数控车床编程与操作 项目四 套类零件的加工

促成目标 1 2 3 4 5 对零件图样进行工艺与技术要求分析 制定套类零件的加工方案 刀具进行选择并确定合理的切削用量 编制成型面零件的加工程序 4 会常用套类零件检测工具的使用 5

本项目组成 任务一　小孔径套筒加工 1 任务二 轴套加工 2

任务一 小孔径套筒加工 小孔径套筒由于孔径偏小，靠车削方法难以完成，因此钻孔、扩孔和铰孔便成为了这类零件的主要加工手段。钻孔和扩孔由于加工精度较低，通常用于孔的粗加工，而铰孔则常作为一种孔的精加工手段。本任务从刀具、切削用量、加工方法、零件的检测和实际操作等多个方面，使学生掌握加工小孔径套类零件所需知识及实际操作。

促成目标 1 2 3 4 5 6 零件图样进行工艺与技术要求分析 制定小孔径套类零件的加工方案 小孔径套类加工刀具及合理的切削用量 小孔径套类零件的实际加工操作 4 塞规、内测千分尺等量具的使用 5 牢记安全文明生产规范要求 6

1 工作任务

2 相关知识 2.1车削成型面的刀具 套类零件在机器中主要起支承和导向作用，在实际中应用非常广泛。这类零件结构上有共同的特点：零件的主要表面为同轴度要求较高的内外回转面；零件的壁厚较薄易变形；通常长径比L/D>１等。如套筒、轴承套等都是典型的套类零件。

2 相关知识 2.1套类零件 1、套类零件的精度要求 ⑴尺寸精度 内孔直径的尺寸精度一般为IT7，精密轴套有时取IT6 ⑵形状精度 内孔的形状精度，应控制在孔径公差以内，有些精密轴套控制在孔径公差的1／2-1／3。

2 相关知识 2.1套类零件 ⑶相互位置精度 套类零件本身的内外圆之间的同轴度一般为0.01～0.05mm。 ⑷表面粗糙度要求 内孔表面粗糙度Ra值为2.5—0.16µm，外径的表面粗糙度达Ra5～0.63µm。

2、套类零件的材料和毛坯 套类零件的毛坯选择与其材料、结构和尺寸等因素有关。 套类零件一般选用钢、铸铁、青铜或者黄铜等材料。有些滑动轴承采用在钢或铸铁套的内壁上浇铸巴氏合金等轴承合金材料。 孔径较小（如D<20mm）的套类零件一般选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸铁。 孔径较大时，常采用无缝钢管或带孔的空心铸件和锻件。 大量生产时可采用冷挤压和粉末冶金等先进的毛坯制造工艺。

2 相关知识 2.2孔加工刀具 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、C型中心孔和R型中心孔。 a)A型中心孔 b)B型中心孔 c)C型中心孔 d)R型中心孔

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。

2、麻花钻 ⑴麻花钻的组成部分 麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。 柄部是钻头的夹持部分，装夹时起定心作用，切削时起传递转矩的作用。 颈部是柄部和工作部分的连接段，颈部较大的钻头在颈部标注有商标、钻头直径和材料牌号等信息。 工作部分是钻头的主要部分，由切削部分和导向部分组成，起切削和导向作用。

⑵麻花钻工作部分的几何形状 有两条对称的主切削刃，两条副切削刃和一条横刃。麻花钻钻孔时，相当于两把反向的车孔刀同时切削，所以它的几何角度的概念与车刀基本相同。 麻花钻的螺旋角（β）、前刀面、主后刀面、主切削刃、顶角（2kr）、前角（γo）、后角（αo）、横刃、横刃斜角（ψ）和棱边

扩孔钻齿数较多（一般有3~4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。 3、扩孔钻 扩孔钻的主要特点是： 扩孔钻齿数较多（一般有3~4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。 高速钢扩孔钻 硬质合金扩孔钻

4、铰刀 ⑴铰刀的组成 铰刀由工作部分、颈部和柄部组成

柄部是铰刀的夹持部分，切削时起传递转矩的作用。 工作部分由引导部分、切削部分、修光部分和倒锥组成。 引导部分是铰刀开始进入孔内时的导向部分，其导向角（k）一般为45°。 切削部分担负主要切削工作，其切削锥形角较小，因此铰削时定心好，切屑薄。 修光部分上有棱边，它起定向、碾光孔壁、控制铰刀直径和便于测量等作用。 倒锥部分可减小铰刀与孔壁之间的摩擦，还可防止产生喇叭形孔和孔径扩大。 铰刀的前角一般为0°，粗铰钢料时可取前角γo=5°~10°。铰刀后角一般取αo=6°~8°。主偏角一般取kr=3°~1.5°。

