項目五切槽加工

1、項目五 溝槽加工【內容框架】第 1 頁，共 22 頁項目描述】本項目研究槽的加工。先了解槽加工的特點及槽的種類、作用。1. 槽加工的特點槽加工是數控加工的重要內容之一，它包括外溝槽、內溝槽、端面槽（如圖 5-1 所示）等。軸類零件外螺紋一般都帶有退刀槽、 砂輪越程槽等； 套類零件內螺紋也常常帶有內溝槽。不同的是要將槽一直切到工件中心故對切槽刀要求更高。槽加工切斷與車外直溝槽相類似，（b） 車內溝槽圖 5-1 槽的種類（c） 車端面槽1）切槽刀刀頭寬度較窄，般為 3-5mm，故刀具剛度較差， 切削過程中容易產生扎刀、 振動甚至斷刀現象。2）加工窄槽時，槽寬有刀頭寬度決定。對尺寸要求高的窄槽，刀寬

2、控制較為難。（3）加工內溝槽時，刀具后刀面容易與工件加工表面發(fā)生干涉與擠壓，不易裝刀。（4）槽尺寸測量困難。2. 槽加工的技術要求對溝槽加工的技術要求主要有以下幾個方面：1）尺寸公差等級通常為 IT8 級；2）形位公差等級 IT8 ；3） 表面粗糙度 Ra 值應達到 3.2um 。第 2 頁，共 22 頁任務一 切削外溝槽【任務說明】 掌握外溝槽的加工與編程方法，為螺紋的加工和綜合復雜零件的加工做 好準備。技能點 G75 與子程序指令的正確應用能力； 準確控制切槽寬度，保證零件加工精度并具備分析切槽質量的能力； 加工等距槽、不等距槽及寬槽的能力。知識點 G75 的含義和編程格式； 子程序加工槽

3、的應用；【任務引入】加工如圖 5-2 所示的零件，如何編排工藝，如何編寫程序？第 3 頁，共 22 頁圖 5-2 螺紋加工零件圖工作任務】在數控車床上加工如圖 5-2 所示的零件，毛坯 55mm 102mm的 45 鋼，需完成該零 件程序編制并加工?！救蝿辗治觥考庸ご祟惲慵?，可直接采用三爪自定心卡盤裝夾。首先加工工件左端部分，夾毛坯55mm ，伸出卡盤右端面 55mm ，加工工件右端 55mm 外圓，外切槽， R8圓弧并保證其 尺寸精度。然后掉頭裝夾 55mm 外圓，伸長 58mm ，打表找正，加工工件右半部分三角形 外螺紋，退刀槽及外錐輪廓，并保證尺寸精度。螺紋加工是本節(jié)課的學習重點，掌握其

4、加工 方法和編程方法，并用螺紋環(huán)規(guī)進行精度檢驗 .1. 圖樣分析該零件毛坯尺寸為 55 。由外圓、外切槽、圓弧、三角形外螺紋等輪廓組成。通過分析，可通過兩次裝夾來完成本零件圖紙加工。 工件所有加工表面的表面粗糙度為 Ra3.2um第 4 頁，共 22 頁 該零件尺寸標注完整，輪廓描述清楚，零件材料選用 45 鋼，無熱處理和硬度要求，適合在 數控車床上加工。2. 難點分析該零件雖然形狀比較簡單，但是計算有兩處，程序編寫比較繁雜，部分輪廓尺寸精度 要求較高， 形位公差要求較高。 該零件的加工難點在于如何確保外切槽寬尺寸及槽槽底尺寸 精度和外螺紋與 5000.039 外圓的同軸度要求。3. 工藝分析

