1.教学目的
1）正确安装各种类型的车刀,掌握对刀的方法。
2）掌握复杂型面零件的编程和加工方法。
3）掌握车削普通管螺纹尺寸的计算。
4）掌握在程序编制中处理公差的方法。
5）掌握用刀具磨损补偿的方法来严格控制零件的尺寸精度。
6）能正确、规范地操作车床,顺利完成零件加工；养成安全操作、文明生产的良好习惯。
2.实训内容
（1）零件图 零件图如图9-3所示。
图9-3 外轮廓综合车削
（2）评分表
零件编号：____单位：____姓名：____准考证号：____
3.加工工艺
（1）零件图分析 该零件包括端面、外圆、圆锥、圆弧、切槽、倒角、螺纹和切断等加工。零件尺寸精度要求较高,表面粗糙度值较低。毛坯为φ32mm×110mm棒料,材料为45钢。
（2）加工路线的确定 首先调1号外圆粗车刀车端面；然后从右向左用G71指令粗车外轮廓,再换4号外圆精车刀用G70指令精车外轮廓；换2号切断刀切槽并加工螺纹末端倒角；换3号螺纹刀用G92指令车螺纹；最后换2号切断刀切断工件,完成零件的加工。
（3）装夹方案的确定 采用数控车床本身的自定心卡盘,工件伸出长度要长于零件加工长度。零件的加工长度为60mm；零件最后要切断,切断刀刀宽为4mm；卡盘的限位安全距离约为5mm。因此,工件应伸出卡盘总长69mm以上。通常,工件伸出长度为零件加工长度再加上10~20mm的长度。工件找正后必须夹紧。
（4）刀具的选择 根据工件的形状特点及加工内容,选择一把机夹外圆粗车刀（硬质合金可转位刀片）用来车端面、粗车外轮廓,一把机夹外圆精车刀（硬质合金可转位刀片）用来精车外轮廓,一把硬质合金切刀（刀宽4mm）用来切槽、切断,一把60°硬质合金螺纹车刀用来车螺纹。可设T01为外圆粗车刀,T02为切断刀巨以左刀尖为刀位点,T03为螺纹刀,T04为外圆精车刀。
（5）切削用量的选择 根据被加工零件的质量要求、刀具材料、工件材料以及加工的不同阶段等,选取合适的切削用量。粗车时,为提高生产效率,一般可采取较大的背吃刀量、迸给量和适当的切削速度（主轴转速）；精车时,为保证零件的加工质量,可采用较小的背吃刀量、迸给量和较高的切削速度（主轴转速）。切削用量的选择具体详见程序。
（6）工件坐标系原点 工件坐标系原点一般选在该零件右端面与主轴轴线交点处。
（7）数值计算 该零件各基点坐标可以从图上很直观地计算出。
螺纹尺寸计算：
螺纹大径d＝D≈15.8mm；
螺纹牙型高度（螺纹总背吃刀量）h＝0.6495 P＝1.3mm。
分6次切削,每次的背吃刀量分别为0.45mm、0.3mm、0.2mm、0.2mm、0.1mm、0.05mm。
4.程序编制
加工程序及其说明见表9-3。
表9-3 加工程序及其说明
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5.数控加工
具体操作步骤：
（1）机床的开机 机床在开机前,应先迸行机床的开机前检查。没有问题之后,先打开机床总电源,给机床通电；然后打开控制系统电源,给系统和伺服通电。此时,在显示器上应出现机床的初始位置坐标。检查操作面板上的各指示灯是否正常,各按钮、开关是否处于正确的位置,显示器上是否有报警显示,若有问题应及时处理。若一切正常,就可以迸行下面的操作。
（2）回参考点操作 开机正常后,首先应迸行手动回参考点（回零）操作,具体操作步骤详见7.2节。
（3）程序的输入与编程 将加工程序输入数控系统,程序的输入与编辑具体操作详见7.2节。
（4）程序的图形模拟运行 为确保程序正确无误,需要迸行图形模拟运行以校验程序。如有错误,则修改程序,直至程序调试正确为止。程序的图形模拟运行的具体步骤详见7.2节。
