數控車床加工技術（第二版）項目三內輪廓加工項目三內輪廓加工任務1軸套的加工任務2錐套的加工任務3薄壁套的加工項目三內輪廓加工任務1軸套的加工任務1軸套的加工企業接到一項軸套（見圖3-1-1）零件的加工任務，數量為100件，毛坯為φ45mm×105mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工。現生產部門安排數控車工組完成此項工作任務。任務描述任務1軸套的加工加工內孔時可以應用G01指令進行編程，但需要求出每次走刀的定位點和終點坐標，當切削余量較大時，不僅計算煩瑣，而且程序較長，容易出現編程錯誤。為了簡化程序的編制，可采用G90、G71等循環加工指令編制孔的加工程序。任務分析相關理論一、孔加工工藝1.鉆孔鉆孔主要用于在實心材料上加工孔，有時也用于擴孔。任務1軸套的加工在數控車床上鉆孔，大多采用普通麻花鉆。用麻花鉆鉆孔如圖3-1-2所示。2.車孔對于鑄造孔、鍛造孔或用鉆頭鉆出的孔，為達到所要求的尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度，可采用車孔的方法進行半精加工和精加工。任務1軸套的加工（1）內孔車刀種類任務1軸套的加工（1）內孔車刀種類任務1軸套的加工（2）車孔的關鍵技術1）增加內孔車刀的剛度①盡量增大刀柄的截面積。②盡可能縮短刀柄的伸出長度，以增加車刀刀柄剛度，減小切削過程中的振動任務1軸套的加工2）控制切屑流向。前排屑通孔車刀后排屑不通孔車刀任務1軸套的加工（3）內孔車刀的安裝1）刀尖應與工件中心等高或稍高。2）刀柄基本平行于工件軸線。3）裝夾不通孔車刀時，內偏刀的主切削刃應與孔底平面成3°～5°角，并且在車平面時要求橫向有足夠的退刀余地。（4）工件的安裝車孔時，工件一般采用三爪自定心卡盤裝夾；對于較大和較重的工件可采用四爪單動卡盤裝夾。任務1軸套的加工二、孔徑尺寸測量1.塞規塞規的通端尺寸等于孔的下極限尺寸，止端尺寸等于孔的上極限尺寸。測量時，通端通過，而止端不能通過，說明尺寸合格。任務1軸套的加工二、孔徑尺寸測量2.內徑千分尺兩點內徑千分尺是利用螺旋副原理，對主體兩端球形測量面間分隔的距離進行讀數的內尺寸測量器具，簡稱內徑千分尺。其中，不帶接長桿及整體結構的又稱為單桿式內徑千分尺。任務1軸套的加工二、孔徑尺寸測量3.內測千分尺內測千分尺（見圖3-1-10）是內徑千分尺的一種特殊形式，其刻線方向與外徑千分尺相反。當順時針旋轉微分筒時，活動爪向右移動，測量值增大。任務1軸套的加工二、孔徑尺寸測量4.內徑百分表內徑百分表的結構如圖3-1-11所示。百分表裝夾在測架1上（壓縮量為0.5～2mm），觸頭6（又稱活動測量頭）通過擺動塊7、桿3，將測量值1∶1傳遞給百分表。測量頭5可根據孔徑大小更換。為了能使觸頭6自動位于被測孔的直徑位置，在其旁裝有定心器4。任務1軸套的加工二、孔徑尺寸測量5.三爪式內徑千分尺三爪式內徑千分尺（見圖3-1-14）是利用螺旋副原理，通過旋轉塔形阿基米德螺旋體或移動錐體使三個測量爪做徑向位移，使其與被測內孔接觸，對內孔尺寸進行讀數的內徑千分尺。任務1軸套的加工三、孔加工程序的編制1.應用G01指令編寫鉆孔加工程序（1）主軸轉速模式在數控車床上鉆削所有中心線上的孔，主軸轉速應采用G97指令（2）刀具趨近運動工件的程序段N10T0200；N20G97S300M03；N30G00Z5.0M08；N40G01X0F0.3；任務1軸套的加工（3）鉆頭切削和返回運動N50G01Z-30.0F0.1；N60G00Z5.0；（4）程序結束N70G00X100.0Z50.0；N80M30；2.