5、（1）確定裝夾方案工件毛坯為 55 鋼料，因工件需要雙頭加工，所以需要兩次裝夾完成加工。夾具用三 爪自定心卡盤裝夾， 裝夾面選擇工件左端毛坯外圓， 伸出長度 60mm（應考慮機床的 Z 向限 位，刀架側面與卡爪端面需保持一定安全距離） ，完成工件外溝槽部分加工。（2）工件原點 以工件右端面與軸線交點為工件原點，建立工件坐標系（采用試切對刀建立） 。（3）加工工藝路線為解決上述加工難點， 在編制加工工序時， 應按粗精加工分開原則進行編制。 用自定心 三爪卡盤夾持毛坯外圓， 粗精加工零件左端輪廓， 再加工右邊輪廓， 制訂以下加工工藝路線： 手動加工 500 0. 03 mm的端面粗加工 500 0

6、. 03 mm的外圓和 R8圓弧（留有 0.5 的 余量） 精加工 500 0. 03 mm的外圓和 R8圓弧粗加工外溝槽 （留有 0.5 的余量） 精加 工外溝槽保證槽底和槽寬調頭， 裝夾 50外圓，伸長 65mm手動加工端面粗加工26外圓和錐度 （留有 0.5 的余量） 精加工 26 外圓和錐度粗加工退刀槽 4X1.5 精加工退 刀槽 4X1.5 加工 M26X2-6g螺紋。4. 編制數控加工工藝卡片 （見表 6-1 ）表 6-1 螺紋軸數控加工工藝卡片實訓項目項目四零件圖號4-2系統(tǒng)FANUC材料45第 5 頁，共 22 頁零件圖程序名稱工工序號步10切削用量工量具T 刀具主軸轉數進給速

7、度工步內容裝夾毛坯，伸長 60mm車平端面，試切外圓粗加工 50 外圓和 R8 圓弧精加工 50 外圓和 R8 圓弧粗加工外溝槽精加工外溝槽保證槽底和槽寬卡盤扳手外圓千分尺外圓千分尺卡尺、葉片千分尺卡尺、葉片千分尺調頭，裝夾 50 外圓，伸長 65mm 卡盤扳手打表找正磁力表座T0101T0101T0101T0202T0202S/( r/min )F/(mm/r)背吃刀量ap/(mm)8000.21.51500150050010000.050.050.050.050.50.50.5車平端面，?？傞L 98游標卡尺T010112000.10.5粗加工 26 外圓和錐度外徑千分尺T01015000.

8、2第 6 頁，共 22 頁11精加工 26 外圓和錐度外徑千分 尺T010112000.10.512粗加工退刀槽 4X1.5游標卡尺T02026000.05113精加工退刀槽 4X1.5游標卡尺T020210000.10.514加工 M26X2-6g 螺紋螺紋環(huán)規(guī)T0303600215拆下零件，去毛刺，檢測方法一 : 用 G01直線插補切槽 , 指令如下：G01 X30 F0.15G04 X1.5G04 表示暫停。 G04 的格式：G04 P 或 G04 X/U其中， P、 X/U 為暫停時間， P 后面的數字為整數，單位為 ms， X/U 后面為帶小數點的 數，單位為 s 。G04P1500

9、或 G04X1.5，均為暫停 1.5s 。該指令使指令暫停執(zhí)行，但主軸不停 轉，用于車削環(huán)槽、不通孔。方法二：用 G75 寬槽及等距槽G75 R（ e）；G75 X（U） Z（W） P（i）Q（k）R（d）F ； e退刀量，該值是模態(tài)值；X（U）、 Z（W）切槽終點處坐標值；i X方向每次切削深度（該值用不帶符號的值表示），單位微米（半徑值） ；k刀具完成一次徑向切削后，在Z 方向的移動量，單位微米；d刀具在切削底部的退刀量， d 的符號總是“ +”值，通常不指定； F切槽進給速度。第 7 頁，共 22 頁編程舉例 用 G75 編寫下圖中的寬槽，將工件原點設在工件的右端面，刀寬3mm，刀位點在