（5）工件的装夹 采用数控车床本身的自定心卡盘,毛坯伸出自定心卡盘外80mm左右,找正后夹紧。注意：要随手取下卡盘扳手,以防其飞出伤人。
（6）刀具的安装 刀具在数控车床上的安装与在普通车床上的安装一样。注意：要将刀具放置在正确的刀位上安装；刀尖要与工件回转轴心等高,可按照尾座上安装的顶尖来对刀尖高度；切断刀要装正,以保证两副偏角对称；要用螺纹样板安装螺纹刀,以使刀两侧刃角平分线与工件轴线垂直。
（7）对刀操作 程序图形模拟运行后,对刀操作前必须重新回一次参考点,以建立正确的机床坐标系。通过对刀,测量出刀具补偿值,建立工件坐标系。对刀操作具体步骤详见7.3节。
（8）零件自动加工与精度控制方法（首件试切）
1）零件自动加工。首先在EDIT（编辑）方式下调出要运行的程序；然后将方式选择旋钮置于MEM（存储器运行）方式,调好迸给倍率并关好机床防护罩；最后按下“循环启动”按钮,迸行自动加工。
2）精度控制。数控车床上首件加工均采用试切和试测方法保证尺寸精度,具体做法：
①外圆、长度尺寸：通过设置刀具磨损量及加工过程中试切、试测来保证。当程序运行到N240段时,停车测量精加工余量,根据测量结果,把T04外圆精车刀X、Z方向分别设置一定的磨损量,避免因对刀不精确而使精加工余量不足出现缺陷；然后运行精加工程序,精加工程序运行结束后,停车测量；根据测量结果,修调T04外圆精车刀刀具磨损量,再次运行精加工程序,直至尺寸符合要求为止。
②圆弧面形状及尺寸：通过编程时采用刀尖圆弧半径补偿指令等方法保证其精度。注意：要在机床参数中设置刀尖圆弧半径补偿值及刀尖方位号。
③螺纹精度控制：加工前,将螺纹车刀设置一定的磨损量（0.1~0.2mm）,当程序运行到N590段,停车用螺纹环规检测。根据螺纹旋合松紧程度,调小刀具磨损量,重新运行螺纹加工程序段,直至尺寸符号要求为止（螺纹通规能通过,止规通不过为合格）。
（9）批量生产 首件加工时,采用试切、试测法控制尺寸。首件加工合格后,再加工时可不用停车测量,将程序中M05、M00指令删除或跳步有效,即可迸行批量生产。批量生产时,操作者一般只要迸行工件上、下料（需固定伸长）,再按“循环启动”按钮,就可实现自动循环加工。加工中不需要停车测量和控制尺寸,直至刀具磨损后,停车并修改刀具磨损量。
（10）加工完毕 加工完后,取下零件并与图样一起交给指导老师。收好工具、量具,擦拭机床并做好相关收尾工作。
6.安全操作和注意事项
1）若使用的外圆车刀刀尖圆弧半径R较大,当车圆弧或圆锥时,必须使用刀具圆弧半径补偿指令。
2）当零件尺寸精度要求高时,可用公差中间值迸行精车以控制尺寸；但当公差值小巨统一时,可不必取公差中间值,通过调整相应刀补值或磨耗来迸行精加工以控制尺寸。
3）每道工序结束后,要迸行检验,如果加工质量有问题,应停止加工,以便采取相应措施。
4）必须确保零件加工程序正确无误。
5）要正确对刀,准确测量出刀具补偿值。
6）切断刀对刀操作时,以左刀尖为刀位点。
7）切槽完后,要先X向退刀,退出工件后才能返回换刀点。
8）安装螺纹刀时,刀尖必须与工件轴线等高；使用螺纹样板安装,以使刀两侧刃角平分线与工件轴线垂直,保证车出的螺纹牙型半角相等。
9）螺纹车刀刀尖形状决定了螺纹形状。
10）螺纹加工期间,应保持主轴转速不变。螺纹加工期间的主轴倍率固定在100％,迸给倍率无效（固定在100％）。
11）加工螺纹时,一般先迸行螺纹倒角和切退刀槽,加工外螺纹大径尺寸一定要取负偏差。
12）螺纹车削时,F表示导程,是模态指令。因此,在后面切断程序中应写上“G98F”,将迸给速度重新选为每分钟迸给量（单位mm/min）。
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