4、铰刀 ⑵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，标准机用铰刀的主偏角kr=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，一般为kr=40′~1.5°。 铰刀按切削部分材料分有高速钢和硬质合金铰刀。

2.3套类零件内孔的加工方法 1、钻中心孔 ⑴钻中心孔的步骤 ①中心钻装在钻夹头上的安装 用钻夹头钥匙逆时针方向旋转钻夹头的外套（图 a），使钻夹头的三个爪张开，然后将中心钻插入三个夹爪中间，再用钻夹头钥匙顺时针方向转动钻夹头外套，通过三个夹爪将中心钻夹紧（图b）。

②钻夹头在尾座锥孔中安装 先擦净钻夹头柄部和尾座锥孔，然后用左手握钻夹头，沿尾座套轴线方向将钻夹头锥柄部用力插入尾座套锥孔中如钻夹头柄部与车床尾座锥孔大小不吻合，可增加一合适过渡锥套后再插入尾座套筒的锥孔内（图c）。

③校正尾座中心 工件装夹在卡盘上，启动车床、移动尾座，使中心钻接近工件端面，观察中心钻钻头是否与一件旋转中心一致，并校正尾座中心使之一致，然后坚固尾座。 ④转速的选择和钻削 由于中心钻直径小，钻削时应取较高的转速，进给量应小而均匀，切勿用力过猛。当中心钻钻入工件后应及时加切削液冷却润滑。钻毕时，中心钻在孔中应稍作停留，然后退出，以修光中心孔，提高中心孔的形状精度和表面质量。

⑵、钻中心孔的注意事项 ①中心钻轴线必须与工件旋转中心一致。 ②工件端面必须车平，不允许留凸台，以免钻孔时中心钻折断。 ③及时注意中心钻的磨损状况，磨损后不能强行钻入工件，避免中心钻折断 ④及时进退，以便排除切屑，并及时注入切削液。

2、钻孔 钻孔是在实体材料上加工孔的方法，它属于粗加工，其尺寸精度一般可达IT11~IT12，表面粗糙度Ra12.5~25μm。

⑴、麻花钻的选用 对于精度要求不高的孔，直接可以用麻花钻钻出； 对于精度要求较高的孔，钻孔后还要经过车削或扩孔、铰孔才能完成，在选用麻花钻时应留出下道工序的加工余量。 选用麻花钻长度时，一般应使麻花钻螺旋槽部分略长于孔深。

⑵、麻花钻的安装 直柄麻花钻的安装 一般情况下，直柄麻花钻用钻夹头装夹，再将钻夹头的锥柄插入尾座锥孔内。 锥柄麻花钻的安装 锥柄麻花钻可以直接或用莫氏过渡锥套插入尾座锥孔中，或用专用的工具安装

⑶、钻孔时切削用量的选择 ①切削深度（背吃刀量） 钻孔时的切削深度是钻头直径的1/2。 ②切削速度 钻孔时的切削速度是指麻花钻主切削刃外缘处的线速度 用麻花钻钻钢料时，切削速度一般选15~30m/min； 钻铸件时，进给速度选75~90m/min。 扩钻时切削速度可略高一些。

③进给量f 在车床上钻孔时，工件转1周，钻头沿轴向移动的距离为进给量。 在车床上是用手慢慢转动尾座手轮来实现进给运动的。进给量太大会使钻头折断 用直径为12~25mm的麻花钻钻钢料时，f选0.15~0.35； 钻铸件时，进给量略大些，一般选f=0.15~0.4mm/r。

⑷、钻孔的步骤 ①钻孔前先将工件平面车平，中心处不许留凸台，以利于钻头定心。 ②找正尾座，使钻头中心对准工件旋转中心，否则可能会使孔径钻大、钻偏甚至折断钻头。 ③用细长麻花钻钻孔时，为防止钻头晃动，应先在端面钻出中心孔，然后用直径小于5mm的麻花钻钻孔，这样既可以便于定心且钻出的孔同轴度好。

④在实体材料上钻孔，小孔径可以一次钻出，若孔径超过30mm，则不宜用在钻头一次钻出。此时可分两次钻出，即第一次先用一支小钻头钻出底孔，再用大钻头钻出所要求的尺寸，一般情况下，第一支钻头直径为第二次钻孔直径的0.5~0.7倍。 ⑤钻孔后如需铰孔，由于所留的铰孔余量较小，应在钻头钻进1~2mm后将钻头退出，停车检查孔径，以防因孔扩大没有铰孔余是而报废。 ⑥钻不通孔与钻通孔的方法基本相同，不同的是钻不通孔时需要控制孔的深度。控制深度的方法可以是当钻尖开始进入工件端面时，用钢直尺量出尾套筒的伸出长度，然后继续摇动尾座手轮，直到套筒新增伸出量达到指定的深度。

