第四章 槽類零件加工 數(shù)控車床編程【高等教學(xué)】

1、第四章 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,2,行業(yè)學(xué)習(xí),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,4,行業(yè)學(xué)習(xí),1.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,5,行業(yè)學(xué)習(xí),一、G04延時 1. 指令格式 G04 X ； 或 G04 U ； 或 G04 P ； 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

2、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,6,行業(yè)學(xué)習(xí),3. 編程實(shí)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,7,行業(yè)學(xué)習(xí),8,行業(yè)學(xué)習(xí),二、徑向車槽循環(huán)指令G94 G94 X（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30mm的棒料，采用G94編寫加工程序,零件圖實(shí)物圖 等距直槽,9,行業(yè)學(xué)習(xí),10,行業(yè)學(xué)習(xí),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)

3、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00.2mm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,11,行業(yè)學(xué)習(xí),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(shí)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

4、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,12,行業(yè)學(xué)習(xí),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,13,行業(yè)學(xué)習(xí),毛坯為45mm120mm的45鋼，用系統(tǒng)所學(xué)指令G00、G01、

5、G04進(jìn)行編程加工該零件,零件圖,14,行業(yè)學(xué)習(xí),一、工藝分析 1. 夾住毛坯45mm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43.5mm、40.5mm。 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200.05mm,15,行業(yè)學(xué)習(xí),二、選擇刀具及確定切削用量 1. 刀具選擇 機(jī)夾外圓車刀，刀具型號PCLNR2020K12；機(jī)夾車槽車刀，刀具型號為CFMR2020K04；切斷刀，刀具型號CFMR 32-04,車槽刀圖,刀具參數(shù)表,16,行業(yè)學(xué)習(xí),切斷刀圖,刀具參數(shù)表,17,行業(yè)

6、學(xué)習(xí),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,18,行業(yè)學(xué)習(xí),下一頁續(xù)表,19,行業(yè)學(xué)習(xí),續(xù)表,20,行業(yè)學(xué)習(xí),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,21,行業(yè)學(xué)習(xí),續(xù)表,22,行業(yè)學(xué)習(xí),用FANUC 0i系統(tǒng)加工該零件,零件圖,23,行業(yè)學(xué)習(xí),第二節(jié) 矩形槽加工,24,行業(yè)學(xué)習(xí),1.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),25,行業(yè)學(xué)習(xí),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(diǎn)后，返回起

7、點(diǎn)（G75起點(diǎn)和終點(diǎn)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(diǎn)X（U）Z（W）與起點(diǎn)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,26,行業(yè)學(xué)習(xí),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,27,行業(yè)學(xué)習(xí),二、G75徑向車槽復(fù)合循環(huán) 1. 指令格式 G75 R _ G75 X（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(diǎn)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,28,行業(yè)學(xué)習(xí),2.

8、編程實(shí)例 加工該零件槽，用G00、G75指令編寫精加工程序,零件圖,29,行業(yè)學(xué)習(xí),30,行業(yè)學(xué)習(xí),車槽的工藝方法 一、車槽的工藝特點(diǎn) 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。總切削力與功耗大，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(shí)際在車槽底面形成的是阿基米德螺旋線，由此造成實(shí)際前角、后角都在不斷變化，使過程更為復(fù)雜,31,

9、行業(yè)學(xué)習(xí),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,32,行業(yè)學(xué)習(xí),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

10、應(yīng)程序加工,斜槽加工示意圖,圓弧溝槽加工示意圖,33,行業(yè)學(xué)習(xí),毛坯為45mm120mm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,34,行業(yè)學(xué)習(xí),一、工藝分析 1. 夾住毛坯45mm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43.5mm、40.5mm。 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20mm0.05mm寬槽。 二、選擇刀具及確定切削用量 1. 刀具選擇 PCLNR2020K12機(jī)夾外圓車刀和CFMR 2020K04機(jī)夾切槽車刀,35,行業(yè)學(xué)習(xí),刀具參數(shù)表,36,行

11、業(yè)學(xué)習(xí),2. 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,37,行業(yè)學(xué)習(xí),下一頁續(xù)表,38,行業(yè)學(xué)習(xí),續(xù)表,39,行業(yè)學(xué)習(xí),在FANUC 0i系統(tǒng)數(shù)控車床加工該零件,零件圖,40,行業(yè)學(xué)習(xí),第三節(jié) 異形槽加工,41,行業(yè)學(xué)習(xí),1.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(bǔ)控制同一把刀具，以簡化異形槽編程,42,行業(yè)學(xué)習(xí),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(diǎn)：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

12、主程序,43,行業(yè)學(xué)習(xí),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(dú)命名。 特點(diǎn)：不獨(dú)立的加工程序，只能通過調(diào)用，實(shí)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,44,行業(yè)學(xué)習(xí),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FANUC 0i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,45,行業(yè)學(xué)習(xí),子程序格式如下： O0100

13、； G91 G01 Z-2.0； G91 G28 Z0； 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“G91 G28 Z0 M99 ；,46,行業(yè)學(xué)習(xí),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。 M98 P L； 如 M98 P00100 L5或M98 P50010 都表示連續(xù)5次調(diào)用0010號程序,47,行業(yè)學(xué)習(xí),2. 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

14、果只調(diào)用一次，則地址L及其后的數(shù)字可省略,48,行業(yè)學(xué)習(xí),3. 編程實(shí)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,49,行業(yè)學(xué)習(xí),下一頁續(xù)表,50,行業(yè)學(xué)習(xí),續(xù)表,51,行業(yè)學(xué)習(xí),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,52,行業(yè)學(xué)習(xí),二、一夾一頂車削工藝要求 注意以下幾點(diǎn)： 1. 工件端面

15、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,53,行業(yè)學(xué)習(xí),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/T1452001規(guī)定,54,行業(yè)學(xué)習(xí),中心孔的類型、結(jié)構(gòu)及用途,55,行業(yè)學(xué)習(xí),2. 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9001120r/min），進(jìn)給量應(yīng)小而均勻（

16、一般為0.050.2mm/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,56,行業(yè)學(xué)習(xí),鉆中心孔時容易出現(xiàn)的問題以及產(chǎn)生原因,57,行業(yè)學(xué)習(xí),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(diǎn)：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、精度要求較高的工件,普通固定頂尖 鑲硬質(zhì)合金固定頂尖,58,行業(yè)學(xué)習(xí),2. 回轉(zhuǎn)頂尖 優(yōu)點(diǎn)：能在很高的轉(zhuǎn)速下正常工作。 缺點(diǎn)：存在一定的裝配累積誤差，且滾動軸承磨損后會使頂尖產(chǎn)生徑向圓跳動，從而降低了定心精度。 用途：應(yīng)用非常廣泛,回轉(zhuǎn)頂尖,59,行業(yè)學(xué)習(xí),毛坯為45mm120mm的45鋼，用FANUC 0i系統(tǒng)所學(xué)指令G00、G01、G04、M98、M99進(jìn)行編程加工該零件,零件圖,60,行業(yè)學(xué)習(xí),一、分析加工工藝步驟 1. 夾住毛坯45mm外圓，伸出大于45mm長車端面鉆中心孔。 2. 采