外圆与端面加工
数控车床加工工艺编程-外圆、端面、台阶轴加工
用，因此它的技术要求一般有：
各挡外圆之间的同轴度、外圆
和台阶平面的垂直度、台阶平
面的平面度以及外圆和台阶平
面相交处的清角。
车削台阶时，通常使用90°外圆偏刀。 车刀的装夹应根据粗、精车的特点进行安 装。如粗车时余量多，为了增加切削深度， 减少刀尖压力，车刀装夹可取主偏角小于 90°为宜（一般为85°～90°）。精车时为了 保证台阶平面和轴心线垂直，应取主偏角 大于90°（一般为93°左右）。
fr —每转进给量，（mm/r）
3、切削速度V
主运动的线速度叫切削速度，单位为m/min。 车削外圆时的切削速度计算公式为：
V=πdn/1000
其中: d—工件待加工表面的直径，(mm)；
n—工件的转速，(r/min)； V—切削速度，（ m/min)。
车削台阶轴 在同一工件上，有几个直径大小不同的圆 柱体连接在一起像台阶一样，就叫它为台 阶工件。俗称台阶为“肩胛”。台阶工件 的车削，实际上就是外圆和平面车削的组 合。故在车削时必须兼顾外圆的尺寸精度 和 （1台）台阶阶长工度件的的技要术求要求。
车削台阶工件的方法
车削台阶工件，一般分粗、精车进行。车削前根据 台阶长度先用刀尖在工件表面刻线痕，然后按线痕进 行粗车。粗车时的台阶每档均略短些，留精车余量。 精车台阶工件时，通常在机动进给精车外圆至近台阶 处时，以手动进给代替机动进给。当车至平面时，然 后变纵向进给为横向进给，移动中滑板由里向外慢慢 精车台阶平面，以确保台阶平面垂直轴心线。
车削台阶轴时的注意事项
1）台阶平面和外圆相交处要清角，防止产生凹坑和出 现小台阶。 2）车刀没有从里向外横向切削或车刀装夹主偏角小于 90°，以及刀架、车刀、滑板等发生移位会造成台阶平 面出现凹凸。 3）台阶工件的长度测量，应从一个基准面量起，以防 累积误差。 4）刀尖圆弧较大或刀尖磨损会使平面与外圆相交处出 现较大圆弧。 5）主轴没有停妥，不能使用量具进行测量。 6）使用游标卡尺进行测量时，卡脚应和测量面贴平， 以防卡脚歪斜产生测量误差。松紧程度要适当，以防过 紧或过松造成测量误差；取下时，应把紧固螺钉拎紧， 以防副尺移动，影响读数的正确。
1.1端面及外圆车削的方法和基本步骤
操作训练：
训练考核：
检验学生练习效果
边示范，边讲解
（边讲边示范）
指导老师巡回指导，随时纠正同学的操作及不安全因素。
老师检查学生加工件的结果
第1课次
课题
端面及外圆车削的方法和基本步骤
教
学目标ຫໍສະໝຸດ 1、掌握正确使用三爪卡盘装夹工件的方法。
2、掌握正确安装外圆车刀的方法。
3、掌握正确使用游标卡尺并对工件进行尺寸测量的方法。
4、了解车床切削用量的选择。
教学重点
正确使用刻度盘，注意消除间隙。
教学难点
掌握试切、试测的方法
课型
新授课
教法学法
训练，指导
教学环境
(3)车刀刀尖应与车床主轴轴线等高，可在刀杆下面加垫片调整，刀杆垫片应平整，垫片数量不宜多，一般不超过2～3片。
(4)车刀刀杆应与主轴轴线垂直。
(5)用两个螺钉轮流上紧
重难点突破：
车外圆步骤，试切、试测的方法
1、使用刻度盘时，如果手柄摇过了头或试切后尺寸小了，需要退刀时，刻度盘不能直接退到所要求的刻度，因为中溜板丝杠和螺母间存在间隙，为消除间隙，退时手柄要多退半圈，消除间隙，再摇到所需的刻度值。
与资源
车工实训室，车床、卡尺、车刀、圆铁
教学设计过程
教学环节及内容
教师活动
学生活动
备注
课
前
学
习
车床操作安全注意事项
提问，检查
回答
操作关键点：
1、工件的安装：三爪卡盘安装，（卡盘扳手用后马上取下，防止甩出来）
3(车外圆及车端面)
项目三车削外圆及端面一、教学目的1.掌握手动、机动进给车削外圆、端面和台阶的方法。
2.掌握调整机动进给手柄位置的方法。
3.会用划线盘找正工件。
4.掌握游标卡尺的使用方法，会用游标卡尺测量工件的外圆、用钢直尺测量长度并检查平面凹凸，达到图样的精度要求。
5.掌握试切削，试测量的方法车削外圆。
6.遵守操作规程，养成文明生产，安全生产的良好习惯。
