项目06-内孔(柱、锥、圆弧)车削ppt课件.ppt

目 录项目六 内孔（柱、锥、圆弧）车削任务一 加工阶梯孔任务二 加工连接套项目六 内孔（柱、锥、圆弧）车削1.能够根据图样加工要求合理选择孔加工用刀具，并能安装车孔刀具。2.能够正确安装麻花钻并找正，完成钻孔加工，并能够运用G00、G01等基本指令合理选择切切削参数，运用G90、G94单一固定循环指令完成阶梯孔编程加工。3.能够结合工步、工序安排原则，合理安排断面、外圆、孔等数控车削加工内容的先后顺序。学习重点一、常见孔的加工方法任务一 加工阶梯孔1、麻花钻钻孔钻孔常用的刀具是麻花钻头(用高速钢制造)，孔的主要工艺特点如下：钻头的两个主刀刃不易磨得完全对称，切削时受力不均衡；钻头刚性较差，钻孔时钻头容易发生偏斜。任务一 加工阶梯孔一、常见孔的加工方法通常麻花钻头钻孔前，用刚性好的钻头，如用中心孔钻钻一个小孔，用于引正麻花钻开始钻孔时的定位和钻削方向。麻花钻头钻孔时切下的切屑体积大，钻孔时排屑困难，产生的切削热大而冷却效果差，使得刀刃容易磨损。因而限制了钻孔的进给量和切削速度，降低了钻孔的生产率。任务一 加工阶梯孔一、常见孔的加工方法2、硬质合金可转位刀片钻头钻孔CNC车床通常也使用硬质合金可转位刀片钻头。可转位刀片的钻孔速度通常要比高速钢麻花钻的钻孔速度高很多。刀片钻头适用于钻孔直径范围为1680mm的孔。刀片钻头需要较高的功率和高压冷却系统。任务一 加工阶梯孔一、常见孔的加工方法3、扩孔 扩孔是用扩孔钻对已钻或铸、锻出的孔进行加工，扩孔时的背吃刀量为0.854.5mm，切屑体积小，排屑较为方便。因而扩孔钻的容屑槽较浅而钻心较粗，刀具刚性好；一般有34个主刀刃，每个刀刃的切削负荷较小；棱刃多，使得导向性好，切削过程平稳。扩孔能修正孔轴线的歪斜，扩孔钻无端部横刃，切削时轴向力小，因而可以采用较大的进给量和切削速度。扩孔的加工质量和生产率比钻孔高，加工精度可达IT10，表面结构要求为Ra6.33.2m。任务一 加工阶梯孔一、常见孔的加工方法4、铰孔铰孔是孔的精加工方法之一，铰孔的刀具是铰刀。铰孔的加工余量小(粗铰为0.150.35mm，精铰为0.050.15mm)，铰刀的容屑槽浅，刚性好，刀刃数目多(612个)，导向可靠性好，刀刃的切削负荷均匀。铰刀制造精度高，其圆柱校准部分具有校准孔径和修光孔壁的作用。铰孔时排屑和冷却润滑条件好，切削速度低(精铰25mmmin)，切削力、切削热都小，并可避免产生积屑瘤。因此，铰孔的精度可达IT8IT6；表面结构要求为Ra1.60.4m。铰孔的进给量一般为0.21.2mmr，约为钻孔进给的34倍，可保证较高的生产率。铰孔直径一般不大于80mm。任务一 加工阶梯孔一、常见孔的加工方法5、镗孔镗孔一般用于将已有孔扩大到指定的直径，可用于加工精度、直线度及表面结构均要求较高的孔。镗孔的主要优点是工艺灵活、适应性较广。一把结构简单的单刃镗刀，既可进行孔的粗加工，又可进行半精加工和精加工。加工精度范围为IT10以下至IT7IT6；表面结构要求为Ra12.5m至0.80.2m。镗孔还可以校正原有孔轴线歪斜或位置偏差。镗孔可以加工中、小尺寸的孔，更适于加工大直径的孔。任务一 加工阶梯孔二、车内孔的关键技术任务一 加工阶梯孔二、车内孔的关键技术二、车内孔的关键技术任务一 加工阶梯孔三、车内孔 用车削方法扩大工件的孔或加工空心工件的内表面称为车孔。