模塊二　典型復(fù)雜零件加工

模塊二典型復(fù)雜零件加工課題1薄壁零件加工一、薄壁零件的特點(diǎn)1．薄壁件的概念一般認(rèn)為，在殼體件、套筒件、環(huán)形件、盤形件、平板件、軸類和特形件中，當(dāng)零件壁厚與內(nèi)徑曲率半徑（或輪廓尺寸）之比小于1:20時，稱作薄壁零件。2．薄壁件的特點(diǎn)薄壁件的加工是學(xué)生高級工訓(xùn)練新知識之一，薄壁件大多是同軸度要求較高的內(nèi)外圓表面，零件壁的厚度較薄且易變形，零件長度一般大于直徑等。同時它具有重量輕，節(jié)約材料，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。3．薄壁工件的加工特點(diǎn)（1）因工件薄壁，在加緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。（2）因工件壁較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難以控制。（3）在切削力尤其是背向力的作用下，容易產(chǎn)生振動和變形，影響工件的尺寸精度、表面粗糙度、形狀精度和位置精度。二、薄壁零件的加工方法影響薄壁零件加工精度的因素有很多，主要有以下三個方面：（1）受力變形因工件壁薄，在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。（2）受熱變形因工件較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難于控制。（3）振動變形在切削力（特別是徑向切削力）的作用下，很容易產(chǎn)生振動和變形。1．薄壁工件粗車和精車兩個階段

粗車時夾緊力稍大些，變形雖然也相應(yīng)大些，但是由于切削余量比較大，不會影響工件的最終精度；精車時夾緊力可稍小些，一方面夾緊變形小，另一方面精車時還可以消除粗車時因切削力過大而產(chǎn)生的變形。2．刀具的幾何參數(shù)精車薄壁工件時，要求刀柄的剛度高，車刀的修光刀刃不宜過長（一般取0.2～0.3mm），刃口要鋒利。3．裝夾的接觸面積使用開縫套筒（圖2-1-1）或特制的軟卡爪（圖2-1-2），增大裝夾時的接觸面積。

圖2-1-1開縫套筒圖2-1-2扇形軟卡爪

4．應(yīng)用軸向夾緊夾具車削薄壁工件時，盡量不使用徑向夾緊，應(yīng)優(yōu)先選用軸向夾緊的方法（圖2-1-3）。1-夾具體2-薄壁工件3-螺母圖2-1-3軸向加緊夾具5．增加工藝?yán)呷鐖D2-1-4所示薄壁工件可以在其裝夾部位特制幾根工藝?yán)?，以增?qiáng)剛度。1-工藝?yán)?-薄壁工件圖2-4增強(qiáng)工藝?yán)叻乐贡”诠ぜ冃稳?、技能?xùn)練如圖2-5所示，毛坯為φ45×130mm的3Gr13不銹鋼，用FANUC0i系統(tǒng)所學(xué)的G00、G01、G90、G71、G70、G92等指令進(jìn)行編程加工該零件。圖2-5薄壁零件實(shí)例1．工藝分析（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析此零件是一件典型的薄壁回轉(zhuǎn)體零件，該零件的外圓尺寸精度為?44（0、-0.016），表面粗糙度為Ra1.6μm，此外還有是外徑上加工M41×1.5的外三角螺紋，工件壁薄而且較長，結(jié)構(gòu)簡單，但精度要求嚴(yán)格。（2）工序內(nèi)容及要求該件數(shù)控加工工藝過程卡片見表2-1-1。表2-1-1數(shù)控加工工藝過程卡片數(shù)控加工工藝過程綜合卡片產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號材料廠名（或院校名稱）45序號工序名稱工序內(nèi)容及要求工序簡圖設(shè)備工夾具1下料棒料?60mm×150mm（留夾持量）鋸床略（1）裝夾?412加工外輪廓（1）夾毛坯料外圓車端面，鉆中心孔；粗、精車?41外圓至尺寸（2）車削M41×1.5-6g外三角螺紋3）切斷，并保證110mm總長CK6140三爪卡盤3加工內(nèi)輪廓mm外圓，加墊片，百分表校正偏心，鉆中心孔（2）鉆孔至?20mm，擴(kuò)孔至?30mm（3）加彈簧夾套和墊片，車削偏心距為1mm的偏心孔CK6140三爪卡盤4檢驗(yàn)（1）按序號①～⑦檢驗(yàn)尺寸精度（2）檢驗(yàn)表面粗糙度（3）檢驗(yàn)形位精度檢驗(yàn)臺通用量具編制××批準(zhǔn)×××年月日共頁第頁（3）加工的工藝過程分析1）根據(jù)技術(shù)要求，零件外圓曲面應(yīng)光滑無刀痕，無毛刺，且尺寸精度要求較高和表面粗糙度要求較低。因此，外圓面需一次裝夾加工完成。2）內(nèi)孔面加工有一定困難，既要保證精度與表面粗糙度，還要加工偏心，而且是薄壁零件的加工，所以這里設(shè)計了如圖2-1-6所示彈簧夾套。圖2-1-6彈簧夾套3）注意兩端面平行度要求、端面與外圓中心線的垂直度要求，且未注公差按IT9-IT11加工，以保證配合精度。裝夾時用百分表校正，才能保證加工要求。另外，車端面時要保證總長尺寸。4）其材料為不銹鋼，不銹鋼屬于難加工材料。與45鋼相比，其相對切削加工性約在0.3～0.5之間。2．選擇刀具及確定切削用量（1）刀具材料選擇

3Gr13不銹鋼經(jīng)鍛造后硬度較高，韌性較大，屬于難加工材料，切削加工時加工硬化嚴(yán)重，切削力大，切削溫度高，刀具容易磨損，所以刀具應(yīng)選擇熱硬性和耐磨性都好的材料，當(dāng)采用高速鋼刀具時宜選用高性能高速鋼，特別是含鈷高速鋼和含鋁超硬高速鋼，如W10MO4Gr4V3AL。（2）刀具幾何角度選擇

1）前角的大小影響刀刃的鋒利與強(qiáng)度，前角過小時，切削力增大，振動增強(qiáng)，工件表面易產(chǎn)生振紋，在切削溫度較高的情況下，容易產(chǎn)生積屑瘤。2）因3Gr13不銹鋼的彈性和塑性都比較大，所以后角過小時刀具的主后刀面與切削表面間接接觸面積增大，磨損加劇，刀具耐用度降低。3）主偏角影響切削力的大小和方向，當(dāng)主偏角加大時徑向切削力減小，進(jìn)給抗力加大。

4）刃傾角的變化將改變合力的方向，從而影響各分力的大小。

（3）切削用量的選用通過以上分析，本課題的加工刀具及切削用量參數(shù)見表2-1-3。表2-1-3薄壁件所用刀具及切削用量明細(xì)表工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度背吃刀量

1粗車?41外圓T0101MVJNR-2020K166000.21.5

2精車?41外圓T0101MVJNR-2020K1612000.10.25

3鉆孔-?20鉆頭500手動-

4粗鏜?34孔T0404S16Q-SCLCR09B6000.21

5精鏜?34孔T0404S16Q-SCLCR09B12000.10.15

6車外螺紋T0303R166.0L-16MM01-1508001.5mm/r6刀

編制審核批準(zhǔn)共頁第頁3．程序編制使用FANUC0i系統(tǒng)編程，編制車削內(nèi)外外輪廓的程序，對刀，將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在工件右端面中心，程序如下：程序說明O0001;M3S600;T0101;G0X61.0Z2.0;G71U2.0R1.0;G71P10Q20U0.3W0F0.2;N10G0X39.0S1300;G1Z0.0F0.1;X40.85Z-1.0;Z-111.0N20X61.0;G0X200.0Z10.0;M05;M00;M3S1300;T0101;G0X61.0Z2.0;G70P10Q20;G0X200.0Z10.0;M05;M00;M3S800;T0303;G0X43.0Z5.0;G92X40.2Z-10.0F1.5;X39.7;X39.3;X39.05;G0X200.0Z10.0;M30;件1輪廓90°偏刀循環(huán)粗車精車外圓定位退刀暫停外三角螺紋刀螺紋循環(huán)加工快速退刀結(jié)束手工切斷

4．質(zhì)量分析（1）對零件進(jìn)行檢驗(yàn)

