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

教學目標

【知識目標】

理解端面切削的特點，根據(jù)特點進行工藝設計；

端面車削應認真分析切削區(qū)域，合理設計切削路線和切削用量；

認真理解G01、G72、G70的外圓切削指令的應用；7端面切削工藝及編程

【能力目標】

通過端面切削實踐體會端面輪廓切削工藝、編程、加工操作要點。認真體會端面加工質量控制的方法。

【素質目標】

培養(yǎng)學生的知識應用能力、學習能力和動手能力；

培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力、成員協(xié)調(diào)能力和決策能力；

培養(yǎng)學生強烈的責任感和良好的工作習慣；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。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、相關工藝知識1、外圓與端面的技術要求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,

車削加工可以達到。7.1端面車削工藝7.1.2相關工藝知識

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相關工藝知識7.1端面車削工藝

3、車削外圓與端面時車刀安裝的工藝要求車削外圓車刀與車削端面時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行和工件的加工質量。即使刃磨合理的車刀，如果安裝得不正確，也會改變車刀工作時的實際角度。因此車刀安裝后，必須保證做到：(1)車刀的伸出長度不宜過長，否則在切削過程中會減弱刀桿的剛性，容易產(chǎn)生振動，影響工件的表面粗糙度，嚴重時會損壞車刀。通常車削外圓時，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。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，并應與刀架前端對齊，以防止車刀產(chǎn)生振動。

(3)壓緊車刀用的螺釘不可少于兩個，否則在車削過程中易使車刀走動，而影響工件的加工，因此，為確保車刀裝夾的可靠，車刀至少要用兩個螺釘壓緊在刀架上，并輪流逐個擰緊。7.1端面車削工藝7.1.3車削外圓與端面時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，使車刀工作時的前角和后角數(shù)值發(fā)生改變。若刀尖裝得高于回轉中心（見圖6-2a），會使后角減小，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，并降低了表面質量；若刀尖裝得低于工件回轉中心，見圖6-2b)，會使前角減小，切削力增大，導致切削不順暢。通常，車削外圓時，刀尖一般應與工件軸線等高（見圖6-2c）。車削端面時，特別要嚴格保證車刀的刀尖對準工件的旋轉中心，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會使刀尖崩碎（圖6-3）。7.1端面車削工藝7.1.3車削外圓與端面時車刀安裝的工藝要求

（5）刀桿不能歪斜，否則會便車刀的主偏角和副偏角發(fā)生變化。其原因在于：當車刀的角度一定時，若主偏角增大，會使副偏角減小，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，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，降低表面質量。同時由于主偏角減小，使得徑向切削力增大，當工件剛性較差時，易產(chǎn)生彎曲變形。因此，安裝車刀時應使刀桿中心線與主軸軸線垂直。7.1端面車削工藝7.1.3車削外圓與端面時車刀安裝的工藝要求7.1.3車削外圓與端面時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工件端面進行切削的（斷屑槽沿主切削刃方向刃磨）.導致切削不順暢，當切削深度過大時，向床頭方向的切削力(F）會使車刀扎人端面而形成凹面。（2）主偏角不能小于90°，否則會使端面的平面度超差或者在車削階臺端面時造成階臺端面與工件軸線不垂直的現(xiàn)象，通常在車削端面時，右偏刀的主偏角應在90°-93°范圍內(nèi)。

7.1.3車削外圓與端面時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，無正負號，切削方向決定于AA，方向，該值是模態(tài)值；e—退刀量，無正負號，該值為模態(tài)值；ns—指定精加工路線的第一個程序段段號；nf—指定精加工路線的最后一個程序段段號；

7.2端面車削方法與編程7.2.1G72端面粗車復合循環(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)的運動軌跡如圖所示，與G71的運動軌跡相似，不同之處在于G72指令是沿著X軸方向進行切削加工的。7.2.1G72端面粗車復合循環(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踐7.3.1仿真

2、進入仿真系統(tǒng)，選擇合適的機床7.3典型端面車削編程及仿真實踐（1）使功能開關置到REF（2）點擊相應坐標軸（3）直到相應軸的

綜合坐標變?yōu)榱?.3.1仿真7.3典型端面車削編程及仿真實踐

4、輸入程序將功能鍵置到EDIT，然后點擊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踐

5、檢查程序

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

（2）點擊工藝流程，點擊車刀刀庫，進入如下界面7.3.1仿真7.3典型端面車削編程及仿真實踐

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

8、加工如下圖所示。點擊PROGRAM調(diào)出程序，把功能鍵置到MEM,點擊循環(huán)啟動，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踐項目八

