项目五切槽加工

1、项目五 沟槽加工【学习目标】完成本学习任务后，你应当能：知道内外沟槽加工的工艺知识；在教师的指导下，正确使用工具和夹具，正确进行工件的安装及校正；能查阅资料，设置切槽切削工艺参数；会应用G01、G75等指令编制沟槽加工程序；在教师的指导下，规范、安全地操作数控车床进行切槽加工；能进行内外沟槽的尺寸测量。建议完成本学习任务为8课时。【内容框架】外沟槽加工内沟槽加工沟槽加工【项目描述】本项目研究槽的加工。先了解槽加工的特点及槽的种类、作用。1.槽加工的特点槽加工是数控加工的重要内容之一，它包括外沟槽、内沟槽、端面槽（如图5-1所示）等。轴类零件外螺纹一般都带有退刀槽、砂轮越程槽等；套类零件内螺纹也

2、常常带有内沟槽。切断与车外直沟槽相类似，不同的是要将槽一直切到工件中心故对切槽刀要求更高。槽加工有如下特点：(a)车外沟槽 (b)车内沟槽 (c)车端面槽图5-1 槽的种类（1）切槽刀刀头宽度较窄，一般为3-5mm，故刀具刚度较差，切削过程中容易产生扎刀、振动甚至断刀现象。（2）加工窄槽时，槽宽有刀头宽度决定。对尺寸要求高的窄槽，刀宽控制较为难。（3）加工内沟槽时，刀具后刀面容易与工件加工表面发生干涉与挤压，不易装刀。（4）槽尺寸测量困难。2.槽加工的技术要求 对沟槽加工的技术要求主要有以下几个方面：（1） 尺寸公差等级通常为IT8级；（2） 形位公差等级IT8；（3） 表面粗糙度值应达到。任

3、务一 切削外沟槽【任务说明】 掌握外沟槽的加工与编程方法，为螺纹的加工和综合复杂零件的加工做好准备。技能点 G75与子程序指令的正确应用能力； 准确控制切槽宽度，保证零件加工精度并具备分析切槽质量的能力； 加工等距槽、不等距槽及宽槽的能力。知识点 G75的含义和编程格式； 子程序加工槽的应用；【任务引入】加工如图5-2所示的零件，如何编排工艺，如何编写程序？图5-2 螺纹加工零件图【工作任务】在数控车床上加工如图5-2所示的零件，毛坯的45钢，需完成该零件程序编制并加工。【任务分析】加工此类零件，可直接采用三爪自定心卡盘装夹。首先加工工件左端部分，夹毛坯，伸出卡盘右端面，加工工件右端外圆，外切

4、槽，R8圆弧并保证其尺寸精度。然后掉头装夹外圆，伸长，打表找正，加工工件右半部分三角形外螺纹，退刀槽及外锥轮廓，并保证尺寸精度。螺纹加工是本节课的学习重点，掌握其加工方法和编程方法，并用螺纹环规进行精度检验.1.图样分析该零件毛坯尺寸为。由外圆、外切槽、圆弧、三角形外螺纹等轮廓组成。通过分析，可通过两次装夹来完成本零件图纸加工。工件所有加工表面的表面粗糙度为。该零件尺寸标注完整，轮廓描述清楚，零件材料选用45钢，无热处理和硬度要求，适合在数控车床上加工。2.难点分析 该零件虽然形状比较简单，但是计算有两处，程序编写比较繁杂，部分轮廓尺寸精度要求较高，形位公差要求较高。该零件的加工难点在于如何确

5、保外切槽宽尺寸及槽槽底尺寸精度和外螺纹与外圆的同轴度要求。3.工艺分析（1）确定装夹方案 工件毛坯为55钢料，因工件需要双头加工，所以需要两次装夹完成加工。夹具用三爪自定心卡盘装夹，装夹面选择工件左端毛坯外圆，伸出长度60mm（应考虑机床的Z向限位，刀架侧面与卡爪端面需保持一定安全距离），完成工件外沟槽部分加工。（2）工件原点 以工件右端面与轴线交点为工件原点，建立工件坐标系（采用试切对刀建立）。 （3）加工工艺路线为解决上述加工难点，在编制加工工序时，应按粗精加工分开原则进行编制。用自定心三爪卡盘夹持毛坯外圆，粗精加工零件左端轮廓，再加工右边轮廓，制订以下加工工艺路线： 手动加工的端面粗加工

