第四章 槽類零件加工 數(shù)控車床編程

章槽類零件加工

在數(shù)控車削加工中，經(jīng)常會遇到各種槽類零件加工。圓柱體車槽包括內(nèi)外圓車槽和端面槽。槽的類型主要包括有直槽和各種異形槽。槽類零件2021/6/272第一節(jié)直槽加工第二節(jié)矩形槽加工第三節(jié)異形槽加工

第一節(jié)直槽加工2021/6/2741.掌握G04指令的應(yīng)用。2.掌握G94指令在車槽中的應(yīng)用。3.能合理選擇車槽或切斷刀具。4.能對槽類零件的加工誤差進(jìn)行分析。2021/6/275一、G04——延時1.指令格式G04X

；或G04U

；或G04P

；說明：X、U、P指定延時時間，X（U）表示延時，單位為秒；P表示延時，單位為毫秒。2.指令功能G04指令可使程序執(zhí)行到出現(xiàn)該指令的程序段時暫停。如車槽加工時，為使槽底圓整光滑，可采用該指令。2021/6/2763.編程實例加工該零件槽，用G00、G01、G04指令編寫精加工程序。零件圖加工示意圖車槽加工2021/6/2772021/6/278二、徑向車槽循環(huán)指令——G94G94X（U）

Z（W）

F

；在指令使用時，如果設(shè)定Z值不移動或設(shè)定W值為零時，就可用來進(jìn)行車槽加工。毛坯為φ30mm的棒料，采用G94編寫加工程序。

零件圖 實物圖等距直槽2021/6/2792021/6/2710車槽刀與切斷刀的安裝和加工方法

車槽和切斷的加工工藝在前序課程《數(shù)控加工工藝學(xué)》中略有涉及，這里再針對車槽、切斷刀具的安裝和加工方法等進(jìn)行一下復(fù)習(xí)。一、車外槽刀具的安裝1.刀具可達(dá)加工要求時，安裝時車槽刀不宜伸出過長。2.車槽，橫向進(jìn)給時，主刀刃高度對工件中心控制在0±0.2mm范圍內(nèi)，刀片與工件中心盡量等高。3.刀片盡量垂直于中心，兩個副偏角對稱，以保證主刀刃與工件軸線平行2021/6/2711二、切斷刀具的安裝

1.安裝時，切斷刀不宜伸出過長，同時切斷刀的中心線必須裝得與工件中心線垂直，以保證兩個副偏角對稱。2.切斷實心工件時，切斷刀的主切削刃必須裝得與工件中心等高，否則不能車到中心，而且容易崩刃，甚至折斷車刀3.切斷刀的底平面應(yīng)平整，以保證車削質(zhì)量。三、車外直槽的加工方法1.車削不高的和寬度較窄的槽時，可采用刀寬等于槽寬的車槽刀，采用一次直進(jìn)法車出。2.有精度要求的槽，一般采用兩次直進(jìn)法車出。

2021/6/2712四、切斷方法1.直進(jìn)法切斷工件。所謂直進(jìn)法，是指垂直于工件軸線方向進(jìn)行切斷。這種方法切斷高，但對車床、切斷刀的刃磨和安裝都有較高的要求，否則容易造成刀頭折斷。2.左右借刀法切斷工件。在切削剛性不足的情況下，可采之用左右借刀法切斷。左右借刀法是指切斷刀在軸線方向反復(fù)地往返移動，隨之兩側(cè)徑向進(jìn)給，直至工件切斷。3.反切法切斷工件。反切法是指工件反轉(zhuǎn)，車刀反向裝夾，這種切斷方法宜用于較大直徑工件的切斷。

2021/6/2713毛坯為φ45mm×120mm的45鋼，用系統(tǒng)所學(xué)指令G00、G01、G04進(jìn)行編程加工該零件。

零件圖2021/6/2714一、工藝分析1.夾住毛坯φ45mm外圓，伸出大于30長→應(yīng)用G71循環(huán)指令粗車外輪廓，X軸留精加工余量0.5mm，外圓車至尺寸φ43.5mm、φ40.5mm。2.精車外輪廓至尺寸。3.更換車槽刀具T0202，加工槽以及側(cè)面倒角。4.選擇切斷刀將工件切斷保證長度20±0.05mm。2021/6/2715二、選擇刀具及確定切削用量1.刀具選擇機夾外圓車刀，刀具型號PCLNR2020K12；機夾車槽車刀，刀具型號為CFMR2020K04；切斷刀，刀具型號CFMR32-04。車槽刀圖刀具參數(shù)表2021/6/2716切斷刀圖刀具參數(shù)表2021/6/2717