根據(jù)工藝規(guī)程中的檢驗(yàn)工序卡片，對零件進(jìn)行精度檢驗(yàn)。該零件進(jìn)行檢驗(yàn)的通用量具有0~150游標(biāo)卡尺、0~25外徑千分尺、25~50外徑千分尺、0~150游標(biāo)卡尺、內(nèi)測千分尺（0~25）、內(nèi)測千分尺（25~50）、外螺紋樣板、百分表等。（2）質(zhì)量分析表2-3薄壁件加工誤差分析問題現(xiàn)象產(chǎn)生原因預(yù)防和消除措施工件內(nèi)外圓尺寸超差1．刀具參數(shù)不準(zhǔn)確2．切削用量選擇不當(dāng)產(chǎn)生讓刀3．程序錯誤4．工件尺寸計算錯誤1．調(diào)整或重新設(shè)定刀具參數(shù)2．合理選擇切削用量3．檢查、修改程序4．正確計算工件尺寸外圓內(nèi)表面粗糙度差1．切削速度太低2．安裝刀具高于中心3．切屑纏繞工件表面4．刀具磨損5．切削液選擇不合理1．選擇較高的的主軸轉(zhuǎn)速2．調(diào)整刀具中心高度3．選擇合理的進(jìn)刀方式和切深4．及時更換刀具或刀片5．正確選擇切削液薄壁壁厚不準(zhǔn)1．工藝設(shè)計問題2．切削用量選擇不當(dāng)產(chǎn)生讓刀3．程序錯誤4．工件尺寸計算錯誤1．調(diào)整或重新設(shè)計工藝系統(tǒng)2．合理選擇切削用量3．檢查、修改程序4．正確計算工件尺寸螺紋出現(xiàn)亂扣1．刀具選擇不當(dāng)2．程序錯誤1．調(diào)整或重新選擇刀具2．檢查、修改程序課后練習(xí)如圖2-1-7所示零件圖樣，在FANUC0i系統(tǒng)加工該薄壁零件。圖2-8零件加工圖模塊二典型復(fù)雜零件加工課題2細(xì)長軸零件的加工一、細(xì)長軸概念長度與直徑之比大于25（即L/D>25）的軸叫細(xì)長軸。如車床上的絲杠、光杠等。由于細(xì)長軸剛性很差、車削加工時受切削力、切削熱和振動等的作用和影響，極易產(chǎn)生變形，出現(xiàn)直線度、圓柱度等加工誤差，不易達(dá)到圖樣上的形位精度和表面質(zhì)量等技術(shù)要求，使切削加工很困難。L/d值越大，車削加工越困難。。二、車削細(xì)長軸的常見缺陷細(xì)長軸剛性較差，在加工過程中因機(jī)床及刀具等因素影響，工件易產(chǎn)生彎曲出現(xiàn)腰鼓形、竹節(jié)形、多邊形及表面精度等缺陷。因此如何解決好上述的問題，便成了加工細(xì)長軸關(guān)鍵問題。1．腰鼓形（1）坯料自重和本身彎曲，應(yīng)經(jīng)校直和熱處理。（2）工件裝夾不良，尾座頂尖與工件中心孔頂?shù)眠^緊。（3）刀具幾何參數(shù)和切削用量選擇不當(dāng)，造成切削力過大。可減小切削深度，增加進(jìn)給次數(shù)。（4）切削時產(chǎn)生熱變形。應(yīng)采用冷卻潤滑液。（5）刀尖與支承塊間距離過大。應(yīng)不超過2mm為宜。二、車削細(xì)長軸的常見缺陷

2．竹節(jié)形（1）在調(diào)整和修磨跟刀架支承塊后，接刀不良，使第二次和第一次進(jìn)給的徑向尺寸不一致，引起工作全長上出現(xiàn)與支承塊寬度一致的擊期性直徑變化。當(dāng)車削中出現(xiàn)輕度竹節(jié)形時，可調(diào)節(jié)上側(cè)支承塊的壓緊力，也可調(diào)節(jié)中拖板手柄，改變切削濃度或減少車床大拖板和中拖板間的間隙。（2）跟刀架外側(cè)支承塊調(diào)整過緊，易在工件中段出現(xiàn)周期性直徑變化，應(yīng)調(diào)整壓緊，使支承塊與工件保持良好接觸。二、車削細(xì)長軸的常見缺陷3．多邊形（1）跟刀架支承塊與工件表面接觸不良，留有間隙，使工件中心偏離旋轉(zhuǎn)中心。應(yīng)合理選用跟刀架結(jié)構(gòu)，正確修磨支承塊弧面，使其與工件良好接觸。（2）因裝夾、發(fā)熱等各種因素造成的工件偏擺，導(dǎo)致切削深度變化。可利用托架、并改善托架與工件的接觸狀態(tài)。4．表面粗糙度（1）車削時的振動。（2）跟刀架支承塊材料選用不當(dāng)，與工件接觸和摩擦不良。二、車削細(xì)長軸的常見缺陷（3）刀具幾何參數(shù)選擇不當(dāng)。可磨出刀尖圓弧半徑，當(dāng)工件長度與直徑比較大時亦可采用寬刃低速光車。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施車削細(xì)長軸的關(guān)鍵技術(shù)是防止加工中的彎曲變形，為此必須從夾具、機(jī)床輔具、工藝方法、操作技術(shù)、刀具和切削用量以及合理使用中心架和跟刀架等解決工件的熱變形伸長等方面采取措施。1．車削細(xì)長軸產(chǎn)生彎曲變形的因素分析在車床上車削細(xì)長軸采用的傳統(tǒng)裝夾方式主要有兩種：一種是“一夾一頂”裝夾；另一種方式是“雙頂尖”裝夾。如圖2-2-1所示，主要分析一夾一頂?shù)难b夾方式。通過實(shí)際加工分析，車削引起細(xì)長軸彎曲變形的原因主要有切削力導(dǎo)致變形、切削熱產(chǎn)生熱變形伸長兩種。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施圖2-2-1一夾一頂裝夾方式及受力分析三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施（1）切削力導(dǎo)致變形在車削過程中，產(chǎn)生的切削力可以分解為軸向切削力PX、徑向切削力PY及切向切削力PZ。不同的切削力對車削細(xì)長軸時產(chǎn)生彎曲變形的影響是不同的。徑向切削力PY的影響：徑向切削力是垂直作用在通過細(xì)長軸軸線水平平面內(nèi)的，由于細(xì)長軸的剛性較差，徑向力將會把細(xì)長軸頂彎，使其在水平面內(nèi)發(fā)生彎曲變形。如圖2-2-1所示，徑向切削力對細(xì)長軸彎曲變形的影響。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施軸向切削力PX的影響：軸向切削力是平行作用在細(xì)長軸軸線方向上的，它對工件形成一個彎矩。對于一般的車削加工，軸向切削力對工件彎曲變形的影響并不大，可以忽略。但是由于細(xì)長軸的剛性較差，其穩(wěn)定性也較差，當(dāng)軸向切削力超過一定數(shù)值時，如圖2-2-2所示，將會把細(xì)長軸壓彎而發(fā)生縱向彎曲變形。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施圖2-2-2軸向切削力的影響及受力分析三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施（2）切削熱產(chǎn)生熱變形伸長加工產(chǎn)生的切削熱，會引起工件熱變形伸長。由于在車削過程中，卡盤和尾架頂尖都是固定不動的，因此兩者之間的距離也是固定不變的。這樣細(xì)長軸受熱后的軸向伸長量受到限制，導(dǎo)致細(xì)長軸受到軸向擠壓而產(chǎn)生彎曲變形。因此可以看出，提高細(xì)長軸的加工精度問題，實(shí)質(zhì)上就是控制工藝系統(tǒng)的受力及受熱變形的問題。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施車削細(xì)長軸時，由于車刀和工件的劇烈摩擦，使工件的溫度升高而產(chǎn)生熱變形伸長。工件熱變形伸長量可由下式計算：ΔL＝αL*L*Δt式中，ΔL——工件伸長量（mm）；

αL——材料的線膨脹系數(shù)（1/℃）；

L——工件的總長度（mm）；

Δt——工件升高的溫度（℃）。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施在細(xì)長軸加工過程中，有效的加工方法從選用合理的裝夾方法、刀具幾何參數(shù)、切削用量、拉緊裝置和跟刀架和中心架等一系列有效措施，提高細(xì)長軸的加工精度。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施