3、扩孔 扩孔是指用扩孔刀具扩大工件的孔径。 常用的扩孔刀具有麻花钻和扩孔钻等。一般精度要求低的孔可用麻花钻扩孔，精度要求高的孔的半精加工可用扩孔钻。 用扩孔钻加工，生产效率较高，加工质量较好，精度可达IT10~IT11，表面粗糙度达Ra6.3~12.5μm。 扩孔的操作与钻孔基本相同，但进给量可以比钻孔稍大些。

4、铰孔 铰孔是用铰刀对末淬硬孔进行精加工的一种加工方法，其精度可达到IT7~IT9，表面粗糙度可达Ra0.4μm。铰孔的质量好、效率高，操作简便，目前在批量生产中已得到广泛应用。

⑴、铰刀尺寸的选择 铰孔的尺寸主要取决于铰刀的尺寸。 铰刀的基本尺寸与孔的基本尺寸相同。铰刀的公差是根据孔的公差等级、加工时可能出现的扩大量或收缩量及允许铰刀的磨损量来确定的。 一般可按下面计算方法来确定铰刀的上、下偏差： 上偏差=2/3被加工孔公差 下偏差=1/3被加工孔公差

⑵、铰刀的装夹 在车床上铰孔时，一般将机用铰刀的锥柄插入尾座套筒的锥孔中，并调整尾座套筒轴线与主轴轴线相重合，同轴度应小于0.02mm。

⑶、铰孔余量的确定 铰孔前，一般先经过钻孔、扩孔或车孔等半精加工，并留有适当的铰削余量。余量的大小影响到铰孔的质量。铰孔余量一般为0.08~0.15mm，用高速钢铰刀铰削余量取小值，用硬质合金铰刀取大值。 当孔径大于Φ12mm时，用车孔的方法来预留铰削余量，由于车孔能纠正钻孔带来的轴线不直或径向跳动度等缺陷，因而可以可以使铰出的孔达到同轴度和垂直度的要求。 当孔径小于Φ12mm时，用车孔的方法留铰削余量比较困难，通常选用扩孔方法作为铰孔前的半精加工。但由于扩孔不能修正钻孔造成的缺陷，因此在扩孔前钻孔时必须采取定中心措施，保证钻孔质量。铰孔前的内孔表面粗糙度不得大于Ra6.3μm，否则会因铰削余量小难以去除铰孔前的表面缺陷。

⑷、铰孔的操作步骤 ①准备工作 铰孔前应找正尾座中心、将尾座固定在适当位置、先好铰刀。 ②铰通孔 摇动尾座手轮，使铰刀的引导部分轻轻进入孔口，深度约1~2mm。启动车床，充分加冷却液，双手均匀摇动尾座手轮，进给量0.5mm/r，均匀地进给至铰刀切削部分的3/4超出孔末端时，即反向摇动尾座手轮，将铰刀从孔内退出。将内孔擦净后，检查孔的尺寸。 ③铰不通孔 开启机床，加冷却液，摇动尾座手轮进行铰孔，当铰刀端部与孔底接触后会对铰刀产生轴向切削抗力，手动进给当感觉到轴向切削抗力明显增加时，应立即将铰刀退出。

⑸、铰削切削用量 铰削时，切削速度越低，表面粗糙度值越小，一般最好小于5m/min，而进给量则取大些，一般可取0.2~1mm/r。

5、啄式自动钻孔 通过尾座摇动手轮实现钻孔的方法在单件、小批量生产中应用广泛，但被加工孔为深孔且批量较大时，这种人工的机械式操作会严重影响到生产效率的提高。为此我们可以通过程序指令来实现啄式自动钻孔。

实现啄式自动钻孔的指令为G74。G74既可以用于端面槽的加工，也可以用于钻孔。 G74用于啄式钻孔时的格式为： G74 R(e)； G74 Z(W) P0 Q(△k) F ； 式中：e ——退刀量； Z(W) ——钻削深度； ∆ k ——每次钻削长度，单位是μm。

例1．加工深80的孔，设定退刀量为1，每次钻削深度8mm，进给量0.1mm/r，则啄式钻孔的程序段为： G00 X0 Z3 G74 R1 G74 Z-80 Q8000 F0.1 如果R设定为0，整个钻孔过程将一次进刀完成，这种加工方式可以应用于扩孔和铰孔。

