任务二阶梯轴的加工

学习任务二：阶梯轴的加工

一、学习目标：

1、仔细阅读零件图纸，进行加工工艺分析和工艺准备，编写零件的工艺文件（工艺卡片、刀具卡片），编制零件加工程序；

2、熟悉所用数控车床的基本配置和主要技术性能指标；认真阅读使用说明书，掌握机床的基本操作方法；

3、在规定的时间内，按零件图纸的要求完成阶梯轴的数控车削加工；

4、在教师的引导下，能完成零件的装夹、找正与定位、刀具的选择、不同刀具的对刀操作、建立新程序和删除程序等操作； 5、能够正确计算零件外轮廓基点的坐标；

6、能在学习编程后，掌握阶梯轴零件的数控车削加工指令并正确编制程序； 7、能完成阶梯轴零件的加工；

8、能按车间规定，整理现场，保持清洁的工作环境； 9、能按规定填写交接班记录；

10、能积极展示学习成果，在小组的讨论中总结和反思，提高学习效率。 二、建议课时 30课时

三、学习情景描述：

通过数控车编程与加工的学习，学生可以先在电脑中完成二维旋转类零件的仿真加工，再通过零件实际加工的过程展示学习成果，可以完成以往普车不能加工的形状，提高对真实零件加工的准确率。 四、工作流程与活动：

学习活动一：学习安全生产及机床的使用；（4学时） 学习活动二：数控车削刀具及选用；（4学时）

学习活动三：阶梯轴零件加工与精度检查；（20学时） 学习活动四：成果展示，总结评价；（2学时）

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学习活动一：学习安全生产及机床的使用； 一、学习目标

1、能认真学习安全生产；

2、能正确进行机床的规范操作；

3、能按要求正确规范的完成本次学习活动工作页的填写；

4、能主动获取有效信息，展示工作成果，对学习与工作进行反思总结，并能与他入开展良好合作，进行有效地沟通； 二、学习地点 多媒体教室 三、建议学时 4课时

四、学习过程

安全生产与机床的维护、保养

数控机床的操作比普通机床复杂得多，必须严格按操作规程操作，才能保证机床正常运行。作为一名熟练的数控编程及机床操作人员，必须在了解加工零件的要求、工艺路线、机床特性后，方可操作机床完成各项任务。为了正确合理地使用数控机床，保证数控机床正常运转，必须制定比较完整的操作规程。 1. 机床加工前注意事项

（1）机床通电后，检查各开关、按钮和键是否正常、灵活，机床有无异常现象。 （2）检查电压、油压、气压是否正常，有手动润滑的部位先要进行手动润滑。 （3）各坐标轴手动回零（机床原点）。若某轴在回零点位置前已处在零点位置，必须先将该轴移开原点一段距离，再进行手动回零点。

（4）在进行工作台回转交换时，台面上、护罩上、导轨上不得有异物。 （5）为了使机床达到热平衡状态，必须使机床空运转15min以上。

（6）NC程序输入完毕后，应认真校对，确保无误，其中包括代码、指令、地址、数值、正负号、小数点及语法的查对。

（7）按工艺规程安装、校准好夹具。

（8）正确测量和计算工作坐标系，并对所得结果进行验证和验算。

（9）将工件零点输入到偏置页面，并对坐标、坐标值、正负号及小数点进行认真核对。 （10）未装工件前，程序要进行空运行，看程序能否顺利执行，刀具长度选取和夹具安装是否合理，有无超程现象。

（11）刀具补偿值（刀长、半径）输入偏置页面后，要对刀具补偿号、补偿值、正负号、小数点进行认真核对。

（12）装夹工件时，注意螺钉压板是否妨碍刀具运动，检查零件毛坯和尺寸是否有超常现象。

（13）检查各刀头的安装方向及刀具旋转方向是否符合程序要求。 （14）查看各刀杆前后部位的形状和尺寸是否符合加工工艺要求，是否碰撞工件与夹具。 （15）镗刀头尾部露出刀杆直径部分，必须小于刀尖露出刀杆直径部分。