二、教学重点及难点1.教学重点掌握车削外圆、端面和台阶的方法2.教学难点刻度盘的计算及应用三、实训内容四、准备工作设备：切割机、车床工具：45°和90°硬质合金外圆车刀、通用装夹工具一套量具：钢直尺、游标卡尺、千分尺。
五、工艺分析由于该零件较短，没有特殊的同轴度要求，加工时采用三爪自定心卡盘直接装夹进行加工。
考虑到倒角和去毛刺的需要，先加工大端直径再调头加工另一端。
其机械加工过程卡片和机械加工工序卡见附表。
六、操作过程1.检查毛坯尺寸，装夹一端外圆，伸出长度大于60mm，用划针盘找正夹紧；2.车平端面，粗精车D1、长45mm，倒角2×45°；3.调头垫铜皮，装夹外圆，伸出长度大于70mm，找正夹紧，粗精车端面至总长L1；4.用钢直尺刻线长L2mm，粗车D2,留精车余量1～2mm；5.用钢直尺刻线长L1mm，粗车D3,留精车余量1～2mm；6.精车D2和L2、D3和L3至图形要求，倒角2×45°和1×45°。
七、质量检查内容及评分标准八、安全及注意事项1.车削时防止车刀碰着卡盘。
2.转动刀架时，防止车刀与工件、卡盘发生碰撞。
3.测量或清除铁屑时，要先停车，工件转动时不准用手触摸工件。
4.车削过程中戴好防护眼镜。
九、容易产生的问题和注意事项1、工件端面中心留有凸头，原因是刀尖没有对准工件中心，偏高或偏低。
2、端面不平有凹凸，产生原因是进刀量过深、车刀磨损，滑板移动、刀架和车刀紧固力不足，产生扎刀或让刀。
3-1 车削外圆与端面
课题三：轴类零件加工轴是机器零件最常见的零件之一，它一般由外圆、端面、台阶、倒角、过度圆角、沟槽、螺纹和中心孔等结构要素组成，加工轴类零件要保证图样标注规定的尺寸、表面粗糙度、形状公差和位置精度要求,见图3-1。
图3-1 台阶轴§3-1 车削外圆与端面课题任务——车削外圆与端面1、学习在三爪自定心卡盘上安装工件、车削外圆与端面的方法。
2、掌握在三爪自定心卡盘上安装工件的方法和步骤。
3、掌握外圆与端面车削时车刀的安装和步骤。
4、掌握外圆与端面车削的方法和步骤。
图3-2 车削外圆与端面工艺分析外圆与端面是轴类零件组成的基本要素，要掌握轴类零件的加工，首先要掌握外圆与端面加工的知识。
图3-2所示的轴正是由外圆与端面组成的，其加工工艺过程如下：相关工艺知识 一、外圆与端面的技术要求1、尺寸精度分析：外圆尺寸有φ47010.0 mm ，它的上偏差为0mm ，下偏差为-0.10mm,公差为0.10，长度尺寸有40±1mm 、122±0.1mm 。
2、形位精度分析：外圆有圆度○、圆柱度形状要求，端面有平面度形状要求。
外圆的两素线与端面有垂直度⊥要求。
3、表面粗糙度分析：零件各表面的表面粗糙度公差为Ra=3.2μm, 车削加工可以达到。
二、车削外圆与端面的车刀车削该轴可选用90°、45°车刀，如图3-3所示。
90°车刀可用于车削外圆，也可用于车削端面；45°可用于车削端面与倒1×45°角。
图3-3车削外圆与端面的车刀90°外圆车刀45°车刀二、车削外圆与端面时车刀安装的工艺要求车削外圆车刀与车削端面时车刀的安装要求和方法基本相同，车刀安装得是否正确，将直接影响切削能否顺利进行和工件的加工质量。
即使刃磨合理的车刀，如果安装得不正确，也会改变车刀工作时的实际角度。
因此车刀安装后，必须保证做到：(1)车刀的伸出长度不宜过长，否则在切削过程中会减弱刀杆的刚性，容易产生振动，影响工件的表面粗糙度，严重时会损坏车刀。
端面和外圆加工的工艺安排
端面和外圆加工的工艺安排
❖ 端面和外圆加工的工艺安排
目的 车床精度
粗车：从毛坯上尽快切去多余的材料，而对零件的尺寸精度、 形状精度和表面粗糙度要求较低。尺寸公差等级为IT13-IT11， 粗糙度Ra值50-12.5 m。
精车：保证零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度达到图样 要求。尺寸公差等级为IT8-IT6，粗糙度Ra值1.6-0.8 m
精车：1）前角一般取大些，使车刀锋利，减小切屑变形，并使切削 轻快。 2）后角取大些，以减小车刀与工件间的摩擦。 3）副偏角应取较小或刀尖处磨修光刃。 4）刃倾角一般取正值，以控制切屑流向待加工表面。 5）精车塑性材料时，车刀的前刀面应磨较窄的断屑槽 。
