《数控车床加工工艺与编程操作》课件-课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

《数控车床加工工艺与编程操作》课程(第2版）电子教案主编：任国兴学习重点：

掌握内外轮廓集一体的典型零件程序编制技巧，及在数控车床上车削基本操作的方法。学习目的：

（1）掌握在多步数控加工过程中进行中间检测方法，能够分析质量异常的原因，找出解决问题的途径和必要的处理。（2）能独立地选择并自行调整符合数控加工的有关切削用量。课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作11.1车削内外轮廓集一体零件的相关知识容

11.2

综合单件加工实例（1）

11.3综合加工实例（2）11.4综合加工实例（3）思考练习题

外轮廓、内腔集一体的零件，如一些机械上复杂的传动轴、轴承套、复合轴等它们大都具有带圆柱的孔、内锥、内螺纹、内沟槽和外锥、外螺纹、外沟槽及外曲面等是一种内、外形较复杂而加工又繁琐的常见综合零件。1．技术要求此类零件一般都要求具有较高的孔尺寸精度、圆度、圆柱度和表面粗糙度；具有较高的内孔与外圆的同轴度及端面与轴线的垂直度。2．零件加工特点（1）对于此类件一般都要经过调头装夹。（2）深孔加工，孔的轴线容易歪斜，钻孔时钻头易偏。（3）切屑不易排除，切削液不易进入切削区，因此切削温度高，冷却困难。（4）内腔加工，观察、测量困难，加工质量难保证。内容和工序。第一节车削内外轮廓集一体零件的相关知识课题十一内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

3．车削加工要点（1）加工此类零件在编程时先从工艺角度看，是否有接刀，根据实际需要编出内腔一组或两组程序，外轮廓一组或两组程序。（2）加工时先装夹加工内腔的所有刀具，对刀、调内腔程序加工内腔；加工完成后将刀具换下再装夹加工外轮廓的所有刀具，再一次对刀、调外轮廓程序加工直至完成整个零件的加工。（3）尽量将内腔或外轮廓能够全部车削一次完成，若实在无法完成应找好接刀点的位置，最好以内外台阶、变径、切槽处作为接刀点，尽量避免以内外圆柱面、内外锥面、内外圆弧面作为接刀点，以避免产生接痕影响内外表面质量。（3）调头装夹应垫铜皮或用软卡爪，夹紧力要适当不要将已加工好的外圆夹伤。4．刀具的装夹（1）对于一般数控机床刀架上装夹刀具的数量有限，而这种件所使用的刀具往往多达6～8把，因此需要在加工过程中停机进行手动换刀。（2）装夹内孔膛刀时要注意主切削刃应稍高于主轴线。因刀杆有“让刀现象”，并根据所加工孔的实际深度，决定刀杆伸出的长短。要适宜，既不能过短也不能过长。课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

第二节综合单件加工实例（1）【实例】加工锥孔复合件如图11－1所示。（一）刀具选择1．加工内腔刀具（1）有断削槽的90度重磨内孔镗刀，粗车、精车一把。（2）Ø25麻花钻头。2．加工外轮廓刀具（1）选机夹90度正偏刀（2）45度端面刀（3）60度螺纹刀（4）刀宽为4mm的切槽刀。（二）工艺分析课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作M55×2R8C3Ø40Ø300+0.0261540士0.22图11—1锥孔复合件毛坯：Ø85×42材料：Q235184×3Ø800-0.033.23.2

1．用卡盘装夹Ø90工件毛坯外圆车右端面。2．用Ø25麻花钻头钻通孔。3．用90度内孔镗刀粗车内孔，径向留0.6mm精车余量，轴向留0.5mm精车余量。4．用循环指令加工零件外轮廓粗、精车至尺寸并保证长度40士0.22mm处切断。5．由于刀架刀位数有限，所以内腔加工完工件不动，应换刀加工外轮廓。（三）相关计算1．外径公差取其中间值（略）。2．车削M55×2外螺纹要求外轮廓尺寸为：55-0.13P=54.743．M55×2外螺纹底径尺寸为：55-1.0825P=55-2.165=52.8354．内锥孔延长线Z=2处的X值，利用三角形之比，可求X=40.8。（四）参考程序【华中HNC－21T系统】（加工内腔程序）（T01为一号粗镗刀、T02为二号精镗刀）课题十一内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

