套类零件编程与加工

任务一　圆柱孔加工

【实训目标】

【实训准备】

续表

活动一　加工任务

圆柱孔加工任务见表3．1。

表3．1　圆柱孔加工任务表

活动二　加工任务分析

圆柱孔加工任务分析见表3．2。

表3．2　圆柱孔内孔加工任务见表分析

活动三　加工工艺与程序编制

一、确定加工方案及加工工艺路线

（一）确定加工方案

零件加工后内孔直径矱20，长度为35 mm，工件毛坯矱40×38。可直接采用三爪卡盘装夹工件，用矱18的麻花钻钻通孔，再用端面车刀手动车端面，自动车内孔用外圆，然后调头装夹，用端面车刀手动车另一端面，自动车外圆。由于表面质量较高，粗车、精车应分开进行，粗加工单边加工量可选1 mm，单边可留0．3 mm左右精车余量。

（二）加工工艺路线

①夹持零件毛坯，找正并夹紧。

②钻通孔。

③手动车端面。

④对刀（外圆刀内孔刀）。

⑤自动加工外圆一端，并控制好尺寸精度。

⑥自动加工工件内孔。

⑦调头，夹持零件已加工好的表面。

⑧手动车另一端面，控制好零件总长度。

⑨对刀。

⑩自动加工外圆另一端，并控制好尺寸精度。

检测。

二、相关知识

（一）麻花钻

1．麻花钻的分类

按照麻花钻的装夹方式可分为直柄麻花钻（图3．1）和锥柄麻花钻（图3．2）。按照麻花钻的材质不同可分为高速钢麻花钻和硬质合金麻花钻。

图3．1　直柄麻花钻

图3．2　锥柄麻花钻

2．麻花钻的组成

麻花钻的组成如图3．3所示。

图3．3　麻花钻的组成

①柄部：钻头的夹持部分，装夹时起定心作用，切削时起传递扭矩的作用。

②颈部：颈部是颈部和工作部分的连接部分。

③工作部分：工作部分是钻头的主要组成部分，由切削部分和导向部分组成，起切削和导向作用。

3．钻头的形状

钻头的形状如图3．4所示。

4．钻孔的方法

（1）在车床上安装麻花钻。

①用钻夹头安装。适用于安装直柄麻花钻。即将钻头安装在钻夹头上，然后再将钻夹头锥柄插入车床尾座套筒内即可。

②用莫氏锥套安装。当锥柄钻头的锥柄号码与车床尾座的锥孔号码相符时，锥柄麻花钻可以直接插入车床尾座套筒内。但是，如果两者的号码不同，就得使用莫氏锥柄变径套过渡，如图3．5所示。

图3．4　钻头的形状

图3．5　莫氏锥柄变径套

（2）钻孔的步骤

①选择符合孔径的外头。

②将外头装夹在尾座上。

③移动尾座至工件端面。

④锁紧尾座。

⑤钻孔至所需深度。

⑥退出外头。

（二）内孔车刀

不论锻孔、铸孔或经过钻孔的工件，一般都很粗糙，必须经过镗削等加工后才能达到图样的精度要求。

车内孔需要内孔车刀，其切削部分基本上与外圆车刀相似，只是多了一个弯头而已。

1．内孔车刀的种类

根据刀片和刀杆的固定形式，内孔车刀分为整体式和机械夹固式。

（1）整体式内孔车刀

整体式内孔车刀一般分为高速钢和硬质合金两种。高速钢整体式内孔车刀，其刀头、刀杆都是高速钢制成。硬质合金整体式内孔车刀，只是在切削部分焊接上一块合金刀头片，其余部分则是用碳素钢制成，如图3．6所示。

图3．6　整体式内孔车刀

（2）机械夹固式内孔车刀

机械夹固式内孔车刀由刀排、小刀头和紧固螺钉组成，其特点是能增强刀杆强度，节约刀杆材料，即可安装高速钢刀头，也可安装硬质合金刀头。使用时可根据孔径选择刀排，因此使用比较灵活方便，如图3．7所示。

