3.1　階梯軸加工

3.1.1　簡單階梯軸

編程加工簡單階梯軸如圖3-1所示，已知材料為鋁，毛坯為ф40mm×60mm。

（1）制定零件加工工藝規程

1）零件分析　該零件為簡單階梯軸，材料為鋁，其結構僅為帶倒角的外圓柱面，比較簡單，全部由直線輪廓組成，用一把外圓車刀即可完成。由于尺寸精度達IT10級公差要求，表面粗糙度值為Ra3.2，因此要分粗車和精車兩個工步，粗車去除大部分加工余量，直徑留下0.5mm精車加工余量；粗車時不加工倒角，精車時要求沿零件外形輪廓連續走刀，一次加工完成。

2）確定加工工藝路線

①粗車外圓至ф34.5mm，長度30mm。

②精車輪廓至尺寸要求。

3）刀具選擇　選93°硬質合金車刀置于T01號刀位。

4）加工工序卡

5）數值計算　零件生產時，精加工零件輪廓尺寸有偏差存在時，編程應取極限尺寸的平均值。即

編程尺寸=基本尺寸+（上偏差+下偏差）/2

在本例中，ф34±0.04外圓的編程尺寸=34+[0.04+（?0.04）]/2=34（mm）

（2）主要指令

該零件加工編程主要應用G00、G01兩個指令。

1）快速點定位G00指令（圖3-2）

格式：G00 X（U）__Z（W）__；

說明：

①X__Z__表示刀具移動目標點（P2）的絕對坐標；U__W__表示刀具移動目標點（P2）相對于刀具移動起點（P1）的增量，U=XP2 ?XP1 ，W=ZP2 ?ZP1 。

②刀具執行G00指令后的移動速度是由機床設定的，可以通過改變機床控制面板上的進給倍率修調開關來調節。

③刀具執行G00指令后的運動軌跡依系統不同而有所不同，因此，要注意避免刀具與零件或夾具發生碰撞。

④G00指令主要用于使刀具快速接近或離開零件，為保證安全，車削時，切削起點不能選在零件上。為方便初學者入門，切削起點X值一般比毛坯直徑大1～2mm，Z值一般定在離開零件右端面2～3mm處。

2）直線插補G01指令（圖3-3）

格式：G01 X（U）__Z（W）__F__；

說明：

①G00與G01指令均屬同組模態代碼。

②G01指令中的X（U）__Z（W）__含義與G00指令中的X（U）__Z（W）__含義相同。

③F為刀具在切削加工時的進給速度，有兩種方式：一是用G98指令指定，如圖3-4所示，表示單位時間內的位移量，單位為mm/min；另一種是用G99指令指定，如圖3-5所示，表示工件每轉一轉刀具沿進給方向所移動的距離，單位為mm/r。在生產實踐中，選擇哪種進給方式及進給量數值大小要根據機床出廠設置和具體切削條件來確定。

（3）加工程序編制

（4）操作步驟及要點

1）開機，回零點。

2）工件裝夾，用三爪自定心卡盤夾持ф40mm外圓，保證工件伸出卡盤長度不小于40mm。

3）裝刀具，并對刀，在工件右端面與數控車床主軸軸線的交點處建立工件坐標系。

①啟動車床主軸。

②手動車削外圓，沿+Z方向退刀，停止主軸。

③測量工件外圓直徑，按“offset”鍵→形狀→移動光標至1號刀X處→輸入（X直徑）→按測量鍵。

④車端面→沿X+方向退出→按“offset”鍵→形狀→移動光標至1號刀Z處→輸入Z0→按測量鍵。

4）輸入編制好的加工程序。

5）程序檢驗運行

①調入要校驗的加工程序。

②按機床控制面板上的“自動”按鍵進入程序運行方式。

③在程序運行子菜單下，按“機床鎖住”鍵，此時軟件操作界面的工作方式顯示改為“校驗運行”。

④按機床控制面板上的“循環啟動”按鍵程序校驗開始。

⑤若程序正確，校驗完畢后，光標將返回到程序頭，且軟件操作界面的工作方式顯示改回為“自動”；若程序有錯，命令行將提示程序的哪一行有錯。

6）重新回參考點，完成工件加工并檢測。

3.1.2　多臺階軸加工

編程加工多臺階軸如圖3-6所示，已知材料為鋁，毛坯為ф40mm×60mm。

（1）制定零件加工工藝規程

1）零件分析　該零件為多臺階軸，材料為鋁，其結構為多個帶倒角的外圓柱臺階面，全部由直線輪廓組成，用兩把外圓車刀分別粗車和精車即可完成。由于尺寸精度達IT10級公差要求，表面粗糙度值為Ra3.2，因此要分粗車和精車兩個工步，粗車去除大部分加工余量，直徑留下0.5mm粗車加工余量；精車時要求沿零件外形輪廓連續走刀，一次加工完成。

2）確定加工工藝路線

①粗車外圓，留0.5mm的粗加工余量。

②精車輪廓至尺寸要求。

3）刀具選擇　選兩把硬質合金車刀分別置于T01號和T02號刀位。

4）加工工序卡

5）數值計算零件生產時，精加工零件輪廓尺寸有偏差存在時，編程應取極限尺寸的平均值。即

編程尺寸=基本尺寸+（上偏差+下偏差）/2

在本例中，ф32mm±0.05mm外圓的編程尺寸=32+[0.05+（?0.05）]/2=32（mm）

（2）主要指令

該零件加工編程主要應用G00、G01指令。

（3）加工程序編制

（4）操作步驟及要點（同前例）