车孔是车削加工的主要内容之一，可用作孔的半精加工。车孔的加工精度一般可达IT8IT7，表面结构要求为Ra3.21.6m，精细车削时Ra值可达0.8m。 1、内孔车刀 车孔用刀具的名称、外形及适用范围。二、车内孔的关键技术任务一 加工阶梯孔任务一 加工阶梯孔二、车内孔的关键技术2、内孔车刀的刀杆 内孔车刀的刀杆有圆刀杆和方刀杆。根据加工内孔大小的不同，刀杆有圆刀杆和方刀杆。任务一 加工阶梯孔二、车内孔的关键技术3、内孔车刀的安装注意事项刀尖应与工件中心等高。如果装得低于工件中心，由于切削抗力的作用，容易将刀杆压低而产生扎刀现象，并会造成孔径扩大。刀杆伸出刀架不宜过长，一般比被加工孔长56mm即可。刀杆基本平行于工件轴线，否则在车削到一定深度时刀杆容易碰到工件孔口。盲孔车刀装夹时，内偏刀的主切削刃应与孔底平面成35，并且在车平面时要求横向有足够的退刀余地。任务一 加工阶梯孔二、车内孔的关键技术任务一 加工阶梯孔任务实施一、工艺分析1、分析零件图工艺信息任务一 加工阶梯孔任务实施2、确定加工工序选用毛坯为55mm的棒料，材料为45钢。外形已加工，根据零件图样要求其加工工序为：建立工件坐标系，并输入刀补值。坐标系。端面加工。点孔加工，选用3mm中心钻。钻孔加工，选用20mm直柄麻花钻，可利用尾座手动钻。扩孔加工，选用28mm扩孔钻，可利用尾座手动钻。镗孔加工，先镗小孔再镗大孔。切断，选用刀宽为4mm的切断刀。任务实施任务一 加工阶梯孔3、制订车削工序卡任务实施任务一 加工阶梯孔4、参考程序任务实施任务一 加工阶梯孔4、参考程序任务实施任务一 加工阶梯孔二、准备工作1、刀具内孔镗刀，90外圆车刀，3mm中心钻，20mm麻花钻，28mm麻花钻，刀宽4mm的切断刀。2、量具游标卡尺、内径千分尺。3、材料直径为55mm、长度为100mm的45钢。三、操作步骤1、开机前检查（1）检查电源、电压是否正常，润滑油是否充足。（2）检查机床可动部分是否松动。（3）检查材料、工具、量具等物品放置是否合理，是否符合要求。2、开机后检查（1）检查电动机、机械部分、冷却风扇工作是否正常。（2）检查各指示灯是否正常显示。（3）检查润滑、冷却系统是否工作正常。3、回机床参考点4、工件装夹及找正将55mm100mm的棒料毛坯正确安装在三爪卡盘上。5、刀具装夹及找正、将90外圆车刀正确安装在刀架1号刀位上，95内孔镗刀正确安装在刀架3号刀位上，准备好钻头。任务一 加工阶梯孔任务实施任务实施任务一 加工阶梯孔6、对刀以工件右端面中心为原点建立工件坐标系。步骤如下：主轴正转。分别进行外圆车刀和内孔镗刀的X向对刀、Z向对刀，设置工件坐标系。进行相应刀具参数设置。7、钻孔扩孔用20mm麻花钻钻深度为30mm的通孔，再用28mm麻花钻扩孔。8、程序输入并编辑9、程序校验程序校验时需锁定机床。10、加工可选择单步运行，结合程序观察走刀路线，也可用自动循环加工。11、完成加工任务一 加工阶梯孔拓展知识一、孔加工刀具的认识与选用1、中心孔与中心钻中心孔又称顶尖孔，它是轴类零件的基准，对轴类零件的作用是非常重要。中心孔可分A型中心孔、B型中心孔（图68）、C型中心孔和R型中心孔。其中A型（不带护锥）和B型（带护锥）中心孔在实际中应用非常普遍。