取1 1号号刀具补偿值刀具补偿值v N50 G00 X15.0 Z3.0; N50 G00 X15.0 Z3.0; 快速到达起刀点快速到达起刀点v N60 G71 U2 R1;N60 G71 U2 R1;【应用训练应用训练】 22编制加工程序编制加工程序v G71 P70 Q110 U-0.5 W0 F100 S

26、800 N110 G71 P70 Q110 U-0.5 W0 F100 S800 N110 定义粗车循环参数定义粗车循环参数v N70 G1 X1O S600 F80N70 G1 X1O S600 F80v Z0 Z0； v N80 Z-15.0; N80 Z-15.0; v N90 X18.5 ; N90 X18.5 ; v N100 Z-31.0 ; N70 N100 Z-31.0 ; N70 N110N110定义精加工路线定义精加工路线v N110 X16.0 ; N110 X16.0 ; v ;N120 G70 P70 Q110 ;N120 G70 P70 Q110 v N200 G0

27、0 X100.0 Z80.0; N200 G00 X100.0 Z80.0;v N210 M30. N210 M30. 程序结束。程序结束。【应用训练应用训练】 22编制加工程序编制加工程序v 输入并检查程序输入并检查程序v 将验证了的程序，通过面板输入到数控系统中，并检查输入正将验证了的程序，通过面板输入到数控系统中，并检查输入正误。误。v 对刀对刀v 程序校验运行（校验时，锁定机床）程序校验运行（校验时，锁定机床）v 程序进行加工程序进行加工v 完成工件加工，并检测完成工件加工，并检测v 车床的维护与保养车床的维护与保养v 完成引导操作加工后，结合相关知识的学习。制定图完成引导操作加工后，结合相关知识的学习。制定图4-1-24-1-2所示零件的加工工艺，并进行编程加工。所示零件的加工工艺，并进行编程加工。【应用训练应用训练】 33工件加工