2.確定切削用量

數(shù)控加工刀具及切削用量選擇

三、程序編制2021/6/2718

（下一頁續(xù)表）2021/6/2719續(xù)表2021/6/2720

車削外槽時產(chǎn)生廢品的原因及預(yù)防方法（下一頁續(xù)表）2021/6/2721

續(xù)表2021/6/2722用FANUC0i系統(tǒng)加工該零件。零件圖2021/6/2723第二節(jié)矩形槽加工2021/6/27241.掌握G75指令的應(yīng)用。2.掌握矩形槽加工的類型。3.能合理選擇寬槽加工參數(shù)。2021/6/2725一、G75指令功能G75指令可使程序執(zhí)行到出現(xiàn)該指令的程序段時暫停。如車槽加工時，為使槽底圓整光滑，可采用該指令。軸向（Z軸）進(jìn)刀循環(huán)復(fù)合徑向斷續(xù)切削循環(huán)，……；切削到切削終點后，返回起點（G75起點和終點相同），徑向車槽復(fù)合循環(huán)完成。G75的軸向進(jìn)刀和徑向進(jìn)刀方向由切削終點X（U）Z（W）與起點的相對位置決定。此指令用于加工徑向環(huán)形槽或圓柱面，徑向斷續(xù)切削起到斷屑、及時排屑的作用。2021/6/2726車槽加工示意圖（F）進(jìn)給（R）快速進(jìn)給本循環(huán)可自動斷屑，可在X

軸車槽及X軸啄式鉆孔。2021/6/2727二、G75——徑向車槽復(fù)合循環(huán)

1.指令格式G75R__G75X（U）__Z（W）__P__Q__F__；說明：R：車槽的回退量，該值為摸態(tài)值。

X、Z：車槽的終點坐標(biāo)（U、Z）。

P：每次X向切削深度。

Q：Z向移動量。

F：進(jìn)給率。2021/6/27282.編程實例加工該零件槽，用G00、G75指令編寫精加工程序。零件圖2021/6/27292021/6/2730車槽的工藝方法一、車槽的工藝特點1.一個主刀刃二個副刀刃同時參與三面切削，被切削材料塑性變形復(fù)雜、摩擦阻力大，加工時進(jìn)給量小、切削厚度薄、平均變形大、單位切削力增大?？偳邢髁εc功耗大，一般比外圓加工大20%左右，同時切削熱高，散熱差，切削溫度高。2.切削速度在加工過程中不斷變化，特別是切斷加工時，切削速度由最大一直變化至零。切削力和切削熱也在不斷變化。3.工件在旋轉(zhuǎn)過程中，刀具不斷切入，實際在車槽底面形成的是阿基米德螺旋線，由此造成實際前角、后角都在不斷變化，使過程更為復(fù)雜。2021/6/2731

4.因刀具寬度窄，相對懸伸長，刀具剛性差，易振動，特別是切斷，切深槽時該現(xiàn)象更加明顯。5.數(shù)控加工中，由于被加工槽的形狀、位置、寬度、深度不同，為盡可能減少刀具更換次數(shù)，因此要選擇能夠夾持多種規(guī)格刀片的刀具，才能優(yōu)質(zhì)、高效地完成多種類型的槽的加工。二、車槽的加工工藝

1.車外寬槽（1）車削較寬的槽時，可采用多次直進(jìn)法切削，并在槽壁兩側(cè)留一定精車余量。寬槽切削示意圖2021/6/2732

（2）車削槽側(cè)面倒角，一般斜向進(jìn)給，編制圖樣程序，考慮刀具的刀尖位置。2.車斜溝槽

（1）車削45°外溝槽，可用45°專用車刀，編制相應(yīng)程序加工。（2）車削圓弧溝槽時，采用專用端面圓弧刀，編制對應(yīng)程序加工。斜槽加工示意圖圓弧溝槽加工示意圖2021/6/2733毛坯為φ45mm×120mm的45鋼，用G00、G01、G71、G70、G75等指令進(jìn)行編程加工該零件。零件圖2021/6/2734一、工藝分析1.夾住毛坯φ45mm外圓，伸出大于55mm長→應(yīng)用G71循環(huán)指令粗車外輪廓，留精加工余量0.5mm外圓尺寸φ43.5mm、φ40.5mm。2.精車外輪廓至尺寸。3.更換車槽刀具T0202，加工3個5mm窄槽以及20mm±0.05mm寬槽。二、選擇刀具及確定切削用量1.刀具選擇PCLNR2020K12機夾外圓車刀和CFMR2020K04機夾切槽車刀。2021/6/2735

刀具參數(shù)表2021/6/27362.確定切削用量數(shù)控加工刀具及切削用量選擇3．程序編制2021/6/2737（下一頁續(xù)表）2021/6/2738續(xù)表2021/6/2739在FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控車床加工該零件。零件圖2021/6/2740第三節(jié)異形槽加工2021/6/27411.掌握M98、M99指令的應(yīng)用。2.了解異形槽加工的常見類型。3.能合理安排異形槽的粗、精加工工藝。4.能用多個刀補控制同一把刀具，以簡化異形槽編程。2021/6/2742一、子程序的定義數(shù)控加工程序種類：主程序、子程序。