根据主偏角分为通孔内孔车刀和盲孔内孔车刀：

①通孔内孔车刀。其主偏角取45°～75°，副偏角取10°～45°，后角取8°～12°。为了防止后面与孔壁摩擦，也可磨成双重后角。

②盲孔内孔车刀。其主偏角取90°～93°，副偏角取3°～6°，后角取8°～12°。

图3．7　机械夹固式内孔车刀

2．内孔车刀卷屑槽方向的选择

当内孔车刀的主偏角为45°～75°，在主刀刃方向磨卷屑槽，能使其刀刃锋利，切削轻快，在切削深度较深的情况下，仍能保持它的切削稳定性，故适用于粗车。如果在副刀刃方向磨卷屑槽，在切削深度较浅的情况下，能达到较好的表面质量。

当内孔车刀的主偏角大于90°，在主刀刃的方向磨卷屑槽，它适宜于纵向切削，但切削深度不能太深，否则切削稳定性不好，刀尖容易损坏。如果在副刀刃方向磨卷屑槽，它适宜于横向切削，如图3．8所示。

图3．8　内孔车刀

3．确定内孔车刀刃磨步骤

内孔车刀刃磨步骤如图图3．9所示。

图3．9　内孔车刀刃磨步骤

刃磨步骤见如表3．3。

表3．3　磨刀步骤

续表

注意事项：

①刃磨卷屑槽前，应先修整砂轮边缘处使其成为小圆角。

②卷屑槽不能磨得太宽，以防镗孔时排屑困难。

③刃磨时注意带防护眼镜。

4．内孔车刀的装夹

内孔车刀装夹正确与否，直接影响到车削情况与孔的精度，内孔车在装夹时需要注意以下几点：

①装夹内孔车刀时，刀尖应与工件中心高度等高或稍高于工件中心。

②刀头伸出刀架不宜过长。一般比孔深长3～5 mm即可，以增加刀杆的强度。

③刀杆轴线要与工件轴线平行，否则刀杆易碰到内孔表面。

5．孔径测量

测量孔径尺寸通常采用内卡钳、塞规和内径百分表。目前对于精度较高的孔径都用内径表测量。

（1）用塞规测量

塞规由通端1，止端2和柄3组成（图3．10），通端按孔的最小极限尺寸制成，测量时应塞入孔内。止端按孔的最大极限尺寸制成，测量时不允许插入孔内。当通端塞入孔内，而止端插不进去时，就说明此孔尺寸是在最小极限尺寸与最大极限尺寸之间，是合格的。

图3．10　塞规

（2）用内径百分表测量

①内径表的安装校正。在内径测量杆上安装表头时，百分表的测量头和测量杆的接触量一般为0．5 mm左右；安装测量杆上的固定测量头时，其伸出长度可以调节，一般比测量孔径大0．5 mm左右（可用卡尺测量）；安装完毕后用千分尺来校正零位。

②内径表的使用与测量（图3．11）。内径百分表和百分尺一样是比较精密的量具，因此测量时先用卡尺控制孔径尺寸，留余量0．3～0．5 mm时再使用内径百分表；否则余量太大易损坏内径表。测量中要注意百分表的读法，长指针逆时针过零为孔小，逆时针不过零为孔大，内径表上下摆动取最小值为实际值。

