數(shù)控車削加工技術(shù) 課件 王振 項(xiàng)目7、8 端面切削工藝及編程、內(nèi)孔切削工藝及編程

教學(xué)目標(biāo)

【知識(shí)目標(biāo)】

理解端面切削的特點(diǎn)，根據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)；

端面車削應(yīng)認(rèn)真分析切削區(qū)域，合理設(shè)計(jì)切削路線和切削用量；

認(rèn)真理解G01、G72、G70的外圓切削指令的應(yīng)用；7端面切削工藝及編程

【能力目標(biāo)】

通過端面切削實(shí)踐體會(huì)端面輪廓切削工藝、編程、加工操作要點(diǎn)。認(rèn)真體會(huì)端面加工質(zhì)量控制的方法。

【素質(zhì)目標(biāo)】

培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力；

培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、成員協(xié)調(diào)能力和決策能力；

培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的責(zé)任感和良好的工作習(xí)慣；7端面切削工藝及編程7.1端面車削工藝

7.1端面車削工藝

一、工藝分析端面是軸類零件組成的基本要素，要掌握軸類零件的加工，首先要掌握端面加工的知識(shí)。圖3-2所示的軸正是由外圓與端面組成的7.1.1工藝分析

二、相關(guān)工藝知識(shí)1、外圓與端面的技術(shù)要求1）尺寸精度分析：外圓尺寸有φ470-0.10mm，它的上偏差為0mm，下偏差為-0.10mm,公差為0.10，長(zhǎng)度尺寸有40±1mm、122±0.1mm。2）形位精度分析：外圓有圓度○、圓柱度形狀要求，端面有平面度形狀要求。外圓的兩素線與端面有垂直度⊥要求。3）表面粗糙度分析：零件各表面的表面粗糙度公差為Ra=3.2μm,

車削加工可以達(dá)到。7.1端面車削工藝7.1.2相關(guān)工藝知識(shí)

2、車削外圓與端面的車刀車削該軸可選用90°、45°車刀，如圖6-1所示。90°車刀可用于車削外圓，也可用于車削端面；45°可用于車削端面與倒1×45°角。7.1.2相關(guān)工藝知識(shí)7.1端面車削工藝

3、車削外圓與端面時(shí)車刀安裝的工藝要求車削外圓車刀與車削端面時(shí)車刀的安裝要求和方法基本相同，車刀安裝得是否正確，將直接影響切削能否順利進(jìn)行和工件的加工質(zhì)量。即使刃磨合理的車刀，如果安裝得不正確，也會(huì)改變車刀工作時(shí)的實(shí)際角度。因此車刀安裝后，必須保證做到：(1)車刀的伸出長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，否則在切削過程中會(huì)減弱刀桿的剛性，容易產(chǎn)生振動(dòng)，影響工件的表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞車刀。通常車削外圓時(shí)，在不影響切削和觀察的情況下，盡量縮短車刀伸出刀架部分的長(zhǎng)度，一般為刀桿厚度的1.5倍左右為宜。

7.1端面車削工藝7.1.3車削外圓與端面時(shí)車刀安裝的工藝要求

(2)車刀下面的墊片數(shù)量不宜過多，否則易使車刀在加工中產(chǎn)生振動(dòng)。通常在保證車刀高度的情況下，盡量減少墊片數(shù)量，且墊片要平整，并應(yīng)與刀架前端對(duì)齊，以防止車刀產(chǎn)生振動(dòng)。

(3)壓緊車刀用的螺釘不可少于兩個(gè)，否則在車削過程中易使車刀走動(dòng)，而影響工件的加工，因此，為確保車刀裝夾的可靠，車刀至少要用兩個(gè)螺釘壓緊在刀架上，并輪流逐個(gè)擰緊。7.1端面車削工藝7.1.3車削外圓與端面時(shí)車刀安裝的工藝要求

(4)車刀的刀尖不宜高于或低于工件的回轉(zhuǎn)中心，否則由于切削平面和基面的位置發(fā)生變化，使車刀工作時(shí)的前角和后角數(shù)值發(fā)生改變。若刀尖裝得高于回轉(zhuǎn)中心（見圖6-2a），會(huì)使后角減小，增大了車刀后面和工件加工表面之間的摩擦，使工件表血產(chǎn)生硬化現(xiàn)象，并降低了表面質(zhì)量；若刀尖裝得低于工件回轉(zhuǎn)中心，見圖6-2b)，會(huì)使前角減小，切削力增大，導(dǎo)致切削不順暢。通常，車削外圓時(shí)，刀尖一般應(yīng)與工件軸線等高（見圖6-2c）。車削端面時(shí)，特別要嚴(yán)格保證車刀的刀尖對(duì)準(zhǔn)工件的旋轉(zhuǎn)中心，以防車削后的工件端面中心處留有凸頭，甚至車刀車到中心處時(shí)會(huì)使刀尖崩碎（圖6-3）。7.1端面車削工藝7.1.3車削外圓與端面時(shí)車刀安裝的工藝要求

