《数控加工工艺与编程》课件-.pptx

1、数控加工工艺与编程数控加工工艺与编程项目项目6项目项目6 槽零件加工槽零件加工学习目标学习目标掌握车槽刀的选择、切削用量参数的确定方法；掌握车槽刀的选择、切削用量参数的确定方法；掌握车削外槽、内槽、切断的加工工艺；掌握车削外槽、内槽、切断的加工工艺；掌握切槽刀操作技能掌握暂停指令掌握切槽刀操作技能掌握暂停指令G04的使用方法；的使用方法；掌握轴向切槽循环掌握轴向切槽循环G74、径向切槽循环、径向切槽循环G75指令的使用方法；指令的使用方法；工作任务工作任务如图所示的零件，毛坯如图所示的零件，毛坯选择为选择为2565圆柱棒料，圆柱棒料，材料为材料为45#钢。请采用掉头装钢。请采用掉头装夹的装夹工

2、艺，用数控车削夹的装夹工艺，用数控车削的方法加工该零件。如图所的方法加工该零件。如图所示的阶梯轴零件，其毛坯为示的阶梯轴零件，其毛坯为50 mm的棒料，材料为的棒料，材料为45#钢，编程车削加工该零件，钢，编程车削加工该零件，编程时请注意合理设计退刀编程时请注意合理设计退刀槽的加工工艺。槽的加工工艺。知识准备知识准备6.1 车槽（切断）加工的特点车槽（切断）加工的特点6.2 车槽（车断）加工方法车槽（车断）加工方法6.3 切槽和深孔钻循环指令编程（切槽和深孔钻循环指令编程（G74、G75）6.1 车槽（切断）加工的特点车槽（切断）加工的特点6.1.1 车槽（切断）加工的特点车槽（切断）加工的特

3、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）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，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。参加切削，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。切槽过程中切屑与刀具、工件的摩擦以及被切金属的塑性变）切削力大。切槽过程中切屑与刀具、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

4、剧烈，故产生的切削热）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。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）刀具刚性差。通常切槽刀主切削刃宽度较窄（一般为26 mm），刀），刀头狭长，所以刀具的刚性差，切断过程中容易产生振动。头狭长，所以刀具的刚性差，切断过程中容易产生振动。6.1.2 切槽刀和切削用量的选择切槽刀和切削用量的选择车槽（切断）刀是以横向进给为主，前端的切削刃为主切削刃，有两个刀车槽（切断）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，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

5、，切断尖，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。时浪费材料，太窄又削弱刀头的强度。主切削刃宽度可以用如下经验公式计算：主切削刃宽度可以用如下经验公式计算：(0.50.6)/ad式中，式中，a主切削刃的宽度（主切削刃的宽度（mm）；）；d待加工零件表面直径（待加工零件表面直径（mm）。）。刀头的长度可以用如下经验公式计算：刀头的长度可以用如下经验公式计算：L=h+（23）式中，式中，L刀头长度（刀头长度（mm）；）；h为被切零件的壁厚（为被切零件的壁厚（mm）。）。车槽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车槽一

6、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车槽。切削用量确定如下：不高时也可以在精车后再车槽。切削用量确定如下：（1）背吃刀量）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，：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。所以只需要确定切削速度和进给量。（2）进给量）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。：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，刀具与工件产生强烈摩擦会引起震进给量太大时，容易使刀折断；进给量太小

7、时，刀具与工件产生强烈摩擦会引起震动。一般用高速钢切槽刀车钢料时，动。一般用高速钢切槽刀车钢料时，取取0.050.1 mm/r；用高速钢车铸铁时，；用高速钢车铸铁时，取取0.10.2 mm/r。用硬质合金刀加工钢料时，。用硬质合金刀加工钢料时，取取0.10.2 mm/r；用硬质合金刀车；用硬质合金刀车铸铁时，铸铁时，取取0.150.25 mm/r。（3）切削速度）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：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，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