6、的外圆和R8圆弧（留有0.5的余量）精加工的外圆和R8圆弧粗加工外沟槽（留有0.5的余量）精加工外沟槽保证槽底和槽宽调头，装夹外圆，伸长65mm手动加工端面粗加工外圆和锥度（留有0.5的余量）精加工外圆和锥度粗加工退刀槽4X1.5精加工退刀槽4X1.5加工M26X2-6g螺纹。4.编制数控加工工艺卡片（见表6-1）表6-1 螺纹轴数控加工工艺卡片实训项目项目四零件图号4-2系统FANUC材料45零件图 程序名称工量具T刀具切削用量主轴转数S/（r/min）进给速度F/(mm/r)背吃刀量ap/(mm)工序号工步工步内容11装夹毛坯，伸长60mm卡盘扳手2车平端面，试切外圆T01018000.2

7、1.53粗加工外圆和R8圆弧外圆千分尺T010115000.050.54精加工外圆和R8圆弧外圆千分尺T010115000.050.55粗加工外沟槽卡尺、叶片千分尺T02025000.0516精加工外沟槽保证槽底和槽宽卡尺、叶片千分尺T020210000.050.57调头，装夹外圆，伸长65mm卡盘扳手8打表找正磁力表座9车平端面，保总长98游标卡尺T010112000.10.510粗加工外圆和锥度外径千分尺T01015000.2111精加工外圆和锥度外径千分尺T010112000.10.512粗加工退刀槽4X1.5游标卡尺T02026000.05113精加工退刀槽4X1.5游标卡尺T0202

8、10000.10.514加工M26X2-6g螺纹螺纹环规T0303600215拆下零件，去毛刺，检测【知识链接】方法一: 用G01直线插补切槽,指令如下：G01 X30 F0.15G04 X1.5G04 表示暂停。G04的格式：G04 P 或G04 X/U其中，P、 X/U为暂停时间，P后面的数字为整数，单位为ms，X/U后面为带小数点的数，单位为s。G04P1500或G04X1.5，均为暂停1.5s。该指令使指令暂停执行，但主轴不停转，用于车削环槽、不通孔。方法二：用G75宽槽及等距槽G75 R（e）；G75 X（U） Z（W） P（i）Q（k）R（d）F ；e退刀量，该值是模态值；X（U）

9、、Z（W）切槽终点处坐标值；iX方向每次切削深度（该值用不带符号的值表示），单位微米（半径值）；k刀具完成一次径向切削后，在Z方向的移动量，单位微米；d刀具在切削底部的退刀量，d的符号总是“+”值，通常不指定；F切槽进给速度。编程举例 用G75编写下图中的宽槽，将工件原点设在工件的右端面，刀宽3mm，刀位点在切断刀左刀尖。参考程序如下：O0002;T0101; M03 S500;G00 X42.0 Z-29.0；G75 R0.3； G75X32.0 Z-45.0 P1500 Q2000 F0.1；G00 X100.0 Z100.0；M30；【任务实施】一、加工准备与加工要求1.加工准备（1）选

10、用机床为FANUC 0i系统的CKA6140型数控车床。（2）刀具准备（具体参数见表6-2）表6-2 数控加工刀具选用卡刀具号刀具名称刀片规格加工表面参考图片备注T010193°外圆车刀35°菱形R0.4外圆、端面粗车、精车T0202车断刀宽3mm车槽、车断T0303螺纹车刀16ER2.0外螺纹（3）工、量具准备（具体参数见表6-3）表6-3 数控工、量具选用卡序号量具名称规格精度参考图片备注1游标卡尺01500.022叶片千分尺25500.013外径千分尺25500.01 4螺纹环规M26X2-6g5游标深度尺01500.026卡盘、刀架扳手2.加工要求（1）操作技能考核