2．選擇合適的裝夾方法在車床上車削細(xì)長軸采用的兩種傳統(tǒng)裝夾方式中，采用雙頂尖裝夾，工件定位準(zhǔn)確，容易保證同軸度。但用該方法裝夾細(xì)長軸，其剛性較差，細(xì)長軸彎曲變形較大，而且容易產(chǎn)生振動.因此只適宜于安裝長徑比不大、加工余量較小、同軸度要求較高的工件。加工細(xì)長軸通常采用一夾一頂?shù)难b夾方式。但在該裝夾方式中，如果頂尖頂?shù)锰o，除了可能將細(xì)長軸頂彎外，還能阻礙車削時細(xì)長軸的受熱伸長，導(dǎo)致細(xì)長軸受到軸向擠壓而產(chǎn)生彎曲變形。另外卡爪夾緊面與頂尖孔可能不同軸，裝夾后會產(chǎn)生過定位，也能導(dǎo)致細(xì)長軸產(chǎn)生彎曲變形。。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施（1）使用彈性活頂尖采用一夾一頂裝夾方式時，頂尖應(yīng)采用彈性活頂尖，使細(xì)長軸受熱后可以自由伸長，減少其受熱彎曲變形；車削細(xì)長軸時，盡管加注了充分的切削液，但工件的溫度仍會升高，仍能引起工件的熱變形伸長。如果采用通常用的死頂尖或活頂尖，會限制工件伸長，造成工件彎曲變形，影響正常車削。若使用彈性頂尖見圖2-2-3，當(dāng)工件伸長時頂尖自動后退，起到補(bǔ)償工件熱變形伸長作用，不會因工件伸長而產(chǎn)生彎曲變形。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施圖2-2-3彈性活頂尖1-頂尖2-向心球軸撐3-彈簧4—推力球軸撐5-滾針軸撐三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施3．直接減少細(xì)長軸受力變形采用跟刀架和中心架，采用一夾一頂?shù)难b夾方式車削細(xì)長軸，為了減少徑向切削力對細(xì)長軸彎曲變形的影響，傳統(tǒng)上采用跟刀架和中心架，相當(dāng)于在細(xì)長軸上增加了一個支撐，增加了細(xì)長軸的剛度，可有效地減少徑向切削力對細(xì)長軸的影響。

如圖2-2-5所示，采用軸向拉夾法車削細(xì)長軸，采用跟刀架和中心架，雖然能夠增加工件的剛度，基本消除徑向切削力對工件的影響。但還不能解決軸向切削力把工件壓彎的問題，特別是對于長徑比較大的細(xì)長軸，這種彎曲變形更為明顯。因此可以采用軸向拉夾法車削細(xì)長軸。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施軸向夾拉車削是指在車削細(xì)長軸過程中，細(xì)長軸的一端由卡盤夾緊，另一端由專門設(shè)計的夾拉頭夾緊，夾拉頭給細(xì)長軸施加軸向拉力，圖2-2-5軸向夾拉車削及受力情況三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施在車削過程中，細(xì)長軸始終受到軸向拉力，解決了軸向切削力把細(xì)長軸壓彎的問題。同時在軸向拉力的作用下，會使細(xì)長軸由于徑向切削力引起的彎曲變形程度減??；補(bǔ)償了因切削熱而產(chǎn)生的軸向伸長量，提高了細(xì)長軸的剛性和加工精度。4．合理的控制切削用量切削用量選擇的是否合理，對切削過程中產(chǎn)生的切削力的大小、切削熱的多少是不同的。因此對車削細(xì)長軸時引起的變形也是不同的。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施（1）切削深度（t）在工藝系統(tǒng)剛度確定的前提下，隨著切削深度的增大，車削時產(chǎn)生的切削力、切削熱隨之增大，引起細(xì)長軸的受力、受熱變形也增大。因此在車削細(xì)長軸時，應(yīng)盡量減少切削深度。（2）進(jìn)給量（f）進(jìn)給量增大會使切削厚度增加，切削力增大。但切削力不是按正比增大，因此細(xì)長軸的受力變形系數(shù)有所下降.如果從提高切削效率的角度來看，增大進(jìn)給量比增大切削深度有利。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施（3）切削速度（v）提高切削速度有利于降低切削力。這是因?yàn)?，隨著切削速度的增大，切削溫度提高，刀具與工件之間的摩擦力減小，細(xì)長軸的受力變形減小。但切削速度過高容易使細(xì)長軸在離心力作用下出現(xiàn)彎曲，破壞切削過程的平穩(wěn)性，所以切削速度應(yīng)控制在一定范圍。對長徑比較大的工件，切削速度要適當(dāng)降低。（4）選擇合理的刀具角度為了減小車削細(xì)長軸產(chǎn)生的彎曲變形，要求車削時產(chǎn)生的切削力越小越好，而在刀具的幾何角度中，前角、主偏角和刃傾角對切削力的影響最大。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施1）前角（γ）其大小直接著影響切削力、切削溫度和切削功率.增大前角，可以使被切削金屬層的塑性變形程度減小，切削力明顯減小。增大前角可以降低切削力，所以在細(xì)長軸車削中，在保證車刀有足夠強(qiáng)度前提下，盡量使刀具的前角增大，前角一般取γ=13°～17°。2）主偏角（kr）其大小影響著3個切削分力的大小和比例關(guān)系。隨著主偏角的增大，徑向切削力明顯減小，切向切削力在60°～90°時卻有所增大。在60°～75°范圍內(nèi)，3個切削分力的比例關(guān)系比較合理。在車削細(xì)長軸時，一般采用大于60°的主偏角。三、細(xì)長軸加工難度及改進(jìn)措施3）刃傾角（λs）傾角影響著車削過程中切屑的流向、刀尖的強(qiáng)度及3個切削分力的比例關(guān)系。隨著刃傾角的增大，徑向切削力明顯減小，但軸向切削力和切向切削力卻有所增大。刃傾角在-10°～+10°范圍內(nèi)，3個切削分力的比例關(guān)系比較合理。在車削細(xì)長軸時，常采用正刃傾角0°～+10°，以使切屑流向待加工表面。四、合理使用中心架、跟刀架1．中心架的使用如圖2-2-6所示，使用中心架支承車細(xì)長軸，在車削細(xì)長軸時，可使用中心架來增加工件剛性。

圖2-2-6中心架四、合理使用中心架、跟刀架一般車削細(xì)長軸使用中心架的方法：中心架直接支承在工件中間，當(dāng)工件可以分段車削時，中心架支承在工件中間，這樣支承，L/d值減少了一半，細(xì)長軸車削時的剛性可增加好幾倍。在工件裝上中心架之前，必須在毛坯中部車出一段支承中心架支承爪的溝槽，表面粗糙度及圓柱度誤差要小，否則會影響工件的精度。車削時，中心架的支承爪與工件接觸處應(yīng)經(jīng)常加潤滑油。為了使支承爪與工件保持良好的接觸，也可以在中心架支承爪與工件之間加一層砂布或研磨劑，進(jìn)行研磨抱合，如圖2-2-7所示。

四、合理使用中心架、跟刀架

圖2-2-7中心架支撐示意圖四、合理使用中心架、跟刀架用過渡套筒支承車細(xì)長軸用上述方法車削支承承中心架的溝槽是比較困難的。為了解決這個問題，可加用過渡套筒的處表面接觸，見圖2-2-8所示。過渡套筒的兩端各裝有四個螺釘，用這些螺釘夾住毛坯工件，并調(diào)整套筒外圓的軸線與主軸旋轉(zhuǎn)軸線相重合，即可車削。（1）中心架安裝在工件的中間。（2）用過渡套筒安裝中心架。（3）一端夾住，一端搭中心架。

四、合理使用中心架、跟刀架

（a）輔助套筒的使用（b）輔助套筒的調(diào)整

圖2-2-8輔助套筒的使用四、合理使用中心架、跟刀架2．跟刀架的使用如圖2-2-9所示，跟刀架為車床的通用附件，它用來在刀具切削點(diǎn)附近支承工件并與刀架溜板一起作縱向移動。跟刀架與工件接觸處的支承一塊一般用耐磨的球墨鑄鐵或青銅制成，支承爪的圓弧，應(yīng)在粗車后與外圓研配，以免擦傷工件，采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力和工件自重的影響，從而減少切削振動和工件變形，但必須注意仔細(xì)調(diào)整，使跟刀架的中心與機(jī)床頂針中心保持一致。

