項目二軸類零件的加工學習目標 ◎掌握外圓、臺階和倒角的編程指令、方法和加工技巧 ◎掌握外圓錐面的編程指令和方法 ◎掌握外圓弧面的編程指令、方法和加工技巧 ◎掌握簡單軸類零件的加工方法和質量控制方法任務一外圓、臺階與端面的加工任務二外圓錐面的加工任務三外圓弧面的加工任務四簡單軸類零件的加工任務一外圓、臺階與端面的加工

任務描述本任務主要是訓練學生掌握工件上外圓、臺階和端面的基本加工方法。件如圖2.1所示，毛坯尺寸：mm，材料為45號鋼，分析零件加工工藝，編寫加工程序。技能目標●了解外圓與端面加工的基本方法●掌握數控車床上外圓和端面加工編程指令●掌握切外圓車刀和端面車刀的對刀操作●掌握外圓的檢測方法知識準備

1．數控車削加工工藝知識對數控車削零件進行加工工藝分析主要考慮以下幾個方面。圖2.1階梯軸零件圖及三維效果圖（1）零件圖工藝分析。圖2.2定位基準分析（2）加工工序的劃分。根據數控加工的特點，加工工序可按下列辦法進行。①以一次裝夾加工作為一道工序。此法適用于加工內容少的零件。②以同一把刀具加工的內容劃分工序。但要注意程序不能太長，太長出現錯誤的概率比較大，加工工藝程序不容易檢索。③以加工部位劃分工序。④以裝夾次數劃分工序。⑤以粗、精加工劃分工序。（3）加工順序的確定。①先粗后精原則。圖2.3先粗后精示意圖②先近后遠原則。圖2.4先近后遠示意圖③先內后外原則。④內外交替原則。⑤基面先行原則。（4）進給路線的確定。①最短的空行程路線。此路線分三步確定。步驟一：合理設置起刀點，如圖2.5所示，采用矩形循環方式進行粗車的一般走刀路線。圖2.5合理設置起刀點步驟二：合理設置換刀點，換刀時刀架遠離工件的距離只要保證換刀時刀具不與工件發生干涉即可。步驟三：合理安排“回零”路線，在手工編程較為復雜的加工程序時，為了避免與消除機床刀架反復移動進給時產生的累積誤差，刀具每加工完后要執行一次“回零”，操作時在不發生干涉的前提下，應采用X、Z坐標軸雙向同時“回零”的最短路線指令。②最短的切削進給路線。在確定粗加工進給路線時，根據最短切削進給路線的原則，同時兼顧工件的剛性和加工工藝性等要求來確定最合理的進給路線，如圖2.6所示。圖2.6常見粗加工走刀路線2．軸加工相關編程指令

（1）G00（或G0）快速定位指令。格式：G00X（U）_Z（W）_；式中：

X、Z ——終點坐標（絕對坐標）；

U、W ——終點坐標（相對坐標）。

X、U的坐標值均為直徑量。（2）G01（或G1）直線插補指令。格式：G01X（U）_Z（W）_F_；式中：

X、Z ——終點絕對值坐標（絕對坐標）；

U、W ——終點相對循環起點的增量坐標（相對坐標）；

F ——直線插補時進給速度，mm/r。（3）G94端面切削循環指令。用于一些直徑大、長度短的垂直端面或錐形端面的加工。如圖2.8所示，刀具從循環起點開始沿1→2→3→4方向運動，循環加工結束后，刀具返回到起點。圖2.8端面車削循環G94格式：G94X（U）_Z（W）_F_；式中：

X、Z——終點坐標（絕對坐標）；

U、W——終點坐標（相對坐標）；

F ——直線插補時進給速度，mm/r。（4）倒角指令。①倒45°角。由軸向切削方向向端面切削倒角，即Z軸向X軸倒角，正負根據倒角是向X軸正方向，還是負方向確定，如圖2.9（a）所示。格式：G01Z（W）_I±

iF_；式中：

Z——終點絕對值坐標（絕對坐標）；

W——終點相對循環起點的增量坐標（相對坐標）；

i——相鄰兩直線的交點，相對于倒角起始點的距離；

F——進給速度，mm/r。有端面切削向軸向切削倒角，即由X軸向Z軸倒角，正負根據倒角是向Z軸正向，還是負向確定，如圖2.9（b）所示。圖2.9倒45°角格式：G01X（U）_K±kF_；式中：

