外圆与端面加工

项目三车削外圆及端面一、教学目的1.掌握手动、机动进给车削外圆、端面和台阶的方法。

2.掌握调整机动进给手柄位置的方法。

3.会用划线盘找正工件。

4.掌握游标卡尺的使用方法，会用游标卡尺测量工件的外圆、用钢直尺测量长度并检查平面凹凸，达到图样的精度要求。

5.掌握试切削，试测量的方法车削外圆。

6.遵守操作规程，养成文明生产，安全生产的良好习惯。

二、教学重点及难点1.教学重点掌握车削外圆、端面和台阶的方法2.教学难点刻度盘的计算及应用三、实训内容四、准备工作设备：切割机、车床工具：45°和90°硬质合金外圆车刀、通用装夹工具一套量具：钢直尺、游标卡尺、千分尺。

五、工艺分析由于该零件较短，没有特殊的同轴度要求，加工时采用三爪自定心卡盘直接装夹进行加工。

考虑到倒角和去毛刺的需要，先加工大端直径再调头加工另一端。

其机械加工过程卡片和机械加工工序卡见附表。

六、操作过程1.检查毛坯尺寸，装夹一端外圆，伸出长度大于60mm，用划针盘找正夹紧；2.车平端面，粗精车D1、长45mm，倒角2×45°；3.调头垫铜皮，装夹外圆，伸出长度大于70mm，找正夹紧，粗精车端面至总长L1；4.用钢直尺刻线长L2mm，粗车D2,留精车余量1～2mm；5.用钢直尺刻线长L1mm，粗车D3,留精车余量1～2mm；6.精车D2和L2、D3和L3至图形要求，倒角2×45°和1×45°。

七、质量检查内容及评分标准八、安全及注意事项1.车削时防止车刀碰着卡盘。

2.转动刀架时，防止车刀与工件、卡盘发生碰撞。

3.测量或清除铁屑时，要先停车，工件转动时不准用手触摸工件。

4.车削过程中戴好防护眼镜。

九、容易产生的问题和注意事项1、工件端面中心留有凸头，原因是刀尖没有对准工件中心，偏高或偏低。

2、端面不平有凹凸，产生原因是进刀量过深、车刀磨损，滑板移动、刀架和车刀紧固力不足，产生扎刀或让刀。

课题三：轴类零件加工轴是机器零件最常见的零件之一，它一般由外圆、端面、台阶、倒角、过度圆角、沟槽、螺纹和中心孔等结构要素组成，加工轴类零件要保证图样标注规定的尺寸、表面粗糙度、形状公差和位置精度要求,见图3-1。

图3-1 台阶轴§3-1 车削外圆与端面课题任务——车削外圆与端面1、学习在三爪自定心卡盘上安装工件、车削外圆与端面的方法。

2、掌握在三爪自定心卡盘上安装工件的方法和步骤。

3、掌握外圆与端面车削时车刀的安装和步骤。

4、掌握外圆与端面车削的方法和步骤。

图3-2 车削外圆与端面工艺分析外圆与端面是轴类零件组成的基本要素，要掌握轴类零件的加工，首先要掌握外圆与端面加工的知识。

图3-2所示的轴正是由外圆与端面组成的，其加工工艺过程如下：相关工艺知识 一、外圆与端面的技术要求1、尺寸精度分析：外圆尺寸有φ47010.0 mm ，它的上偏差为0mm ，下偏差为-0.10mm,公差为0.10，长度尺寸有40±1mm 、122±0.1mm 。

2、形位精度分析：外圆有圆度○、圆柱度形状要求，端面有平面度形状要求。

外圆的两素线与端面有垂直度⊥要求。

3、表面粗糙度分析：零件各表面的表面粗糙度公差为Ra=3.2μm, 车削加工可以达到。

二、车削外圆与端面的车刀车削该轴可选用90°、45°车刀，如图3-3所示。

90°车刀可用于车削外圆，也可用于车削端面；45°可用于车削端面与倒1×45°角。

图3-3车削外圆与端面的车刀90°外圆车刀45°车刀二、车削外圆与端面时车刀安装的工艺要求车削外圆车刀与车削端面时车刀的安装要求和方法基本相同，车刀安装得是否正确，将直接影响切削能否顺利进行和工件的加工质量。