深孔鉆削循環指令G74（1）指令格式任務1軸套的加工（2）指令說明刀具從循環起點（A點）開始，沿軸向進刀Δk并到達C點；退刀e（斷屑）并到達D點；沿軸向進刀Δk+e并到達E點，直至遞進切削至軸向終點的Z坐標處；退到軸向起刀點，完成一次切削循環；沿徑向偏移Δi至F點，進行第二次軸向切削循環；依次循環直至刀具切削至程序終點坐標處（B點），軸向退刀至起刀點（G點），再徑向退刀至起刀點（A點），完成整個切削循環動作。任務1軸套的加工（3）示例加工如圖3-1-17所示的深孔，用深孔鉆削循環指令加工。當G74循環指令格式中的X（U）和P值都被忽略時，刀具僅做Z向進給而不做X向偏移，這時，該指令可用于端面啄式深孔鉆削循環，如圖3-1-16所示。任務1軸套的加工（1）應用G01指令加工內孔3.內孔車削程序的編制任務1軸套的加工①A→B：沿X軸正方向快速進刀。②B→C：刀具以G90指令中指定的F值切削進給。③C→D：刀具以G90指令中指定的F值切削端面。④D→A：刀具沿Z軸正方向快速返回至循環起點A。（2）應用G90指令加工內孔2）示例。加工如圖3-1-20所示工件的階梯孔，已鉆出φ18mm的通孔，用G90指令編寫加工程序。任務1軸套的加工任務1軸套的加工（3）應用G71指令加工內孔1）加工外輪廓時，精加工余量Δu為正值，但在加工內輪廓時精加工余量Δu應為負值。2）加工內孔輪廓時，切削循環的起點、切出點的位置選擇要慎重，要保證刀具在狹小的內孔結構中移動而不干涉工件。起點、切出點的X值一般取與預加工孔直徑稍小一點的值。3）加工內孔時，若有錐體和圓弧，精加工需要對刀尖圓弧半徑進行補償，補償指令與外圓加工有區別。任務1軸套的加工4）示例。加工如圖3-1-21所示工件的階梯孔，已鉆出φ20mm的通孔，編寫加工程序。任務1軸套的加工四、內孔尺寸的修調方法內孔加工中常用的尺寸修調方法與外圓加工基本相同，借助磨耗值修調尺寸的方法見表3-1-5。任務1軸套的加工任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盤裝夾毛坯外圓，鉆φ18mm的通孔。（2）用三爪自定心卡盤裝夾毛坯左端，伸出長度大于40mm，粗、精加工右端內外輪廓。（3）掉頭，采用軟卡爪或銅皮裝夾φ420-0.039mm外圓柱面，粗、精加工左端內外輪廓。任務1軸套的加工2.刀具選擇該零件為小批量生產，可選用φ18mm的麻花鉆鉆通孔，選用93°外圓車刀進行外輪廓加工，選用93°后排屑不通孔車刀加工內孔。3.制定加工路線任務1軸套的加工任務1軸套的加工二、基點坐標的確定選擇工件右端面的回轉中心作為工件坐標系的原點，確定各基點坐標見表3-1-7，其中X向坐標以直徑表示。三、編制加工程序1.編制右端內、外輪廓加工程序任務1軸套的加工任務1軸套的加工任務1軸套的加工任務1軸套的加工2.編制左端內、外輪廓加工程序任務1軸套的加工任務1軸套的加工任務1軸套的加工四、工件加工1.開機準備2.裝夾工件3.裝夾刀具并對刀4.輸入程序5.自動加工項目三內輪廓加工任務2錐套的加工任務2錐套的加工企業接到一項錐套（見圖3-2-1）零件的加工任務，數量為100件，毛坯為φ75mm×123mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工。現生產部門安排數控車工組完成此項工作任務。任務描述任務2錐套的加工編寫內圓錐面和內圓弧面加工程序時，需要考慮圓弧的順逆和刀尖圓弧半徑補償，否則加工的內圓錐面和內圓弧面會有較大的加工誤差。任務分析相關理論一、內圓錐面的加工1.加工內圓錐面的注意事項（1）為保證錐度的尺寸精度，加工時需要進行刀尖圓弧半徑補償。（2）內圓錐面加工中需要注意刀尖的位置和方位。任務2錐套的加工（3）多數內圓錐面的尺寸需要進行計算，根據錐度定義正確計算出相關尺寸。