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2. 加工中注意事项

（1）无论是首次上机床加工的零件，还是周期性重复上机床加工的零件，都必须按照图样工艺、程序和刀具调整卡，进行逐把刀逐段程序的试切。 （2）单段试切时，快速倍率开关必须置于较低档。

（3）每把刀首次使用时，必须先验证它的实际长度与所给补偿值是否相等。 （4）在程序运行中，要重点观察数控系统上的几种显示：

①坐标显示。可了解目前刀具运动点在机床坐标系及工作坐标系中的位置，了解这一程序段的运动量，还剩余多少运动量等。

②寄存器和缓冲寄存器显示。可看出正在执行程序各状态指令和下一程序段的内容。 ③主程序和子程序。可了解正在执行程序段的具体内容。

（5）试切进刀时，在刀具运行至工件表面30～50mm处，必须在进给保持下，验证Z轴剩余坐标值和X，Y轴坐标值与图样是否一致。

（6）对一些有试刀要求的刀具，采用“渐进”的方法。如镗孔，可先试镗一小段长度，检验合格后，再镗刀整个长度。使用刀具半径补偿功能的刀具数据，可由小到大，边试切边修改。

（7）试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具辅具后，一定要重新测量刀长并修改好刀补值和刀补号。

（8）程序检测时应注意光标所指位置是否合理、准确，并观察刀具与机床运动方向坐标是否正确。

（9）程序修改后，对修改部分一定要仔细计算和认真核对。 （10）手轮进给和手动连续进给操作时，必须检查各种倍率开关所选择的位置是否正确，确认正负方向，认准按键，然后再进行操作。

（11）禁止用手或其它方式接触正在旋转的主轴、工件或其他运动部位。

（12）禁止在加工过程中测量工件、变速，更不能用棉丝擦拭工件，也不能清扫机床。 （13）在加工过程中，不允许打开机床防护门。

（14）在必须修改机床参数时，请确保对参数的功能有深入全面的了解。不正确的参数设置可能引起机床的误动作，从而引起工件或机床本身的损坏，甚至伤及操作者。 3. 零件加工完毕后应注意的事项

（1）全批零件加工完毕后，为便于下一次加工，应该对刀具号、刀补值，使程序、零点偏置、调整卡及工具中的刀具号、刀补值完全一致后存档。 （2）从机床刀库中卸下刀具，按调整卡和程序，清理编号入库。

（3）卸下夹具，某些夹具应记录安装位置及方位，并做出记录，存档。 （4）清扫保养机床。

（5）将各坐标轴停在导轨中间位置，绝对不要压在超程开关接触点上。 4．机床的维护、保养

数控机床及机、电、液等技术于一身，因此数控机床维护人员不仅要有机械结构、机械加工工艺以及液压、气动方面的知识，还要具备计算机、自动控制机测量技术等方面的知识。数控机床的维护保养工作有：

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（1）．操作人员在每次操作机床前必须确认主轴润滑油与导轨润滑油符合要求、气压正常。 （2）．防止灰尘进入数控装置内。根据周围温度环境状况，定期检查清扫数控柜。电器柜内电路板和元器件上有灰尘时应及时清扫。 （3）．每天检查数控装置上的每个风扇工作情况是否正常，定期清理风扇过滤网上积聚的灰尘，保证过滤通风道无堵塞现象。 （4）．定期检查电器部件，检查继电器、插头及电缆的触点是否出现接触不良、断线、短路等故障。 （5）．经常监视数控系统的电网电压。数控系统允许的电网电压范围在额定值的85%～110%。对于电网质量比较恶劣的地区，应配置数控系统的交流稳压装置。 （6）．定期进行机床水平和机械精度检查并校正，进行丝杆反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿，机床回参考点位置校正，并适时对各坐标轴进行超程限位检验。 （7）．机床闲置时，经常给数控系统通电，在机床驱动锁住的情况下使其空运行。在空气湿度大的季节应每天通电，以保证电子元器件的性能稳定可靠。 机床工安全操作规程 （一）一般要求