图3．11　内径表的安装与使用

三、零件加工参考程序

零件加工参考程序见表3．4。

表3．4　零件加工参考程序

注：以上程序只加工零件的内孔部分，加工零件外圆部分请参照前面课程。

活动四　加工执行

一、加工执行过程

①指导教师分析加工工艺，讲解加工方法和程序的编写方法。

②学生根据加工工艺要求，编写加工程序，并录入完成程序校验。

③学生装夹工件、刀具，必须保证工件、刀具安装牢固。

④学生进行正确的对刀操作。

⑤按下自动加工按键，完成零件的加工。

⑥待加工结束后，先初步进行质量检测，然后再取下工件。

二、实训操作注意事项

①在学生实训前，指导教师应注意检查各限位开关是否正常，限位块位置是否合理，避免刀架与卡盘发生碰撞或丝杆脱位。

②要求学生单人操作，不允许多人操作。

③要求学生注意切削转速，吃刀深度及进给速度的合理选择。

④学生对刀操作完成后，指导教师必须进行验证检查。

⑤主轴开启时要求必须关闭防护门，要求学生养成良好的安全防范意识。

⑥主轴正反转转换时必须停转后再做转换操作。

活动五　加工质量检测

学生通过检测，完成下面圆柱孔零件加工质量表（表3．5），并进行质量分析。

表3．5　圆柱孔零件加工质量表

活动六　任务评价

圆柱孔任务评价见表3．6。

表3．6　圆柱孔任务评价表

【课后练习】

编程完成如下图所示零件的车削加工，工件毛坯为矱28×35的45钢材料。

任务二　圆锥孔加工

【实训目标】

【实训准备】

活动一　加工任务

内锥孔加工任务见表3．7。

表3．7　内锥孔加工任务

续表

活动二　加工任务分析

内锥孔加工任务分析见表3．8。

表3．8　内锥孔加工任务分析表

活动三　加工工艺与程序编制

一、确定加工方案及加工工艺路线

（一）确定加工方案

零件加工后内锥孔大径矱30，长度为25mm。选用加工好内径为20的内通孔半成品工件矱38×40。可用铜片包垫工件采用三爪卡盘装夹工件。由于表面质量较高，粗车、精车应分开进行，粗加工单边加工量可选1 mm，单边可留0．5 mm左右精车余量。

（二）加工工艺路线

①夹持工件，找正并夹紧。

②对刀（内孔刀）。

③自动加工工件内孔。

④检测。

图3．12　锥度塞规

二、相关知识

①锥度塞规主要用于检验产品的大径、锥度和接触率，属于专用综合检具。锥度塞规可分为尺寸塞规和涂色塞规两种。由于涂色锥度塞规的设计和检测都比较简单，故在工件测量中得到了普遍使用，锥度塞规规格为3～300 mm。