%0110T0101（调一号粗镗刀，确定坐标系）M03S800（主轴正转、转速800r/min）G00X100Z100（到程序起点）G00X22Z2（到内孔循环起点）G72W1.5R1P10Q20X-0.6Z0.5F200（内端面粗车循环加工）G00X100Z100M05（退回换刀位置换刀）T0202（调二号精镗刀，确定坐标系）M03S1300（主轴正转、转速1300r/min）G00X22Z2（二号精镗刀到循环起点）N10G00Z-42（到精车起点处，内径延长线）G01X30.013（精加工轮廓开始点）W17(精车内孔部分尺寸)N20X40.8W27（精车内锥，并到延长线处）G00X100Z100（退回换刀位置换刀课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

M02（主程序结束）加工外轮廓程序（T01为一号粗车外圆刀、T02为二号精车外圆刀、T03为三号切槽刀、T04为四号螺纹刀）%0111T0101（调一号外圆刀，确定坐标系）G00X100Z100（到程序起点或换刀点位置）M03S800（主轴正转、转速800r/min）G00G42X80Z3（粗车刀加右刀补，到外圆循环点）G71U1.2R1.1P10Q20X0.8Z0.4F200（外轮廓粗车循环加工）G00G40X100Z100M05（粗车刀取消刀补回换刀点主轴停）T0202（调二号精车外圆刀，确定坐标系）M03S1200（主轴正转、转速1200r/min）G00G42X80Z3（精车刀右补偿，到外圆循环点）N10G00X42.74(移动到精车起点处)课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

G01X54.74Z-3Z-18X63.985(精车零件各部分尺寸)G03X79.985W-8R8N20G01Z-40G00G40X100Z100（精车刀取消刀补偿退回换刀点）M05T0303（调三号螺纹刀，确定坐标系）M03S500（主轴正转、转速500r/min）G00X58Z2（到螺纹循环起点处）G82X54Z-15F2X53.4（分三刀车削螺纹）X53X52.835X52.835（螺纹光整加工）G00X100Z100（返回对刀位置）M30课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

（五）注意事项：1．此件只须一次装夹，内腔、外轮廓都无接刀，严格保证轴向40士0.22的长度。2．内镗刀的刀杆伸出刀架的距离以能满足要求为准，不要伸出过长以改善其刚性，减少振动。

第三节综合加工实例（2）

【实例】

如图11－2，加工零件。课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作Ø800-0.028Ø600-0.034Ø500-0.025M30×1.5Ø36Ø304×2SR5R5c380士0.1516202736XC2Z图11－2毛坯：Ø85×74材料：45

(一)刀具选择1．加工内腔刀具（1）有断削槽的90度重磨内镗刀，粗精车共用一把（2）内槽刀，刀宽4mm（3）Ø25麻花钻头（4）60度内螺纹刀。２．加工外轮廓刀具（1）选机夹90度正偏刀，粗车与精车共用一把刀（2）45度端面刀（3）60度内螺纹刀。（二）工艺分析：（1）用卡盘装夹Ø85工件毛坯外圆，粗、精车右端面。（2）调头装夹Ø85工件毛坯外圆，粗、精车左端并保证长度80士0.15mm。（3）用Ø25麻花钻头钻通孔。（4）内腔粗车后径向留0.6mm精车余量，轴向留0.5mm精车余量。（5）外轮廓粗车后径向留0.8mm精车余量，轴向留0.4mm精车余量。课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

（6）由于内镗刀的限制，内锥不能倒向车削，所以在车内孔时须调头加工，调头时应用铜皮垫或做开口缝同轴套并在内槽处分界。（7）装夹车削加工M30×1.5处内孔、内沟槽、内螺纹和外圆Ø800-0.028保证公差尺寸，长度车至30mm以保证外轮廓接刀足够尺寸。

（8）调头装夹车削内锥侧内腔和外轮廓Ø500-0.025至SR5与Ø800-0.028交接处。（三）相关计算：（1）外径公差取其中间值；（略）（2）M30×1.5内螺纹处车削的内圆直径尺寸为：（30-1.0825P）-0.13P=（30-1.6238）-0.195≈28.175mm（3）内锥孔延长线Z=2处的X值，利用三角形之比可求X=36.75。（四）参考程序（FANUC系统：加工M30×1.5内孔、内沟槽、内螺纹与左侧Ø80外圆）（T01为一号内镗刀、T02为二号内槽刀、T03为三号内螺纹刀、04为四号外圆刀）O0102；T0101；（调一号镗刀，确定坐标系）M03S700；（主轴正转、转速700r/min）课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