10、切斷刀左刀尖。參考程序如下：O0002;T0101;M03 S500;G00 X42.0 Z-29.0 ；G75 R0.3 ；G75X32.0 Z-45.0 P1500Q2000 F0.1 ；G00 X100.0 Z100.0 ；M30；【任務實施 】一、加工準備與加工要求1. 加工準備（ 1）選用機床為 FANUC 0i 系統(tǒng)的 CKA6140型數控車床。（2）刀具準備（具體參數見表 6-2 ）表 6-2 數控加工刀具選用卡刀具號 刀具名稱 刀片規(guī)格 加工表面 參考圖片 備注第 8 頁，共 22 頁T010193°外圓車刀35°菱形R0.4外圓、端面粗車、精車T0202車

11、斷刀寬 3mm車槽、車斷T0303螺紋車刀16ER2.0外螺紋3）工、量具準備（具體參數見表6-3 ）表 6-3 數控工、量具選用卡序號量具名稱規(guī)格精度參考圖片備注1游標卡尺01500.022葉片千分尺25500.013外徑千分尺25500.014螺紋環(huán)規(guī)M26X2-6g5游標深度尺01500.026卡盤、刀架扳手2. 加工要求1）操作技能考核總成績見表 6-4 。表 6-4 操作技能考核總成績表序號 項目名稱 配分 得分 備注第 9 頁，共 22 頁1現場操作規(guī)范102工件質量90合計1002）現場操作規(guī)范評分見表 6-5 。表 6-5 現場操作規(guī)范評分表序號項目考核內容配分考場表現得分1現

12、場操作規(guī)范正確使用機床22正確使用量具23合理使用刃具24設備維護保養(yǎng)4合計103 ）工件質量評分見表 6-6 。表 6-6 工件質量評分表序號考核項目扣分標準配分得分1長度 /mm98 0.030.03每超差 0.01 扣 2 分62194348446445槽06 0.1每超差 0.01 扣 2 分866 0.036 0.03每超差 0.01 扣 2 分8728不合格不得分484X1.5不合格不得分29圓弧R8不合格不得分210R1不合格不得分211外圓 /mm5000.039每超差 0.01 扣 2 分812錐度 200 3'不合格不得分6134000.039每超差 0.01 扣

13、2 分814螺紋M26X2-6g不合格不得分10第 10 頁，共 22 頁15倒角C1（1 處）不合格不得分216表面粗糙度/ umRa3.2 （ 6 處）降級不得分12合計90評分人年 月 日核分人年 月 日二、參考程序 外切槽參考加工程序如下表 6-7 所示。表 6-7 加工工件外溝槽參考程序加工工件左端部分兩個外切槽 外切槽刀（刀寬 3mm）程序段號程序內容說明N10O0002第一個外切槽程序N20T0202 M03 S500調用刀補，主軸正轉N30G00 X52 Z-9第一個切槽起刀點N40G75 R0.3切削后退量 0.3mmN50G75 X40 Z-14 P1500 Q2000 F

14、0.1切至終點坐標 X40Z-14 ，X 向切深 1.5mm， Z 向平移 2mmN60G00 Z-23刀具快速移到第二個槽起點N70G75 R0.3切削后退量 0.3mmN80G75 X40 Z-28 P1500 Q2000 F0.1切至終點坐標 X40Z-14 ，X 向切深 1.5mm， Z 向平移 2mmN90G00 X100X 向退刀N100G00 Z200Z 向退刀N110M30程序結束并回到開頭加工右端部分螺紋退刀槽程序 切槽加工 刀寬 4mmN10O1237程序名N20T0202 M03 S500換切槽車刀，主軸正轉N30G00 X32 Z-19移動至切槽起點處N40G01 X2

