数控车削编程与加工 课件项目5 盘类零件加工

典型零件数控车床加工技术

任务1内圆表面加工方案的选择知识目标：1.了解套类零件的功用、结构、材料、类型及主要技术要求；

2.掌握内圆表面的加工方法、范围及实现的精度等级及表面粗糙度；

3.掌握内圆表面常用加工方案的选用。技能目标：能够选择内圆表面的加工方法，确定合理的加工方案。套类零件加工工艺

任务1内圆表面加工方案的选择任务描述

如图2-1所示为套类零件的零件图，试根据零件图给出的相关信息，分析了解套类零件的功用、结构、材料、类型及主要技术要求，确定套类零件内圆表面加工方案。

任务1内圆表面加工方案的选择图2-1套套类零件的主要加工表面为内、外圆表面。内圆，常简称孔，也是组成机械零件的基本表面。在加工内圆表面时，首先应了解内圆表面的技术要求、掌握内圆表面的各种加工方法所能达到的精度等级，才能在加工过程中，根据零件的技术要求，选择相应的加工方法，确定合理的加工方案。任务分析

1、功用和种类一、套类零件的功用、种类及结构特点图2-2套类零件示例加工表面主要为回转面：内、外圆柱面；长度一般大于直径；形状精度和位置精度要求较高，表面粗糙度较小；孔壁较薄，加工中易变形。

2、结构特点二、内圆表面的主要技术要求（1）内圆表面直径的尺寸精度一般为IT7，精密的轴套达IT6。形状精度主要是圆度，长的套类零件还需考虑圆柱度，形状误差一般应控制在孔径公差的范围内，精密套类零件内圆表面的圆度、圆柱度误差则应控制在孔径公差的1/2~1/3，甚至更小。（2）外圆表面直径的尺寸精度一般为IT7~IT6，形状误差应控制在其直径公差范围内。尺寸与形状精度内、外圆之间的同轴度是套类零件最主要的相互位置精度要求。外圆轴线相对内圆轴线的同轴度公差一般为φ0.05~φ0.01mm当套类零件的端面、凸缘端面在工作中需承受轴向载荷或在加工时用作定位基准时，端面、凸缘端面对内圆轴线应有较高的垂直度要求，其垂直度公差一般为0.05~0.02mm位置精度内圆表面：表面粗糙度Ra值为1.6~0.1μm，精密套类零件为Ra0.025μm外圆表面：表面粗糙度Ra值为3.2~0.4μm表面粗糙度图2-1套中，Ф15内孔的尺寸公差为0.02mm，长度尺寸公差为0.36mm，表面粗糙度Ra值为0.4μm；内孔Ф20未标注公差，表面粗糙度Ra值为3.6μm。分析说明图2-1所示轴承套的主要技术要求有哪些？

1、材料毛坯内孔直径小于Ф20mm者大多选择型材棒料。孔径较大，长度较长的零件常用无缝钢管或带孔的铸锻件。

2、毛坯材料选择主要取决于工作条件。常用：钢（低、中碳钢、合金钢）铸铁青铜黄铜三、套类零件的材料和毛坯图2-1套的材料为45钢，该套形状简单，精度要求中等，内孔尺寸不大，故选用外径为Ф35mm的棒料。分析说明图2-1所示套类零件材料和毛坯？四、内圆表面的加工设备回转体零件上的内圆表面，在车床和磨床上加工；非回转体零件上的内孔可在钻床、镗床、铣床和加工中心上进行。孔的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔和车孔等。（一）钻孔、扩孔和铰孔1.钻削加工设备（1）台式钻床适于钻削中、小型工件上的小孔，只能手动进给，自动化程度较低，主要适用于单件、小批生产。五、加工方法钻孔——用钻头在实体材料上加工孔的方法。1）钻孔的特点及应用加工精度低是孔的粗加工，加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8μm。刀具刚度差，易磨损。生产效率低由于排屑散热困难，冷却差，切削温度高，限制了切削速度，故效率低。钻孔直径一般不超过50mm。（1）钻孔（2）磨孔

用磨削加工工件内圆表面的方法。磨孔属于孔的精加工方法之一，加工精度可达IT6，表面粗糙度可达Ra0.8～0.2μm。可获得较高的尺寸精度和表面质量，还可提高孔的形状和位置精度。砂轮直径受到孔径限制，磨削速度难以提高，磨具刚性差，易震动。砂轮易堵塞、磨削时不易观察，冷却条件差。用于高硬度材料的磨削。1.磨孔的特点2.磨削内圆表面的方法（1）纵向磨削法图2-18内圆表面的磨削图2-18内圆表面的磨削（2）横向磨削法研磨时加工精度可达IT5以上，表面粗糙度值可达Ra0.012～0.015μm。生产率低，不能纠正孔的位置误差。研磨内圆柱面3.研磨孔