粗车：对车床设备的精度要求不高，主要是要求机床功率能满 足要求。要求夹具强度高，夹紧力大，操作简便，以适应切削 力大的需要。
精车：一般选用精度较高的机床。夹具也应根据工件的形状、 尺寸和形位公差要求来选用或制作，以确保工件的精度要求。
端面和外圆加工的工艺安排
刀具材料 切削用量Fra bibliotek粗车：强度大、刚性好和抗冲击能力强的刀具材料，以适应切削深度大、进给量大、 排屑顺利的要求 。
量具
粗车：选用精度较低的量具，如游标卡尺。 精车：选用精度较高的量具，如千分尺、百分表等对工件综合测量。
端面和外圆加工的工艺安排
刀具角度
粗车：1）前角、后角取小些。但不应太小，否则切削力增大。 2）主偏角不易过大 。 3）刃倾角一般取负值，以增强刀尖强度。 4）为增加切削刃强度，主切削刃应磨圾倒棱。 5）为进一步增加刀尖强度，改善散热条件，使刀具耐用，刀 尖处应磨有过 渡刃。 6）粗车塑性金属时，为保证切屑自行切断，应在前刀面上磨断悄槽。
3机械加工工序卡(车外圆及端面)
90°、45°外圆车刀
1
千分尺
4
车端面
42
1
2
59．3
450
45°外圆车刀
1
钢直尺
5
粗车外圆D2
L2பைடு நூலகம்
2
1
59．3
450
90°外圆车刀
1
钢直尺、游标卡尺
6
粗车外圆D3
L3
1
1
53．7
450
90°外圆车刀
1
钢直尺、游标卡尺
7
精车外圆D2
L2
1
0．5
119．3
1000
90°外圆车刀
1
千分尺
8
精车外圆D3、倒角C2
L3
1
0．5
113
1000
90°、45°外圆车刀
1
千分尺
拟制
日期
审核
日期
批准
日期
共 页
第 页
黄许职业中专学校
机加工实训中心
机械加工工序卡
产品型号
零件名称
零件号
车外圆及端面
工序名称
车端面、外圆、阶台
工序号
10
技检要求
检验要求工件在常温时进行
基准面
材料
同时加工零件数
设备
牌号
硬度
名称
型号
45
1
车床
C620
夹具
定 额
代号
名称
单件时间（分）
每班次数
每台件数
工人等级
通用夹具
300
工步号
工步内容
走刀长度(毫米）
走刀次数
切削深度(毫米）
1.端面及外圆车削的方法和基本步骤
观看
训练
教学反思
第1课次
课题
端面及外圆车削的方法和基本步骤
教
学
目
标
1、掌握正确使用三爪卡盘装夹工件的方法。
2、掌握正确安装外圆车刀的方法。
3、掌握正确使用游标卡尺并对工件进行尺寸测量的方法。
4、了解车床切削用量的选择。
教学重点
正确使用刻度盘，注意消除间隙。
教学难点
掌握试切、试测的方法
课型
新授课
教法学法
训练，指导
教学环境
(3)车刀刀尖应与车床主轴轴线等高，可在刀杆下面加垫片调整，刀杆垫片应平整，垫片数量不宜多，一般不超过2～3片。
(4)车刀刀杆应与主轴轴线垂直。
(5)用两个螺钉轮流上紧
重难点突破：
车外圆步骤，试切、试测的方法
1、使用刻度盘时，如果手柄摇过了头或试切后尺寸小了，需要退刀时，刻度盘不能直接退到所要求的刻度，因为中溜板丝杠和螺母间存在间隙，为消除间隙，退时手柄要多退半圈，消除间隙，再摇到所需的刻度值。
2、端面车削的方法：安装车刀时，车刀的刀尖应严格对准工件回转中心，否则会使工件端面中心处留有凸头。车削时，车刀刃尖不得超过工件旋转中心，如果车刀刀尖超过工件回转中心，车刀刀尖容易损坏。
操作训练：
训练考核：
检验学生练习效果
边示范，边讲解
（边讲边示范）
指导老师巡回指导，随时纠正同学的操作及不安全因素。
老师检查学生加工件的结果
与资源
车工实训室，车床、卡尺、车刀、圆铁
教学设计过程
教学环节及内容
教师活动
学生活动
备注
课前学习
车床操作安全注意事项
提问，检查
回答
操作关键点：
数控车工实训教案——项目二 外圆与端面加工
项目二外圆与端面加工[学习目标]通过学习外圆与端面加工，掌握节点的计算、编程格式的确定、G00、G01指令的理解以及G00、G01指令的走刀路线，恒线速度的加工。