15、3 F50切槽至尺寸處N50X32 F100退至切槽起點處N60G00 X100X 向退至安全位置N70Z200Z 向退至安全位置N80M30程序結束并回到開頭第 11 頁，共 22 頁【評價反饋】具體評價反饋如表 6-8 所示。表 6-8 實訓任務自我反饋表質量問題分析及解決方法操作種類操作步驟操作要點教師評價準備工作檢查機床，準備好工、量、刀具和毛坯機床動作應正常， 量具校對 準確，刀具高度調整好?！静僮鳌恳?guī)范 不規(guī)范開始1. 裝夾工件2. 裝夾刀具工件伸出長度應合適并夾 牢，刀具安裝角度應準確?！静僮鳌?規(guī)范 不規(guī)范對刀試切1. 試切端面外圓2. 測量并輸入刀補刀補的正確性可通過 MDI

16、 方 式執(zhí)行刀補， 檢查刀尖位置 與坐標顯示是否一致?！静僮鳌?規(guī)范 不規(guī)范輸入編輯編輯方式下，完成程序的輸入注意程序的代碼，指令格 式，輸好后對照原程序檢查 一遍。【操作】 規(guī)范 不規(guī)范空運行檢查自動方式下將機床鎖住， MST鎖住， 打開空運行，調出圖形窗口，設置 好圖形參數，開始執(zhí)行檢查刀路軌跡與編程輪廓 是否一致，結束空運行后， 注意回復到機床初始坐標 狀態(tài)?！静僮鳌恳?guī)范 不規(guī)范單段試運行自動加工開始前，先按下“單段循 環(huán)”，然后按下“循環(huán)啟動” 。單段循環(huán)開始時進給及快 速倍率由低倒高， 運行中主 要檢查刀尖位置， 程序軌跡 是否正確?！静僮鳌恳?guī)范 不規(guī)范【讀數】 正確 不正確自動連續(xù)

17、加工關閉“單段循環(huán)” ，執(zhí)行連續(xù)加工注意監(jiān)控程序的運行。 發(fā)現 加工異常，按進給保持鍵。 處理好后，恢復加工?！静僮鳌?規(guī)范 不規(guī)范刀具補償調整 尺寸粗車后，加工暫停，根據實測工件 尺寸，進行刀補的修正。實測工件尺寸，如偏大，用 負值修正刀偏， 反之用正值 修正刀偏?！静僮鳌恳?guī)范 不規(guī)范加工結束整理好工、量、刀具，關閉機床，打掃衛(wèi)生按“7S”要求完成【操作】 規(guī)范 不規(guī)范第 12 頁，共 22 頁任務小結】1、 編程方法比較。由本任務及拓展任務編程分析可知，用G75 加工等距槽和寬槽十分方便，加工等距槽時可自動調刀至下一個切槽起點；加工寬槽時能在切削過程中退刀以 方便斷屑。對于不等距槽，則可采

18、用調用子程序來實現加工。2、 調用子程序時，要注意調到位置及各切槽起點的坐標值的計算。3、從切刀點移刀先移 X 方向，再移 Z方向，加工窄槽時退刀要直退即 X方向移刀，不要 兩個軸同時移刀，以免撞刀。4、注意切槽時刀位點有三個（左、中、右） ，視基準標注情況而定，一般左刃刀尖為刀位 點。5、刀寬直接影響工件的槽寬及程序的編寫。6、正確選擇刀頭寬度，否則容易引起振動并浪費材料，刀頭長度也不易太長以免振動和 刀頭折斷。7、切削速度應比車削外圓適當小些，但進給量不可太小，容易引起振動。做一做】用數控車床手動加工如圖 6-3 所示零件，毛坯為 50mm×102mm，材料為 45 鋼。圖 6-