1、工作环境应干燥整洁，废油、废棉纱不准随地乱丢，原材料、半成品、成品必须堆放整齐，严禁堵塞通道。

2、操作机床时要站在木踏板上，不准脚踩或靠机床。拆装工件时要切断机床电源。 3、所有工、夹、量具必须完好适用，放在专门地方，不准放在机床导轨及工作台上。禁止在运转的机床上面递送工具及其他物件。

4、机床运转中，不准用手清除铁屑，不准用手检查运动中的工具和工件。 5、机床运转中如遇停电，应切断电源退出刀架。 （二）车床

1、装卸卡盘，应在主轴孔内穿进铁棍或坚实木棍作保护。 2、加工偏心工件，应加配重铁平稳，并低速切削。

3、细长工件应装中心架，工件长度超过床头箱外1m时，必须搭设支架。

4、高速切削大型工件时，不准紧急制动和突然变换旋转方向。如需换向，要先停车。 5、打磨或抛光工件时，刀架要退到安全位置，防止衣袖触及工件或胳膊碰到卡盘。 6、在立车上装卸工件时，应先将刀架放在安全位置，人不能站在转盘上。车削薄壁工件时，应注意卡紧，并严格控制切削速度，随时紧固刀架螺丝，车刀不宜伸出过长。 （三）钻床

1、钻头和工件必须卡紧固定，不准用手拿工件钻孔，钻薄工件时，工件下面应垫好平整木板。

2、钻头排屑困难时，进钻和退钻应反复交替进行。

3、操作人员的头部不得靠近旋转部分，禁止戴手套和用管子套在手柄上加力钻孔。 4、摇臂旋转范围内，不得堆放物件及站立闲人。 （四）铣床

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1、加工工件时，应先开动铣轴，后进刀。

2、铣床自动进刀时，进给应在刀具未与工件接触以前进行。刀具必须装夹牢固。 3、高速切削时，应注意工件的进给方向与铣刀的旋转方向，避免铁屑飞出伤人。 （五）刨床

1、工件必须卡紧，刨削前应先将刨刀升高，方准开车。 2、刨削前要调整好刨刀位置，避免吃刀过大。

3、牛头刨的操作人员必须站在工作台两侧，其最大行程内不准站人，严禁头或手伸进刀具行程内检查工作。

4、龙门刨的床面上严禁站人或堆放物件，床面伸出部分和单臂龙门刨的侧面应装置防护栏杆。

5、刀架螺丝要随时紧固，以防刀具突然脱落，刨刀不宜伸出过长。 6、切削过程中发现工件松动或位移时，必须停车找正紧固。 （六）磨床

1、磨床启动前应检查，砂轮的防护罩必须牢固，砂轮不准有裂纹或其它缺陷，用手扳动砂轮时，不得有阻滞或晃动现象。确认无误后，方可启动并空转几分钟。 2、快速进给时，砂轮与工件应平稳接触，工作台移动时，应先与砂轮脱开。

3、湿磨砂轮在停车前，应先关闭冷却液，继续转数分钟，待砂轮所吸存的水分甩尽为止。

4、修整砂轮必须用专用刀具，禁用凿子或其他钳工工具。手工修整，刀具架的底面必须能抵在磨床导板或垫架上，机动修整进给量要平稳，人要站在侧面。 5、砂轮中心与磨床主轴中心必须同心，装配时严禁用硬东西使劲敲打。 （七）锻压设备

1、车间内气温低于0℃时，锻压前应先将锻锤、砧子、模具和工夹预热至100℃左右。 2、汽锤在工作前，必须排除汽缸内的冷凝水，并检查气管和阀门是否漏气。

3、开锤必须听从掌钳的指挥。装卸工件，应先将锤固定好，锤击开始时落距要小。 4、夹钳必须与工件大小形状相适应。工作必须夹紧，掌钳者手指不准放在钳柄之间，钳柄应放在身体侧面，不准正对腹部、胸部。