B型中心孔带120护锥面，可以提高工艺性和加工精度。A型和B型中心孔可以分别用A型中心钻和B型中心钻加工，如图所示。任务一 加工阶梯孔拓展知识任务一 加工阶梯孔拓展知识任务一 加工阶梯孔拓展知识2、麻花钻麻花钻是钻孔最常用的刀具，钻头一般用高速钢制成，目前镶硬质合金的钻头也得到了较为广泛的应用。（1）麻花钻的组成部分麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成，如图所示。任务一 加工阶梯孔拓展知识（2）麻花钻工作部分的几何形状任务一 加工阶梯孔拓展知识3、扩孔钻扩孔钻用于扩大孔径，有高速钢扩孔钻和硬质合金扩孔钻两种，如图所示。扩孔钻的主要特点如下： 扩孔钻齿数较多（一般有34刃），导向性好，切削平稳。 切削刃不必自外缘一直到中心，没有横刃，可避免横刃对切削的不利影响。 扩孔钻钻心粗，刚性好，可选较大的切削用量。任务一 加工阶梯孔拓展知识4、铰刀（1）铰刀的组成 铰刀由工作部分、颈部和柄部组成，如图所示。柄部是铰刀的夹持部分，切削时起传递转矩的作用。任务一 加工阶梯孔拓展知识（2）铰刀的种类铰刀按用途分有机用铰刀和和手用铰刀。机用铰刀的柄有直柄和锥柄两种。铰孔时由车床尾座定向，因此机用铰刀工作部分较短，主偏角较大，标准机用铰刀的主偏角r=15。手用铰刀的柄部做成方榫形，以便套入铰杠铰削工件。手用铰刀工件部分较长，主偏角较小，一般r=401.5。铰刀按切削部分材料分有高速钢和硬质合金铰刀。任务一 加工阶梯孔拓展知识5、孔加工要求与刀具选用在车床中，孔的加工方法与孔的精度要求、孔径以及孔的深度有很大的关系。一般来讲，在精度等级为IT12、IT3时，一次钻孔就可以实现。在精度等级为IT11，孔径10mm时，采用一次钻孔方式；当孔径1030mm时，采用钻孔和扩孔方式；孔径3080mm时，采用钻孔、扩钻、扩孔刀或车刀镗孔方式。在精度等级为IT10、IT9，孔径10mm时，采用钻孔以及铰孔方式；当孔径1030mm时，采用钻孔、扩孔和铰孔方式；孔径3080mm时，采用钻孔、扩孔、铰孔或用扩孔刀镗孔方式。在精度等级为IT8、IT7时，采用钻孔及一次或二次铰孔方式；当孔径1030mm时，采用钻孔、扩孔、一次或二次铰孔方式；当孔径3080mm时，采用钻孔、扩钻(或者用扩孔刀镗孔)以及一次或二次铰孔方式。任务一 加工阶梯孔拓展知识二、车孔方法孔的形状不同，车孔的方法也有差异，如图所示。任务一 加工阶梯孔拓展知识1、车通孔孔的车削基本上与车外圆相同，只是进刀和退刀的方向相反。在粗车和精车时也要进行试切削，其横向进给量为径向余量的1/2。当车刀纵向切削至2mm左右时，纵向快速退刀（横向不动），然后停车测试，若孔的尺寸不到位，则需要微量横向进刀后再次测试，直到符合要求，方可车出整个内孔表面。任务一 加工阶梯孔拓展知识2、车阶台孔 车直径较小的阶台孔时，由于观察困难而尺寸精度不宜掌握，所以常采用粗、精车小孔，再粗精车大孔。车大的台阶时，在测量小孔尺寸而视线又不受影响的情况下，一般先粗车大孔和小孔，再精车小孔和大孔。车削孔径尺寸相差较大的阶台孔时，最好采用主偏角r90（一般为8588）的车刀先粗车，然后再用内偏刀精车，直接用内偏刀车削时切削深度不可太大，否则刀刃易损坏。