珩磨——利用珩磨工具对工件表面施加一定压力，珩磨工具同时作相对旋转和直线往复运动，切除工件上极小余量的光整加工方法。图2-19内圆表面的珩磨1、低精度的加工方案六、内圆表面加工方案的选择对加工精度低、未淬硬钢材、铸铁件及有色金属件，经一次钻孔即可达到要求。加工精度可达IT10，表面粗糙度可达Ra50～12.5μm。2、中等精度的加工方案对于精度要求中等的未淬硬钢件、铸铁件及有色金属件，孔径小于φ20时，采用钻孔—扩孔；孔径大于φ20时，采用钻孔—镗孔。加工精度可达IT10～

IT9，表面粗糙度可达Ra6.3～3.2μm。3、较高精度的加工方案对于加工精度较高（除淬火钢外）内表面，孔径小于φ20时，采用钻孔—铰孔；孔径大于φ20时，采用钻孔—扩孔—铰孔或钻孔—镗孔—磨孔。加工精度可达IT8～

IT7，表面粗糙度可达Ra1.6～0.4μm。4、高精度的加工方案对于精度要求很高的内孔表面，孔径小于φ12时，采用钻孔—粗铰—精铰；孔径大于φ12时，采用钻孔—扩孔—粗铰孔—精铰孔或钻孔—扩孔—粗磨孔—精磨孔—珩磨孔。加工精度可达IT7～

IT6，表面粗糙度可达Ra0.8～0.4μm。孔的加工方案的选择可参考表2-1

小结内圆表面加工了解内圆表面技术要求选择加工方法—车削、磨削加工；掌握其能实现的精度等级和表面粗糙度确定合理的加工方案训练环节1观察套类零件，分析零件图

如图2-1所示零件图，完成以下4个小任务。训练环节2掌握内圆表面的加工设备和加工方法

完成6个小任务。

训练环节3内圆表面加工方案的选择

如图2-1所示零件图，完成以下4个小任务。任务实施谢谢观看THANKS主讲人：莫国伟典型零件数控车床加工技术辽宁机电职业技术学院培训讲师2020年4月主讲教师：莫国伟●情境二

任务2套类零件的加工质量分析知识目标：

1.了解加工精度的基础知识；

2.掌握工艺系统的几何误差对加工精度的影响。技能目标：能够分析套类零件内圆表面产生误差的原因，并提出解决措施。如图2-31所示，在镗床上镗孔时，加工后的孔出现椭圆或不规则圆形误差，试分析产生此误差的原因及改进措施。图2-31零件内孔加工后的形状任务描述图2-31所示的零件，其内圆柱表面加工后呈椭圆或不规则圆形，这是加工内孔表面时经常出现的质量问题。在查找加工误差产生的原因时，应根据实际问题具体分析，针对性地采取措施减小加工误差，提高加工精度。任务分析任务实施问题解析套类零件的加工质量问题如图2-31所示，在镗床上镗孔时，加工后的孔出现椭圆或不规则圆形误差，试分析产生此误差原因及改进措施。分析步骤：（1）确定加工误差形式圆度误差（2）全面分析，查找原因主轴纯径向跳动造成椭圆状圆度误差在镗床上加工孔时，主轴纯径向跳动导致中心线在X坐标方向作简谐振动，主轴每转一周其轴心线在X坐标轴上振动一个周期，最终镗出的孔呈椭圆形。主轴的纯角度摆动造成椭圆状圆度误差任务实施（3）改进措施提高主轴回转运动精度设法使回转精度不依赖于机床主轴。如采用镗模夹具加工，刀杆与主轴为浮动联接，工件的加工精度仅由刀杆和导套的配合质量决定，保证工件的加工精度。任务实施训练环节套类零件的加工质量分析

如图2-34所示，在镗床上镗孔时，加工后的孔出现圆柱度误差，试分析产生此误差的原因及改进措施。图2-34零件内孔加工后的形状谢谢观看THANKS主讲人：莫国伟典型零件数控车床加工技术辽宁机电职业技术学院培训讲师2020年4月主讲教师：莫国伟内孔零件加工训练 ◎掌握内轮廓加工的编程指令

◎学会内轮廓加工的对刀方法

◎掌握常见内轮廓的加工方法

◎掌握内轮廓加工刀具移动路线

◎掌握内轮廓的检测方法内圆的加工

任务描述本任务主要是训练学生掌握工件上内圆的基本加工方法。零件如图3.1所示，毛坯尺寸：mm，材料为45号钢，分析零件加工工艺，编写加工程序。图3.1内圆加工零件图及三维效果图训练项目