2.4套类零件小径孔的检测 1、塞规 在成批生产中，为了测量的方便，常用塞规测量孔径。 塞规由通端、止端和手柄组成。 通端尺寸等于孔的最小极限尺寸，止端的尺寸等于孔的最大极限尺寸。

测量时，通端通过，而止端通不过，说明尺寸合格。 使用塞规时，应可能使塞规温度与被测工件温度一致，不要在工件还末冷却到室温时就去测量。测量内孔时，不可硬塞强行通过，一般靠自身重力自由通过，测量时塞规轴线应与孔轴线一致，不可歪斜。

2、内测千分尺 内测千分尺使用方法如图。 可用于测量5~30mm的孔径，分度值0.01mm。这种千分尺的刻线与外径千分尺相反，顺时针旋转微分筒时，活动爪向右移动，测量值增大。由于结构设计方面的原因，其测量精度低于其他类型的千分尺。

3.实训内容 3.1工艺分析

1、图样分析 根据图样可知，该小孔径套筒孔径偏小为Φ12，孔的精度为IT8，基孔制，表面粗糙度均为Ra0.8。 外径尺寸为Φ38，尺寸公差为js6，为过渡配合尺寸， 表面粗糙度Ra1.6。 零件总长为38，两端面的表面粗糙度为Ra3.2。轴Φ38js6和孔Φ12H7查相关公差带表可知尺寸及公差分别为Φ38±0.08和Φ12。 毛坯为Φ40×65的棒料，材料为45钢。

2、选择刀具、夹具 该零件选用数控车床通用夹具——三爪自定心卡盘。 根据该零件形状及加工精度，选择刀具如下： 外圆及端面：该零件的外圆加工余量较小，故选择一把焊接式90°外圆车刀完成外圆及端面的加工，刀具材料为YT15。 孔加工：该零件孔径偏小，用车削的方法难度较大，故选择钻和铰的方法完成，为此选择以下刀具：B2.5（或A2.5）中心钻一支，用于钻中心孔；Φ11.5麻花钻一支，用于钻孔；Φ11.8麻花钻一支，用于扩孔；Φ12H7铰刀一支，用于铰孔。以上刀具材料均为高速钢。 切断：焊接式4mm切断刀一把，刀具材料YT15。

3、编排加工工艺，填写工序卡。 ⑴该零件加工先用外圆车刀粗车、精车端面和外圆及倒角。 ⑵孔加工 可先打中心孔，打中心孔时主轴转速设定为1000r/min。然后用Φ11.5麻花钻孔，主轴转速选择500r/min，进给量为0.2mm/r。再用Φ11.8麻花钻扩孔，主轴转速选择500r/min，进给量为0.15mm/r。最后用Φ10H7铰刀进行精加工，主轴转速选择约80r/min，进给量0.5mm/r 。 ⑶切断工件。 ⑷ 调头车端面控制总长。

3.2编制加工程序，填写程序单 O0001；（外圆及端面加工程序） N10 G21 G40 G97 G99; 程序初始化 N20 T0101; 选择01#刀，01#刀补 N30 M03 S600; 主轴正转，设定粗车转速为600r/min N40 G00 X42 Z2; 刀具快速定位到工件附近 N50 G90 X38.5 Z-43. F0.2;粗车外圆至Φ38.5，进给量为0.2 N60 G00 S1000; 结束G90循环，设定精车转速1000r/min。 N70 G00 X42Z2; X向进刀 N80 G94X-1Z0 F0.1 精车端面 N90G00X32 进刀 N100G01X38Z-1 F0.1 倒角 N110G01 Z-43; 车Φ38至长43 N120 X40; 退刀至Φ40 N130 G00 X100 Z100; 快速退刀远离工件 N140 M05 主轴停止 N150 M30; 程序结束

O0002；（切断程序） N10 G21 G40 G97 G99; 程序初始化 N20 T0202; 选择02#刀，02#刀补 N30 M03 S400; 主轴正转，设定粗车转速为400r/min N40 G00 X42 Z-44.5; 刀具快速定位到工件附近 N50 G01 X10. F0.06; 切断工件，进给量为0.1mm/r N160 G00 X100 X向快速退刀 N170 Z100; Z向快速退刀远离工件 N180 M05 主轴停止 N190 M30; 程序结束

3.3操作要点 （1）准备工件 将B3（或A3）中心钻、Φ11.5麻花钻、Φ11.8麻花钻、Φ12H7铰刀分别装到钻夹头中并夹紧。 （2）将工件置于三爪卡盘中，控制伸出长度约50mm，经找正后夹紧工件。夹持工件外圆找正并夹紧。 （3）刀具的装夹。 将外圆车刀和切断刀分别置于刀架的01#和02#刀位，调整好刀具高度、伸出长度和主偏角与副偏角后，夹紧刀具。 （4）对刀。 根据编程原点的位置，分别完成1#刀和2#刀的对刀操作。对刀前确保机床经过正确回零。 （5）程序的输入与调试。 将O0001和O0002加工程序输入到数控装置中，经仔细检查后，通过图形模拟功能进行调试。