內(nèi)孔切削工藝及編程

教學目標

【知識目標】

了解軸套類零件工藝結構的作用；

掌握軸套類零件常見的表達方法；

掌握軸套類零件的尺寸及技術要求的標注方法；

掌握復合內(nèi)孔切削循環(huán)指令G71的格式及應用。項目八

內(nèi)孔切削工藝及編程

【能力目標】

會分析回轉體套類零件圖紙，并進行相應的工藝處理

會選擇回轉體套類零件加工方法，并劃分加工工序

會確定回轉體套類零件裝夾方案，選擇合適的加工刀具；

會制訂簡易回轉體套類零件數(shù)控車削加工工藝

會編制簡易回轉體套類零件數(shù)控車削加工工藝文件

能正確運用復合內(nèi)孔切削循環(huán)指令G71。能力目標項目八

內(nèi)孔切削工藝及編程

【素質目標】

培養(yǎng)學生的知識應用能力、學習能力和動手能力

培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力、成員協(xié)調(diào)能力和決策能力

培養(yǎng)學生強烈的責任感和良好的工作習慣素質目標

8.1內(nèi)孔車削工藝案例導入：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完成工作任務需掌握的相關知識1.套類零件的加工工藝特點及毛坯選擇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鉆孔用鉆頭在實體材料上加工孔的方法，稱為鉆孔。鉆削時，工件固定，鉆頭安裝在主軸上做旋轉運動(主運動)，鉆頭沿軸線方向移動(進給運動)。在實體上鉆孔刀具有普通麻花鉆、可轉位淺孔鉆及扁鉆等。

1．實體上鉆孔加工刀具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，因無夾具鉆模導向，受兩切削刃上切削力不對稱的影響，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．供應冷卻液的鉆頭在實體材料上加工孔時，鉆頭處于封閉的狀態(tài)下進行切削，傳熱、散熱困難，為此，一些鉆削刀具設計成鉆頭切削部為耐高溫的硬質合金，并且鉆頭設計有一個或兩個從刀柄通向切削點的孔，供應冷卻液，鉆頭工作時，壓縮空氣、油或切削液要流入鉆頭。這種設計使得鉆頭在排屑的同時，切削點和工作區(qū)域得到冷卻。鉆深孔時這種鉆頭特別有用。供應冷卻液的鉆頭。8.2.1鉆孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程

2．實體上鉆孔加工特點、方法在實體材料上加工孔時，鉆頭是在半封閉的狀態(tài)下進行切削的，散熱困難，切削溫度較高，排屑又很困難。同時切削量大，需要較大的鉆削力，鉆孔容易產(chǎn)生振動，容易造成鉆頭磨損。孔加工精度較低。在工件實體鉆孔，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，再用較大的鉆頭進行鉆孔，最后用所需直徑的鉆頭進行加工，以保證孔的精度。在進行較深的孔加工時，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進行編程，可以工進一段后，鉆頭快速退出工件進行排屑和冷卻，再工進，再進行冷卻斷續(xù)進行加工。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體上鉆孔時，背吃刀量由鉆頭直徑所定，所以只需選擇切削速度和進給量。對鉆孔生產(chǎn)率的影響，切削速度和進給量是相同的；對鉆頭壽命的影響．切削速度比進給量大；對孔的粗糙度的影響，進給量比切削速度大。綜合以上的影響因素，鉆孔時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)強度和剛度的承受范圍內(nèi)，盡量先選較大的進給量，然后考慮刀具耐用度、機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量。

⑵進給量的選擇：孔的精度要求較高和粗糙度值要求較小時，應取較小的進給量；鉆孔較深、鉆頭較長、剛度和強度較差時，也應取較小的進給量。

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

4．鉆孔時的冷卻和潤滑鉆孔時，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，摩擦嚴重，散熱困難，加切削液的目的應以冷卻為主。⑵在高強度材料上鉆孔時，因鉆頭前刀面要承受較大的壓力，要求潤滑膜有足夠的強度，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，要求加強潤滑作用，在切削液中可加入適當?shù)膭游镉秃偷V物油。⑷孔的精度要求較高和表面粗糙度值要求很小時，應選用主要起潤滑作用的切削液。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)，導向可靠性好，刀刃的切削負荷均勻。鉸刀制造精度高，其圓柱校準部分具有校準孔徑和修光孔壁的作用。鉸孔時排屑和冷卻潤滑條件好，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IT6～IT8；表面粗糙度值為Ra1.6～0.4μm。鉸孔的進給量8.2.3鉸孔8.2內(nèi)孔車削方法與編程8.2.2擴孔

8.2.2擴孔用擴孔工具(如擴孔鉆)擴大工件鑄造孔和預鉆孔孔徑的加工方法稱為擴孔。用擴孔鉆擴孔，可以是為鉸孔作準備，也可以是精度要求不高孔加工的最終工序。鉆孔后進行擴孔，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。擴孔的加工經(jīng)濟精度等級為IT10～IT11，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．擴孔的余量與切削用量擴孔的余量一般為孔徑的1／8左右，對于小于φ25mm的孔，擴孔余量為1～3mm、較大的孔為3～9mm。擴孔時的進給量大小主要受表面質量要求限制，切削速度受刀具耐用度的限制。8.2.2擴孔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)孔車削編程項目引入:已知粗車切深為4mm，余量在X軸方向為1.0mm（mm值），Z軸方向為2.0mm，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

案例導入：8.4薄壁結構零件加工工藝案例導入薄壁工件因為具有重量輕、節(jié)約材料、結構緊湊等特點，薄壁零件已日益廣泛地應用在各工業(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、強度弱，在加工中極容易變形，不易保證零件的加工質量。薄壁零件