11、总成绩见表6-4。表6-4 操作技能考核总成绩表序号项目名称配分得分备注1现场操作规范102工件质量90合 计100（2）现场操作规范评分见表6-5。表6-5 现场操作规范评分表序号项 目考核内容配分考场表现得分1现场操作规范正确使用机床22正确使用量具23合理使用刃具24设备维护保养4合 计10（3）工件质量评分见表6-6。表6-6 工件质量评分表序号考核项目扣分标准配分得分1长度/mm每超差0.01扣2分62194348446445槽每超差0.01扣2分86每超差0.01扣2分8728不合格不得分484X1.5不合格不得分29圆弧R8不合格不得分210R1不合格不得分211外圆/mm每超差

12、0.01扣2分812锥度不合格不得分613每超差0.01扣2分814螺纹M26X2-6g不合格不得分1015倒角（1处）不合格不得分216表面粗糙度/（6处）降级不得分12合 计90评分人年 月 日核分人年 月 日二、参考程序外切槽参考加工程序如下表6-7所示。表6-7 加工工件外沟槽参考程序加工工件左端部分两个外切槽 外切槽刀（刀宽3mm）程序段号程序内容说明N10O0002第一个外切槽程序N20T0202 M03 S500调用刀补，主轴正转N30G00 X52 Z-9第一个切槽起刀点N40G75 R0.3切削后退量0.3mmN50G75 X40 Z-14 P1500 Q2000 F0.1切

13、至终点坐标X40Z-14，X向切深1.5mm，Z向平移2mmN60G00 Z-23刀具快速移到第二个槽起点N70G75 R0.3切削后退量0.3mmN80G75 X40 Z-28 P1500 Q2000 F0.1切至终点坐标X40Z-14，X向切深1.5mm，Z向平移2mmN90G00 X100X向退刀N100G00 Z200Z向退刀N110M30程序结束并回到开头加工右端部分螺纹退刀槽程序 切槽加工 刀宽4mmN10O1237程序名N20T0202 M03 S500换切槽车刀，主轴正转N30G00 X32 Z-19移动至切槽起点处N40G01 X23 F50切槽至尺寸处N50 X32 F10

14、0退至切槽起点处N60G00 X100X向退至安全位置N70Z200Z向退至安全位置N80M30程序结束并回到开头【评价反馈】具体评价反馈如表6-8所示。表6-8 实训任务自我反馈表操作种类操作步骤操作要点教师评价准备工作检查机床，准备好工、量、刀具和毛坯机床动作应正常，量具校对准确，刀具高度调整好。【操作】规范不规范开始1.装夹工件2.装夹刀具工件伸出长度应合适并夹牢，刀具安装角度应准确。【操作】规范不规范对刀试切1.试切端面外圆2.测量并输入刀补刀补的正确性可通过MDI方式执行刀补，检查刀尖位置与坐标显示是否一致。【操作】规范不规范输入编辑编辑方式下，完成程序的输入注意程序的代码，指令格式

15、，输好后对照原程序检查一遍。【操作】规范不规范空运行检查自动方式下将机床锁住，MST锁住，打开空运行，调出图形窗口，设置好图形参数，开始执行检查刀路轨迹与编程轮廓是否一致，结束空运行后，注意回复到机床初始坐标状态。【操作】规范不规范单段试运行自动加工开始前，先按下“单段循环”，然后按下“循环启动” 。单段循环开始时进给及快速倍率由低倒高，运行中主要检查刀尖位置，程序轨迹是否正确。【操作】规范不规范【读数】正确不正确自动连续加工关闭“单段循环”，执行连续加工注意监控程序的运行。发现加工异常，按进给保持键。处理好后，恢复加工。【操作】规范不规范刀具补偿调整尺寸粗车后，加工暂停，根据实测工件尺寸，进

16、行刀补的修正。实测工件尺寸，如偏大，用负值修正刀偏，反之用正值修正刀偏。【操作】规范不规范加工结束整理好工、量、刀具，关闭机床，打扫卫生按“7S”要求完成【操作】规范不规范 质量问题分析及解决方法 【任务小结】1、 编程方法比较。由本任务及拓展任务编程分析可知，用G75加工等距槽和宽槽十分方便，加工等距槽时可自动调刀至下一个切槽起点；加工宽槽时能在切削过程中退刀以方便断屑。对于不等距槽，则可采用调用子程序来实现加工。2、 调用子程序时，要注意调到位置及各切槽起点的坐标值的计算。3、 从切刀点移刀先移X方向，再移Z方向，加工窄槽时退刀要直退即X方向移刀，不要两个轴同时移刀，以免撞刀。4、 注意切