19、3 數控車床車削外溝槽實訓圖第 13 頁，共 22 頁任務二 車削內溝槽（知識拓展）任務說明】 掌握內溝槽的加工與編程方法能正確處理加工中的工藝問題。 技能點 正確選擇車削內溝槽刀具的能力； 正確處理車削內溝槽的工藝問題的能力； 加工內溝槽的能力；知識點 內溝槽的加工工藝方法；任務引入】加工如圖 6-4 所示的零件，若在數控車床上加工，內孔的尺寸如何控制？圖 6-4 臺階通孔加工零件圖第 14 頁，共 22 頁【工作任務】在數控車床上加工如圖 6-4 所示零件內溝槽， 毛坯為項目五所完成的工件， 試完成其加 工。加工此類零件，一般可選用 55mm的 45 鋼毛坯棒料。在數控車床上則可以一次對刀

20、， 一次測量通過程序完成所有外圓和內孔及內溝槽的加工，再切斷工件控制長度。1. 圖樣分析 該零件毛坯已經在項目六中完成，只需在之前加工過的零件的內孔部分加工一個內溝 槽即可。內溝槽的尺寸為 5X2，而內溝槽刀的刀片寬度為 2mm，所以需要進行三次車削。2. 難點分析 內溝槽尺寸小，對于刀具的強度、刀桿的剛度有比較高的要求，由于視線受阻，無法 直接觀看，在加工過程中很容易發(fā)生撞刀。3. 工藝分析（1）確定裝夾方案工件毛坯為成型工件， 單頭加工， 只需一次裝夾即可完成加工。 夾具用三爪自定心卡盤 裝夾，裝夾面選擇工件外圓，對于伸出長度不作要求。（2）工件原點 以工件右端面與軸線交點為工件原點，建立

21、工件坐標系（采用試切對刀建立） 。（3）加工工藝路線粗加工 5X2 的內溝槽精加工 5X2的內溝槽。4. 編制數控加工工藝卡片 （見表 6-9 ）第 15 頁，共 22 頁表 6-9 臺階軸數控加工工藝卡片. 內溝槽的作用1）退刀作用用作為加工內螺紋、鏜內孔和磨內孔等加工退刀時使用。（2）密封作用用作在內溝槽里面嵌入油毛氈等密封軟介質，可防止設備內油液溢出。（3）通道作用可用作液壓和氣壓滑閥中，通油和通氣的導槽。二、內溝槽的車削方法車削內溝槽時， 刀桿直徑受孔徑和槽深的限制， 比鏜孔時的直徑還要小， 特別是車孔徑 小，溝槽深的內溝槽時，情況更為突出。內溝槽時排屑特別困難，先要從溝槽內出來，然后

22、 再從內孔中排出，切屑的排出要經過90°的轉彎。第 16 頁，共 22 頁加工寬槽車削內溝槽時的尺寸控制方法： 狹槽可選用相對應準確的刀頭寬度加工出來。和多槽工件時， 可在編程時采用移位法、 調用子程序和采用 G75 切槽復合循環(huán)指令編程方法 進行內溝槽加工。 車削梯形槽和倒角槽時， 一般可采用先加工出與槽底等寬的直槽， 在沿相 應梯形角度或倒角角度，移動刀具車削出梯形槽和倒角槽。三、切削用量的選擇1）背吃刀量橫向切削時，切斷刀（槽刀）的背吃刀量等于刀的主切削刃寬度（ap=a），所以只需確定切削速度和進給量。2）進給量 f由于刀具剛性、 強度及散熱條件較差比其他車刀低， 所以應適當地

23、減小進給量。 進給量 太大時，容易使刀折斷； 進給量太小時， 刀后面與工件產生強烈摩擦會引起振動。 具體數值 根據工件和刀具材料來決定。一般用高速鋼切刀車鋼料時， f=0.05 0.1mm/r ；車鑄鐵時， f=0.1 0.2mm/r 。用硬質合金刀加工鋼料時， f=0.1 0.2mm/r ；加工鑄鐵料時， f=0.15 0.25mm/r 。3 ）切削速度 v切斷時的實際切削速度隨刀具的切入愈來愈低， 因此切斷時的切削速度可選得高些。 用 高速鋼切削鋼料時， v=30 40m/min；加工鑄鐵時， v=15 25m/min。用硬質合金切削鋼料時， v=80 120m/min；加工鑄鐵時， v=