8、取3040 m/min；加工铸铁时，；加工铸铁时，v=1525 m/min。用硬质合金切削钢料时，。用硬质合金切削钢料时，v取取80120 m/min；加工铸铁时；加工铸铁时v取取60100 m/min。切削用量参考。切削用量参考下下表。表。切槽（切断）加工条件切槽（切断）加工条件进给量进给量f/mm/r用高速钢切刀具加工钢料用高速钢切刀具加工钢料0.050.1用高速钢刀具加工铸铁用高速钢刀具加工铸铁0.10.2用硬质合金刀具加工钢料用硬质合金刀具加工钢料0.10.2用硬质合金刀具加工铸铁用硬质合金刀具加工铸铁0.150.256.2 车槽（车断）加工方法车槽（车断）加工方法6.2.1 外沟槽的

9、加工外沟槽的加工（1）车削精度不高和宽度较窄的沟）车削精度不高和宽度较窄的沟槽，可用刀宽等于槽宽的切槽刀，采用槽，可用刀宽等于槽宽的切槽刀，采用横向直进法一次加工完成，如横向直进法一次加工完成，如右右图所示。图所示。（2）槽宽精度要求较高时，可采用）槽宽精度要求较高时，可采用粗车、精车二次进给车成，即第一次进粗车、精车二次进给车成，即第一次进给车沟槽时两壁留有余量；第二次用等给车沟槽时两壁留有余量；第二次用等宽刀修整，并采用宽刀修整，并采用G04指令使刀具在槽指令使刀具在槽底部暂停几秒钟进行无进给光整加工，底部暂停几秒钟进行无进给光整加工，以提高槽底的表面质量，如以提高槽底的表面质量，如右右图

10、所示。图所示。（3）精度要求较高的较宽外圆沟槽加工，可以分几次进给，要求每）精度要求较高的较宽外圆沟槽加工，可以分几次进给，要求每次切削时刀具要有重叠的部分，并在槽沟两侧和底面留一定的精车余量，次切削时刀具要有重叠的部分，并在槽沟两侧和底面留一定的精车余量，如图所示。如图所示。例如，如图所示零件，用例如，如图所示零件，用4 mm的切的切槽刀车削槽，其参考程序（槽刀车削槽，其参考程序（FANUC 0i系系统）如下：统）如下：6.2.2 内沟槽加工内沟槽加工对内沟槽的加工，与外圆切槽的方法相似，确保排屑通畅和振动最小。切对内沟槽的加工，与外圆切槽的方法相似，确保排屑通畅和振动最小。切削时从底部开始

11、向外进行切削有利于排屑。削时从底部开始向外进行切削有利于排屑。车削内沟槽时，刀杆直径受孔径和槽深的限制，排屑特别困难，断屑首先车削内沟槽时，刀杆直径受孔径和槽深的限制，排屑特别困难，断屑首先要从沟槽内排出，然后再从内孔排出，切屑的排出要经过要从沟槽内排出，然后再从内孔排出，切屑的排出要经过90的转弯。因此车的转弯。因此车削宽度较小和要求不高的内沟槽，可用主切削刃宽度等于槽宽的内沟槽刀采用削宽度较小和要求不高的内沟槽，可用主切削刃宽度等于槽宽的内沟槽刀采用直进法一次车出；要求较高或较宽的内沟槽，采用直进法分几次车出。粗车时，直进法一次车出；要求较高或较宽的内沟槽，采用直进法分几次车出。粗车时，槽

12、壁与槽底留精车余量，然后根据槽宽、槽深进行精车；若内沟槽深度较浅，槽壁与槽底留精车余量，然后根据槽宽、槽深进行精车；若内沟槽深度较浅，宽度很大，可用内圆粗车刀先车出凹槽，再用内沟槽刀车沟槽两端的垂直面。宽度很大，可用内圆粗车刀先车出凹槽，再用内沟槽刀车沟槽两端的垂直面。6.2.3 切断加工方法切断加工方法切断方法有直进法和左右借刀法，如图所示。前者常用于切断铸铁等脆性切断方法有直进法和左右借刀法，如图所示。前者常用于切断铸铁等脆性材料，后者常用于切断钢等塑性材料。材料，后者常用于切断钢等塑性材料。（a）直进法）直进法 （b）左右借刀法）左右借刀法在进行切断加工时，需要注意以下几点：在进行切断加