3.3操作要点 （6）自动方式运行加工程序O0001，完成外圆和端面的粗、精车。 （7）将装有中心钻的钻夹头安置于尾座套筒内，移动尾座，调整好位置后将尾座锁紧。 （8）启动车床，开冷却液，钻中心孔。 （9）停车，关冷却液，松开尾座，取下钻夹头，卸下中心钻。 （10）用Φ11.5麻花钻钻孔至深约46。（操作同7~9步） （11）用Φ11.8麻花钻扩孔至深约46。（操作同7~9步） （12）用Φ12H7铰刀铰孔至深约41。（操作同7~9步） （13）自动方式运行加工程序O0002，完成工件的切断操作。 （14）包铜皮调头，经找正后夹紧工件。 （15）将总长车至尺寸要求，并倒角。 （16）卸下工件。

任务二 轴套加工 轴套是一种典型的套类零件，其主要由有较高同轴要求的内外圆表面组成，零件的壁厚较小，易产生变形。本任务从套类零件车削内孔的刀具、车削内孔的方法、薄壁零件的装夹、形位公差的类型及精度控制方法、零件的检测和实际操作等多个方面，使学生掌握轴套等套类零件加工的理论知识与实际操作。

促成目标 1 2 3 4 5 对零件图样进行工艺与技术要求分析 制定内孔零件的加工方案 刀具进行选择并确定合理的切削用量 会G70、G71等复合循环指令 4 会内径百分表、塞规等量具的使用 5

1.工作任务 完成如图所示轴套零件的加工。单件生产，材料45钢，毛坯为任务一的练习件

2.相关知识 2.1刀具知识 1、套类零件内孔车削刀具的类型 内孔车刀可分为通孔车刀和盲孔车刀两种。

通孔车刀切削部分的几何形状与外圆车刀相似，为了减小径向切削抗力，防止车孔时振动，主偏角应取得大些，一般在60°~75°之间，副偏角一般为15°~30°。为防止内孔车刀后刀面和孔壁摩擦又不使后角磨得太大，一般磨成两个后角。 盲孔车刀用来车削盲孔或阶台孔，切削部分形状基本与偏刀相似，它的主偏角大于90°，一般为92°~95°，后角的要求和通孔车刀一样。不同之处是盲孔车刀的刀尖到刀杆外端的距离小于孔半径，否则无法车平孔的底面。

⑵、常用的夹固式车刀

⑶、内孔车刀的刀杆 内孔车刀的刀杆有圆刀杆和方刀杆。根据加工内孔大小不同，有圆刀杆和方刀杆

2.2套类零件内孔的车削方法 车孔是套类零件常用的孔加工方法之一，可用作粗加工，也可用作精加工。 车孔精度一般可达IT7~IT8 表面粗糙度Ra1.6~3.2μm。

1、内孔车刀的安装 ⑴刀尖应与工件中心等高或稍高。 ⑵刀杆伸出长度不宜过长，一般比被加工孔长5~6mm左右。 ⑶刀杆基本平等于工件轴线，否则在车削到一定深度时，刀杆后半部分容易碰到工件孔口。 ⑷盲孔车刀安装时，内偏刀的主刀刃应与孔底平面成角，并且在车平面时要求横向有足够的退刀余地，如图所示。

2、内孔车削的关键技术 内孔车削的关键技术是解决内孔车刀的刚性和排屑问题。 ⑴、增加内孔车刀的刚性可采取以下措施 ①尽量增加刀柄的截面积，通常车刀的刀尖位于刀杆的上面，这样刀杆的截面积较小，还不到孔截面积的1／4(见图b)，若使内孔车刀的刀尖位于刀杆的中心线上，那么刀杆在孔中的截面积可大大地增加(见图a)。 ②尽可能缩短刀杆的伸出长度，以增加车刀刀杆刚性，减小切削过程中的振动，如图c。

⑵、解决排屑问题 主要是控制切屑流出方向。精车孔时要求切屑流向待加工表面(前排屑)。为此，采用正刃倾角的内孔车刀(见图a)； 加工盲刀时，应采用负的刃倾角，使切屑从孔口排出(见图b)。