即使刃磨合理的车刀，如果安装得不正确，也会改变车刀工作时的实际角度。

因此车刀安装后，必须保证做到：(1)车刀的伸出长度不宜过长，否则在切削过程中会减弱刀杆的刚性，容易产生振动，影响工件的表面粗糙度，严重时会损坏车刀。

项目二外圆与端面加工[学习目标]通过学习外圆与端面加工，掌握节点的计算、编程格式的确定、G00、G01指令的理解以及G00、G01指令的走刀路线，恒线速度的加工。

[项目内容]在数控车床上经常加工类似下图所示的回转类零件，其外表面多为外圆和端面加工，是零件加工的基本步骤和前期工步。

1、零件图形：图2-1 台阶轴12、编程要求：1）、毛坯件的尺寸为100×φ40。

2）、编写程序要求如下：以右端点为编程原点，要求加工端面和外圆柱。

[知识点]编程中数学处理、节点的计算、编程格式的确定、G00、G01指令的理解，恒线速度加工的理解和应用。

[学习内容]一、一、程序编制中的数学处理根据被加工零件图样，按照已经确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据，称为数学处理。

这是编程前的主要准备工作之一，不但对手工编程来说是必不可少的工作步骤，而且即使采用计算机进行自动编程，也经常需要对工件的轮廓图形进行数学预处理，才能对有关几何元素进行定义。

对图形的数学处理一般包括两个方面：(1)根据零件图给出的形状、尺寸和公差等直接通过数学方法（如三角、几何与解析几何法等）计算出编程时所需要的有关各点的坐标值，圆弧插补所需要的圆弧圆心的坐标；(2)当按照零件图给出的条件还不能直接计算出编程时所需要的所有坐标值，也不能按零件图给出的条件直接进行工件轮廓几何要素的定义进行自动编程时，我们可以借助其它软件进行坐标点的处理，例如利用AutoCAD进行坐标的捕捉。