四、合理使用中心架、跟刀架

a）兩爪跟刀架b）三爪跟刀架

圖2-2-9跟刀架四、合理使用中心架、跟刀架跟刀架固定在床鞍上，一般有兩個支承爪，跟刀架可以跟隨車刀移動，抵消徑向切削時可以增加工件的剛度，減少變形。從而提高細(xì)長軸的形狀精度和減小表面粗糙度。從跟刀架的設(shè)計原理來看，只需兩只支承爪就可以了，因車刀給工件的切削抗力F`r，使工件貼住在跟刀架的兩個支承爪上。但是實(shí)際使用時，工件本身有一個向下重力，以及工件不可避免的彎曲，因此，當(dāng)車削時，工件往往因離心力瞬時離開支承爪、接觸支承爪而產(chǎn)生振動。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由車刀抵住，使工件上下、左右都不能移動，車削時穩(wěn)定，不易產(chǎn)生振動。因此車細(xì)找軸時一個非常關(guān)鍵的問題是要應(yīng)用三個爪跟刀架。

四、合理使用中心架、跟刀架使用跟刀架時如圖2-2-10所示，一定要注意支撐爪對工件的支撐要松緊適當(dāng)。若太松，起不到提高剛性的作用，若太緊，影響工件的形狀精度，車出的工件呈“竹節(jié)形”。車削過程中，要經(jīng)常檢查支撐爪的松緊程度，進(jìn)行必要的調(diào)整。。

a）兩爪跟刀架b）三爪跟刀架四、合理使用中心架、跟刀架

c）跟刀架的使用

圖2-2-10跟刀架的使用四、合理使用中心架、跟刀架3．使用中心架和跟刀架時的注意事項(xiàng)精車長軸和細(xì)長軸時，工件材料應(yīng)消除內(nèi)應(yīng)力。若材料彎曲應(yīng)先矯直。由于細(xì)長軸剛性差，車削時容易讓刀，需要多次車削才能將工件車直，所以加工余量要比一般的工件加工余量大。如長徑比為30的細(xì)長軸，加工余量一般為4mm左右：長徑比為50的細(xì)長軸，加工余量一般為5～6mm左右。

四、合理使用中心架、跟刀架細(xì)長軸鉆中心孔前，必須注意坯料是否彎曲，彎曲度大的應(yīng)矯直，彎曲度小的也盡量使彎曲點(diǎn)在工件的兩端，使工件中間不彎曲或彎曲小，以防車削時工件產(chǎn)生離心力而影響切削。調(diào)整尾座中心與主軸中心同軸：尾座套筒伸出部分要盡可能的短，以減少振動。中心架和跟刀架的卡爪（支撐腳）圓弧面與工件圓應(yīng)吻合。在必要時對其卡爪圓弧面應(yīng)進(jìn)行修整和研磨。裝夾細(xì)長軸時，被夾持部分不易過長，一般為10～15mm。

四、合理使用中心架、跟刀架經(jīng)驗(yàn)表明用15～20mm的圓柱銷墊在卡盤的凹槽中，以點(diǎn)接觸，可以避免卡爪裝夾時接觸面過長所造成的應(yīng)力變形。對車削及支撐處外圓的要求是：圓度好，表面光潔，不能其他變形等缺陷;支撐處外圓的長度一般比支撐卡爪的長度長15mm左右d車好的支撐處外圓和工件毛坯的相交處最好車出一定的錐度。中心架和跟刀架的卡爪與工件的接觸要適宜，過松或過緊都對切削不得。在加工時，若發(fā)現(xiàn)工件的形狀誤差超差應(yīng)松開卡爪重新吃刀，待形狀誤差消除后，再開車重新調(diào)整。

五、技能訓(xùn)練如圖2-2-11所示，毛坯為φ25mm×520mm的45鋼，用FANUC0i系統(tǒng)所學(xué)的G00、G01、G71、G70指令進(jìn)行編程加工該零件。

圖2-2-11活塞桿細(xì)長軸五、技能訓(xùn)練1．工藝分析（1）校直毛坯，細(xì)長軸工件的毛坯存在彎曲時應(yīng)進(jìn)行校直，校直坯料不僅可使車削時余量均勻，避免或減少加工中的振動，而且還可以減小切削后的表面殘余應(yīng)力，避免產(chǎn)生較大的變形。校直后的毛坯其直線度誤差應(yīng)小于1mm。毛坯校直后還要進(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力；（2）準(zhǔn)備跟刀架，準(zhǔn)備三爪跟刀架并作好檢查、清潔工作，若支撐爪端面磨損嚴(yán)重或弧面太小，應(yīng)取下并根據(jù)支撐基準(zhǔn)面直徑來進(jìn)行修正。

五、技能訓(xùn)練（3）夾住毛坯在三爪自定心卡盤上夾持毛坯外圓，伸出長度50mm左右，找正并夾緊。（4）車削斷面。（5）用中心鉆，鉆中心孔。（6）用三爪自定心卡盤夾φ25mm×15mm的外圓柱面，右端用彈性回轉(zhuǎn)頂尖支撐中心孔。（7）安裝兩爪跟刀架，車削外圓φ15以及φ19直至圖中尺寸。（8）調(diào)頭采用一端用三爪自定心卡盤夾緊，一端用中心架支撐的方法裝夾。（9）車削φ15mm×25mm段外圓至規(guī)定尺寸要求。并檢查，檢測合格并卸下完工工件。

五、技能訓(xùn)練2．選擇刀具及確定切削用量（1）刀具選擇選擇機(jī)夾外圓車刀，刀具型號SVJBR2020K11，如圖2—2—12所示，具體參數(shù)見表4-5-1。

圖2—2—12SVJBR2020K11外圓車刀圖五、技能訓(xùn)練

五、技能訓(xùn)練

（2）確定切削用量刀具的選擇及切削用量的確定見表2-2-2。五、技能訓(xùn)練

3．程序編制程序說明O0001；M03S1000；T0101；G00X26.0Z2.0；G71U1R1G71P10Q20U0.5W0F0.2N10G1X14.0F0.1；Z0；X15.0Z-0.5；Z-25.0；X18.0；X19.0Z-25.5；Z-451.0；N20X25.0；M05；M00；M3S1500；T0101；G00X26.0Z2.0；G70P10Q20；G0X150.0Z10M30；程序名（加工外圓φ15×25，φ19×475）啟動主軸，轉(zhuǎn)速1000r/min選擇1號刀快速定位至循環(huán)前的起點(diǎn)（26,2）應(yīng)用G71輪廓循環(huán)粗加工應(yīng)用G71輪廓循環(huán)粗加工輪廓起點(diǎn)X軸輪廓起點(diǎn)Z軸倒角車削外圓車削臺階端面倒角車削外圓端面退刀主軸停程序停主軸正傳選擇1號刀，執(zhí)行刀補(bǔ)快速定位至循環(huán)前的起點(diǎn)（26,2）精加工循環(huán)退刀遠(yuǎn)離工件程序結(jié)束

五、技能訓(xùn)練

4．操作注意事項(xiàng)（1）為防止車細(xì)長軸產(chǎn)生錐度，車削前必須調(diào)整尾座中心，使之與車床主軸中心同軸。（2）車削時，應(yīng)隨時注意頂尖的松緊程度如圖2-2-13所示，檢查方法是啟動車床使工件回轉(zhuǎn)，用右手拇指和食指捏住彈性回轉(zhuǎn)頂尖的轉(zhuǎn)動部分，頂尖能停止回轉(zhuǎn)；松開手指后，頂尖能恢復(fù)回轉(zhuǎn)。這就說明頂尖的松緊程度適當(dāng)。五、技能訓(xùn)練

圖2-2-13調(diào)整頂尖的松緊程度五、技能訓(xùn)練

（3）粗車時應(yīng)選擇好第一次切削深度，必須保證將工件毛坯一次進(jìn)刀車圓，以免影響跟刀架的正常工作。（4）車削過程中，應(yīng)隨時注意支撐爪與工件表面的接觸狀態(tài)及支撐爪的磨損情況，并隨時做出相應(yīng)的調(diào)整。（5）車削過程中，應(yīng)隨時注意工件已加工表面的變化情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)開始產(chǎn)生和出現(xiàn)竹節(jié)形、腰鼓形等缺陷時，要及時分析原因，采取應(yīng)對措施(見知識拓展)。若缺陷越來越明顯時，應(yīng)立即停止車床。（6）車削過程中，應(yīng)始終充分澆注切削液。五、技能訓(xùn)練

