数控机床操作加工技术实训（第二版） 课件 项目三 任务4：数控车削槽的程序编写

数控机床操作加工技术实训项目三数控车床的编程技术训练任务4

数控车削槽的程序编写任务目标1.掌握数控车床槽加工工艺。2.掌握数控车床槽加工程序的编写方法。3.认识切槽刀，会选用切槽刀。4.培养学生对槽加工的工艺分析能力，养成严谨认真的工作态度。相关知识一、槽加工工艺分析（一）零件的装夹1.利用软卡爪，并适当增加夹持面的长度，以保证定位准确、装夹稳固。2.利用尾座及顶尖作辅助支承，采用一夹一顶方式装夹，最大限度的保证零件装夹的稳定。（二）刀具的选择及安装1.刀具的选择切槽刀是以横向进给为主，前端的切削刃为主切削刃，有两个刀尖，一个左刀尖，一个右刀尖，两侧为副切削刃，刀头窄而长，强度差；主切削刃太宽会引起振动，切断时浪费材料，太窄又削弱刀头的强度,切槽刀如图3-4-2所示。图3-4-2切槽刀1）主切削刃宽度可以用如下经验公式计算：公式中,a—为主切削刃的宽度（mm）d—为待加工零件表面直径（mm）2）刀头的长度可以用如下经验公式计算：L=h+（2～3）公式中，L—为刀头长度（mm）h—为被切零件的壁厚（mm）2.刀具的安装切槽刀的主切削刃应安装在与车床主轴轴线平行并等高的位置上，过高过低都不利于切削。切削过程中如果出现切削平面呈凹凸形等，为避免切槽刀主切削刃磨损及“扎刀”，就要注意调整车床主轴速度和进给量。

（三）切削用量的选择切槽加工一般安排在粗车和半精车之后，精车之前。若零件的刚性好或精度要求不高时也可以在精车后再切槽。切削用量确定如下：1.背吃刀量ap当横向切削时，切槽刀的背吃刀量等于刀的主切削刃宽度，所以只需要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，所以应适当减少进给量。进给量太大时，容易使刀折断；进给量太小时，刀具与工件之间产生强烈摩擦会引起震动。一般用高速钢刀具车钢料时，f取0.05-0.1mm/r；用高速钢刀具车铸铁时，f取0.1-0.2mm/r；用硬质合金刀车钢料时，f取0.1-0.2mm/r；用硬质合金刀车铸铁时，f取0.15-0.25mm/r。3.切削速度v切槽或切断时的实际切削速度随刀具的切入越来越低，因此切槽或切断时切削速度可选高一些。用高速钢车刀加工钢料时，v取30-40m/min；加工铸铁时，v取15-25m/min；用硬质合金刀车钢料时，v取80-120m/min；加工铸铁时，v取60-100m/min。参考表3-4-1表3-4-1槽加工切削用量参考表切槽（切断）加工条件进给量f（mm/r）切削速度v（m/min）高速钢刀具加工钢料0.05-0.130-40高速钢刀具加工铸铁0.1-0.215-25硬质合金刀具加工钢料0.1-0.280-120硬质合金刀具加工铸铁0.15-0.2560-100

（四）切削液的选择切槽过程中，为了解决切槽刀刀头面积小，散热条件差，易产生高温而降低刀片切削性能的问题，可以选择冷却性能较好的乳化类切削液进行喷注，使刀具充分冷却。