[项目内容]在数控车床上经常加工类似下图所示的回转类零件，其外表面多为外圆和端面加工，是零件加工的基本步骤和前期工步。
1、零件图形：图2-1 台阶轴12、编程要求：1）、毛坯件的尺寸为100×φ40。
2）、编写程序要求如下：以右端点为编程原点，要求加工端面和外圆柱。
[知识点]编程中数学处理、节点的计算、编程格式的确定、G00、G01指令的理解，恒线速度加工的理解和应用。
[学习内容]一、一、程序编制中的数学处理根据被加工零件图样，按照已经确定的加工路线和允许的编程误差，计算数控系统所需要输入的数据，称为数学处理。
这是编程前的主要准备工作之一，不但对手工编程来说是必不可少的工作步骤，而且即使采用计算机进行自动编程，也经常需要对工件的轮廓图形进行数学预处理，才能对有关几何元素进行定义。
对图形的数学处理一般包括两个方面：(1)根据零件图给出的形状、尺寸和公差等直接通过数学方法（如三角、几何与解析几何法等）计算出编程时所需要的有关各点的坐标值，圆弧插补所需要的圆弧圆心的坐标；(2)当按照零件图给出的条件还不能直接计算出编程时所需要的所有坐标值，也不能按零件图给出的条件直接进行工件轮廓几何要素的定义进行自动编程时，我们可以借助其它软件进行坐标点的处理，例如利用AutoCAD进行坐标的捕捉。
如图2-2中节点的计算。
图2-2例：计算下图中各节点的坐标：图2-3 锥形台阶轴在上图中，我们将坐标Y换为Z，很明显这是一个在车床上加工的零件。
在车床中计算节点时，同样是与例1的方法不变，但由于在车床中加工的零件都是圆形的，为了计算的方便，我们常采用直径编程。
所谓直径编程，即在X 方向上我们计算节点时，是原值的一倍，即直径。
故在图2-3中，我们计算A 点的X坐标时，应该为30，而不是15，故A点的坐标为A（30，0）、B（30，—15）、C（60，—30）、D（60，—50）。
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G00 X Z
定位循环起点坐标
G90 X（U） Z（W） F ；
圆柱面切削终点的绝对坐标值
进给速度
切削终点
3(F)
2(F) 4(R)
切削始点
1(R)
循环起点
50
φ60 φ50
G0 1
G01
G0 0
G0 0
O0001;
N10 M03 S1000 T0101; N20 G00 X100. Z100.;
归纳总结法、头脑风暴法等。
内容分析
【教学目标】
1、掌握G90指令的格式与循环起点的设定原则 2、学会运用G90编制单一外圆加工程序 3、初步了解运用G90编制台阶轴加工程序
【教学重点】
1、G90定位循环起点的设定 2、G90指令格式及编程应用
【教学难点】
1、G90编程与G01编程的互换
教学过程
【项目提出】
教学过程
【分组讨论】
程序如下：
50
O0001;
N10 M03 S1000 T0101;
N20 G00 X100. Z100.;
N30 G00 X62. Z2.;
φ60 φ50
G0 1
G01
G0 0
G0 0
N40 G00 X55. Z2.;
N50 N60
G01 X55. Z-50. F0.3; G01 X62. Z-50.;
课题二 外圆与端面加工
一、 G90---单一形状固定循环指令
1、G90指令格式为：
G00 X Z
Z
X/2
定位循环起点坐标 圆柱面切削终点相对于循环起点的增量坐标值
切削始点
切削终点 2(F) 3(F) 4(R) 1(R)
U/2
G90 X（U） Z（W） F ；
Z
循环起点
X
圆柱面切削终点的绝对坐标值
进给速度
G00 X Z
定位循环起点坐标
2、循环起点一般设在距离端面2mm处，X 值比棒料直径大2～5mm。
G90 X（U） Z（W）
圆柱面切削终点的绝对坐标值
F；
3、G90指令走刀路线为矩形；一步代表4步，
教学过程
【自主练习】
步骤：
1、以小组为单位，设计尺寸 2、每名同学独立编程 3、组长检查、归纳总结小组成员出错点 4、各小组交换程序、互检 5、小组长总结程序
要求：