5．質(zhì)量分析車削細(xì)長軸過程中產(chǎn)生竹節(jié)形和腰鼓形的形狀誤差的原因及防止方法，見表2-2-4。五、技能訓(xùn)練

缺陷產(chǎn)生原因防止方法竹節(jié)形車削時跟刀架時調(diào)整過緊，卡爪的支緊力超過了工件的剛度，迫使工件反復(fù)出現(xiàn)方向相反的彎曲變形，使工件每節(jié)的切削深度發(fā)生時大時小的變化而形成“竹節(jié)形”。（1）正確調(diào)整跟刀架的支撐爪，不可支頂?shù)眠^緊（2）采用接刀車削時，必須使車刀刀尖和工件支撐基準(zhǔn)圓柱面略微接觸，接刀時切削深度應(yīng)加深0.01～0.02mm，這樣可避免由于工件外圓變大而引起支撐爪的支撐力變得過大（3）粗車時若發(fā)現(xiàn)開始出現(xiàn)竹節(jié)形，可調(diào)整中滑板手柄，相應(yīng)增加適量的切削深度，以減小工件外徑；或稍微調(diào)松跟刀架支撐爪，使支撐力適當(dāng)減小，以防止竹節(jié)的繼續(xù)產(chǎn)生（4）調(diào)整好車床床鞍、滑板的相應(yīng)間隙，以消除進(jìn)給時的讓刀現(xiàn)象腰鼓形細(xì)長軸剛度低；跟刀架支撐爪與工件表面接觸不一致；支撐爪磨損而產(chǎn)生間隙，都會造成車削時產(chǎn)生“腰鼓形”。在車削工件兩端時，工件剛度高，不易產(chǎn)生變形，切削正常；當(dāng)車到工件中間部位時，徑向切削分力將工件的軸線壓向車床回轉(zhuǎn)軸線的外側(cè)，發(fā)生彎曲變形，使切削深度逐漸減小，從而形成“腰鼓形”（1）車削過程中要隨時調(diào)整跟刀架支撐爪，使支撐爪圓弧面的軸線與主軸回轉(zhuǎn)軸線重合（2）適當(dāng)增大車刀的主偏角，使車刀鋒利，以減小徑向切削分力

表2-2-4誤差產(chǎn)生原因及措施五、技能訓(xùn)練

課后練習(xí)1．在應(yīng)用G70、G71循環(huán)加工細(xì)長軸零件時，應(yīng)當(dāng)注意哪些問題？2．如圖2-2-14所示零件圖樣，在FANUC0i系統(tǒng)應(yīng)用G90指令加工該零件？圖2-2-14掛輪架軸模塊二典型復(fù)雜零件加工課題3

偏心零件加工一、偏心零件概念和特點(diǎn)1．偏心零件的概念偏心零件就是零件的外圓和外圓或外圓與內(nèi)孔的軸線平行而不相重合，偏一個間隔的工件。這兩條平行軸線之間的間隔稱為偏心距。外圓與外圓偏心的零件叫做偏心軸（圖a）或偏心盤；外圓與內(nèi)孔偏心的零件叫偏心套（圖b）。

2．偏心零件的特點(diǎn)在機(jī)械傳動中，把回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動或把直線運(yùn)動變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動，一般都是利用偏心軸或曲軸來完成的，如車床主軸箱中的偏心軸、汽車發(fā)動機(jī)中的曲軸等。車削偏心的基本原理是：把所要加工偏心部分的軸線找正到與車床主軸軸線重合，但應(yīng)根據(jù)工件的數(shù)量、形狀、偏心距的大小和精度要求相應(yīng)地采用不同的裝夾方法。

二、偏心零件加工方法1．在兩頂尖間車偏心軸一般的偏心軸，只要兩端面能鉆中心孔，有雞心夾頭的裝夾位置，都可以用在兩頂尖間車偏心的方法，如圖2-3-2所示。因?yàn)樵趦身敿忾g車偏心軸與車一般外圓沒有很大區(qū)別，僅僅是兩頂尖頂在偏心中心孔中加工而已。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是偏心中心孔已鉆好，不需要花費(fèi)時間去找正偏心，定位精度較高。2．在四爪卡盤上車偏心工件

對長度較短，外形復(fù)雜，加工數(shù)量較少且不便于在兩頂尖間裝夾的偏心工件，可裝夾在四爪單動卡盤上車削。在四爪單動卡盤上車削偏心工件時，必須將已劃好的偏心軸線和側(cè)母線找正。先使偏心軸線與車床主軸軸線重合（圖2-3-3),再找正側(cè)母線，工件裝夾后即可車削。圖2-3-2在兩頂尖間車偏心軸圖2-3-3在四爪卡盤上車偏心工件3．在三爪自定心卡盤上車偏心工件長度較短，且偏心距較?。╡≤6mm）的偏心工件，也可以在三爪自定心卡盤的一個卡爪上增加一塊墊片，使工件產(chǎn)生偏心來車削，如圖2-3-4所示。墊片厚度可用以下面近似公式計算：X=1.5e+k

k≈1.5△e△e=e-e測式中：e---工件偏心距（mm）；k---偏心距修正值，正負(fù)按實(shí)測結(jié)果確定（mm）；△e---試切后實(shí)測偏心距誤差（mm）;

e測---試切后，實(shí)測偏心距（mm）。

圖2-3-4在三爪自定心卡盤上車偏心工件1三爪自定心卡盤2墊片3偏心工件4．在雙重卡盤上車偏心工件將三爪自定心卡盤裝夾在四爪卡盤上，并移動一個偏心距e。加工偏心工件時，只需把工件裝夾在三爪自定心卡盤上就可以車削，如圖2-3-5所示。這種方法第一次在四爪卡盤上找正比較困難，但是，在加工一批工件的其余工件時，則不需找正偏心距，因此適用于加工成批工件。由于兩只卡盤重疊在一起，剛度不足且離心力較大，切削用量只能選得較低。此外，車削時盡量用后頂尖支頂，工件找正后尚需加平衡鐵，以防發(fā)生意外事故。這種方法只適宜車削偏心距不大（e≤5mm）且精度要求不高，批量較小的偏心工件。

圖2-3-5在雙重卡盤上車偏心工件1-四爪卡盤2-三爪自定心卡盤3-偏心工件4-平衡鐵5．在花盤上車偏心工件加工長度較短、偏心距較大（e≥6mm）的偏心套時，可以裝夾在花盤上車削。在加工偏心孔前，先將工件外圓和兩端面加工至要求后，在一端面上劃好偏心孔的位置，然后用三塊壓板均勻地把工件裝夾在花盤上，并在花盤靠近工件外圓處，裝上兩塊成90°位置分布的定位塊，以保證偏心套的定位要求，如圖2-3-6所示。圖2-3-6在花盤上車偏心套1-定位塊2-壓板3-偏心套4-花盤6．在偏心卡盤上車偏心工件車削精度較高、批量較大的偏心工件時，可以用偏心卡盤（圖2-3-7）來車削。偏心卡盤分兩層，底盤用螺釘固定在車床主軸的連接盤上，偏心體與底盤燕尾槽相互配合。偏心體上裝有三爪自定心卡盤。利用絲杠來調(diào)整卡盤的中心距，偏心距e的大小可在兩個測量頭之間測得。當(dāng)偏心距為零時，兩測量頭正好相碰。轉(zhuǎn)動絲杠時，測量頭逐漸離開，離開的尺寸即為偏心距。兩測量頭之間的距離可用百分表或量塊測量。當(dāng)偏心距調(diào)整好后，用4只方頭螺栓緊固，把工件裝夾在三爪自定心卡盤上，即可進(jìn)行車削。由于偏心卡盤的偏心距可用量塊或百分表測得，所以可以獲得很高的精度。其次，偏心卡盤調(diào)整方便，通用性強(qiáng)，是一種較理想的車偏心夾具。圖2-3-7偏心卡盤1-絲杠2-底盤3-偏心體4-方頭螺栓5-三爪自定心卡盤6、7-測量頭7．在專用偏心夾具上車偏心工件（1）用偏心夾具車偏心工件加工數(shù)量較多，偏心距精度要求較高的工件時，可以制造專用偏心夾具來裝夾。如圖2-3-8所示，偏心夾具2或6分別裝夾在三爪自定心卡盤1或5上。夾具中預(yù)先加工一個偏心孔，其偏心距等于偏心工件4或7的偏心距e，工件就插在夾具的偏心孔中?？梢杂勉~頭螺釘緊固，如圖2-3-8a所示；也可以將偏心夾具的較薄處銑開一條狹槽，依靠夾具變形來夾緊工件，如圖2-3-8b所示。圖2-3-8在專用偏心夾具上車偏心工件a)用螺釘緊固工件b)用夾具變形緊固工件1、5-三爪自定心卡盤2、6-偏心夾具3-銅頭螺釘4、7-偏心工件8-狹槽（2）用偏心夾具鉆偏心中心孔當(dāng)加工數(shù)量較多的偏心軸時，用劃線的方法找正中心來鉆中心孔，生產(chǎn)率低，偏心距精度不易保證。這時可將偏心軸用緊固螺釘裝夾在偏心夾具中，用中心鉆鉆中心孔，如圖2-3-9所示。工件調(diào)頭鉆偏心中心孔時，只把夾具調(diào)頭，工件不能卸下，再裝夾在軟卡爪上。偏心中心孔鉆好后，再在兩頂尖間車偏心軸。圖2-3-9用偏心夾具鉆偏心中心孔1軟卡爪2緊固螺釘3偏心夾具4偏心軸5中心鉆