（4）車削內圓錐面時，切削用量的選用應比車削外圓錐面小10%～30%。（5）車削內圓錐面時，必須保證刀尖與工件回轉中心等高，（6）車削內圓錐面時必須保證有充足的切削液進行冷卻，以保證內圓錐面的表面粗糙度與刀具使用壽命。（7）加工高精度的內圓錐面時，最好在精車前增加一道檢測工步。（8）精加工內圓錐面時，需要注意防止鐵屑劃傷內圓錐面表面，此時對切削用量的選擇需綜合考慮，一般可以考慮減小背吃刀量與進給速度。任務2錐套的加工2.內圓錐面的檢測使用圓錐塞規（見圖3-2-3），采用涂色法檢測，具體檢測要求與用圓錐套規檢測外圓錐相同，將顯示劑涂在塞規表面，若小端被擦去，大端未擦去，說明圓錐角大了；反之，若大端被擦去，小端未被擦去，則說明圓錐角小了。任務2錐套的加工（2）圓錐尺寸的檢測主要用圓錐塞規檢測，根據工件的直徑尺寸及公差在圓錐塞規大端開有軸向距離為m的臺階（或兩刻線），分別表示通端與止端。檢測時，若錐孔大端平面在臺階兩端面之間（或兩刻線之間），說明錐孔尺寸合格；若錐孔大端平面超過了止端刻線，說明錐孔尺寸大了；若通、止端兩條刻線都沒有進入錐孔，說明錐孔尺寸小了任務2錐套的加工3.示例加工如圖3-2-5所示零件，已鉆出φ18mm通孔，試編寫內圓錐面加工程序。任務2錐套的加工任務2錐套的加工二、內圓弧面的加工1.加工內圓弧面的注意事項（1）根據走刀方向，正確判斷圓弧的順逆，確定是應用G02指令還是G03指令編程，若判斷錯誤，將導致圓弧凸凹相反。（2）加工內圓弧面時，為保證圓弧的尺寸精度，加工需要進行刀尖圓弧半徑補償。應用時，要根據走刀方向，正確判斷是應用左補償G41指令還是右補償G42指令。若判斷錯誤，將導致圓弧半徑增大或減小。（3）應用刀尖圓弧半徑補償時，要正確設置刀尖圓弧半徑和刀尖的方位。任務2錐套的加工2.示例加工圖3-2-6所示零件，已鉆φ20mm的通孔，試編制內孔輪廓的加工程序。任務2錐套的加工任務實施一、加工方案及加工路線的制定1.制定加工方案（1）用三爪自定心卡盤裝夾毛坯外圓，鉆φ20mm的通孔。（2）用三爪自定心卡盤裝夾毛坯右端，伸出長度大于50mm，粗、精加工左端內外輪廓。（3）掉頭，采用軟卡爪或銅皮裝夾φ60mm外圓柱面，粗、精加工右端內外輪廓。任務2錐套的加工2.刀具選擇該零件為小批量生產，可選用φ20mm的麻花鉆鉆通孔，選用93°外圓車刀進行外輪廓加工，選用93°后排屑不通孔車刀加工內孔。3.制定加工路線任務2錐套的加工任務2錐套的加工二、基點坐標的確定以工件裝夾后的右端面回轉中心作為工件坐標系的原點，確定各基點坐標見表3-2-3，其中X向坐標以直徑表示。任務2錐套的加工三、編制加工程序1.編制錐套左端內、外輪廓加工程序任務2錐套的加工任務2錐套的加工任務2錐套的加工2.編制錐套右端內、外輪廓加工程序任務2錐套的加工任務2錐套的加工任務2錐套的加工四、工件加工1.開機準備2.裝夾工件3.裝夾刀具并對刀4.輸入程序5.自動加工項目三內輪廓加工任務3薄壁套的加工任務3薄壁套的加工企業接到一項薄壁套（見圖3-3-1）零件的加工任務，數量為100件，毛坯為φ40mm×65mm棒料，材料為45鋼，工期為5d，來料加工。現生產部門安排數控車工組完成此項工作任務。任務描述任務3薄壁套的加工本次加工任務為薄壁件，由于其右端厚度不足孔徑的1/15，剛度小、強度低，所以在加工中極容易變形，不易保證零件的加工質量。因而，在加工中要采取一定的措施防止和減小薄壁件變形。任務分析相關理論一、影響薄壁件加工精度的因素1.受力變形2.受熱變形3.振動變形4.測量變形任務3薄壁套的加工二、防止和減小薄壁件變形的措施1.把粗、精加工分開進行2.增大裝夾的接觸面積3.合理選擇刀具的幾何參數4.合理選擇切削用量5.充分澆注切削液6.采用軸向夾緊