13、工时，需要注意以下几点：（1）切断时对于实心零件，零件半径应小于切断刀头的长度；对于空心零件，）切断时对于实心零件，零件半径应小于切断刀头的长度；对于空心零件，零件的壁厚应小于切断刀头的长度。在切断大直径的零件时，不能将零件直接切零件的壁厚应小于切断刀头的长度。在切断大直径的零件时，不能将零件直接切断，应采取其他办法，比如刀具支承法，防止事故发生。断，应采取其他办法，比如刀具支承法，防止事故发生。（2）车矩形外沟槽的车刀，其主切削刃应安装在与车床主轴轴线平行并等高）车矩形外沟槽的车刀，其主切削刃应安装在与车床主轴轴线平行并等高的位置上，过高或过低都不利于切断。的位置上，过高或过低都不利于切断。

14、（3）切断过程中，如果出现切断平面呈凸、凹形等，切断刀主切削刃发生磨）切断过程中，如果出现切断平面呈凸、凹形等，切断刀主切削刃发生磨损或出现损或出现“扎刀扎刀”现象，则要注意调整车床主轴转速和加工程序中有关的进给速现象，则要注意调整车床主轴转速和加工程序中有关的进给速度数。度数。（4）当主轴的径向圆跳动误差较大、槽既深又窄或切屑不易断时可采用反切）当主轴的径向圆跳动误差较大、槽既深又窄或切屑不易断时可采用反切法，其加工程序不变。法，其加工程序不变。（5）切断时要注意安全，预防事故发生，并时刻观察机床的状态。）切断时要注意安全，预防事故发生，并时刻观察机床的状态。例如，编写例如，编写下下图所示零

15、件切断加工程序。选择刀宽为图所示零件切断加工程序。选择刀宽为4 mm切断刀，刀切断刀，刀位点在左刀尖。采用手动切削右端面。保证位点在左刀尖。采用手动切削右端面。保证Z向尺寸向尺寸50 mm，在移动刀具时，在移动刀具时应加刀宽应加刀宽4 mm。径向进给应过。径向进给应过X=0点。点。参考程序（参考程序（FANUC 0i系统）如下：系统）如下：6.3 切槽和深孔钻循环指令编程（切槽和深孔钻循环指令编程（G74、G75）6.3.1 径向切槽循环（径向切槽循环（G75）编程格式：编程格式：G75 R(e);G75 X(U)_ Z(W)_ P(i)Q(k)R(d)F(f);指令参数说明如下：指令参数说明

16、如下：e：每次切削：每次切削i后的退刀量，该值是模态值；后的退刀量，该值是模态值；X(U)、Z(W)：切槽终点处坐标值；：切槽终点处坐标值；i：X方向每次循环切削移动量（半径值，方向每次循环切削移动量（半径值，m）；）；k：Z方向的每次切削移动量（方向的每次切削移动量（m）；）；d：刀具切削到终点时：刀具切削到终点时Z方向的退刀量，通常不指定；方向的退刀量，通常不指定；f：进给速度。：进给速度。如图所示，刀具径向切如图所示，刀具径向切槽时，以槽时，以i的切深量进行径的切深量进行径向切削，然后回退向切削，然后回退e的距离，的距离，方便断屑，再以方便断屑，再以i的切深量的切深量进行径向切削，再回退

17、进行径向切削，再回退e距距离，如此往复，直至到达指离，如此往复，直至到达指定的槽深度。定的槽深度。例如，用例如，用G75指令加工指令加工下下图所示零件的图所示零件的宽槽，刀宽为宽槽，刀宽为4 mm，参考程序（，参考程序（FANUC 0i系统）如下：系统）如下：6.3.2 轴向切槽循环（轴向切槽循环（G74）格式：格式：G74 R(e);G74 X(U)_ Z(W)_ P(i)Q(k)R(d)F(f);指令参数说明如下：指令参数说明如下：e：每次切削：每次切削k后的退刀量，该值是模态值；后的退刀量，该值是模态值；X(U)、Z(W)：切槽终点处坐标值；：切槽终点处坐标值；i：X方向每次循环移动量，