如图2-2中节点的计算。

图2-2例：计算下图中各节点的坐标：图2-3 锥形台阶轴在上图中，我们将坐标Y换为Z，很明显这是一个在车床上加工的零件。

在车床中计算节点时，同样是与例1的方法不变，但由于在车床中加工的零件都是圆形的，为了计算的方便，我们常采用直径编程。

所谓直径编程，即在X 方向上我们计算节点时，是原值的一倍，即直径。

故在图2-3中，我们计算A 点的X坐标时，应该为30，而不是15，故A点的坐标为A（30，0）、B（30，—15）、C（60，—30）、D（60，—50）。

端面及外圆车削加工(工件原点在左端面)编程详细介绍端面及外圆的车削加工要用到插补指令G01。

为正确地编写数控程序，应在编写程序前根据工件的情况选择工件原点。

确定好工件原点后，还必须确定刀具的起始点。

编程时还应考虑车削外圆的始点和端面车削的始点,这两点的确定应结合考虑工件的毛坯情况。

如果毛坯余量较大，应进行多次粗车，最后进行一次精车，因而每次的车削始点都不相同工件原点在左端面o0001 /* 程序编号o0001N0 G50 X85.0 Z210.0；/* 设置工件原点在左端面N1 G30 U0 W0；/* 返回第二参考点N2 G50 S1500 T0101 M08；/* 限制最高主轴转速为1500r／min，调01号刀具，M08为打开冷却液N3 G96 S200 M03；/* 指定恒切削速度为200m／minN4 G00 X40.4 Z153.0；/* 快速走到外圆粗车始点N5 G01 Z40.2 F0.3；/* 以进给率0.3mm/r车削外圆N6 X60.4；/* 台阶车削N7 Z20.0；/*φ60.4mm处长度为20.0mm的一段外圆N8 G00 X62.0 Z150.2；/* 刀具快速退到点(62.0,150.2)N9 X41.0；/*刀具快速走到点(41.0，150.2)N10 G01 X-1.6；/* 车削右端面N1l G00 Zl52.0；/* 刀具快速退到点（-1.6，152.0）N12 G30 U0 W0；/* 直接回第二参考点以进行换刀N13 (Finishing)；/*精车开始,括号为程序说明N14 G50 S1500 T0202；/*限制最高主轴转速为1500r／min，调02号刀具N15 G96 S250；/* 指定恒切削速度为250m／minN16 G00 X40.0 Z153.0 ；/*快速走到外圆精车始点(40.0，153) N17 G42 G01 Z151.0 F0.15; /*调刀尖半径补偿，右偏N18 Z40.0；/*φ40.4mm一段外圆的精车N19 X60.0；/*台阶精车N20 Z20.0；/*φ60.0mm处长度为20.0mm外圆的精车N21 G40 G00 X62.0 Z150.0；/*取消刀补N22 X41.0；/*刀具快速走到点(41.0，150.0)N23 G41 G01 X40.0；/*调刀尖半径补偿，左偏N24 G01 X-1.6；/*精车右端面N25 G40 G00 Zl52.0 M09；/*取消刀补,切削液关N26 G30 U0 W0 M05；/*返回第二参考点，主轴停止N27 M30；/*程序结束。

机械工程系实习讲义首页教学过程及教学内容[课前组织]1．检查学生出勤情况，填写教学日志。

2．检查学生装束是否整齐3．讲述要求：纪律、卫生、学习方法、如何作笔记4．宣布本项目的学习任务与目的要求：[设备工量具准备]任务一车削基础知识（1）了解车削加工时切削用量的选择原则。

（2）了解金属车削的过程。

（3）基本掌握车削过程中表面质量的控制方法。

（4）了解车刀切削时磨损的原因与刀具寿命的含义。

任务二外圆、端面、台阶的车削（1）掌握试切法与试测法控制外圆尺寸的方法。

（2）熟练掌握工件找正和安装方法。

（3）掌握零件尺寸的测量方法和对质量进行简单分析。

任务三切外沟槽、切断（1）了解切断刀和车槽刀的种类和用途。

（2）了解切断刀和车槽刀的组成部分和角度要求。

（3）掌握掌握切断刀和车槽刀的刃磨方法。

（4）掌握外沟槽的车削方法和测量方法。

（5）了解车沟槽时产生的问题和防止方法。

（6）掌握直进法和左右车削法切断工件。

[入门指导]任务一车削的基础知识导语：在车削加工时，合理选择切削用量对提高劳动生产率，延长刀具的使用寿命，保证加工质量，降低生产成本有着重要的意义。

一、车削加工时切削用量的选择1．合理选择切削用量的含义衡量切削用量是否合理的标准：①能否保证加工零件的质量要求（主要是加工精度和表面质量）②在加工系统刚性许可的条件下，是否充分利用了车床功率。

③在保证加工质量和刀具寿命的条件下，是否充分发挥了刀具的切削性能。

2．选择切削用量的原则（1）切削深度的选择（2）进给量的选择（3）切削速度的选择•选择切削速度的一般原则如下1）车刀材料使用硬质合金车刀可比高速工具钢车刀的切削速度快。

2）工件材料切削强度和硬度较高的工件时，因为产生的热量和切削力都比较大，车刀容易磨损，所以切削速度应选得低些。

脆性材料如铸铁工件，虽然强度不高，但车削时形成崩碎切屑，热量集中在切削刃附近，不易传散。

因此，切削速度也应取得低一些。

3）表面粗糙度要求表面粗糙度值小的工件，如用硬质合金车刀车削，切削速度应取得高些；如用高速工具钢车刀车削，切削速度应取得低些。