5、锻造时应清除附着在锻件表面上的氧化皮。锻完的工件投掷时，必须注意周围是否有人或障碍物。

6、断料时，切口正面不准有人。 （八）冲床

1、工作前，离合器应放在空位上。

2、送（取）工件时，脚要离开踏板，严禁用手伸到胎具内调整或送（取）工件。 3、脚踏板周围应保持清洁。工作如上不准堆放工具及其他物件。 （九）空气压缩机

1、输气管应避免急弯，打开送风阀前，必须事先通知工作地点的有关人员。

2、空气压缩机出气口处不准有人工作。储气罐放置地点应通风，严禁日光曝晒和高温烘烤。 3、压力表、安全阀、调节器等应定期进行校验，保持灵敏有效。

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4、发现气压表、机油压力表、温度表、电流表的指示值突然超过规定或指示不正常，发生漏水、漏气、漏电或冷却液突然中断，发生安全阀不停放气或空压机声响不正常等情况，而且不能调整时，应立即停车检修。

5、严禁用汽油或煤油洗刷曲轴箱、滤清器或其他空气通路的零件。 6、停车时应先降低气压。 车床安全操作规程 （一）普通车床

1、禁止带围巾、手套，高速切削时要带好防护眼睛。

2、装卸卡盘及大的工、夹具时，床面要垫木板，不准开车装卸卡盘。装卸工件后应立即取下扳手。禁止用手刹车。

3、床头、小刀架、床面不得放置工、量具或其它东西。

4、装卸工件要牢固，夹紧时可用接长套筒，禁止用榔头敲打。滑丝的卡爪不准使用。 5、加工细长工件要用顶针、跟刀架。车头（床头箱）前面伸出部分不得超过工件直径的20~25倍，车头（床头箱）后面伸出超过300毫米时，必须加托架。必要时装设防护栏杆。

6、用锉刀光工件时，应右手在前，左手在后，身体离开卡盘。禁止由砂布裹在工件上砂光，应比照用锉刀的方法，成直条壮压在工件上。

7、车内孔时不准用锉刀倒角，用砂布光内孔时，不准将手指或手臂深进去打磨。 8、加工偏心工件时，必须加平衡铁，并要紧固牢靠，刹车不要过猛。 9、攻丝或套丝必须用工具，不准一手扶攻丝架（或拌牙架）一手开车。

10、切大料时，应留有足够余量，卸下砸断，以免切断时料掉下伤人。小料切断时，不准用手接。

（二）大型车床

1、必须遵守机床一般安全技术操作规程。

2、装卸工件要与行吊司机配合好，动作要协调，以防工件装卸不当发生事故。装卸及测量时要停车并切断电源。

3、开车时人要站在安全位置，工作场地要清洁畅通。

4、在使用中心架、托架滚及顶尖时，必须经常检查与工件接触面的润滑情况。

5、床身溜板及刀架快速移动时必须在离极限位置前100毫米处停止，以防止与尾座相撞。

（三）立式车床

1、操作前，先检查保险装置和防护装置是否灵活好用，妨碍转动的东西要清除。工具、量具不准放在横梁或刀架上。

2、装卸工件、工具时要和行车司机、装吊工密切配合。

3、工件、刀具要紧固好。所用的千斤顶、斜面垫板、垫块等应固定好，并经常检查以防松动。

4、工件在没夹紧前，只能点动校正工件，并要注意人体与旋转体保持一定的距离。严禁站在旋转工作台上调整机床和操作按钮。非操作人员不准靠近机床。

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5、使用的扳手必须与螺帽或螺栓相符。夹紧时，用力要适当，以防滑倒。

6、如工件外形超出卡盘，必须采取适当措施，以避免碰撞立柱、横梁或把人撞伤。 7、对刀时必须慢速进行，自动对刀时，刀头距工件40~60毫米，即停止机动，要手摇进给。

