1.教学目的
1）掌握带孔典型轴零件的工艺制订和编程方法。
2）掌握键孔刀的安装和对刀方法、键孔程序的编制和加工方法,并能够合理地选择切削用量。
3）熟练掌握工件调头装夹后,根据工件伸出的长短,准确地迸行工件坐标系零点偏移的设置。
4）能正确、合理地选择刀具和切削用量,保证加工质量,提高加工效率。
5）根据零件上尺寸公差的要求,能合理确定编程坐标值。
6）能用合理的方法控制尺寸精度和表面粗糙度。
2.实训内容
（1）零件图 如图9-4所示。
图9-4 带孔轴类零件车削
（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 该零件形状结构较复杂,主要包括端面、外圆、圆弧、沟槽、倒角、螺纹、内孔、内锥等加工。零件的尺寸精度要求高,表面粗糙度值低,毛坯为φ45mm×112mm棒料,材料为45钢。
（2）加工路线的确定 先夹右端车左端：
1）夹紧毛坯、伸出自定心卡盘外60mm左右。
2）调1号35°右偏外圆车刀手动车端面,用中心钻钻中心孔,再用φ20mm麻花钻头钻φ20mm的孔,深度控制好。
3）调1号35°右偏外圆车刀车端面,再用G71、G70指令粗车、精车零件的左端外轮廓,利用外径千分尺测量,保证尺寸精度要求。
4）最后换4号键孔刀,用G71、G70指令粗、精加工内轮廓至尺寸要求。
调头夹左端车右端：
1）先调1号35°右偏外圆车刀车端面,取好总长。
2）再用G73、G70指令粗车、精车零件右端外轮廓。
3）换2号切槽刀,切退刀槽并加工螺纹末端倒角。
4）最后换3号螺纹刀车螺纹。
（3）装夹方案的确定 采用自定心卡盘夹持,零件加工总长为120mm,需要加工两端,因此需要考虑两次装夹的位置。考虑到左端φ40mm外圆可以用来装夹,因此先夹右端车左端,车到φ42mm外圆的右端位置,加工长度46mm；考虑到刀具与卡盘的安全距离,伸出长度60mm左右,然后调头用铜皮包住φ40mm外圆,紧靠轴肩夹紧,加工右端。
（4）刀具的选择 根据工件的形状特点及加工内容,选择一把35°右偏外圆车刀用来车端面、粗车和精车零件外轮廓,一把硬质合金切槽刀（刀宽4mm）用来切退刀槽和倒角,一把60°硬质合金外螺纹车刀用来车螺纹,一把键孔刀用来加工内轮廓。可设T01为35°右偏外圆车刀,T02为切槽刀巨以左刀尖为刀位点,T03为螺纹刀,T04为键孔刀。
（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。
夹右端车左端：以零件左端面与主轴轴线的交点为工件原点。
夹左端车右端：以零件右端面与主轴轴线的交点为工件原点。
（7）数值计算
1）内锥度小端端点坐标计算：
由锥度计算公式
,得
,即L＝9.38mm。
2）螺纹尺寸计算：
螺纹大径：d≈（28-0.2）mm≈27.8mm。
螺纹牙型高度（螺纹总背吃刀量）h＝0.6495P≈1.3mm。
4.程序编制
加工程序及其说明见表9-4和表9-5。
表9-4 加工程序及其说明(www.xing528.com)
（续）
调头夹左端车右端：调头用铜皮包住φ40mm×38mm外圆并紧靠轴肩夹紧,加工右端。
表9-5 加工程序及其说明
（续）
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）程序的输入与编辑 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 先夹右端车左端：毛坯伸出自定心卡盘外60mm左右,找正后夹紧。再夹左端车右端：调头用铜皮包住φ40mm×38mm外圆并紧靠轴肩夹紧。
（6）刀具的安装 刀具在数控车床上的安装与在普通车床上安装一样,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；切槽刀要装正,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；键孔刀要平行于工件轴线安装。
（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,测量出刀补值,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的试切、试测来保证。当粗车循环结束后,停车测量精加工余量,根据测量结果,把外圆车刀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,修调外圆车刀刀具磨损量,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）,主程序运行到N510段,停车用螺纹环规检测。根据螺纹旋合的松紧程度调小刀具磨损量,重新运行螺纹加工程序段,直至尺寸符合要求为止（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,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）加工孔时,若用G71指令,注意精加工余量U地址后的数值为负值。
2）键孔刀安装时,刀尖要稍高于工件回转中心或与工件回转中心等高。
3）孔加工刀具的换刀点位置不能离工件太近,以免换刀时撞到工件。
4）切槽刀对刀操作时,以左刀尖为刀位点。
5）切槽完后,要先X向退刀,退出工件后才能返回换刀点。
6）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。
7）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。
8）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。
9）必须确保零件加工程序正确无误。
10）要正确对刀,准确测量出刀具补偿值。
11）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。
12）螺纹车刀刀尖形状决定了螺纹形状。
13）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％）。
14）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。
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