其原因是刀尖处于刀刃的最前端，切削时刀尖先切入工件，因此其承受切削抗力最大，加上刀尖本来强度差，所以容易碎裂；由于刀杆伸长，在轴向抗力的作用下，切削深度大容易产生振动和扎刀。控制车孔深度的方法通常采用粗车时在刀杆上刻线痕作记号或安放限位铜片，以及利用床鞍刻度控制线来控制等，精车时需用小滑板刻度盘或游标深度尺等来控制车孔的深度。任务一 加工阶梯孔拓展知识任务一 加工阶梯孔拓展知识3、车盲孔（平底孔）(1）粗车盲孔车端面，钻中心孔。钻底孔。盲孔车刀靠近工件端面，移动小滑板，使车刀刀尖与端面轻微接触，将小滑板或床鞍刻度调至零位。将车刀伸入孔口内，移动中滑板，刀尖进给至与孔口刚好接触时，车刀纵向退出，此时将中滑板刻度调至零位。用中滑板刻度指示盘控制切削深度（孔径留0.30.4mm精车余量），若机动纵向进给车削平底孔时要防止车刀与孔底面碰撞。如果孔底余量较多需车第二刀时，纵向位置保持不变，向后移动中滑板，使刀尖退回至车削时的起始位置，然后用小滑板刻度控制纵向切削深度，第二刀的车削方法与第一刀相同。粗车孔底面时，孔深留0.20.3mm的精车余量。（2）精车盲孔精车时用试切的方法控制孔径尺寸。任务二 加工连接套一、孔加工循环指令G71、G73的使用数控车削内孔的G71、G73指令与外圆车削指令相同，但也有区别，编程时应注意以下方面：粗车循环指令G71、G73，在加工外径时余量U为正，但在加工内轮廓时余量U应为负。若精车循环指令G70采用半径补偿加工，以刀具从右向左进给为例。在加工外径时，半径补偿指令用G42，刀具方位编号是“3”。在加工内轮廓时，半径补偿指令用G41，刀具方位编号是“2”。加工内孔轮廓时，切削循环的起点S、切出点Q的位置选择要慎重，要保证刀具在狭小的内结构中移动而不干涉工件。起点S、切出点Q的X值一般取与预加工孔直径稍小一点的值。任务二 加工连接套二、孔的精度一般套类零件的精度有以下几个项目：孔的位置精度。同轴度(孔之间或孔与某些表面间的尺寸精度)、平行度、垂直度、径向圆跳动和端面圆跳动等。孔径和长度的尺寸精度。孔的形状精度(如圆度、圆柱度、直线度等)。表面结构要求。要达到哪一级表面结构要求，一般按加工图样上的规定。任务二 加工连接套三、孔的测量任务二 加工连接套三、孔的测量任务二 加工连接套三、孔的测量任务二 加工连接套三、孔的测量任务二 加工连接套任务实施一、工艺分析1、分析零件图工艺信息任务二 加工连接套任务实施2、确定加工工序粗车工件端面。钻孔。钻底孔。扩孔。粗加工45外圆、R5圆弧。精加工工件端面45外圆、R5圆弧。调头装夹工件找正。车削工件端面，保证工件总长。粗加工阶梯孔、R3圆弧。精加工阶梯孔、R3圆弧。任务二 加工连接套3、制订车削加工工序卡任务实施任务二 加工连接套任务实施任务二 加工连接套任务实施二、准备工作 1、刀具粗、精加工通孔镗刀，粗、精加工90外圆车刀，3mm中心钻，15mm、20mm麻花钻。 2、量具游标卡尺、内径千分尺。 3、材料直径为55mm、长度为30mm的45钢。三、操作步骤 1、开机前检查 2、开机后检查任务二 加工连接套3、回机床参考4、工件装夹内孔加工时以外圆定位，用三爪自定心卡盘夹紧。5、刀具装夹将90外圆粗车刀正确安装在刀架1号刀位上，90外圆精车刀正确安装在刀架2号刀位上，粗加工通孔镗刀正确安装在刀架3号刀位上，精加工通孔镗刀正确安装在刀架4号刀位上，并准备好钻头。