G00X100.0Z100.0；（到程序起点）G40X22.0Z2.0M08；（到内孔循环起点）G71U2.0R0.5；G71P10Q20U—0.6W0.5F0.15；（内腔粗车循环加工）N10G00G41X33.805；（到精车起点处，加左刀补）G01X28.175Z—2F0.25；Z—42.0；N20G40X22.0；G70P10Q20；G00Z200.0M09；X100.0M05；（退回换刀位置换刀）T0202；（调二号内槽刀，确定坐标系）M03S400；（主轴正转、转速400r/min）G00X22.0；（车内槽）…………..T0303；（调三号内螺纹刀，确定坐标系）M03S500；（主轴正转、转速500r/min）G00X27.0Z2.0M08；（到螺纹循环起点处）课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

G92X29.0Z-41.0F1.5；（分三刀车削螺纹）……………

（返回对刀位置）M05；T0404；（调四号外圆刀，确定坐标系，加工外轮廓）M03S1000；（主轴正转、转速1000r/min）………….

M02；五、注意事项：１．根据零件特点此件因刀具干涉只有在外圆处接刀，所以加工时应注意找正。２．此件孔较深要注意钻孔时，钻头不要偏斜。3．内槽切削走刀一定要慢。课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

第四节综合加工实例（3）

【实例】加工如图11－3的复合轴零件。课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作20士0.033642X5×22—SR40Ø60157士0.12

图11－3毛坯：Ø85×160材料：45钢螺纹端面倒角为2×4503×1.5Ø500-0.04Ø450-0.0421.61.61.61.61.6Ø50M40×1.5—6gØ250-0.0214460AØ0.03AZ

（一）刀具选择１．加工内腔刀具（1）有断削槽的900重磨内镗刀，粗、精车共用一把；（2）Ø20麻花钻头；2．加工外轮廓刀具（1）机夹900正偏刀（2）450端面刀（3）刀宽3mm的切槽刀、刀宽为5mm切槽刀。（4）600外螺纹刀；二、工艺分析（1）用三爪卡盘装夹Ø85工件毛坯外圆用450端面刀粗、精车右端面。（2）此零件需要调头两端加工,第一次加工Ø450-0.042端外轮廓至整个圆弧球面结束，即：42mm分界处。（3）第二次调头用铜皮垫或做开口缝同轴套装夹左端保证长度157士0.12mm。（4）车内腔先用Ø20麻花钻头钻孔至60mm深度，粗车后径向留0.6mm精车余量，轴向留0.5mm精车余量。（5）外轮廓粗车后径向留0.8mm精车余量，轴向留0.4mm精车余量。三、相关计算：课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

四、参考程序：（华中系统：加工外轮廓左侧至整个圆弧球面结束）%1030（T01为一号外圆刀、T02为二号切槽刀刀宽3mm）T0101（调一号外圆刀，确定坐标系）G00X100Z100（到程序起点）M03S1000（主轴正转、转速1000r/min）G40X85Z2（取消补偿到外圆循环点）G71U1.2R1.1P10Q20X0.8Z0.4F200（外轮廓粗车循环加工）N10G42X44.979（加右刀补至精车外轮廓起点）………….N20G03W—52.915R40G00G40X100Z100（取消刀具半径补偿返回换刀点）M02T0202（调二号切槽刀，车槽）M03S400（主轴正转、转速400r/min）

G00X50Z—42.085（到车槽起点处）…………..M05课题十一、内外轮廓集一体的典型零件加工与操作

调头重新对刀，加工内孔%1031（T01为一号内镗刀）T0101（调一号内镗刀，确定坐标系）M03S500（主轴正转、转速500r/min）G00X100Z100（到程序起点）G00X18Z2（到内孔循环起点）G72W1.5R1P10Q20X—0.6Z0.5F150（内端面粗车循环加工）N10G00Z—44（到精车起点处，内径底）G01X24.989（精加工轮廓开始点）N20W46(精车内孔至延长线