（5）刀桿不能歪斜，否則會(huì)便車刀的主偏角和副偏角發(fā)生變化。其原因在于：當(dāng)車刀的角度一定時(shí)，若主偏角增大，會(huì)使副偏角減小，加劇副切削力與工件已加工表面之間的摩擦，容易引起振動(dòng)，使工件表面產(chǎn)生振紋；若主偏角減小，則副偏角增大，否則會(huì)使車刀的主偏角和副偏角發(fā)生變化而影響工件的表面粗糙度，降低表面質(zhì)量。同時(shí)由于主偏角減小，使得徑向切削力增大，當(dāng)工件剛性較差時(shí)，易產(chǎn)生彎曲變形。因此，安裝車刀時(shí)應(yīng)使刀桿中心線與主軸軸線垂直。7.1端面車削工藝7.1.3車削外圓與端面時(shí)車刀安裝的工藝要求7.1.3車削外圓與端面時(shí)車刀安裝的工藝要求7.1端面車削工藝

4、端面車削的工藝要求用右偏刀（90°）車削端面（1）切削深度不能過大。在通常情況下，是使用右偏刀的副切削刃對(duì)工件端面進(jìn)行切削的（斷屑槽沿主切削刃方向刃磨）.導(dǎo)致切削不順暢，當(dāng)切削深度過大時(shí)，向床頭方向的切削力(F）會(huì)使車刀扎人端面而形成凹面。（2）主偏角不能小于90°，否則會(huì)使端面的平面度超差或者在車削階臺(tái)端面時(shí)造成階臺(tái)端面與工件軸線不垂直的現(xiàn)象，通常在車削端面時(shí)，右偏刀的主偏角應(yīng)在90°-93°范圍內(nèi)。

7.1.3車削外圓與端面時(shí)車刀安裝的工藝要求7.1端面車削工藝

1、指令格式

7.2端面車削方法與編程7.2.1G72端面粗車復(fù)合循環(huán)指令G72W（Δd）R（e）；G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST；其中：Δd—每次切削深度，無正負(fù)號(hào)，切削方向決定于AA，方向，該值是模態(tài)值；e—退刀量，無正負(fù)號(hào)，該值為模態(tài)值；ns—指定精加工路線的第一個(gè)程序段段號(hào)；nf—指定精加工路線的最后一個(gè)程序段段號(hào)；

7.2端面車削方法與編程7.2.1G72端面粗車復(fù)合循環(huán)指令Δu—X方向上的精加工余量，直徑值指定；Δw—Z方向上的精加工余量；F、S、T—粗加工過程中的切削用量及使用刀具。2、指令循環(huán)路線分析G72粗車循環(huán)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，與G71的運(yùn)動(dòng)軌跡相似，不同之處在于G72指令是沿著X軸方向進(jìn)行切削加工的。7.2.1G72端面粗車復(fù)合循環(huán)指令

7.2端面車削方法與編程利用仿真軟件完成上圖零件的仿真加工，操作步驟如下：

1.打開仿真軟件7.3.1仿真7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐7.3.1仿真

2、進(jìn)入仿真系統(tǒng)，選擇合適的機(jī)床7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐（1）使功能開關(guān)置到REF（2）點(diǎn)擊相應(yīng)坐標(biāo)軸（3）直到相應(yīng)軸的

綜合坐標(biāo)變?yōu)榱?.3.1仿真7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐

4、輸入程序?qū)⒐δ苕I置到EDIT，然后點(diǎn)擊PROGRAM輸入零件加工程序。7.3.4仿真7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐

5、檢查程序

6、裝工件、裝刀具(1)點(diǎn)擊工藝流程點(diǎn)擊毛坯進(jìn)入如下界面7.3.6仿真7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐

（2）點(diǎn)擊工藝流程，點(diǎn)擊車刀刀庫(kù)，進(jìn)入如下界面7.3.1仿真7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐

7、對(duì)刀先對(duì)Z方向（采用試切對(duì)刀的方法）。在JOG狀態(tài)下點(diǎn)擊主軸正轉(zhuǎn)，刀具Z向靠近工件，接近工件時(shí)切換手輪狀態(tài)，此時(shí)刀具切端面，Z向不動(dòng)，點(diǎn)擊OFFSET按鍵進(jìn)入如下界面7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐7.3.7仿真光標(biāo)在Z軸下，輸入Z0點(diǎn)擊測(cè)量鍵，Z軸就對(duì)好了。再對(duì)X軸，在JOG狀態(tài)下點(diǎn)擊主軸正轉(zhuǎn)，刀具X向靠近工件，接近工件時(shí)切換手輪狀態(tài)，此時(shí)刀具沿X向切入工件一個(gè)吃刀量，Z向進(jìn)給一段距離，然后Z向退出，點(diǎn)擊主軸停止，再點(diǎn)擊菜單測(cè)量功能，測(cè)出零件的外徑尺寸，在對(duì)刀界面下光標(biāo)移到X軸下，輸入測(cè)量刀尺寸，點(diǎn)擊測(cè)量，如下圖所示7.3.7仿真7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐

8、加工如下圖所示。點(diǎn)擊PROGRAM調(diào)出程序，把功能鍵置到MEM,點(diǎn)擊循環(huán)啟動(dòng)，零件就加工成形，7.3.8仿真7.3典型端面車削編程及仿真實(shí)踐項(xiàng)目八

內(nèi)孔切削工藝及編程

教學(xué)目標(biāo)

【知識(shí)目標(biāo)】

了解軸套類零件工藝結(jié)構(gòu)的作用；

掌握軸套類零件常見的表達(dá)方法；

掌握軸套類零件的尺寸及技術(shù)要求的標(biāo)注方法；

掌握復(fù)合內(nèi)孔切削循環(huán)指令G71的格式及應(yīng)用。項(xiàng)目八

內(nèi)孔切削工藝及編程

【能力目標(biāo)】

會(huì)分析回轉(zhuǎn)體套類零件圖紙，并進(jìn)行相應(yīng)的工藝處理

會(huì)選擇回轉(zhuǎn)體套類零件加工方法，并劃分加工工序

會(huì)確定回轉(zhuǎn)體套類零件裝夾方案，選擇合適的加工刀具；

會(huì)制訂簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體套類零件數(shù)控車削加工工藝

會(huì)編制簡(jiǎn)易回轉(zhuǎn)體套類零件數(shù)控車削加工工藝文件

能正確運(yùn)用復(fù)合內(nèi)孔切削循環(huán)指令G71。能力目標(biāo)項(xiàng)目八

內(nèi)孔切削工藝及編程

【素質(zhì)目標(biāo)】

培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力

培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、成員協(xié)調(diào)能力和決策能力

培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的責(zé)任感和良好的工作習(xí)慣素質(zhì)目標(biāo)

8.1內(nèi)孔車削工藝案例導(dǎo)入：車削加工圖7-1所示隔套加工案例。8.1內(nèi)孔車削工藝隔套加工案例零件說明：該隔套加工案例零件材料為45鋼，毛坯尺寸為φ64mm×23mm，試制10件，隔套內(nèi)孔已用鉆床鉆孔至φ35mm?，F(xiàn)有該隔套加工案例數(shù)控加工工藝規(guī)程如下:8.1內(nèi)孔車削工藝8.1.1完成工作任務(wù)需掌握的相關(guān)知識(shí)1.套類零件的加工工藝特點(diǎn)及毛坯選擇2.套類零件的定位與裝夾方案3.加工套類零件的常用夾具

8.2內(nèi)孔車削方法與編程

8.2.1鉆孔用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔的方法，稱為鉆孔。鉆削時(shí)，工件固定，鉆頭安裝在主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))，鉆頭沿軸線方向移動(dòng)(進(jìn)給運(yùn)動(dòng))。在實(shí)體上鉆孔刀具有普通麻花鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆及扁鉆等。

1．實(shí)體上鉆孔加工刀具⑴麻花鉆麻花鉆是一種使用量很大的孔加工刀具。鉆頭主要用來鉆孔，也可用來擴(kuò)孔。8.2內(nèi)孔車削方法與編程8.2.1鉆孔圖7-2-1麻花鉆圖7-2-1麻花鉆圖7-2-1麻花鉆