3、内孔车削常见问题及改进的措施 车孔时，可能产生的废品的种类、产生的原因及预防方法见表4.2.1

2.2内沟槽的加工方法 内沟槽的加工与外沟槽的加工方法类似。 宽度较小和要求不高的内沟槽，可用主切削刃宽度等于槽宽的的内沟槽车刀采用直进法一次车出，如图a所示。 要求较高或较宽的内沟槽，可采用直进法分几次车出。对有精度要求的槽，先粗车槽壁和槽底，然后根据槽宽、槽深进行精车，如图b所示。 如果槽较大较浅，可用内圆粗车刀先车出凹槽，再用内沟槽刀车沟槽的两端垂直面，如图c所示。

2.3形位公差 1、形位公差基本概念 任何零件都是由点、线、面构成的，这些点、线、面称为要素。 机械加工后零件的实际要素相对于理想要素总有误差，包括形状误差和位置误差。 形状误差和位置误差都会影响零件的使用性能，因此，对一些零件的重要工作面和轴线，常规定其形状和位置误差的最大允许值，即形状和位置公差（简称形位公差）。

2、形状误差类型 形状误差是指加工后实际表面形状对理想表面形状的误差。形状误差有8种，如表4.2.2所示。 3、位置误差类型 位置误差是指零件的各表面之间、轴线之间或表面与轴线之间的实际相对位置对理想相对位置的误差。位置误差有4.2.3，如表所示。

2.4套筒类零件加工中的主要工艺问题 一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是 保证内外圆的相互位置精度（即保证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求） 防止变形。

1、保证相互位置精度 要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常可采用下列三种工艺方案： ⑴在一次安装中加工内外圆表面与端面。 这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。该工艺方案一般用于零件结构允许在一次安装中，加工出全部有位置精度要求的表面的场合。

如图所示，用棒料毛坯的加工该衬套（简化了油沟）的工艺过程为： ①加工端面、粗加工外圆表面，粗加工孔。 ②精加工外圆、精加工孔、倒角、切断。 ③加工另一端面、倒角外圆表面。

⑵、全部加工分在几次安装中进行，先加工孔，然后以孔为定位基准加工外圆表面。 用这种方法加工套筒，由于孔精加工常采用拉孔、滚压孔等工艺方案，生产效率较高，同时可以解决镗孔和磨孔时因镗杆、砂轮杆刚性差而引起的加工误差。 当以孔为基准加工套筒的外圆时，常用刚度较好的小锥度心轴安装工件。小锥度心轴结构简单，易于制造，心轴用两顶尖安装，其安装误差很小，因此可获得较高的位置精度。

⑶、全部加工分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以外圆表面为定位基准加工内孔。 这种工艺方案，如用一般三爪自定心卡盘夹紧工件，则因卡盘的偏心误差较大会降低工件的同轴度。故需采用定心精度较高的夹具，以保证工件获得较高的同轴度。较长的套筒一般多采用这种加工方案。

2、防止变形的方法 薄壁套筒在加工过程中，往往由于夹紧力、切削力和切削热的影响而引起变形，致使加工精度降低。需要热处理的薄壁套筒，如果热处理工序安排不当，也会造成不可校正的变形。

⑴减小夹紧力对变形的影响 ①夹紧力不宜集中于工件的某一部分，应使其分布在较大的面积上，以使工件单位面积上所受的压力较小，从而减少其变形。 ②采用轴向夹紧工件的夹具 ③在工件上做出加强刚性的辅助凸边，当加工结束时，将凸边切去。

⑵减少切削力对变形的影响 ①减小径向力，通常可借助增大刀具的主偏角来达到。 ②内外表面同时加工，使径向切削力相互抵消。 ③粗、精加工分开进行，使粗加工时产生的变形能在精加工中能得到纠正。

⑶减少热变形引起的误差 工件在加工过程中受切削热后要膨胀变形，从而影响工件的加工精度。为了减少热变形对加工精度的影响，应在粗、精加工之间留有充分冷却的时间，并在加工时注入足够的切削液。 热处理对套筒变形的影响也很大，除了改进热处理方法外，在安排热处理工序时，应安排在精加工之前进行，以使热处理产生的变形在以后的工序中得到纠正。

2.4零件检测 内孔零件的孔径检测常用量具有游标卡尺、内径千分尺、内径百分表等，孔深的检测常用量具有游标卡尺、深度游标卡尺、深度千分尺等。 1、内孔孔径的检测 ⑴内径百分表 1—测架，2—弹簧，3—杆，4—定心器，5—测量头，6—触头，7—摆动块

⑵内径千分尺 用内径千分尺可以测量孔径。内径千分尺外形如图所示，由测微头和各种尺寸的接长杆组成。其测量范围为50~1500mm，其分度值为0.01mm。每根接长杆上都注有公称尺寸和编号，可按需要选用。