三、技能訓(xùn)練如圖2-3-10所示，毛坯為φ45×110mm的45鋼，用FANUC0i系統(tǒng)所學(xué)的指令進(jìn)行編程加工該零件。圖2-3-10偏心零件加工實(shí)例1．工藝分析（1）檢查毛坯尺寸。（2）夾一端外圓，找正、夾緊；車端面；鉆Ф2.5A型中心孔。（3）一夾一頂裝夾；粗、精車Ф36外圓至尺寸要求，長度105mm。（4）三爪卡盤夾Ф36一端外圓，找正夾緊；粗、精車端面（無中心孔一端），車平就可；調(diào)頭裝夾；粗、精車端面，保證總長100。（5）劃線，打樣沖眼，鉆中心孔。（6）采用雙頂尖裝夾工藝加工Ф24外圓至尺寸要求，保證長度45mm；Ф36、Ф24外圓倒角C2。2．選擇刀具及確定切削用量（1）刀具選擇選擇機(jī)夾外圓車刀，刀具型號PCLNR2020K12，如圖2-3-11所示，具體參數(shù)見表2-3-1。圖2-3-11外圓車刀圖說明：表中表示前角，表示刃傾角。

（2）確定切削用量刀具的選擇及切削用量的確定見表2-3-2所示數(shù)控加工刀具卡片。表2-3-2數(shù)控加工刀具及切削用量選擇刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給量（mm/r）備注T010195°外圓刀1粗車外輪廓6000.2精車外輪廓12000.08程序

說明

O0001；M03S600；T0101；G00X46.0Z2.0；G90X42.5Z-105.0F0.2；X39.5；X36.5；G00X46.0Z5.0；S1200；G00X32.0Z1.0；G01Z0F0.08；程序名啟動主軸，轉(zhuǎn)速600r/min選擇1號刀快速定位至循環(huán)前的起點(diǎn)（46,2）應(yīng)用G90循環(huán)粗加工φ36外圓定位變速精車定位靠近加工起點(diǎn)

3．程序編制程序

說明

X36Z-2；Z-105.0；X46.0；G00X100.0Z5.0；M30；O0002；M03S600；T0101；G00X41.0Z2.0；G90X39.5Z-45.0F0.2；X36.5；X33.5；倒角C2精車外輪廓退刀程序結(jié)束并返回程序名啟動主軸，轉(zhuǎn)速600r/min選擇1號刀快速定位至循環(huán)前的起點(diǎn)（46,2）應(yīng)用G90循環(huán)粗加工φ24外圓程序

說明

X30.5；X27.5；X24.5；G00X46.0Z5.0；S1200；G00X20.0Z1.0；G01Z0F0.08；X24Z-2；Z-45.0；X41.0；G00X100.0Z150.0；M30；定位變速精車定位靠近加工起點(diǎn)倒角C2精車外輪廓退刀程序結(jié)束并返回

4．質(zhì)量分析數(shù)控車床加工外圓和端面時經(jīng)常遇到加工誤差有多種，其問題現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因、預(yù)防和消除的措施見表2-3-3。

表2-3-3外圓和端面加工誤差分析問題現(xiàn)象產(chǎn)生原因預(yù)防和消除措施偏心距超差1．墊片厚度不準(zhǔn)確2．偏心軸的母線與軸線不平行1．調(diào)整墊片厚度2．運(yùn)用百分表找直線度問題現(xiàn)象產(chǎn)生原因預(yù)防和消除措施工件外圓尺寸超差1．刀具參數(shù)不準(zhǔn)確2．切削用量選擇不當(dāng)產(chǎn)生讓刀3．程序錯誤4．工件尺寸計算錯誤1．調(diào)整或重新設(shè)定刀具參數(shù)2．合理選擇切削用量3．檢查、修改程序4．正確計算工件尺寸外圓表面粗糙度差1．切削速度太低2．安裝刀具高于中心3．切屑纏繞工件表面4．刀具磨損5．切削液選擇不合理1．選擇較高的的主軸轉(zhuǎn)速2．調(diào)整刀具中心高度3．選擇合理的進(jìn)刀方式和切深4．及時更換刀具或刀片5．正確選擇切削液臺階處不清角1．程序錯誤2．刀具選擇錯誤3．刀具損壞1．檢查修改程序2．正確選擇加工刀具3．更換刀片問題現(xiàn)象產(chǎn)生原因預(yù)防和消除措施加工時扎刀致工件報廢1．進(jìn)給量過大2．切屑阻塞3．工件安裝不合理4．刀具角度選擇不合理1．降低進(jìn)給速度2．采用斷、退屑方式切入3．檢查工件安裝，增加剛性4．正確選擇刀具臺階端面出現(xiàn)傾斜1．程序錯誤2．車刀安裝不正確1．檢查、修改程序2．正確安裝刀具工件圓度超差或產(chǎn)生錐度1．車床主軸間隙過大2．程序錯誤1．調(diào)整車床主軸間隙2．檢查、修改程序四、課后練習(xí)如圖2-3-12所示零件圖樣，在FANUC0i系統(tǒng)加工該零件。圖2-3-12零件加工圖模塊二典型復(fù)雜零件加工課題4盤類零件加工一、加工盤類零件特點(diǎn)1．盤類零件的特征

盤類零部件一般長度比較短，直徑比較大。其應(yīng)用范圍很廣，如支撐傳動軸的各種形式的軸承、夾具上的導(dǎo)向套；、汽缸套等。

不同的盤類零件也有很多的相同點(diǎn)，如主要表面基本上都是圓柱形的，它們有較高的尺寸精度，形狀精度和表面粗糙度要求，而且有高的同軸度要求等諸多共同之處。2．盤類零件的夾具（1）心軸圖2-4-1工件在圓柱心軸上定位裝夾圖2-4-2圓錐心軸安裝工件的接觸情況（2）花盤圖2-4-3花盤圖2-4-4在花盤上裝夾工件及其平衡二、復(fù)合循環(huán)功能加工特點(diǎn)1．G72端面粗車復(fù)合循環(huán)特點(diǎn)

端面粗車復(fù)合循環(huán)指令適合切除棒料毛坯的大部分加工余量，主要用于軸向尺寸要求比較高，徑向尺寸大于軸向尺寸的毛坯工件進(jìn)行粗車循環(huán)。圖2-4-5G72/G70走刀軌跡圖三、編程指令1．恒線速切削指令（1）指令格式G96S__G97（S__）說明：G96：恒線速切削（S指令切削線速度）G97：恒轉(zhuǎn)速切削（S表示主軸轉(zhuǎn)速，若G97后不指定S時，默認(rèn)前面已經(jīng)指定的轉(zhuǎn)速）（2）指令功能

車削直徑變化較大的工件時，由公式Vc=nπd/1000可知，切削速度與工件直徑大小成反比關(guān)系，要控制均勻的表面質(zhì)量，應(yīng)該使用恒線速功能加工，這樣可以自動實(shí)現(xiàn)大直徑時低轉(zhuǎn)速，小直徑時高轉(zhuǎn)速加工的功能，從而得到均勻的表面質(zhì)量。2．G72——端面粗車復(fù)合循環(huán)（1）指令格式G72W（Δd）R（e）G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）Δd：背吃刀量（半徑量，無符號）；E：退刀量；ns：指定精加工路線的第一個程序段號；nf：指定精加工路線的最后一個程序段號；Δu：為X方向上的精加工余量（直徑量）和方向（外輪廓用“+”，內(nèi)輪廓用“﹣”）；Δw：為Z方向上的精加工余量和方向；（2）編程實(shí)例如圖2-4-6所示，毛坯為φ120×40，應(yīng)用G72/G70指令進(jìn)行編程。程