X——終點絕對值坐標（絕對坐標）；

U——終點相對循環起點的增量坐標（相對坐標）；

k——相鄰兩直線的交點，相對于倒角起始點的距離；

F——進給速度，mm/r。②任意角度倒角。圖2.10任意角度倒角③倒圓角。圓弧倒角，如圖2.11（a）所示。

格式：G01Z（W）_R±rF_；式中：

Z——終點絕對值坐標（絕對坐標）；

W——終點相對循環起點的增量坐標（相對坐標）；

R——倒角圓弧的半徑；

F——進給速度，mm/r。圓弧倒角，如圖2.11（b）所示。格式：G01X（U）_R±rF_；式中：

X——終點絕對值坐標（絕對坐標）；

U——終點相對循環起點的增量坐標（相對坐標）；

R——倒角圓弧的半徑；

F——進給速度，mm/r。圖2.11倒圓角④任意角度倒圓角。圖2.12任意角度倒圓角（5）外圓車刀安裝。外圓車刀的安裝應注意以下兩點。①數控車刀安裝時，刀尖必須嚴格對準工件旋轉中心，過高或過低都造成刀尖碎裂。②安裝時，刀頭伸出長度約為刀桿厚度的1～1.5倍。3．常見外圓的檢測方法（1）臺階長度的檢測方法。（2）外圓的檢測方法。圖2.13臺階長度檢測圖2.13臺階長度檢測（續）圖2.14外圓檢測4．常用量具及使用方法（1）鋼直尺。圖2.15鋼直尺（2）游標卡尺。①游標卡尺的結構。圖2.16游標卡尺

1—外量爪；2—內量爪；3—尺身；4—緊固螺釘；5—游標；6—深度尺②游標卡尺的刻線原理。圖2.17讀數值為0.05mm游標卡尺刻線原理圖2.18讀數值為0.02mm游標卡尺刻線原理③游標卡尺的讀數方法。

圖2.19讀數值為0.02mm游標卡尺讀數舉例（3）千分尺。①千分尺的結構。圖2.20千分尺的結構1—尺架；2—砧座；3—固定套管；4—軸套；5—手柄；6—測微螺桿；7—稱套；

8—螺釘；9—微分筒；10—罩殼；11—彈簧；12—棘爪銷；13—棘爪盤②千分尺的刻線原理及讀數方法。測微螺桿右端螺紋的螺距為0.5mm，當微分筒轉一周時，螺桿就移動0.5mm。微分筒圓錐面上共刻有50格，因此微分筒每轉一格，螺桿就移動0.5/50=0.01mm，即千分尺的測量精度為0.01mm。任務實施◆工藝分析

1．零件幾何特點零件加工面主要為外圓、臺階和端面，尺寸如圖2.1所示，棒料伸出卡盤長度為35mm。2．選擇工具、量具和刀具（1）工具選擇。（2）量具選擇。（3）刀具選擇。圖2.23加工所需主要刀具3．制訂加工工藝路線（1）車端面。（2）粗、精車外圓。（3）切斷。4．切削用量選擇

◆加工操作

1．加工準備（1）檢查毛坯尺寸。（2）開機、回參考點。（3）裝夾工件和刀具。（4）程序輸入。2．對刀（1）X方向對刀。（2）Z方向對刀。

3．程序模擬加工

4．自動加工及尺寸控制◆檢測評分零件加工結束后，檢測結果按表2.2要求填寫。◆任務反饋（1）外圓車刀安裝時，主切削刃與軸心線要平行。（2）對刀時，刀具接近工件過程中，進給倍率要小，以免產生撞刀現象。（3）首件加工時，盡可能采用單步運行，程序準確無誤后，再采用自動方式加工，避免意外事故發生。（4）切斷刀采用左側刀尖做刀位點，編程時，刀頭寬度尺寸應考慮在內。（5）切斷時，要根據加工狀況適時調整進給修調，進給速度不宜過大。（6）切斷時，要及時注意排屑順暢，否則容易將刀頭折斷。任務二外圓錐面的加工