2．鉆引正孔刀具在加工中心上鉆孔，因無夾具鉆模導(dǎo)向，受兩切削刃上切削力不對(duì)稱的影響，容易引起鉆孔偏斜，因此一般鉆深控制在直徑的5倍左右之內(nèi)。一般在用麻花鉆鉆削前，要先用中心鉆，或剛性好的短鉆頭，打引正孔，用以準(zhǔn)確確定孔中心的起始位置，并引正鉆頭，保證Z向切削的正確性。8.2內(nèi)孔車削方法與編程8.2.1鉆孔

3．供應(yīng)冷卻液的鉆頭在實(shí)體材料上加工孔時(shí)，鉆頭處于封閉的狀態(tài)下進(jìn)行切削，傳熱、散熱困難，為此，一些鉆削刀具設(shè)計(jì)成鉆頭切削部為耐高溫的硬質(zhì)合金，并且鉆頭設(shè)計(jì)有一個(gè)或兩個(gè)從刀柄通向切削點(diǎn)的孔，供應(yīng)冷卻液，鉆頭工作時(shí)，壓縮空氣、油或切削液要流入鉆頭。這種設(shè)計(jì)使得鉆頭在排屑的同時(shí)，切削點(diǎn)和工作區(qū)域得到冷卻。鉆深孔時(shí)這種鉆頭特別有用。供應(yīng)冷卻液的鉆頭。8.2.1鉆孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程

2．實(shí)體上鉆孔加工特點(diǎn)、方法在實(shí)體材料上加工孔時(shí)，鉆頭是在半封閉的狀態(tài)下進(jìn)行切削的，散熱困難，切削溫度較高，排屑又很困難。同時(shí)切削量大，需要較大的鉆削力，鉆孔容易產(chǎn)生振動(dòng)，容易造成鉆頭磨損。孔加工精度較低。在工件實(shí)體鉆孔，一般先加工孔口平面，再加工孔，刀具在加工過的平面上定位，穩(wěn)定可靠，孔加工的編程數(shù)據(jù)容易確定，并能減小鉆孔時(shí)軸線歪斜程度。在加工中心上，用麻花鉆鉆削前，要先打引正孔，避免兩切削刃上切削力不對(duì)稱的影響，防止鉆孔偏斜。8.2.1鉆孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程對(duì)鉆削直徑較大的孔和精度要求較高的孔，宜先用較小的鉆頭鉆孔至所需深度Z，再用較大的鉆頭進(jìn)行鉆孔，最后用所需直徑的鉆頭進(jìn)行加工，以保證孔的精度。在進(jìn)行較深的孔加工時(shí)，特別要注意鉆頭的冷卻和排屑問題，一般利用深孔鉆削循環(huán)指令G83進(jìn)行編程，可以工進(jìn)一段后，鉆頭快速退出工件進(jìn)行排屑和冷卻，再工進(jìn)，再進(jìn)行冷卻斷續(xù)進(jìn)行加工。8.2.1鉆孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程

3．選擇鉆削用量的原則在實(shí)體上鉆孔時(shí)，背吃刀量由鉆頭直徑所定，所以只需選擇切削速度和進(jìn)給量。對(duì)鉆孔生產(chǎn)率的影響，切削速度和進(jìn)給量是相同的；對(duì)鉆頭壽命的影響．切削速度比進(jìn)給量大；對(duì)孔的粗糙度的影響，進(jìn)給量比切削速度大。綜合以上的影響因素，鉆孔時(shí)選擇切削用量的基本原則是；在保證表面粗糙度前提下，在工藝系統(tǒng)強(qiáng)度和剛度的承受范圍內(nèi)，盡量先選較大的進(jìn)給量，然后考慮刀具耐用度、機(jī)床功率等因素選用較大的切削涑度。8.2.1鉆孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程

⑴切削深度的選擇：直徑小于30mm的孔一次鉆出；直徑為30～80mm的孔可分為兩次鉆削，先用(0.5～0.7)D的鉆頭鉆底孔(D為要求的孔徑)，然后用直徑為D的鉆頭將孔擴(kuò)大。這樣可減小切削深度，減小工藝系統(tǒng)軸向受力，并有利于提高鉆孔加工質(zhì)量。

⑵進(jìn)給量的選擇：孔的精度要求較高和粗糙度值要求較小時(shí)，應(yīng)取較小的進(jìn)給量；鉆孔較深、鉆頭較長(zhǎng)、剛度和強(qiáng)度較差時(shí)，也應(yīng)取較小的進(jìn)給量。