技能目标●掌握数控车床上钻孔、镗孔加工的基本方法●掌握钻头的安装●掌握镗刀的安装和对刀操作●掌握通孔加工工艺知识准备

1．钻孔基础（1）中心孔的作用和种类。图3.2用顶尖安装定位示意图图3.3中心孔的类型

①A型中心孔。②B型中心孔。图3.3中心孔的类型（续）

③C型中心孔。④D型中心孔。（2）中心钻。

图3.4常用中心钻（3）钻孔的基本原理。

图3.5数控车床钻孔原理（4）麻花钻的装夹方法。

①麻花钻在刀架上的装夹方法。图3.6钻头在刀架上的安装形式②麻花钻在尾座上的装夹方法。图3.7麻花钻在尾座上的装夹方法（5）钻孔的加工方法。

①钻孔前，先平端面，中心处不留凸头，否则容易使钻头歪斜，影响正确定心。

②钻头装入尾座套筒后，需校正钻头轴心线和工件回转中心重合，以防孔径扩大和钻头折断。

③把钻头引向工件端面时，不可用力过大，以防损坏工件和折断钻头。

④用较长钻头钻孔时，为防止钻头跳动，可在刀架上夹一铜棒或挡铁，如图3.8所示。图3.8刀架夹铜棒防止钻头跳动示意图（5）钻孔的加工方法。

⑤孔加工时，先用中心钻定心，再用麻花钻钻孔，使加工出的孔内外同轴，尺寸正确。

⑥孔加工一段后，需退出钻头，停车测量孔径，以防孔径扩大，工件报废。

⑦钻深孔时，切屑不易排出，必须经常退出钻头，清除切屑。（5）钻孔的加工方法。

⑧当钻头将要把孔钻穿时，因钻头横刃不再参加切削，阻力大大减小，进刀时，就会觉得手轮摇起来很轻松，这时，必须减小进给量，否则会使钻头的切削刃“咬”在工件孔内，损坏钻头，或使钻头的锥柄在尾座锥孔内打滑，把锥孔和锥柄咬毛。

⑨当钻削不通孔时，为了控制深度，可应用尾座套筒上的刻度。（5）钻孔的加工方法。

图3.9镗刀装夹不正产生现象示意图（1）镗刀装夹方法。2．镗孔基础

图3.10薄壁工件的变形示意图（3）薄壁套筒工件的装夹。为减少薄壁工件的变形，可采用以下方法。

①工件加工时分粗车和精车，粗车时，夹紧些；精车时，夹得松些，以减少变形。

②采用开缝套筒，由于开缝套筒的接触面积大，夹紧力均匀分布在工件上，不易产生变形。

③采用软爪卡盘，软爪卡盘接触面积大，定位精度好，可以减少变形。（4）镗内圆加工方法。镗内圆加工时，循环点坐标位置选取要适当，防止镗刀后壁与孔壁发生碰撞。（5）镗内圆加工冷却。用硬质合金镗刀镗内圆时，一般不需要加冷却液。镗铝合金内圆时，不要加切削液，因为水和铝容易起化合作用，会使加工表面产生小针孔。精加工铝合金时，使用煤油较好。3．内圆加工相关编程指令（1）钻孔加工编程指令。图3.11深孔钻削循环示意图格式：G74R（e）_；

G74Z（W）_Q（Δk）_F_；式中：

e——退刀量；

Z（W）——钻削深度；

Q（Δk） ——每次钻削长度（不加符号）。（2）镗内圆加工编程指令。图3.12G90内圆加工循环示意图格式：G90X（U）_Z（W）_F_；式中：

X、Z ——绝对编程时，表示切削终点C在工件坐标系下的坐标；

U、W ——相对编程时，表示切削终点C相对于循环起点B的有向距离；

F ——刀具进给速度。4．常见的内圆检测方法可采用内卡钳、游标卡尺、塞规和内径百分表检测内圆，如图3.13所示。图3.13内圆的检测方法用内径表测量时，要注意以下两方面。（1）长指针和短指针应结合观察，以防指针多转一圈。（2）短指针位置基本符合，长指针转动至“零”位线附近时，应防止“+”、“−”数值搞错。4．常见的内圆检测方法工艺分析1．零件几何特点零件加工面主要为端面、倒角以及内圆，尺寸如图3.1所示，棒料伸出卡盘长度为20mm。任务实施2．选择工具、量具和刀具（1）工具选择。（2）量具选择。（3）刀具选择。图3.14内圆加工所需主要刀具3．制定加工工艺路线（1）平端面、倒角。（2）钻中心孔。（3）钻孔。（4）粗、精车内圆至尺寸。4．切削用量选择