任務描述本任務主要是訓練學生掌握工件上外圓錐面的基本加工方法。零件如圖2.25所示，毛坯尺寸：mm，材料為45號鋼，分析零件加工工藝，編寫加工程序。技能目標●了解外圓錐面加工的基本方法●掌握數控車床上外圓錐面加工編程指令●進一步熟悉切外圓車刀的對刀操作●掌握外圓錐面的檢測方法圖2.25外圓錐面零件圖知識準備

1．圓錐的基本知識（1）圓錐的基本參數。圖2.26圓錐的基本參數（2）圓錐的標注方法。圖2.27常用圓錐尺寸標注方法2．車削外圓錐面工藝知識在數控車床車外圓錐面時，可分為車正錐和車倒錐兩種情況。（1）車正錐的工藝路線。圖2.28車正錐的加工路線（2）車倒錐的工藝路線。圖2.29車倒錐的加工路線3．外圓錐面加工相關編程指令（1）G94圓錐端面車削循環指令。圖2.30圓錐端面車削循環格式：G94X（U）_Z（W）_R_F_；式中：

X、Z——終點坐標（絕對坐標）；

U、W——終點坐標（相對坐標）；

R——圓錐端面切削始點至終點在Z軸方向的坐標增量；

F——進給速度，mm/r。（2）G90外圓錐面（外徑、內徑）車削循環指令。圖2.31外圓錐面車削循環格式：G90X（U）_Z（W）_R_F_；式中：

X、Z——終點坐標（絕對坐標）；

U、W——終點坐標（相對坐標）；

R——圓錐面切削始點與圓錐面切削終點的半徑差，有正、負號；

F——進給速度，mm/r。（3）外圓車刀安裝。①數控車刀安裝時，刀尖必須嚴格對準工件旋轉中心，過高或過低都造成刀尖碎裂。②安裝時，刀頭伸出長度約為導桿厚度的1～1.5倍。4．外圓錐的檢測方法（1）用卡鉗和千分尺測量時，必須注意卡鉗腳（或千分尺測量桿）和工件的軸線垂直，測量位置必須在錐體的最大端或最小端直徑處。（2）用圓錐環規檢測，如圖2.32所示，當錐度找正后，通端過，止端不過，該錐度合格。圖2.32圓錐環規檢測外圓錐度任務實施◆工藝分析

1．零件幾何特點零件加工面主要為外圓、臺階和端面，尺寸如圖2.25所示，棒料伸出卡盤長度為35mm。2．選擇工具、量具和刀具（1）工具選擇。（2）量具選擇。（3）刀具選擇。圖2.33加工所需主要刀具3．制定加工工藝路線

（1）車端面。（2）粗、精車外圓及錐面。（3）切斷。4．切削用量選擇

◆加工操作

1．加工準備（1）檢查毛坯尺寸。（2）開機、回參考點。（3）裝夾工件和刀具。工件裝夾在三爪自定心卡盤上，伸出長度70mm，用劃線盤找正，并夾緊。（4）程序輸入。2．對刀

（1）X方向對刀。（2）Z方向對刀。

3．程序模擬加工

4．自動加工及尺寸控制◆檢測評分零件加工結束后，檢測結果按表2.4要求填寫。◆任務反饋（1）外圓車刀安裝時，主切削刃與軸心線要平行。（2）工件注意要夾緊，裝夾完工件后，卡盤扳手要從卡盤上取下。（3）首件加工時，盡可能采用單步運行，程序準確無誤后，再采用自動方式加工，避免意外事故發生。（4）切斷刀采用左側刀尖做刀位點，編程時，刀頭寬度尺寸應考慮在內。（5）切斷時，要根據加工狀況適時調整進給修調，進給速度不宜過大。任務三外圓弧面的加工

任務描述本任務主要是訓練學生掌握工件上外圓弧面的基本加工方法。零件如圖2.35所示，毛坯尺寸mm，材料為45號鋼，分析零件加工工藝，編寫加工程序。圖2.35帶圓弧面軸零件圖及三維效果圖技能目標