序說

明O0001；M03S500；T0101；G00X121.0Z1.0；G72W1.5R1.0；G72P10Q20U0.2W0.3F0.2；N10G00Z-20.0；G50S1200；G96S120；G01X86.0F0.1；G03X80.0Z-17.0R3.0；G01Z-15.0；G02X74.0Z-12.0R3.0；G01X40.0；Z-8.0；G02X34.0Z-5.0R3.0；G01Z0；N20X0；G70P10Q20；G97G00X100.0Z100.0；M05；M30；程序名啟動主軸，轉(zhuǎn)速500r/min選擇1號刀快速定位至起點(diǎn)應(yīng)用G72循環(huán)粗加工

進(jìn)刀精車輪廓起始段，設(shè)最高轉(zhuǎn)速為1200r/min恒線速切削，線速度120m/min

應(yīng)用G70精加工輪廓退刀，取消恒線速切削功能主軸停程序結(jié)束四、技能訓(xùn)練

如圖2-4-7所示，毛坯為φ160×90mm的45鋼，應(yīng)用G72、G70循環(huán)功能編程加工該零件。圖2-4-7盤類零件加工實(shí)例1．工藝分析（1）夾住毛坯φ160mm外圓，應(yīng)用G72循環(huán)指令粗加工外輪廓；（2）應(yīng)用G70循環(huán)指令精車外輪廓。2．選擇刀具及確定切削用量（1）選擇刀具（2）確定切削用量刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給量（mm/r）切削速度（m/min）備注T010195°外圓刀1粗車成形面6000.2

精車外輪廓

0.08120

表4-4-2數(shù)控加工刀具及切削用量選擇3．程序編制程

序說

明O0003；M03S600；T0101；G00X162.0Z2.0；G72W1.5R1.0；G72P10Q20U0.2W0.3F0.2；N10G00Z-70.0；G50S1200；G96S120；G41G01X160.0F0.08；X120.0W10.0；W10.0；X80.0W10.0；W20.0；X40.0W20.0；N20G40G01W2.0；G00X300.0Z50.0；M05；M00；M03S1200；T0101；G00X162.0Z2.0；G70P10Q20；G00X300.0Z50.0；M05；M30；

啟動主軸，轉(zhuǎn)速600r/min選擇1號刀快速定位至循環(huán)前的起點(diǎn)（46,2）設(shè)置G71循環(huán)參數(shù)

進(jìn)刀限制最高主軸轉(zhuǎn)速1200r/min恒線速切削，線速度為120m/min精加工輪廓

退刀，取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償退刀主軸停程序暫停（測量，修改磨耗值補(bǔ)償誤差）啟動主軸執(zhí)行刀補(bǔ)定位精加工退刀主軸停程序結(jié)束并返回4．操作注意事項(xiàng)（1）合理選擇刀具，選擇車削端面車刀。（2）仔細(xì)設(shè)置刀具參數(shù)，在01號刀具形狀參數(shù)設(shè)置R=0.4，T=3，如圖4-4-9所示。（3）當(dāng)程序G72循環(huán)粗加工執(zhí)行完畢后，此時主軸和程序均暫停，測量工件尺寸，若存在誤差，應(yīng)當(dāng)在刀具參數(shù)表01號參數(shù)磨耗值中進(jìn)行補(bǔ)償。圖4-4-9刀具參數(shù)輸入畫面5．質(zhì)量分析問題現(xiàn)象產(chǎn)生原因預(yù)防和消除措施端面尺寸超差1．對刀測量不準(zhǔn)2．粗車結(jié)束未進(jìn)行測量調(diào)整1．對刀時認(rèn)真測量2．粗車結(jié)束測量，補(bǔ)償誤差圓弧或錐面超差1．編程錯誤2．為正確使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償1．檢查并修改程序2．正確使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償精車結(jié)束退刀撞刀精車G70前的定位點(diǎn)錯誤正確定位精車前的定位點(diǎn)端面車削不平1．刀具幾何角度不合理2．刀具磨損1．合理選擇刀具2．及時更換刀片表4-4-3軸類零件誤差分析模塊二典型復(fù)雜零件加工課題5深孔零件加工一、深孔零件特點(diǎn)

1．深孔零件簡介深孔加工就是孔的長度與孔的直徑比大于10的孔，如油缸孔、軸的軸向油孔，空心主軸孔和液壓閥孔等。這些孔中，有的要求加工精度和表面質(zhì)量較高，而且有的被加工材料的切削加工性較差，常常成為生產(chǎn)中一大難題。所以深孔加工受到業(yè)界人士的重視，越來越多人進(jìn)入深孔加工行業(yè)。但只要我們合理利用加工條件，了解深孔零件的加工特點(diǎn)，掌握深孔的加工設(shè)備方法，就可以解決深孔加工的難題，甚至可以解決長徑比超過100的深孔加工。一、深孔零件特點(diǎn)2．深孔零件的工藝特點(diǎn)（1）刀桿受孔徑的限制，直徑小，長度大，造成剛性差，強(qiáng)度低，切削時易產(chǎn)生振動、波紋、錐度，而影響深孔的直線度和表面粗糙度。（2）在鉆孔和擴(kuò)孔時，冷卻潤滑液在沒有采用特殊裝置的情況下，難于輸入到切削區(qū)，使刀具耐用度降低，而且排屑也困難。（3）在深孔的加工過程中，不能直接觀察刀具切削情況，只能憑工作經(jīng)驗(yàn)聽切削時的聲音、看切屑、手摸振動與工件溫度、觀儀表（油壓表和電表），來判斷切削過程是否正常。一、深孔零件特點(diǎn)（4）切屑排除困難，必須采用可靠的手段進(jìn)行斷屑及控制切屑的長短與形狀，以利于順利排除，防止切屑堵塞。（5）為了保證深孔在加工過程中順利進(jìn)行和達(dá)到應(yīng)要求的加工質(zhì)量，應(yīng)增加刀具內(nèi)（或外）排屑裝置、刀具引導(dǎo)和支承裝置和高壓冷卻潤滑裝置。（6）刀具散熱條件差，切削溫度升高，使刀具的耐用度降低，可選擇內(nèi)冷刀具。二、深孔零件的加工方法1．深孔鉆削加工（1）普通鉆頭鉆孔加工特點(diǎn)鉆頭主要用于在實(shí)心材料上鉆孔，也可用于擴(kuò)孔。根據(jù)轉(zhuǎn)頭構(gòu)造及用途不同，有可分為麻花鉆、扁鉆及深孔鉆等。鉆孔的尺寸精度一般可達(dá)IT11～I(xiàn)T12，表面粗糙度Ra12.5～2.5μm，麻花鉆是鉆孔最常用的刀具，鉆頭一般由高速鋼制成。由于高速切削的發(fā)展，鑲硬質(zhì)合金的鉆頭也得到了廣泛應(yīng)用。對于精度要求不高的內(nèi)孔，可用麻花鉆直接鉆出；對于精度要求較高的孔，鉆孔后還要再經(jīng)過車削或擴(kuò)孔、鉸孔才能完成，在選用麻花鉆時應(yīng)留出下道工序的加工余量。二、深孔零件的加工方法選用麻花鉆長度時，一般應(yīng)使麻花鉆螺旋槽部分略長于孔深；麻花鉆過長則剛性差，麻花鉆過短則排屑困難，也不宜鉆穿孔。鉆削時的切削用量：1）背吃刀量（ap）。如圖2-5-1所示，鉆孔切削時的背吃刀量是鉆頭直徑的1/2。圖2-5-1鉆孔時的背吃刀量二、深孔零件的加工方法2）切削速度（Vc）。鉆孔時的切削速度是指麻花鉆主切削刃外緣處的切削速度：Vc=式中：Vc——切削速度（m/min）