17、槽时刀位点有三个（左、中、右），视基准标注情况而定，一般左刃刀尖为刀位点。5、 刀宽直接影响工件的槽宽及程序的编写。6、 正确选择刀头宽度，否则容易引起振动并浪费材料，刀头长度也不易太长以免振动和刀头折断。7、 切削速度应比车削外圆适当小些，但进给量不可太小，容易引起振动。【做一做】 用数控车床手动加工如图6-3所示零件，毛坯为50mm×102mm，材料为45钢。图6-3 数控车床车削外沟槽实训图任务二 车削内沟槽（知识拓展）【任务说明】 掌握内沟槽的加工与编程方法能正确处理加工中的工艺问题。技能点 正确选择车削内沟槽刀具的能力； 正确处理车削内沟槽的工艺问题的能力； 加工内沟槽的能

18、力；知识点 内沟槽的加工工艺方法；【任务引入】加工如图6-4所示的零件，若在数控车床上加工，内孔的尺寸如何控制？ 图6-4 台阶通孔加工零件图【工作任务】在数控车床上加工如图6-4所示零件内沟槽，毛坯为项目五所完成的工件，试完成其加工。【任务分析】加工此类零件，一般可选用的45钢毛坯棒料。在数控车床上则可以一次对刀，一次测量通过程序完成所有外圆和内孔及内沟槽的加工，再切断工件控制长度。1.图样分析该零件毛坯已经在项目六中完成，只需在之前加工过的零件的内孔部分加工一个内沟槽即可。内沟槽的尺寸为5X2，而内沟槽刀的刀片宽度为2mm，所以需要进行三次车削。2.难点分析 内沟槽尺寸小，对于刀具的强度、

19、刀杆的刚度有比较高的要求，由于视线受阻，无法直接观看，在加工过程中很容易发生撞刀。3.工艺分析（1）确定装夹方案 工件毛坯为成型工件，单头加工，只需一次装夹即可完成加工。夹具用三爪自定心卡盘装夹，装夹面选择工件外圆，对于伸出长度不作要求。（2）工件原点 以工件右端面与轴线交点为工件原点，建立工件坐标系（采用试切对刀建立）。 （3）加工工艺路线 粗加工5X2的内沟槽精加工5X2的内沟槽。4.编制数控加工工艺卡片（见表6-9）表6-9 台阶轴数控加工工艺卡片实训项目项目五零件图号5-1系统FANUC材料45装夹定位简图 程序名称G功能T刀具切削用量主轴转数S/（r/min）进给速度F/(mm/r)

20、背吃刀量ap/(mm)工序号工步工步内容11粗、精加工内沟槽G01T01014000.10.2【知识链接】一.内沟槽的作用1）退刀作用 用作为加工内螺纹、镗内孔和磨内孔等加工退刀时使用。（2）密封作用 用作在内沟槽里面嵌入油毛毡等密封软介质，可防止设备内油液溢出。（3）通道作用 可用作液压和气压滑阀中，通油和通气的导槽。二、内沟槽的车削方法车削内沟槽时，刀杆直径受孔径和槽深的限制，比镗孔时的直径还要小，特别是车孔径小，沟槽深的内沟槽时，情况更为突出。内沟槽时排屑特别困难，先要从沟槽内出来，然后再从内孔中排出，切屑的排出要经过90°的转弯。车削内沟槽时的尺寸控制方法：狭槽可选用相对应准

