數(shù)控機(jī)床操作加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)（第二版） 課件 項(xiàng)目三 任務(wù)4：數(shù)控車削槽的程序編寫

數(shù)控機(jī)床操作加工技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三數(shù)控車床的編程技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)4

數(shù)控車削槽的程序編寫任務(wù)目標(biāo)1.掌握數(shù)控車床槽加工工藝。2.掌握數(shù)控車床槽加工程序的編寫方法。3.認(rèn)識(shí)切槽刀，會(huì)選用切槽刀。4.培養(yǎng)學(xué)生對槽加工的工藝分析能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度。相關(guān)知識(shí)一、槽加工工藝分析（一）零件的裝夾1.利用軟卡爪，并適當(dāng)增加夾持面的長度，以保證定位準(zhǔn)確、裝夾穩(wěn)固。2.利用尾座及頂尖作輔助支承，采用一夾一頂方式裝夾，最大限度的保證零件裝夾的穩(wěn)定。（二）刀具的選擇及安裝1.刀具的選擇切槽刀是以橫向進(jìn)給為主，前端的切削刃為主切削刃，有兩個(gè)刀尖，一個(gè)左刀尖，一個(gè)右刀尖，兩側(cè)為副切削刃，刀頭窄而長，強(qiáng)度差；主切削刃太寬會(huì)引起振動(dòng)，切斷時(shí)浪費(fèi)材料，太窄又削弱刀頭的強(qiáng)度,切槽刀如圖3-4-2所示。圖3-4-2切槽刀1）主切削刃寬度可以用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：公式中,a—為主切削刃的寬度（mm）d—為待加工零件表面直徑（mm）2）刀頭的長度可以用如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：L=h+（2～3）公式中，L—為刀頭長度（mm）h—為被切零件的壁厚（mm）2.刀具的安裝切槽刀的主切削刃應(yīng)安裝在與車床主軸軸線平行并等高的位置上，過高過低都不利于切削。切削過程中如果出現(xiàn)切削平面呈凹凸形等，為避免切槽刀主切削刃磨損及“扎刀”，就要注意調(diào)整車床主軸速度和進(jìn)給量。

（三）切削用量的選擇切槽加工一般安排在粗車和半精車之后，精車之前。若零件的剛性好或精度要求不高時(shí)也可以在精車后再切槽。切削用量確定如下：1.背吃刀量ap當(dāng)橫向切削時(shí)，切槽刀的背吃刀量等于刀的主切削刃寬度，所以只需要確定切削速度和進(jìn)給量。2.進(jìn)給量f由于刀具剛性、強(qiáng)度及散熱條件較差，所以應(yīng)適當(dāng)減少進(jìn)給量。進(jìn)給量太大時(shí)，容易使刀折斷；進(jìn)給量太小時(shí)，刀具與工件之間產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦?xí)鹫饎?dòng)。一般用高速鋼刀具車鋼料時(shí)，f取0.05-0.1mm/r；用高速鋼刀具車鑄鐵時(shí)，f取0.1-0.2mm/r；用硬質(zhì)合金刀車鋼料時(shí)，f取0.1-0.2mm/r；用硬質(zhì)合金刀車鑄鐵時(shí)，f取0.15-0.25mm/r。3.切削速度v切槽或切斷時(shí)的實(shí)際切削速度隨刀具的切入越來越低，因此切槽或切斷時(shí)切削速度可選高一些。用高速鋼車刀加工鋼料時(shí)，v取30-40m/min；加工鑄鐵時(shí)，v取15-25m/min；用硬質(zhì)合金刀車鋼料時(shí)，v取80-120m/min；加工鑄鐵時(shí)，v取60-100m/min。參考表3-4-1表3-4-1槽加工切削用量參考表切槽（切斷）加工條件進(jìn)給量f（mm/r）切削速度v（m/min）高速鋼刀具加工鋼料0.05-0.130-40高速鋼刀具加工鑄鐵0.1-0.215-25硬質(zhì)合金刀具加工鋼料0.1-0.280-120硬質(zhì)合金刀具加工鑄鐵0.15-0.2560-100