1、标出定位循环起点 2、标出每次切削终点坐标 3、画出走刀路线图 4、总结编程注意事项
教学过程
【教师归纳】
一、 G90---单一形状固定循环指令
要求：各小组 标出每一次切 削的切削终点 坐标。
第一次切削
G90 X55. Z-50. F0.3
第二次切削
G90 X50. Z-50. F0.3
教学过程
【教师点评】
程序如下： O0001; N10 M03 S1000 T0101; N20 G00 X100. Z100.; N30 G00 X62. Z2.; N40 G00 X55. Z2.; N50 G01 X55. Z-50. F0.3; N60 G01 X62. Z-50.; N70 G00 X62. Z2.; N80 G00 X50. Z2.; N90 G01 X50. Z-50. F0.3; N100 G01 X62. Z-50.; N110 G00 X62. Z2.; N120 G00 X100. Z100.; N130 M30;
教学过程
【复习导入】
50
φ60 φ50
G01
G01
G00
G00
程序如下：
O0001;
N10 M03 S1000 T0101;
N20 G00 X100. Z100.;
N30 G00 X62. Z2.;
N40 G00 X55. Z2.;
N50 N60
G01 X55. Z-50. F0.3; G01 X62. Z-50.;
N30 G00 X62. Z2.;
N40 G90 X55. Z-50. F0.3
N50 G90 X50. Z-50. F0.3
N60 G00 X100. Z100.; N70 M30;
教学过程
【教师归纳】
一、 G90---单一形状固定循环指令
注意事项：
1、G90指令格式为：
1、 G90一般适合于棒料粗车。
第一次切削
步 骤
N70 G00 X62. Z2.; N80 G00 X50. Z2.;
4步
重 复
讨论：如何将本题中的G01编程改
N90 G01 X50. Z-50. F0.3;
N100 G01 X62. Z-50.;
第二次切削
繁 琐
N110 G00 X62. Z2.;
为用G90编程？
N120 G00 X100. Z100.;
《数控车床加工工艺与编程》 授课课件
内容分析
【模块名称】模块二---外圆与端面加工
【课题名称】课题二---外圆与端面加工
【内容名称】G90---单一形状固定循环指令 【地位作用】该指令用于外圆及台阶轴的加工，是数
控车床加工编程的重要指令，是模块二的重点内容，在教 材中有着非常重要的作用。
【教学方法】引导教学法、分组讨论法、自主学习法、
4步
对比G90指令的走 刀路线与程序中的 走刀路线。
N130 M30;
教学过程
【小组总结】
程序如下：
O0001; N10 M03 S1000 T0101; N20 G00 X100. Z100.; N30 G00 X62. Z2.; N40 G00 X55. Z2.; N50 G01 X55. Z-50. F0.3; N60 G01 X62. Z-50.; N70 G00 X62. Z2.; N80 G00 X50. Z2.; N90 G01 X50. Z-50. F0.3; N100 G01 X62. Z-50.; N110 G00 X62. Z2.; N120 G00 X100. Z100.; N130 M30;
第一次切削 第二次切削
O0001;
N10 M03 S1000 T0101; N20 G00 X100. Z100.; N30 G00 X62. Z2.; N40 G90 X55. Z-50. F0.3
N50 G90 X50. Z-50. F0.3 N60 G00 X100. Z100.; N70 M30;
第一次切削
步 骤
N70 G00 X62. Z2.; N80 G00 X50. Z2.;
4步
重 复
N90 G01 X50. Z-50. F0.3; N100 G01 X62. Z-50.;
第二次切削
繁 琐
N110 G00 X62. Z2.;
N120 G00 X100. Z100.;
4步
N130 M30;