②进一步熟悉内孔刀的使用。

三、零件加工参考程序

零件加工参考程序见表3．9。

表3．9　零件加工参考程序

注：以上程序只加工零件的内锥孔部分，加工零件其余部分请参照前面课程。

活动四　加工执行

一、加工执行过程

①指导教师分析加工工艺，讲解加工方法和程序的编写方法。

②学生根据加工工艺要求，编写加工程序，并录入完成程序校验。

③学生装夹工件、刀具，必须保证工件、刀具安装牢固。

④学生进行正确的对刀操作。

⑤按下自动加工按键，完成零件的加工。

⑥待加工结束后，先初步进行质量检测，然后再取下工件。

二、实训操作注意事项

①在学生实训前，指导教师注意检查各限位开关是否正常，限位块位置是否合理，避免刀架与卡盘发生碰撞或丝杆脱位。

②要求学生单人操作，不允许多人操作。

③要求学生注意切削转速，吃刀深度及进给速度的合理选择。

④学生对刀操作完成后，指导教师必须进行验证检查。

⑤主轴开启时要求必须关闭防护门，要求学生养成良好的安全防范意识。

⑥主轴正反转转换时必须停转后再作转换操作。

活动五　加工质量检测

学生通过检测，完成下面内锥孔零件加工质量表（表3．10），并进行质量分析。

表3．10　内锥孔零件加工质量表

活动六　任务评价

内锥孔任务评价见表3．11。

表3．11　内锥孔任务评价表

续表

【课后练习】

编程完成如下图所示零件的车削加工，工件毛坯为矱42×55的45钢材料。

任务三　内沟槽加工

【实训目标】

【实训准备】

续表

活动一　加工任务

内沟槽加工任务见表3．12。

表3．12　内沟槽加工任务表

活动二　加工任务分析

内沟槽加工任务分析见表3．13。

表3．13　内切槽加工任务分析表

活动三　加工工艺与程序编制

一、确定加工方案及加工工艺路线

（一）确定加工方案

零件加工后内沟槽为3×2 mm。选用加工好的内孔直径为16．245 mm，内孔长度为18 mm的半成品工件矱38×63。可用铜片包垫工件采用三爪卡盘装夹工件。

（二）加工工艺路线

①夹持工件，找正并夹紧。

②对刀（内切槽刀）。

③自动加工工件内沟槽。

④检测。

二、零件加工参考程序

零件加工参考程序见表3．14。

表3．14　零件加工参考程序

注：以上程序只加工零件的内沟槽部分，加工零件其余部分请参照前面课程。

活动四　加工执行

一、加工执行过程

①指导教师分析加工工艺，讲解加工方法和程序的编写方法。

②学生根据加工工艺要求，编写加工程序，并录入完成程序校验。

③学生装夹工件、刀具，必须保证工件、刀具安装牢固。

④学生进行正确的对刀操作。

⑤按下自动加工按键，完成零件的加工。

⑥待加工结束后，先初步进行质量检测，然后再取下工件。

二、实训操作注意事项

①在学生实训前，指导教师注意检查各限位开关是否正常，限位块位置是否合理，避免刀架与卡盘发生碰撞或丝杆脱位。

②要求学生单人操作，不允许多人操作。

③要求学生注意切削转速，吃刀深度及进给速度的合理选择。

④学生对刀操作完成后，指导教师必须进行验证检查。

⑤主轴开启时要求必须关闭防护门，要求学生养成良好的安全防范意识。

⑥主轴正反转转换时必须停转后再做转换操作。

活动五　加工质量检测

学生通过检测，完成下面内沟槽零件加工质量表（表3．15），并进行质量分析：

表3．15　内沟槽零件加工质量表

活动六　任务评价

内沟槽加工任务评价表3．16。

表3．16　内沟槽加工任务评价表

【课后练习】

编程完成如下图所示零件的车削加工，工件毛坯为矱42×55的45钢材料。

任务四　内螺纹加工

【实训目标】

【实训准备】

活动一　加工任务

内螺纹加工任务见表3．17。

表3．17　内螺纹加工任务

活动二　加工任务分析

内螺纹加工任务分析见表3．18。

表3．18　内螺纹加工任务分析表

活动三　加工工艺与程序编制

一、确定加工方案及加工工艺路线

（一）确定加工方案

加工M18×1．5的内螺纹。选用加工好的内孔直径为16．245 mm，内孔长度为15 mm的半成品工件矱38×63，直接采用三爪卡盘装夹工件。

（二）加工工艺路线

①夹持工件，找正并夹紧。

②对刀（内螺纹刀）。

③自动加工工件内螺纹。

④检测。

二、相关知识

（一）内螺纹刀

内螺纹刀如图3．13所示。

图3．13　内螺纹刀

（二）螺纹切削指令

1．G32

G32指令可以加工公、英制等螺距的直螺纹、锥螺纹、内螺纹、外螺纹等常用螺纹。

2．G92螺纹切削循环

（三）螺纹参数

①内螺纹大径：工件直径D＋0．13×1．5＝18．195 mm

②螺纹齿深：1．3×1．5＝1．95 mm

③内螺纹小径：内螺纹大径－齿深＝16．245 mm

三、零件加工参考程序

零件加工参考程序表3．19。

表3．19　零件加工参考程序

续表

注：以上程序只加工零件的内螺纹部分，加工零件其余部分请参照前面课程。

活动四　加工执行

一、加工执行过程

①指导教师分析加工工艺，讲解加工方法和程序的编写方法。

②学生根据加工工艺要求，编写加工程序，并录入完成程序校验。

③学生装夹工件、刀具，必须保证工件、刀具安装牢固。

④学生进行正确的对刀操作。

⑤按下自动加工按键，完成零件的加工。

⑥待加工结束后，先初步进行质量检测，然后再取下工件。

二、实训操作注意事项

①在学生实训前，指导教师注意检查各限位开关是否正常，限位块位置是否合理，避免刀架与卡盘发生碰撞或丝杆脱位。

②要求学生单人操作，不允许多人操作。

③要求学生注意切削转速，吃刀深度及进给速度的合理选择。

④学生对刀操作完成后，指导教师必须进行验证检查。

⑤主轴开启时要求必须关闭防护门，要求学生养成良好的安全防范意识。

⑥主轴正反转转换时必须停转后再作转换操作。

活动五　加工质量检测

学生通过检测，完成下面内螺纹零件加工质量表（表3．20），并进行质量分析。

表3．20　内螺纹零件加工质量表

活动六　任务评价

内螺纹零件任务评价见表3．21。

表3．21　内螺纹零件任务评价表

【课后练习】

编程完成如下图所示零件的车削加工。