8、在切削过程中，刀具未退离工件前不准停车。 9、加工偏心工件时，要加配重铁，保持卡盘平衡。

10、登“看台”操作试要注意安全，不准将身体伸向旋转体。 11、切削过程中禁止测量工件和变换工作台转速及方向。 12、不准隔着回转的工件取东西或清理铁屑。

13、发现工件松动、机床运转异常、进刀过猛时应立即停车调整。

14、大型立车二人以上操作，必须明确主操作人负责统一指挥，互相配合。非主操作人不得下令开车。

15、加工过程中机床不得离人。 （四）自动，半自动车床

1、必须遵守普通车床安全技术操作规程。

2、气动卡盘所需的空气压力，不能低于规定值。 3、装工件时，必须放正，气门夹紧后再开车。 4、卸工件时，等卡盘停稳后，再取下工件。

5、机床各走刀限位装置的螺丝必须拧紧，并经常检查，防止松动。夹具和刀具须安装牢靠。

6、工作时，不得用手去触动自动装置或用手去摸机床附件和工件。 7、装卡盘时要检查卡爪、卡盘有无缺陷。不符合安全要求严禁使用。 8、自动车床禁止使用锉刀、刮刀、砂布等，作打光工作。

9、工作中，必须将防护挡板挡好。发生故障、调整限位挡块、换刀、上料卸工件、清理铁屑斗应停车。

10、机床运转时不得随意离开，多机管理时（自动车床），应逐台机床巡回查看。 五、评价与分析

学习活动一综合评价表

自我评价 项目 小组评价 8～6 5～1 43

教师评价 10～9 8～6 5～1 10～9 8～6 5～1 10～9 占总评10% 占总评30% 占总评60% 独立能力 回答问题 理解能力

收集信息 协作精神 学习主动 性 纪律观念 表达能力 工作态度 工作页质 量 小计 总评

学习活动二：数控车削刀具及选用(4课时,实训场地) 一、学习目标

1、能认识车刀种类；

2、能正确快速的完成刀具的对刀，设置零点设定参数；

3、能严格遵守车间管理规定，牢记操作规程，能正确规范独立的完成机床对刀操作； 4、能在教师的指导下掌握解决对刀中出现的常见问题的方法； 5、能严格按照车间管理规定，正确规范的保养机床；

6、能按照要求正确规范的完成本次学习活动工作页的填写； 二、学习地点 实训场地

三、建议学时 4课时

四、学习过程

（一）认识带锯床（操作方法及安全注意事项）

锯床工安全操作规程

1．操作前要穿紧身防护服，袖口扣紧，上衣下摆不能敞开，严禁戴手套，不得在开动

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的机床旁穿、脱换衣服，或围布于身上，防止机器绞伤。女工必须戴好安全帽，不得留长辫子，辫子应放入帽内，不得穿裙子、拖鞋。高速切屑和产生崩碎切屑时，要戴好防护镜；以防铁屑飞溅伤眼，并在机床周围安装挡板使之与操作区隔离。

2．机器开动前做好一切准备工作，虎钳安装使锯料中心位于料锯行程中间，原料在虎钳上放成水平，与锯条成直角；若要锯斜角度料，则先把虎钳调整成所需角度，锯料尺寸不得大于该机床最大锯料尺寸。

3．锯条必须拉紧，锯前试车空转3－5分钟，以打击液压筒中和液压传动装置上各油沟中的空气，检查锯床有无故障，润滑油路是否正常。

4．锯割管材或薄板型材，齿距不应小于材料的厚度。在锯割时应将手柄退到“慢”的位置，并减少进刀量。

5．锯床在运转中，不准中途变速，锯料要放正、卡紧、卡牢，按材质硬度和锯条质量决定进刀量。

6．必须将不含酸性和其他混合物的矿物油加于液压传动及润滑装置中，冷却液不得弄脏，亦不得混入细小金属屑，并按周期替换或过滤。 7．在材料即将锯断时，要加强观察，注意安全操作。

8．工作完毕，切断电源，把各操纵手柄放回空位上，并做好打扫工作。 9．机床运转时如发现故障，应立即停车报告领导派机修工修理。 （二）认识车刀（按结构分）

焊接车刀

机夹式车刀

整体式车刀

车刀种类

可转位式车刀

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数控车削用刀具：

数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀以及三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。

二是圆弧形车刀。圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干浅该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。 （三）对刀 1、手轮进给： 相应功能按钮——

手轮方式开启；

选择移动坐标轴，轴向或径向；

手轮移动单位量，即手轮圆周刻度每转动一小格拖板移动的距离，可控制

手轮进给速度的快慢；

手轮轴，顺时针旋转，拖板向相应轴向做正方向移动，逆时

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