（四）切削液的選擇切槽過程中，為了解決切槽刀刀頭面積小，散熱條件差，易產(chǎn)生高溫而降低刀片切削性能的問題，可以選擇冷卻性能較好的乳化類切削液進(jìn)行噴注，使刀具充分冷卻。

二、槽加工特點(diǎn)1.切削變形大。當(dāng)切槽時(shí)，由于切槽刀的主切削刃和左、右副切削刃同時(shí)參加切削時(shí)，切屑排出時(shí)，受到槽兩側(cè)的摩擦、擠壓作用，會(huì)導(dǎo)致切削變形增加。2.切削力大。切削過程中切屑與刀具、工件的摩擦以及被切金屬的塑性變形大，所以在切削用量相同的條件下，切槽時(shí)切削力比車外圓時(shí)的切削力大20%-25%。3.切削熱比較集中。當(dāng)切槽時(shí)，塑性變形大，摩擦劇烈，故產(chǎn)生的切削熱也多，會(huì)加劇刀具的磨損。4.刀具剛性差。通常切槽刀主切削刃寬度較窄（一般為2-6mm），刀頭狹長，所以刀具的剛性差，切斷過程中容易產(chǎn)生振動(dòng)。三、切槽（切斷）加工方法1．外溝槽加工1）對于精度要求不高、寬度較窄的溝槽，可采用與槽等寬的切槽刀，采取橫向直進(jìn)法一次加工完成。如圖3-4-3所示。圖3-4-3精度要求不高、寬度較窄溝槽的加工2）對于窄槽槽寬精度要求較高時(shí)，可采用粗車、精車二次進(jìn)給切削完成，即第一次車削在槽的兩邊留有一定的精加工余量，第二次用等寬刀具修整，并采用G04延時(shí)暫停指令，讓刀具到達(dá)槽底暫停幾秒，進(jìn)行無進(jìn)給光整加工，以提高槽底的加工精度，如圖3-4-4所示。槽兩邊留有精加工余量用等寬刀具精車槽圖3-4-4窄槽槽寬精度要求較高的加工3）對于精度要求較高的寬槽，可以采用排刀法加工，先粗切槽，在槽底和槽的兩側(cè)留有一定的精加工余量，最后精車槽。如圖3-4-5所示。圖3-4-5精度要求較高的寬槽4）異形槽加工異形槽加工方法，采取先加工直槽，然后修整輪廓的方法進(jìn)行，如圖3-4-6所示。圖3-4-6異形槽三、槽加工程序的編寫1.外溝槽圖3-4-7活塞程序編制步驟如下：1)分析零件圖樣和工藝要求（1）從圖3-4-7可以看出該零件為軸類零件，選擇在數(shù)控車床上進(jìn)行加工；（2）在數(shù)控車床上使用三爪卡盤裝夾工件，四工位刀架安裝刀具，1號(hào)刀位安裝90°外圓車刀，2號(hào)刀位安裝切槽刀。（3）從圖3-4-7可以看出該零件加工精度要求較低，只需要選擇1把90°外圓車刀、1把刀寬為4mm的切槽刀、一個(gè)中心鉆、一個(gè)Φ10的鉆頭、一個(gè)刀頭厚度小于10mm的內(nèi)孔鏜刀即可，由于孔加工程序在后面內(nèi)容講解，本次編程只需編寫槽加工程序。（4）加工路線選擇如下：①對刀建立工件坐標(biāo)系，將工件坐標(biāo)系設(shè)在工件的右端面與主軸軸線的交點(diǎn)處。②刀具定位點(diǎn)設(shè)置在X坐標(biāo)為42mm、Z向靠近工件端面2-5mm的位置，取X42Z2，切槽起刀點(diǎn)定位在X42Z-6位置。2）槽加工程序如下O0346;S400M03F0.1T0202；G00X42Z2；Z-6；G01X32；X42；G00X100Z100；M30；2.寬槽加工1）圖紙分析如圖3-4-8所示為離合器零件圖紙，從圖紙可以看出外圓加工精度較低，用前面所學(xué)指令即可完成零件程序的編制。該零件槽寬為20mm，槽底直徑為Φ32+0.05，槽底及兩側(cè)表面粗糙度Ra為1.6，總體要求比較高。根據(jù)寬槽零件加工特點(diǎn)可以選擇排刀法加工。如選擇切槽刀刀寬度為4mm，需要多次加工才能完成零件的加工，這樣給編程帶來很多麻煩，為了簡化編程，可以使用G75切槽復(fù)合循環(huán)指令編寫槽加工程序。2）G75切槽復(fù)合循環(huán)指令（1）使用場合適合切削較寬和較深的槽。只要給出槽的起始點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)、每次的切入量、退出量，Z向的移動(dòng)量等參數(shù)就可以把槽加工出來。（2）指令格式（3）指令含義（4）走刀軌跡模擬，如圖3-4-9所示。（5）編寫加工程序O0347；（從右向左加工槽）……N1；（粗加工槽）S400M03T0202F0.1；G00X61Z2；Z-29.2；G75R1；G75X32.2Z-44.8P5000Q3800R0；G00X100Z100；M05；M00；N2；（精加工槽）S800M03T0202F0.08；G00X61Z-29；G01X32；Z-45；X61；G00X100Z100；M05；M30；3.異形槽加工1）圖紙分析從圖3-4-10所示，該零件外圓加工可以通過所學(xué)習(xí)的G01指令完成零件程序的編制，在加工帶輪槽時(shí)，可以選擇刀寬為4mm的切槽刀，使用G75指令編寫加工程序，先加工11.096mm直槽，然后再用切槽刀修整槽的兩邊。整個(gè)零件表面粗糙度沒做要求，槽底尺寸控制在Φ42—Φ41.9之間即可。3）編寫加工程序O0349；（從右向左加工帶輪槽）G97S400M03G99F0.1T0202；（刀寬4mm）G00X58Z-21.644；G75R0.1；G75X42Z-14.548P2000Q3500；G00Z-24.192；G01X56；X42W2.548；X58；Z-12；G01X56；X42W-2.548；G00X100；Z100；M30；任務(wù)實(shí)施1.根據(jù)圖3-4-8圖紙要求，分組在數(shù)控車床仿真軟件上完成零件的加工。2.小組成員之間互相檢查程序編寫是否正確？3.在Fanuc數(shù)控車床上正確完成零件的裝夾、刀具的安裝、程序的輸入、零件的加工及檢測等。4.能力拓展1）如圖3-4-8所示零件圖，試著從左向右完成槽粗精加工程序的編制。要求先在數(shù)控車床仿真軟件上完成零件的模擬加工，然后到數(shù)控車床上完成零件的加工。2）如圖3-4-10所示零件圖，試著從左向右完成帶輪槽加工程序的編制。要求先在數(shù)控車床仿真軟件上完成零件的模擬加工，然后到數(shù)控車床上完成零件的加工。一、填空題1．切槽刀是以