6、对刀以工件右端面中心为原点建立工件坐标系。7、钻孔扩孔用15mm麻花钻钻深度为25mm的通孔，再用20mm麻花钻扩孔。任务实施任务二 加工连接套任务实施8、操作相关问题及注意事项钻孔前，必须先将工件端面车平，中心处不允许有凸台，否则钻头不能自动定心，会使钻头折断。当钻头将要穿透工件时，由于钻头横刃首先穿出，因此轴向阻力大减。所以这时进给速度必须减慢，否则钻头容易被工件卡死，造成锥柄在尾座套筒内打滑，损坏锥柄和锥孔。钻小孔或钻较深孔时，由于切屑不易排出，必须经常退出钻头排屑，否则容易因切屑堵塞而使钻头“咬死”或折断。钻小孔时，转速应选得快一些，否则钻削时抗力大，容易产生孔位偏斜和钻头折断。精车内孔时，应保持刀刃锋利，否则容易产生让刀（因刀杆刚性差），把孔车成锥形。任务二 加工连接套任务实施车平底孔时，刀尖必须严格对准工件旋转中心，否则底平面无法车平。用塞规测量孔径时，应保持孔壁清洁，否则会影响塞规测量。用塞规检查孔径时，塞规不能倾斜，以防造成孔小的错觉，把孔径车大。相反，孔径小的时候，不能用塞规硬塞，更不能用力敲击。安装中心钻、麻花钻时，应严格使中心钻、麻花钻与工件同轴，以防因偏心而折断钻头。车内孔前，应先检查内孔车刀是否与工件发生干涉。任务二 加工连接套任务实施9、程序输入及编辑10、程序校验：程序校验时需锁定机床。11、加工：可选择单步运行，结合程序观察走刀路线，也可用自动循环加工。12、完成加工13、机床维护与保养任务二 加工连接套拓展知识一、操作中出现问题及解决措施1、手动钻20孔时，孔径偏大解决措施：数控车床钻孔时采用手动进给方式，需要根据经验进行控制。在切削过程中应注意以下几点：将钻孔端面车削平整；用中心钻在端面上钻出引导孔的位置；检查20钻头的横向切削刃是否锋利，特别是两条横向切削刃是否对称；车床的尾架尽量靠近工件，减少工件的晃动；在切削过程注意排屑通畅，防止切出的铁屑对已钻出孔的过渡挤压。任务二 加工连接套拓展知识2、镗孔加工质量不合格解决措施：镗孔加工质量不符合要求，经常表现为加工表面粗糙以及圆柱面呈圆锥形。内孔加工较外圆加工要困难得多，需要注意以下内容：最好选择截面为圆形的刀杆，有利于加工中排屑，防止铁屑对已加工表面的挤压，造成加工表面粗糙；增大刀杆截面尺寸，减少刀杆外伸长度，提高刀具刚度；选择与加工状态相适应的刀具主偏角和刀尖刃倾角，有利于排屑；精车时保持刀刃锋利，否则容易产生让刀，加工圆柱面成圆锥形；镗孔刀具对刀时不容易观察，需要准确对刀，内孔测量也比较困难，需要保持孔壁清洁，仔细耐心测量，否则会影响尺寸精度；程序中编好控制切削参数的程序段，背吃刀量、进给量要小些；在加工过程中，小孔处的切屑难以及时排出，切削液难以达到切削区域，可手动暂停、辅助调整；加工中采用粗、精加工顺序，并在粗、精加工之间加入直径测量并进行误差调整补偿，注意不要把磨损补偿值补反（补偿正负值）。任务二 加工连接套拓展知识3、零件总长度超差解决措施：零件的总长度为左右端面之间的距离，而零件的左右端面是在两次调头装夹后分别加工而成，零件总长度尺寸精度受较多因素影响，要做到规范操作才能保证零件总长度满足尺寸公差要求。