内圆的加工工艺分析如表3.1所示。5．参考加工程序

5．参考加工程序

5．参考加工程序

1．加工准备（1）检查毛坯尺寸。（2）开机、回参考点。（3）装夹工件和刀具。（4）程序输入。6．加工操作2.对刀（1）X方向对刀。（2）Z方向对刀。

3．程序模拟加工

4．自动加工及尺寸控制图3.15内圆车刀对刀示意图零件加工结束后，检测结果按表3.2要求填写。检测评分（1）装夹钻头时，钻头轴心线和工件轴心线要一致，否则钻头容易折断。（2）在装夹钻头锪锥形套前，必须把钻头锥柄、尾座套筒和锥形套擦拭干净。任务反馈（3）镗内圆时，应尽量增加刀杆的截面积，这样可增强镗刀的刚性，切削时不容易产生振动。（4）镗刀杆伸出长度应尽可能缩短。谢谢观看THANKS主讲人：莫国伟典型零件数控车床加工技术辽宁机电职业技术学院培训讲师2020年4月主讲教师：莫国伟内孔圆弧零件加工训练 ◎掌握内轮廓加工的编程指令

◎学会内轮廓加工的对刀方法

◎掌握常见内轮廓的加工方法

◎掌握内轮廓加工刀具移动路线

◎掌握内轮廓的检测方法任务描述本任务主要是训练学生掌握工件上内圆弧面的基本加工方法。零件如图3.22所示，毛坯尺寸：mm，材料：45号钢，分析零件加工工艺，编写加工程序。内孔圆弧零件加工训练图3.22内圆弧加工零件图及三维效果图训练项目

技能目标●熟练掌握数控车床上钻孔、镗孔加工的基本方法●熟练掌握镗刀的安装和对刀操作●掌握内圆弧面的加工工艺●掌握内圆弧面尺寸的测量方法知识准备

1．车内圆弧刀具选用技巧加工内圆弧面前需先用麻花钻钻孔（含用中心钻钻中心孔），加工内圆弧选用的内圆车刀的主、副偏角应足够大，防止发生干涉；当内圆弧无预制孔时，内圆车刀主偏角必须大于90°，如图3.23所示。图3.23主偏角不同内圆弧面加工刀具示意图图3.24内腔轴向进刀加工示意图内圆弧加工工艺设计技巧内圆弧面加工相关编程指令（1）内圆弧面加工编程指令。格式：G18G02（G03）X_Z_R_F_；式中：

X、Z ——圆弧终点坐标；

R

——圆弧半径；

F ——圆弧插补进给速度。（2）回参考点指令。

格式：G28X_Z_；式中：

X、Z——指定中间点的坐标。（3）返回固定点指令。

格式：G29X_Z_；式中：

X、Z——参考点返回目标点的坐标。4．内圆弧面的检测内圆弧表面用半径样板检测，表面粗糙度用表面粗糙度样板比对。工艺分析

1．零件几何特点零件加工面主要为端面、倒角以及内圆。尺寸如图3.22所示，棒料伸出卡盘长度为50mm。任务实施2．选择工具、量具和刀具

（1）工具选择。（2）量具选择。（3）刀具选择。3.27内圆弧面加工所需刀具3．制定加工工艺路线（1）平端面。（2）粗、精车外圆。（3）钻中心孔。（4）钻孔。（5）粗车内圆弧面和内圆。（6）精车内圆弧面和内圆至尺寸。（7）切断。4．基点坐标计算5．切削用量选择内圆弧面的加工工艺分析如表3.7所示。6．参考程序6．参考程序6．参考程序6．参考程序

1．加工准备（1）检查毛坯尺寸。（2）开机、回参考点。（3）装夹工件和刀具。（4）程序输入。7．加工操作2.对刀（1）X方向对刀。（2）Z方向对刀。

3．程序模拟加工

4．自动加工及尺寸控制零件加工结束后，检测结果按表3.8要求填写。8．检测评分

（1）加工前检查镗孔刀是否干涉。（2）注意冷却液浇注要充足。（3）车端面、钻中心孔和钻孔如采用手动方式加工，可不编写程序。（4）镗刀杆伸出长度应尽可能缩短。如刀杆伸出过长，就会降低刀杆的刚性，容易引起振动和让刀现象。因此，刀杆伸出长度只要略大于孔深即可。9．任务反馈谢谢观看THANKS主讲人：莫国伟典型零件数控车床加工技术辽宁机电职业技术学院培训讲师2020年4月主讲教师：莫国伟内锥孔零件加工训练 ◎掌握内轮廓加工的编程指令

◎学会内轮廓加工的对刀方法

◎掌握常见内轮廓的加工方法

◎掌握内轮廓加工刀具移动路线

◎掌握内轮廓的检测方法内锥孔零件加工训练任务描述本任务主要是训练学生掌握工件上内圆锥的基本加工方法。零件如图3.17所示，毛坯尺寸mm，材料为45号钢，分析零件加工工艺，编写加工程序。图3.17内圆锥面加工零件图及三维效果图训练项目技能目标●掌握数控车床上内圆锥加工的基本方法●掌握镗刀的安装和对刀操作●掌握锥度的计算方法