主程序——一個完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主體部分。特點：和被加工零件或加工要求一一對應(yīng)；不同的零件或不同的加工要求，都有唯一的主程序。2021/6/2743

子程序——一組程序段在一個程序中多次出現(xiàn)，或者在幾個程序中都要使用它，這個典型的加工程序可以做成固定程序，并單獨命名。特點：不獨立的加工程序，只能通過調(diào)用，實現(xiàn)加工中的局部動作;子程序執(zhí)行結(jié)束后，能自動返回到調(diào)用的程序中。2021/6/2744二、子程序的嵌套

子程序的嵌套——子程序調(diào)用另一個子程序的功能。一級子程序：被主程序調(diào)用的子程序。在FANUC0i系統(tǒng)中，子程序可以嵌套4級。三、子程序的格式子程序和主程序并無本質(zhì)區(qū)別。區(qū)別：結(jié)束標(biāo)記不同。主程序結(jié)束指令：M02或M3。子程序結(jié)束指令：M99，并可以自動返回主程序。2021/6/2745子程序格式如下：

O0100；

G91G01Z-2.0；

…G91G28Z0；M99；注意：子程序結(jié)束指令M99，可以與它上面的語句并寫在一句中，如“G91G28Z0M99；”。2021/6/2746四、子程序調(diào)用1.指令格式在FANUC-0i系統(tǒng)中，子程序的調(diào)用可通過輔助功能代碼M98指令進(jìn)行，且在調(diào)用格式中將子程序的程序號改為P。常用的子程序調(diào)用格式有兩種。M98P××××L××××；如M98P00100L5或M98P50010都表示連續(xù)5次調(diào)用0010號程序。2021/6/27472.指令功能地址P后面的四位數(shù)字為子程序序號，地址L后的數(shù)字表示重復(fù)調(diào)用的次數(shù)，子程序號及調(diào)用次數(shù)前的0可省略不寫。如果只調(diào)用一次，則地址L及其后的數(shù)字可省略。2021/6/27483.編程實例加工該零件中的兩個直槽，用G00、G01、G04、M98、M99等指令編寫精加工程序。零件圖2021/6/2749（下一頁續(xù)表）2021/6/2750續(xù)表2021/6/2751一、一夾一頂裝夾

車削時，工件必須在車床夾具中定位并夾緊。粗車時一般采用一夾一頂?shù)难b夾方法。

一夾一頂裝夾方法——裝夾時，將工件的一端用三爪自定心卡盤夾緊，而另一端用后頂尖支頂?shù)难b夾方法。為了工件軸向位移，可以在主軸前端錐孔內(nèi)安裝一個限位支撐。1－限位支撐2－卡盤3－工件4－后頂尖

一夾一頂裝夾2021/6/2752二、一夾一頂車削工藝要求注意以下幾點：1.工件端面中心必須鉆中心孔。2.必須車削工藝臺階。3.卡盤部分不能夾持太長。4.車床尾座的軸線必須與主軸軸線重合。5.車床尾座套筒伸出長度不易過長。2021/6/2753三、鉆中心孔的工藝要求

1.中心孔和中心鉆的類型中心孔種類（GB/T145—2001規(guī)定）：A型（不帶護(hù)錐）B型（帶護(hù)錐）C型（帶護(hù)錐和螺紋）R型（弧形）2021/6/2754中心孔的類型、結(jié)構(gòu)及用途2021/6/27552.鉆中心孔的方法（1）校正尾座中心啟動車床，使主軸帶動工件回轉(zhuǎn)。移動尾座，使中心鉆接近工件端面，觀察中心鉆頭部是否與工件回轉(zhuǎn)中心一致，校正并緊固尾座。（2）切削用量的選擇和鉆削由于中心鉆直徑小，鉆削時應(yīng)取較高的轉(zhuǎn)速（一般取900～1120r/min），進(jìn)給量應(yīng)小而均勻（一般為0.05~0.2mm/r）。手搖尾座手輪時切勿用力過猛，當(dāng)中心鉆鉆入工件后應(yīng)及時加切削液冷卻、潤滑；中心孔鉆好后，中心鉆在孔中應(yīng)稍作停留，然后退出，以修光中心孔，提高中心孔的形狀精度和表面質(zhì)量。（3）鉆中心孔時的質(zhì)量分析由于中心鉆的直徑較小，鉆中心孔時極易出現(xiàn)各種問題。2021/6/2756鉆中心孔時容易出現(xiàn)的問題以及產(chǎn)生原因2021/6/2757四、一夾一頂時頂尖使用的工藝要求

后頂尖有固定頂尖和回轉(zhuǎn)頂尖兩種。

1.固定頂尖特點：剛度好，定心準(zhǔn)確；頂尖與工件中心孔的滑動摩擦，容易產(chǎn)生過多熱量，而將中心孔或頂尖“燒壞”。用途：只適用于低速加工、精度要求較高