24、60 100m/min 。1. 選擇和安裝內溝槽刀時注意事項；2. 內溝槽加工編程參數的設置。內溝槽刀安裝注意事項：內溝槽車刀跟切斷刀的幾何形狀基本上一樣， 只是安裝方裝方向相反。 安裝時應使主刀 刃跟內孔中心等高， 兩側副偏角須對稱。 車內溝槽時，刀頭伸出的長度應大于槽深，同時應 保證刀桿直徑加上加上刀頭在刀桿上伸出的長度小于內孔直徑。任務實施 】、加工準備與加工要求第 17 頁，共 22 頁1. 加工準備1）選用機床為 FANUC 0i 系統(tǒng)的 CKA6140型數控車床。2）刀具準備（具體參數見表6-10 ）表 6-10 數控加工刀具選用卡刀具號刀具名稱刀片規(guī)格加工表面參考圖片備注T010

25、193°外圓車刀35°菱形R0.4外圓、端面粗車、精車T0202內孔車刀TN60內孔粗車、精車T0303內切槽刀刀寬 2mm加工內槽3）工、量具準備（具體參數見表6-11 ）表 6-11 數控工、量具選用卡序號量具名稱規(guī)格精度參考圖片備注1游標卡尺01500.022游標深度尺01500.023內溝槽外徑千分尺1.27 26.60.014內溝槽千分尺0.015內徑百分表18350.01第 18 頁，共 22 頁1）操作技能考核總成績見表 6-12 。表 6-12 操作技能考核總成績表序號項目名稱配分得分備注1現場操作規(guī)范102工件質量90合計1002）現場操作規(guī)范評分見表 6

26、-13 。表 6-13 現場操作規(guī)范評分表序號項目考核內容配分考場表現得分1現場操作規(guī)范正確使用機床22正確使用量具23合理使用刃具24設備維護保養(yǎng)4合計103 ）工件質量評分見表 6-14 。表 6-14 工件質量評分表序號考核項目扣分標準配分得分1長度 /mm30不合格不得分10224不合格不得分1038不合格不得分5415不合格不得分55外圓 /mm50不合格不得分106圓弧R8不合格不得分57內孔 /mm2200. 03每超差 0.01 扣 2 分1582600.03每超差 0.01 扣 2 分159內溝槽5X2不合格不得分1010表面粗糙度/ umRa3.2 （ 3 處）降級不得分5

27、合計90第 19 頁，共 22 頁年 月 日核分人評分人二、參考程序 參考加工程序如表 6-15 所示。表 6-15 加工工件內溝槽參考程序程序號 O5102 加工工件右端部分，工件坐標系 X1O1Z1)程序段號程序內容說明N10G99 G21 ；程序初始化N20T0101；換 1 號內孔刀，調用 01 號刀補N30M03 S400 ；主軸正轉 400r/minN40G00 X100 Z100 ；刀具快速移動到換刀點N50G00 X20 Z2 ；快速接近工件 , 準備車削端面N60G01 Z-24 F0.2 ；N70X30；N80X20；N90Z-22；N100X30；N110X20內溝槽粗加工N120Z-21N130X30N140X20N150Z2N160G00 Z100；N170X100；N180M05；主軸停止N190M00 ；暫停程序，測量工件并修正刀補N200T0101；刀具運行N210G00 X20 Z2 ；定位至精車循環(huán)起點N220M03 S400；主軸正轉 1000 r/minN230G01 Z-24 F0.1 ；N240X30內溝槽精加工N250Z-21N260X20第 20 頁，共 22 頁N270Z2N280G00 X100 Z100 ；N290M05；回換刀點，程序結束N300M30；【評價反饋】 具體評價反