项目五切槽加工

1、项目五 沟槽加工【内容框架】第 1 页，共 22 页项目描述】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； 套类零件内螺纹也常常带有内沟槽。不同的是要将槽一直切到工件中心故对切槽刀要求更高。槽加工切断与车外直沟槽相类似，（b） 车内沟槽图 5-1 槽的种类（c） 车端面槽1）切槽刀刀头宽度较窄，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

2、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 Ra 值应达到 3.2um 。第 2 页，共 22 页任务一 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

3、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？第 3 页，共 22 页图 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 55mm 102mm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55mm ，伸出卡盘右端面 55mm ，加工工件右端 55mm 外圆，外切槽， R8圆弧并保证其 尺寸精度。然后掉头装夹 55mm 外圆，伸长 58mm ，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

4、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 55 。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 Ra3.2um第 4 页，共 22 页 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保外切槽宽尺寸及槽槽底尺寸 精度和外螺纹与 5000.039 外圆的同轴度要求。3. 工艺分析

5、（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 500 0. 03 mm的端面粗加工 500 0

6、. 03 mm的外圆和 R8圆弧（留有 0.5 的 余量） 精加工 500 0. 03 mm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 50外圆，伸长 65mm手动加工端面粗加工26外圆和锥度 （留有 0.5 的余量） 精加工 26 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第 5 页，共 22 页零件图程序名称工工序号步10切削用量工量具T 刀具主轴转数进给速

7、度工步内容装夹毛坯，伸长 60mm车平端面，试切外圆粗加工 50 外圆和 R8 圆弧精加工 50 外圆和 R8 圆弧粗加工外沟槽精加工外沟槽保证槽底和槽宽卡盘扳手外圆千分尺外圆千分尺卡尺、叶片千分尺卡尺、叶片千分尺调头，装夹 50 外圆，伸长 65mm 卡盘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车平端面，保总长 98游标卡尺T010112000.10.5粗加工 26 外圆和锥度外径千分尺T01015000.

8、2第 6 页，共 22 页11精加工 26 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T020210000.10.514加工 M26X2-6g 螺纹螺纹环规T0303600215拆下零件，去毛刺，检测方法一 : 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

9、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）、 Z（W）切槽终点处坐标值；i X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。第 7 页，共 22 页编程举例 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

10、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 P1500Q2000 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 备注第 8 页，共 22 页T010193°外圆车刀35°菱形R0.4外圆、端面粗车、精车T0202车

11、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25500.014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 备注第 9 页，共 22 页1现场操作规范102工件质量90合计1002）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

12、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103 ）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 /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圆弧R8不合格不得分210R1不合格不得分211外圆 /mm5000.039每超差 0.01 扣 2 分812锥度 200 3'不合格不得分6134000.039每超差 0.01 扣

13、2 分814螺纹M26X2-6g不合格不得分10第 10 页，共 22 页15倒角C1（1 处）不合格不得分216表面粗糙度/ umRa3.2 （ 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 F

14、0.1切至终点坐标 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 X2

15、3 F50切槽至尺寸处N50X32 F100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第 11 页，共 22 页【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质量问题分析及解决方法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

16、 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，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

17、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 不规范第 12 页，共 22 页任务小结】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

18、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-

19、3 数控车床车削外沟槽实训图第 13 页，共 22 页任务二 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第 14 页，共 22 页【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。加工此类零件，一般可选用 55mm的 45 钢毛坯棒料。在数控车床上则可以一次对刀

20、， 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、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

21、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 ）第 15 页，共 22 页表 6-9 台阶轴数控加工工艺卡片. 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

22、 再从内孔中排出，切屑的排出要经过90°的转弯。第 16 页，共 22 页加工宽槽车削内沟槽时的尺寸控制方法： 狭槽可选用相对应准确的刀头宽度加工出来。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

23、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=0.05 0.1mm/r ；车铸铁时， f=0.1 0.2mm/r 。用硬质合金刀加工钢料时， f=0.1 0.2mm/r ；加工铸铁料时， f=0.15 0.25mm/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=30 40m/min；加工铸铁时， v=15 25m/min。用硬质合金切削钢料时， v=80 120m/min；加工铸铁时， v=

24、60 100m/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 】、加工准备与加工要求第 17 页，共 22 页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T010

25、193°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游标卡尺01500.022游标深度尺01500.023内沟槽外径千分尺1.27 26.60.014内沟槽千分尺0.015内径百分表18350.01第 18 页，共 22 页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1002）现场操作规范评分见表 6

26、-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103 ）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 /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外圆 /mm50不合格不得分106圆弧R8不合格不得分57内孔 /mm2200. 03每超差 0.01 扣 2 分1582600.03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/ umRa3.2 （ 3 处）降级不得分5

27、合计90第 19 页，共 22 页年 月 日核分人评分人二、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 X1O1Z1)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 ；刀具快速移动到换刀点N50G00 X20 Z2 ；快速接近工件 , 准备车削端面N60G01 Z-24 F0.2 ；N70X30；N80X20；N90Z-22；N100X30；N110X20内沟槽粗加工N120Z-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 ；N240X30内沟槽精加工N250Z-21N260X20第 20 页，共 22 页N270Z2N280G00 X100 Z100 ；N290M05；回换刀点，程序结束N300M30；【评价反馈】 具体评价反