21、确的刀头宽度加工出来。加工宽槽和多槽工件时，可在编程时采用移位法、调用子程序和采用G75切槽复合循环指令编程方法进行内沟槽加工。车削梯形槽和倒角槽时，一般可采用先加工出与槽底等宽的直槽，在沿相应梯形角度或倒角角度，移动刀具车削出梯形槽和倒角槽。三、切削用量的选择1）背吃刀量 横向切削时，切断刀（槽刀）的背吃刀量等于刀的主切削刃宽度（ap=a），所以只需确定切削速度和进给量。2）进给量f 由于刀具刚性、强度及散热条件较差比其他车刀低，所以应适当地减小进给量。进给量太大时，容易使刀折断；进给量太小时，刀后面与工件产生强烈摩擦会引起振动。具体数值根据工件和刀具材料来决定。一般用高速钢切刀车钢料时，f

22、=0.050.1mm/r；车铸铁时，f=0.10.2mm/r。用硬质合金刀加工钢料时，f=0.10.2mm/r；加工铸铁料时，f=0.150.25mm/r。 3）切削速度v切断时的实际切削速度随刀具的切入愈来愈低，因此切断时的切削速度可选得高些。用高速钢切削钢料时，v=3040m/min；加工铸铁时，v=1525m/min。用硬质合金切削钢料时，v=80120m/min；加工铸铁时，v=60100m/min。1. 选择和安装内沟槽刀时注意事项；2. 内沟槽加工编程参数的设置。内沟槽刀安装注意事项：内沟槽车刀跟切断刀的几何形状基本上一样，只是安装方装方向相反。安装时应使主刀刃跟内孔中心等高，两侧

23、副偏角须对称。车内沟槽时，刀头伸出的长度应大于槽深，同时应保证刀杆直径加上加上刀头在刀杆上伸出的长度小于内孔直径。【任务实施】一、加工准备与加工要求1.加工准备（1）选用机床为FANUC 0i系统的CKA6140型数控车床。（2）刀具准备（具体参数见表6-10）表6-10 数控加工刀具选用卡刀具号刀具名称刀片规格加工表面参考图片备注T010193°外圆车刀35°菱形R0.4外圆、端面粗车、精车T0202内孔车刀TN60内孔粗车、精车T0303内切槽刀刀宽2mm加工内槽（3）工、量具准备（具体参数见表6-11）表6-11 数控工、量具选用卡序号量具名称规格精度参考图片备注1游

24、标卡尺01500.022游标深度尺01500.023内沟槽外径千分尺1.2726.60.014内沟槽千分尺0.015内径百分表18350.016卡盘、刀架扳手-2.加工要求（1）操作技能考核总成绩见表6-12。表6-12 操作技能考核总成绩表序号项目名称配分得分备注1现场操作规范102工件质量90合 计100（2）现场操作规范评分见表6-13。表6-13 现场操作规范评分表序号项 目考核内容配分考场表现得分1现场操作规范正确使用机床22正确使用量具23合理使用刃具24设备维护保养4合 计10（3）工件质量评分见表6-14。表6-14 工件质量评分表序号考核项目扣分标准配分得分1长度/mm不合格

25、不得分102不合格不得分103不合格不得分54不合格不得分55外圆/mm不合格不得分106圆弧不合格不得分57内孔/mm每超差0.01扣2分158每超差0.01扣2分159 内沟槽5X2不合格不得分1010表面粗糙度/（3处）降级不得分5合 计90评分人年 月 日核分人年 月 日二、参考程序参考加工程序如表6-15所示。表6-15 加工工件内沟槽参考程序程序号O5102加工工件右端部分，工件坐标系XOZ)程序段号程序内容说明N10G99 G21；程序初始化N20T0101；换1号内孔刀，调用01号刀补N30M03 S400；主轴正转400r/minN40G00 X100 Z100；刀具快速移动

26、到换刀点N50G00 X20 Z2；快速接近工件,准备车削端面N60G01 Z-24 F0.2；内沟槽粗加工N70X30；N80X20；N90Z-22；N100X30；N110X20N120Z-21N130X30N140X20N150Z2N160G00 Z100；N170X100；N180M05；主轴停止N190M00 ；暂停程序，测量工件并修正刀补N200T0101；刀具运行N210G00 X20 Z2；定位至精车循环起点N220M03 S400；主轴正转1000 r/minN230G01 Z-24 F0.1；内沟槽精加工N240X30N250 Z-21N260 X20N270Z2N280G00 X100 Z100；回换刀点，程序结束N290M05； N300M30；【评价