2、内沟槽的检测 内沟槽的深度一般用弹簧内卡钳测量(见图a)， 当内沟槽直径较大时，可用弯脚游标卡尺测量(见图b)。 内沟槽的轴向尺寸可用钩形游标深度卡尺测量(见图c)。 内沟槽的宽度可用样板或游标卡尺(当孔径较大时)测量(见图d)。

3.实训内容 3.1工艺分析 1、图样分析。 该轴套零件为典型的套类零件，有较高精度要求。 3.实训内容 3.1工艺分析 1、图样分析。 该轴套零件为典型的套类零件，有较高精度要求。 外圆大端直径Φ38为（任务一）已加工尺寸，外圆小端Φ34是基准尺寸，公差等为IT7，表面粗糙度为Ra1.6。 内孔右端为锥孔，锥度1：5，表面粗糙度Ra3.2，大端直径Φ28。内孔中间段为直孔，直径Φ22，基准孔制，公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2。内孔左端为直孔，直径Φ18，基准孔制，公差等级为IT8，该段内孔轴线与Φ34外圆轴线的同轴度要求控制在Φ0.03之内。 工件总长为38，左右两端面与Φ34外圆轴线的垂直度要求控制在0.02之内。毛坯材料为45钢,，为本项目任务一练习件。

2、选择刀具、夹具。 夹具选用数控车床通用夹具——三爪自定心卡盘。 该零件加工外圆加工选择95°夹固式外圆车刀，刀具型号为SCLCR2020K09，主要参数如下：压紧方式为螺钉压紧式，刀具主偏角为95°，刀杆截面尺寸为20mm×20mm，刀杆长度125mm。刀片型号为CCMG09T308EN，主要参数如下：刀片角度为80°，刀片后角7°，刀片厚度为3.97，刀尖圆角半径为0.8mm。刀片材料为涂层硬质合金。 内孔扩孔选择Φ16麻花钻，材料为高速钢。 内孔车刀选择95°圆刀杆夹固式内孔车刀，刀具型号为S12M-SCLCR 06，主要参数如下：刀杆为实心铁式，直径为12mm，长度为150mm，螺钉压紧式，主偏角95°。刀片型号为CCMT060204EN，主要参数如下：刀片角度为80°，后角7°，刀片厚度为2.38 mm，刀尖圆角半径为0.4mm。刀片材料为涂层硬质合金。

3、编排加工工艺，填写工序卡。 由于图中部分尺寸有同轴度和垂直度要求，而且Φ38外圆经过上任务加工为精加工表面，因此加工时考虑夹住Φ38外圆表面，将除左端面以外的所有表面一次装夹加工成型。一方面，加工时先将内孔扩孔至Φ16，减少加工余量，同时避免内孔车刀加工时与内孔壁相干涉。另一方面，为了减少内孔加工对外圆尺寸的影响，加工时先安排外圆表面和内孔表面的粗加加工，然后再安排端面、外圆表面和内孔表面的精加工，最后调头加工左端面。 外圆面形状相对简单，外圆的粗加工可以采用95°外圆车刀，运用G90外圆循环指令一刀完成，主轴转速设定为800r/min，进给量设定为0.2mm/r，X向留0.5余量，Z向留0.2余量。零件内表面既有锥孔也有直孔，而且孔的精度要求较高，故内表面加工可以采用95° 内孔车刀，运用G71内径复合循环进行粗车，主轴转速设定为400~500r/min，进给量设定为0.15~0.2mm/r，背吃刀量设定为1mm，X向留0.5余量，Z向留0.2余量。

精车时，先采用95°外圆车刀用G01完成端面和外圆表面的精车，主轴转速设定为1500r/min，进给量设定为0 精车时，先采用95°外圆车刀用G01完成端面和外圆表面的精车，主轴转速设定为1500r/min，进给量设定为0.1mm/r。然后用95°内孔车刀运用G70精车循环进行内表面的精车，主轴转速设定为600r/min，进给量为0.05~0.1mm/r。由于刀片2mm宽，因此该内沟槽可以一次走进车削成型。 内沟槽车削时，设定主轴转速 ，进给量 。由于刀片2mm宽，因此该内沟槽可以一次走进车削成型。 由于零件右端较薄，因此调头后先用开缝套筒套住零件，通过Φ18内孔间接找正，然后夹紧零件。车端面（车总长）采用95°车刀，考虑到此时可装夹部分较薄而且长度偏短，所以安排两刀粗车，一刀精车。端面粗车时主轴转速设定为600r/min，进给量设定为0.15mm/r，精车时主轴转速设定为1200r/min，进给量设定为0.1mm/r。