将零件的一个端面车削光滑（它的表面质量将影响测量的精度），再车削出一个圆柱面；工件调头后用三爪卡盘夹持刚加工的圆柱面，台阶贴紧三爪，车削出另一个端面；用测量工具测出工件两个端面之间的距离，此时工件在卡盘上不方便测量，需要认真仔细多次测量，否则测量值会有较大的偏差，如果不能放入测量工具进行测量或多次测量值存在较大差异，可以取下工件进行测量；测量长度与零件总长度的差值就是工件多余的材料，切除工件多余的材料，就可保证零件总长度的尺寸公差。任务二 加工连接套拓展知识4、内孔加工程序的刀具轨迹不合理解决措施：数控车削内孔的指令与外圆车削指令基本相同，关键应该注意外轮廓在加工过程中是越加工越小，而内孔在加工过程中是越加工越大。如果使用内外径粗车循环指令G71，在加工外径时X向精加工余量为正，但在加工孔时余量应为负；内孔的加工较外轮廓加工更困难一些，因受刀体强度、排屑状况的影响，在安排每次的背吃刀量、进给量时要小些；程序中如有换刀指令，在设置换刀点时要考虑内孔镗刀的刀杆更长，要防止刀架转动时，刀体与工件或机床尾座等发生碰撞；退刀时应先使刀具在孔内直径减小方向的退刀（0.51mm），再从Z向退到孔外，然后才能退回换刀点。任务二 加工连接套拓展知识二、加工误差分析1、工艺因素孔径的各段直径不同，造成刀具在切削不同孔径时受力不同，从而各直径的偏差不同。设留量最大的内径余量为t1，留量最小的内径余量为t2，数控车削中加工余量的不均匀误差为0，则0可按下列公式计算：0=t1-t2刀尖对工件加工表面的相对位移Y为：YPy/K式中Py径向切削力；K工艺系统刚度。从而可以计算数控车削中加工余量误差为:t1-t2=Py1/K-Py2/k=ct1/k-t2/k=c0/k式中c径向切削力系数。任务二 加工连接套拓展知识2、切削热因素当加工余量过大时，刀具的高速、连续切削使得工件散热速度减慢，虽然各段直径的偏差相同，但温度降低到常温后，不同直径段的收缩率不同，导致产生不同的偏差，关系式为：=(D1-D2）t式中工件材料的线性膨胀系数；t降低的温度值；D1最小段孔径;D2最大段孔径。任务二 加工连接套拓展知识3、操作因素当刀具安装不当时，即刀尖与主轴回转中心不在同一高度上，偏上或偏下一个e值，也会产生误差。这方面的误差一般出现在阶梯内孔或直径较小的孔零件的加工过程中。如果是这方面的原因造成直径偏差不同，且零件直径较大，精度要求不高，可以重新调刀，使刀具刀尖的位置尽量和主轴中心线保持一致。4、刀具因素刀具磨损也是造成加工误差的一个重要因素，这种现象一般出现在刀具初期磨损阶段(切削路线小于1000mm)和剧烈磨损阶段，只要加工人员在安装刀具前认真用油石修磨刀具，并及时更换不能修复的刀具就可以避免。任务二 加工连接套拓展知识5、编程因素学习难点回顾项目六 内孔（柱、锥、圆弧）车削本项目通过阶梯孔零件的加工，学会带孔零件加工的工艺分析，合理安排加工步骤和选择切削用量等工艺措施；能运用G90、G94等指令编程粗车端面、圆柱、内孔。再通过类似零件的加工训练，进一步提高阶梯孔零件的加工编程与加工操作技巧。本任务以加工连接套零件为主线，介绍了加工连接套零件的指令、工艺、刀具知识。通过本任务的学习，读者应已初步掌握连接套零件的编程和加工。连接套零件的装夹、工艺和编程较复杂，加工这一类零件时要认真进行工艺分析和工艺设计，正确选择刀具和加工方法。