●了解外圓弧面加工的基本方法●掌握數控車床上外圓弧面加工編程指令●掌握切削外圓弧面加工工藝特點●掌握外圓弧面的檢測方法知識準備

1．數控車削基礎知識（1）常見數控車削用刀桿結構及特點。①螺釘壓緊式。②杠桿壓緊式。③楔形壓緊式。④復合壓緊式。圖2.36常見數控車削刀桿結構1、5、10、14—刀片；2、6、11、15—刀墊；3、9—螺釘；4、12—刀墊螺釘；

7—杠桿；8—刀墊銷；13—楔塊；16—鎖銷；17—壓塊；18—壓緊螺釘（2）圓弧的車削方法。

①同心車圓法。②車錐法。③等徑移圓法。④直進法。圖2.37常用圓弧加工路線車削凹圓弧時，常見加工方法有等徑圓弧法、同心圓弧法、梯形法和三角形法，如圖2.38所示。圖2.38凹圓弧車削方法①等徑圓弧法。②同心圓弧法。③梯形法。④三角形法。（3）圓弧加工常用刀具。

圖2.39常用車削圓弧車刀2．軸加工相關編程指令

（1）圓弧插補指令G02/03。圖2.41圓弧順逆的判斷方法格式：G02/G03X（U）

Z（W）

I

K

或（R

）F

；式中：

X、Z ——終點絕對坐標（絕對坐標）；

U、W ——終點相對循環起點的增量坐標（相對坐標）；

I、K ——圓心相對于圓弧起點的增量值，且總為增量值，在直徑、半徑編程時，I都是半徑值；

R ——圓弧半徑，該值的正負取決于圓弧的大小，若圓弧小于或等于180°，則R為正值，若圓弧大于180°，則R值為負；

F ——圓弧插補的進給速度。（2）刀具補償指令G40、G41、G42。

G41/G42/G40G01/G00X（U）

Z（W）

；式中：

G40 ——取消刀具半徑補償，按程序路徑進給；

G41 ——左偏刀具半徑補償，按程序路徑前進方向刀具偏在零件左側進給；

G42 ——右偏刀具半徑補償，按程序路徑前進方向刀具偏在零件右側進給；

X、Z ——建立或取消刀具補償程序段中，刀具移動的終點坐標；

U、W——終點相對循環起點的增量坐標（相對坐標）。（3）G71外圓、內圓粗加工復合循環指令。

圖2.43G71外圓粗車循環加工路線（4）G73封閉切削循環。

圖2.45G73封閉切削循環指令（5）G70外圓、內圓精加工循環指令。

（6）外圓車刀安裝。①數控車刀安裝時，刀尖必須嚴格對準工件旋轉中心，過高或過低都造成刀尖碎裂。②安裝時，刀頭伸出長度約為刀桿厚度的1～1.5倍。3．常見外圓弧面的檢測方法（1）樣板檢測。（2）千分尺檢測。圖2.46圓弧的檢測方法任務實施

◆工藝分析

1．零件幾何特點零件加工面主要為外圓、圓弧面和端面，尺寸如圖2.35所示，棒料伸出卡盤長度為80mm。2．選擇工具、量具和刀具

（1）工具選擇。（2）量具選擇。（3）刀具選擇。圖2.47加工所需主要刀具3．制訂加工工藝路線（1）車端面。（2）粗、精車外圓及圓弧面。（3）切斷。4．切削用量選擇

外圓弧面加工工藝分析見表2.7。◆加工操作

1．加工準備（1）檢查毛坯尺寸。（2）開機、回參考點。（3）裝夾工件和刀具。（4）程序輸入。2．對刀

（1）X方向對刀。（2）Z方向對刀。3．程序模擬加工4．自動加工及尺寸控制◆檢測評分

◆任務反饋（1）根據零件圓弧情況，正確選擇G02、G03指令。（2）加工圓弧時，要注意防止刀具干涉。（3）使用圓弧指令時，I、K值必須計算準確。（4）加工精度較高的圓弧面時，盡量使精車余量均勻。（5）根據表面粗糙度要求合理選擇切削用量。（6）切斷時，要及時注意排屑順暢，否則容易將刀頭折斷。任務四