3.2坐标的计算 为了方便计算与编程，编程坐标系原点定于工件右端面中心，如图所示。 零件上的倒角尽可能采用G01直接倒角，以减少该计算量和程序段数。为此可求得各点坐标分别是A（X26，Z0）、B（X34，Z0）、C（X34，Z-20）、D（X36，Z-20）、E（U6，W-3）。

3.2坐标的计算 加工内表面时，将起点A点设定在（X34，Z2）处，根据锥度1：5可计算得G点和H点的坐标分别为（X28.4，Z2）和（X26，Z-10），不难求得另几点坐标I（X22，Z-10）、J（X22，Z-20）、K（X18，Z-20）、L（X18，Z-40）。

3.3编制加工程序，填写程序单 O0002； N10G21 G40 G97 G99； 程序初始化 N20M03 S800 T0101； 主轴正转，转速600r/min，选择外圆车刀 N30G00 X40. Z2.； 刀具快速定位到工件附近 N40G90X34.5 Z-19.8F0.2； 粗车外圆至Φ34.5长19.8，进给量0.2mm/r N50G00 X100Z150 刀具快速返回到换刀点 N60T0303 S400 换内孔车刀，主轴转速设定为400r/min N70G00X16Z2 刀具快速定位到零件附近 N80G71U1R0.5 内孔粗车循环，背吃刀量1mm，退刀量0.5mm N90G71P100 Q170 U-0.5W0.2； 粗车循环从N100开始到N180结束，

3.3编制加工程序，填写程序单 留余量X向0.5，Z向0.2。 N100 G00 X38.； 刀具X向进刀 N110G41 G01 X28.4 Z2C1 F0.08 车C1倒角，并设定刀具半径左补偿 N120X26 Z-10 车1：5锥度 N130X22.5C1； 台阶面并倒角 N140Z-20.； 车Φ22.5至深20 N150X18C1； 台阶面并倒角 N160Z-40 车Φ18至深40 N170 G40X16 X向退刀并取消刀具半径补偿 N180G00 X100Z150 刀具快速返回到换刀点

3.3编制加工程序，填写程序单 N190M03S1500T0101 主轴转速1200r/min，选择外圆车刀 N200G00X26Z2 刀具快速定位到工件附近 N210G01ZO F0.08 Z向进刀 N220X34C1 车右端面并倒角 N230Z-20 车Φ34至长20 N240X36 车台阶面至Φ36 N250U6W-3 倒角 N260G00 X100. Z150.； 刀具快速返回到换刀点 N270M03S600T0303 主轴转速600r/min，选择内孔车刀 N280G00X16Z2 刀具快速定位到工件附近

3.3编制加工程序，填写程序单 N290G70P100 Q170 精车内表面 N300G00X100Z150 刀具快速返回到换刀点 N310T0404 换内沟槽刀 N320G00X20 Z2 刀具快速定位 N330G01Z-20F0.3 进刀 N340X25.5 车槽 N350X20 F0.2 退刀 N360G00 Z100 Z向退刀 N370X100 X向退刀 N380M30； 程序结束

3.4操作要点 （1）工件与刀具的装夹。 将95°外圆车刀装夹在刀架的01#刀位，95°内孔车刀装夹在3#刀位。夹紧前需注意调整好刀具高度、伸出长度和主偏角与副偏角后等参数。 将工件置于三爪卡盘中，夹持Φ38外圆，经找正后夹紧工件。 （2）扩孔 用Φ16钻头对工件进行扩孔（扩孔的方法见本项目任务一）。

3.4操作要点 （3）对刀。 分别对外圆车刀和内孔车刀进行对刀。对刀前确保机床经过正确回零。 将01#刀补中设置半径补偿值“0.8”，补偿类型为“3”，将03#刀补中设置半径补偿值“0.4”，补偿类型为“2”。 为使操作者能及时了解对刀的误差及刀具的磨损量，在加工之前，设置二次精加工余量（如0.5），操作方法为将01#和03#刀补的X向设置一定的磨耗值。注意：外圆刀留正值，内孔刀留负值。

3.4操作要点 （5）输入并调试加工程序。 将O0001程序输入到数控装置中，经仔细检查后，通过图形模拟功能进行检查、调试。注意“机床锁住”功能解除后，需进行回零操作。 （6）自动运行加工程序，完成轴套右端外圆和内孔的粗、精加工。 （7）对轴套外圆、内孔、内沟槽的相关尺寸进行测量。 （8）根据所测量的尺寸对磨耗或程序做相应的修正。 （9）自动方式再次运行精加工程序，完成轴套右端的加工。 （10）卸下工件，测量总长，调头经找正后夹紧工件。 （11）车对总长，并完成倒角。

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