D——鉆頭的直徑（mm）

n——主軸轉(zhuǎn)速（r/min）用高速鋼麻花鉆鉆鋼料時，切削速度一般選Vc＝15～30m/min；鉆鑄鐵時Vc＝10～25m/min。二、深孔零件的加工方法3）進(jìn)給量（f）。在車床上鉆孔時，工件轉(zhuǎn)1周，鉆頭沿軸向移動的距離為進(jìn)給量。用手慢慢轉(zhuǎn)動尾座手輪來實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動，進(jìn)給量太大會使鉆頭折斷，選f=（0.01～0.02）d，鉆鑄鐵時進(jìn)給量略大些。單刃外排屑深孔鉆因最初主要用于軍事工業(yè)中槍管、炮管的加工而得名，它主要用來加工直徑在3-30mm，長徑比超過100的深孔，加工孔的精度在IT8-IT10級之間，加工表面粗糙度在Ra3.2-0.8μm。二、深孔零件的加工方法（2）槍鉆的加工特點(diǎn)槍鉆由切削部分、刀桿及傳動器等部分組成，如圖2-5-2所示。刀頭的材料可以使硬質(zhì)合金或高速鋼，槍鉆是理想的深孔加工解決方案，采用槍鉆可以獲得精密的加工效果，加工出來的孔位置精確，直線度、同軸度高，并且有很高的表面光潔度和重復(fù)性。能夠方便的加工各種形式的深孔,對于特殊深孔，比如交叉孔，盲孔及平底盲孔等也能很好的解決。槍鉆除了應(yīng)用專業(yè)的深孔鉆機(jī)外，也可用于CNC機(jī)床上，在普通機(jī)床上稍作改動也可以實(shí)現(xiàn)深孔加工功能，這樣不必增加太多的成本就可以獲得一套理想的深孔加工的解決方案。二、深孔零件的加工方法圖2-5-2單刃外排屑深孔鉆二、深孔零件的加工方法專業(yè)的槍鉆系統(tǒng)由深孔鉆機(jī)、單刃或雙刃的槍鉆及高壓冷卻系統(tǒng)組成，使用時，鉆頭通過導(dǎo)引孔或?qū)走M(jìn)入工件表面，進(jìn)入后，鉆刃的獨(dú)特結(jié)構(gòu)起到自導(dǎo)向的作用，保證了切削精度。冷卻液通過鉆頭中間的通道到達(dá)切削部位，并將切屑從排屑槽帶出工件表面，同時對鉆刃進(jìn)行冷卻和對背部的支撐凸臺進(jìn)行潤滑，從而獲良好的加工表面和加工質(zhì)量二、深孔零件的加工方法2．深孔鏜削加工（1）鏜孔加工要求鏜孔是深孔加工主要加工內(nèi)容之一，它能精確地保證孔系的尺寸精度和形位精度，并糾正上道工序的誤差。通過鏜削上加工的圓柱孔，大多數(shù)是機(jī)器零件中的主要配合孔或支承孔，所以有較高的尺寸精度要求。一般配合孔的尺寸精度要求控制在IT7～I(xiàn)T8，機(jī)床主軸箱體孔的尺寸精度為IT6，精度要求較低的孔一般控制在IT11。二、深孔零件的加工方法對于精度要求較高的支架類、套類零件的孔以及箱體類零件的重要孔，其形狀精度應(yīng)控制在孔徑公差的1/2～1/3。鏜孔的孔距間誤差一般控制在±0.025～0.06mm，兩孔軸心線平行度誤差控制在0.03～0.10mm。鏜削加工的表面粗糙度，一般為Ra1.6～0.4μm。（2）鏜孔加工方法孔的鏜削加工往往要經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜工序的過程。粗鏜、半精鏜、精鏜工序的選擇，決定于所鏜孔的精度要求、工件的材質(zhì)及工件的具體結(jié)構(gòu)等因素。二、深孔零件的加工方法（3）鏜刀的選用種類1）單刃鏜刀。在數(shù)控鏜銑床上使用的單刃鏜刀大多數(shù)單刃鏜刀制成可調(diào)結(jié)構(gòu)。圖2-5-3所示為用于鏜削通孔、階梯孔和盲孔的單刃鏜刀，螺釘1用于調(diào)整尺寸，螺釘2起鎖緊作用。單刃鏜刀剛性差，切削時易引起振動，所以鏜刀的主偏角選得較大，以減少徑向力。上述結(jié)構(gòu)通過鏜刀移動來保證加工尺寸，調(diào)整麻煩，效率低，只能用于單件小批生產(chǎn)。但單刃鏜刀結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性較廣，因而應(yīng)用廣泛。二、深孔零件的加工方法通孔鏜刀階梯孔鏜刀盲孔鏜刀

l-調(diào)節(jié)螺釘2-緊固螺釘

圖2-5-3單刃鏜刀結(jié)構(gòu)圖二、深孔零件的加工方法

2）雙刃鏜刀。簡單的雙刃鏜刀就是鏜刀的兩端有一對對稱的切削刃同時參與切削，其優(yōu)點(diǎn)是可以消除徑向力對鏜桿的影響，可以用較大的切削用量，對刀桿剛度要求低，不易振動，所以效率高。圖5-5-4所示所為近年來廣泛使用的雙刃機(jī)夾鏜刀，其刀片更換方便，不需重磨，易于調(diào)整，對稱切削鏜孔的精度較高。同時，與單刃鏜刀相比，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量可提高一倍左右，生產(chǎn)率高。大直徑的鏜孔加工可選用可調(diào)雙刃鏜刀，其鏜刀頭部可作大范圍的更換調(diào)整，最大鏜孔直徑可達(dá)1000mm。二、深孔零件的加工方法圖2-5-4雙刃機(jī)夾鏜刀二、深孔零件的加工方法

3）微調(diào)鏜刀。如圖2-5-5所示的精鏜微調(diào)鏜刀。這種鏜刀的徑向尺寸可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整，其讀數(shù)值可達(dá)0.01mm。調(diào)整尺寸時，先松開拉緊螺釘，然后轉(zhuǎn)動帶刻度盤的調(diào)整螺母，待刀頭調(diào)至所需尺寸，再擰緊螺釘。此種鏜刀的結(jié)構(gòu)比較簡單，精度較高，通用性強(qiáng)，剛性好。圖2-5-5微調(diào)鏜刀二、深孔零件的加工方法3．深孔車削加工（1）工件安裝要點(diǎn)車削深孔時，工件一般采用三爪自定心卡盤安裝。工件安裝在卡盤上，必須校正平面和外圓，兩者必須同時兼顧。尤其是在加工余量較少的情況下，應(yīng)著重注意校正余量少的部分，否則會使毛坯車不到規(guī)定的尺寸而產(chǎn)生廢品。為了防止車削時因工件變形和振動而影響加工質(zhì)量，工件在三爪自定心卡盤中裝夾時，若工件直徑≤30mm，其懸伸長度不應(yīng)大于直徑的3倍；若工件直徑＞30mm，其懸伸長度不應(yīng)大于直徑的4倍，且應(yīng)夾緊，避免工件被車刀頂彎、頂落而造成打刀事故。二、深孔零件的加工方法由于刀桿的剛性差，切削時振動，影響切削效率和加工表面的質(zhì)量，給車削帶來了困難。特別是孔徑較大而孔很深，并帶有臺階的情況下，由于刀桿、機(jī)床剛性的影響，加工更為困難，如圖2-5-6所示。為了提高工件加工質(zhì)量與效率，設(shè)計制造了如圖所示的工裝，車削臺階深孔，效果很好。二、深孔零件的加工方法1—前支承套2—工件3—壓力螺釘4—后支承套5—刀臺螺釘6—刀桿7—刀頭8—方刀臺

圖2-5-6車孔刀具工裝二、深孔零件的加工方法先在車床上用卡盤和中心架安裝好工件，用內(nèi)孔刀加工工件兩端的短孔，并各配一個套和專用刀桿。在車削中間長孔時，先將左端的支承套裝入工件孔內(nèi)，再將工件安裝在車床上，把刀頭伸出長度在刀桿上調(diào)整好，連同左端的支承套一起裝入工件內(nèi)孔，用刀墊調(diào)整好刀桿高低，將刀桿固定在車床方刀臺上，使刀桿在套中能自如的滑動，便可使工件旋轉(zhuǎn)，開始走刀切削，直到工件縱向深度為止。當(dāng)工件車完后，再反向移動大拖板，連同右端的支承套和刀桿一起從工件中退出，即可卸下工件。加工第二件時，先安裝好左端的支承套，裝