進(jìn)給為主，前端的切削刃為

，有

刀尖，一個(gè)左刀尖，一個(gè)右刀尖，兩側(cè)為

，刀頭窄而長，強(qiáng)度

。2.切槽刀的主切削刃應(yīng)安裝在與車床

平行并等高的位置上，過高過低都不利于切削。3．切槽加工一般安排在

和

之后，

之前。若零件的剛性好或精度要求不高時(shí)也可以在

后再切槽。4.一般用高速鋼刀具車鋼料時(shí)，f取

mm/r；用高速鋼刀具車鑄鐵時(shí)，f取

mm/r；用硬質(zhì)合金刀車鋼料時(shí)，f取

mm/r；用硬質(zhì)合金刀車鑄鐵時(shí)，f取

mm/r。5.用高速鋼車刀加工鋼料時(shí)，v取

m/min；加工鑄鐵時(shí)，v取

m/min；用硬質(zhì)合金刀車鋼料時(shí)，v取

m/min；加工鑄鐵時(shí)，v取

m/min。練習(xí)與提高1.如圖3-4-12所示，已知毛坯為Φ50mmX100mm的45#鋼，試用G00、G01指令可以完成零件的程序編制與加工。要求寫出加工工藝，先在數(shù)控車床仿真軟件上完成零件的模擬加工，然后到數(shù)控車床上完成零件的加工。

圖3-4-12軸類零件的加工（窄槽）2.如圖3-4-13所示，已知毛坯為Φ50mmX100