18、一般为零（半径值，方向每次循环移动量，一般为零（半径值，m）；）；k：Z方向的每次切削移动量（方向的每次切削移动量（m）；）；d：切削刀终点时：切削刀终点时Z方向的退刀量，通常不指定；方向的退刀量，通常不指定；f：进给速度。：进给速度。如图所示，刀具端面切槽时，以如图所示，刀具端面切槽时，以k的切深量进行轴向切削，然后回退的切深量进行轴向切削，然后回退e的距的距离，方便断屑，再以离，方便断屑，再以k的切深量进行轴向切削，再回退的切深量进行轴向切削，再回退e距离，如此往复，直至距离，如此往复，直至到达指定的槽深度。到达指定的槽深度。例如，加工如图所示的端面环形槽及中例如，加工如图所示的端面环形槽

19、及中心孔零件，以零件右端面中心为零件坐标系心孔零件，以零件右端面中心为零件坐标系原点，切槽刀刀宽为原点，切槽刀刀宽为3 mm，以左刀尖为刀，以左刀尖为刀位点，选择位点，选择10钻头进行中心孔加工。参考钻头进行中心孔加工。参考程序（程序（FANUC 0i系统）如下：系统）如下：6.3.3 暂停指令暂停指令G04格式：格式：G04 P_;指令参数和说明如下：指令参数和说明如下：P：暂停时间，单位为秒。：暂停时间，单位为秒。G04在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停；在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停；G04为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效；为非模态指令，仅在其被规定的程序段中

20、有效；G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。任务执行任务执行零件结构和工艺性进行分析零件结构和工艺性进行分析参考程序（参考程序（FANUC 0i系统）系统）（1）首先进行零件结构工艺性分析。）首先进行零件结构工艺性分析。由图可知，该零件为阶梯轴类零件，根据零件图要求该零件的各个尺寸精度没由图可知，该零件为阶梯轴类零件，根据零件图要求该零件的各个尺寸精度没有重点要求，在加工上可以选择长一点的毛坯件，采用粗、精车阶梯轴。利用三爪有重点要求，在加工上可以选择长一点的毛坯件，采用粗、精车阶梯轴。利用三爪自定心卡盘装夹。可分别采用刀尖圆角为自定心卡

21、盘装夹。可分别采用刀尖圆角为R0.5的的93外圆车刀和外圆车刀和R0.2的的93的外的外圆车刀，以及圆车刀，以及3 mm切槽刀。数控加工工序卡如表所示。切槽刀。数控加工工序卡如表所示。（厂名）（厂名）零件名称零件名称阶梯轴阶梯轴零件零件号号印章印章数控加工数控加工工序卡片工序卡片材料材料45#钢钢程序程序号号夹具名称夹具名称三爪卡盘三爪卡盘使用使用设备设备FANUC 0i车床车床工工序号序号1编制编制车间车间数控车间数控车间工工步步工步工步内容内容刀具名称刀具名称切削用量切削用量量具量具编号编号名称名称n/r/minf/mm/rap/mm编号编号名称名称1车端面车端面T0101R0.5外圆粗外圆粗车刀车刀8000.321游标游标卡尺卡尺2粗车外粗车外圆圆T0101R0.5外圆粗外圆粗车刀车刀8000.321游标游标卡尺卡尺3精外圆精外圆T0202R0.2外圆精外圆精车刀车刀12000.150.51游标游标卡尺卡尺4车槽车槽T03033mm切槽刀切槽刀4000.151游标游标卡尺卡尺（2）参考程序（）参考程序（FANUC 0i系统）如下：系统）如下：THANK YOU!