⑶鉆削速度的選擇：當(dāng)鉆頭的直徑和進(jìn)給量確定后，鉆削速度應(yīng)按鉆頭的壽命選取合理的數(shù)值，孔深較大時(shí)，鉆削條件差，應(yīng)取較小的切削速度。78.2.1鉆孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程

4．鉆孔時(shí)的冷卻和潤(rùn)滑鉆孔時(shí)，由于加工材料和加工要求不一，所用切削液的種類和作用也不一樣。⑴鉆孔一般屬于粗加工，又是半封閉狀態(tài)加工，摩擦嚴(yán)重，散熱困難，加切削液的目的應(yīng)以冷卻為主。⑵在高強(qiáng)度材料上鉆孔時(shí)，因鉆頭前刀面要承受較大的壓力，要求潤(rùn)滑膜有足夠的強(qiáng)度，以減少摩擦和鉆削阻力。因此，可在切削液中增加硫、二硫化鉬等成分，如硫化切削油。⑶在塑性、韌性較大的材料上鉆孔，要求加強(qiáng)潤(rùn)滑作用，在切削液中可加入適當(dāng)?shù)膭?dòng)物油和礦物油。⑷孔的精度要求較高和表面粗糙度值要求很小時(shí)，應(yīng)選用主要起潤(rùn)滑作用的切削液。8.2.1鉆孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程

8.2.3鉸孔鉸孔是孔的精加工方法之一，鉸孔的刀具是鉸刀。鉸孔的加工余量小(粗鉸為O.15～0.35mm，精鉸為0.05～0.15mm)，鉸刀的容屑槽淺，剛性好，刀刃數(shù)目多(6～12個(gè))，導(dǎo)向可靠性好，刀刃的切削負(fù)荷均勻。鉸刀制造精度高，其圓柱校準(zhǔn)部分具有校準(zhǔn)孔徑和修光孔壁的作用。鉸孔時(shí)排屑和冷卻潤(rùn)滑條件好，切削速度低(精鉸2～5m／min)，切削力、切削熱都小，并可避免產(chǎn)生積屑瘤。因此，鉸孔的精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T8；表面粗糙度值為Ra1.6～0.4μm。鉸孔的進(jìn)給量8.2.3鉸孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程8.2.2擴(kuò)孔

8.2.2擴(kuò)孔用擴(kuò)孔工具(如擴(kuò)孔鉆)擴(kuò)大工件鑄造孔和預(yù)鉆孔孔徑的加工方法稱為擴(kuò)孔。用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，可以是為鉸孔作準(zhǔn)備，也可以是精度要求不高孔加工的最終工序。鉆孔后進(jìn)行擴(kuò)孔，可以校正孔的軸線偏差，使其獲得較正確的幾何形狀與較小的表面粗糙度值。擴(kuò)孔的加工經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT10～I(xiàn)T11，表面粗糙度Ra值為6.3～3.2μm。8.2內(nèi)孔車削方法與編程

3．?dāng)U孔的余量與切削用量擴(kuò)孔的余量一般為孔徑的1／8左右，對(duì)于小于φ25mm的孔，擴(kuò)孔余量為1～3mm、較大的孔為3～9mm。擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量大小主要受表面質(zhì)量要求限制，切削速度受刀具耐用度的限制。8.2.2擴(kuò)孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程一般為0.2～1.2mm／r，約為鉆孔進(jìn)給的3～4倍，可保證有較高的生產(chǎn)率。鉸孔直徑一般不大于80mm。鉸孔不能糾正孔的位置誤差，孔與其他表面之間的位置精度，必須由鉸孔前的加工工序來保證。8.2.2擴(kuò)孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程

8.3典型內(nèi)孔車削編程項(xiàng)目引入:已知粗車切深為4mm，余量在X軸方向?yàn)?.0mm（mm值），Z軸方向?yàn)?.0mm，試用粗車循環(huán)加工指令G71完成下圖零件的加工。8.3典型內(nèi)孔車削編程8.3.1程序編寫1、工藝編制（1）車端面（2）粗車內(nèi)孔（3）精車內(nèi)孔（4）切斷2、程序清單8.3.1程序編寫8.3典型內(nèi)孔車削編程

案例導(dǎo)入：8.4薄壁結(jié)構(gòu)零件加工工藝案例導(dǎo)入薄壁工件因?yàn)榫哂兄亓枯p、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，薄壁零件已日益廣泛地應(yīng)用在各工業(yè)部門。但薄壁零件的加工是比較棘手的，原因是薄壁零件剛性差、強(qiáng)度弱，在加工中極容易變形，不易保證零件的加工質(zhì)量。薄壁零件