二、槽加工特点1.切削变形大。当切槽时，由于切槽刀的主切削刃和左、右副切削刃同时参加切削时，切屑排出时，受到槽两侧的摩擦、挤压作用，会导致切削变形增加。2.切削力大。切削过程中切屑与刀具、工件的摩擦以及被切金属的塑性变形大，所以在切削用量相同的条件下，切槽时切削力比车外圆时的切削力大20%-25%。3.切削热比较集中。当切槽时，塑性变形大，摩擦剧烈，故产生的切削热也多，会加剧刀具的磨损。4.刀具刚性差。通常切槽刀主切削刃宽度较窄（一般为2-6mm），刀头狭长，所以刀具的刚性差，切断过程中容易产生振动。三、切槽（切断）加工方法1．外沟槽加工1）对于精度要求不高、宽度较窄的沟槽，可采用与槽等宽的切槽刀，采取横向直进法一次加工完成。如图3-4-3所示。图3-4-3精度要求不高、宽度较窄沟槽的加工2）对于窄槽槽宽精度要求较高时，可采用粗车、精车二次进给切削完成，即第一次车削在槽的两边留有一定的精加工余量，第二次用等宽刀具修整，并采用G04延时暂停指令，让刀具到达槽底暂停几秒，进行无进给光整加工，以提高槽底的加工精度，如图3-4-4所示。槽两边留有精加工余量用等宽刀具精车槽图3-4-4窄槽槽宽精度要求较高的加工3）对于精度要求较高的宽槽，可以采用排刀法加工，先粗切槽，在槽底和槽的两侧留有一定的精加工余量，最后精车槽。如图3-4-5所示。图3-4-5精度要求较高的宽槽4）异形槽加工异形槽加工方法，采取先加工直槽，然后修整轮廓的方法进行，如图3-4-6所示。图3-4-6异形槽三、槽加工程序的编写1.外沟槽图3-4-7活塞程序编制步骤如下：1)分析零件图样和工艺要求（1）从图3-4-7可以看出该零件为轴类零件，选择在数控车床上进行加工；（2）在数控车床上使用三爪卡盘装夹工件，四工位刀架安装刀具，1号刀位安装90°外圆车刀，2号刀位安装切槽刀。（3）从图3-4-7可以看出该零件加工精度要求较低，只需要选择1把90°外圆车刀、1把刀宽为4mm的切槽刀、一个中心钻、一个Φ10的钻头、一个刀头厚度小于10mm的内孔镗刀即可，由于孔加工程序在后面内容讲解，本次编程只需编写槽加工程序。（4）加工路线选择如下：①对刀建立工件坐标系，将工件坐标系设在工件的右端面与主轴轴线的交点处。②刀具定位点设置在X坐标为42mm、Z向靠近工件端面2-5mm的位置，取X42Z2，切槽起刀点定位在X42Z-6位置。2）槽加工程序如下O0346;S400M03F0.1T0202；G00X42Z2；Z-6；G01X32；X42；G00X100Z100；M30；2.宽槽加工1）图纸分析如图3-4-8所示为离合器零件图纸，从图纸可以看出外圆加工精度较低，用前面所学指令即可完成零件程序的编制。该零件槽宽为20mm，槽底直径为Φ32+0.05，槽底及两侧表面粗糙度Ra为1.6，总体要求比较高。根据宽槽零件加工特点可以选择排刀法加工。如选择切槽刀刀宽度为4mm，需要多次加工才能完成零件的加工，这样给编程带来很多麻烦，为了简化编程，可以使用G75切槽复合循环指令编写槽加工程序。2）G75切槽复合循环指令（1）使用场合适合切削较宽和较深的槽。只要给出槽的起始点坐标和终点坐标、每次的切入量、退出量，Z向的移动量等参数就可以把槽加工出来。（2）指令格式（3）指令含义（4）走刀轨迹模拟，如图3-4-9所示。（5）编写加工程序O0347；（从右向左加工槽）……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.异形槽加工1）图纸分析从图3-4-10所示，该零件外圆加工可以通过所学习的G01指令完成零件程序的编制，在加工带轮槽时，可以选择刀宽为4mm的切槽刀，使用G75指令编写加工程序，先加工11.096mm直槽，然后再用切槽刀修整槽的两边。整个零件表面粗糙度没做要求，槽底尺寸控制在Φ42—Φ41.9之间即可。3）编写加工程序O0349；（从右向左加工带轮槽）G97S400M03G99F0.1T0202；（刀宽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；任务实施1.根据图3-4-8图纸要求，分组在数控车床仿真软件上完成零件的加工。2.小组成员之间互相检查程序编写是否正确？3.在Fanuc数控车床上正确完成零件的装夹、刀具的安装、程序的输入、零件的加工及检测等。4.能力拓展1）如图3-4-8所示零件图，试着从左向右完成槽粗精加工程序的编制。要求先在数控车床仿真软件上完成零件的模拟加工，然后到数控车床上完成零件的加工。2）如图3-4-10所示零件图，试着从左向右完成带轮槽加工程序的编制。要求先在数控车床仿真软件上完成零件的模拟加工，然后到数控车床上完成零件的加工。一、填空题1．切槽刀是以

进给为主，前端的切削刃为

，有

刀尖，一个左刀尖，一个右刀尖，两侧为

，刀头窄而长，强度

。2.切槽刀的主切削刃应安装在与车床

平行并等高的位置上，过高过低都不利于切削。3．切槽加工一般安排在

和

之后，

之前。若零件的刚性好或精度要求不高时也可以在

后再切槽。4.一般用高速钢刀具车钢料时，f取

mm/r；用高速钢刀具车铸铁时，f取

mm/r；用硬质合金刀车钢料时，f取

mm/r；用硬质合金刀车铸铁时，f取

mm/r。5.用高速钢车刀加工钢料时，v取

m/min；加工铸铁时，v取

m/min；用硬质合金刀车钢料时，v取

m/min；加工铸铁时，v取

m/min。练习与提高1.如图3-4-12所示，已知毛坯为Φ50mmX100mm的45#钢，试用G00、G01指令可以完成零件的程序编制与加工。要求写出加工工艺，先在数控车床仿真软件上完成零件的模拟加工，然后到数控车床上完成零件的加工。

图3-4-12轴类零件的加工（窄槽）2.如图3-4-13所示，已知毛坯为Φ50mmX100