淺談數(shù)控加工切槽與切斷

郭英杰

(張家口市機(jī)械工業(yè)學(xué)校，河北張家口 075000)

在工件上車多種形狀的槽子叫車溝槽。零件的外溝槽主要有兩種，即：外圓溝槽和平面溝槽。常用的矩形外圓溝槽可使裝配在軸上的零件有正確的軸向定位和在螺紋加工時(shí)作為退刀槽使用。切槽與切斷廣泛應(yīng)用于數(shù)控車削加工中。本文結(jié)合典型加工實(shí)例，詳細(xì)介紹一下切槽與切斷的刀具、加工及編程方法。

1 切槽、切斷的加工及編程方法

(1)切槽刀與切斷刀

切槽刀前端為主切削刃，兩側(cè)為副切削刃。切斷刀的刀頭形狀與切槽刀相似，但其主切削刃較窄，刀頭較長(zhǎng)，切槽與切斷都是以橫向進(jìn)刀為主。

1)切斷刀的長(zhǎng)度和寬度確定

① 切斷刀刀頭寬度的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為：

式中：α——主切削刃寬度，mm；

D——被切斷工件的直徑，mm。

② 刀頭部分長(zhǎng)度L的確定

切斷實(shí)心材料：L=D/2+(2～3)

切斷空心材料：L=h+(2～3)，其中h為被切工件的壁厚。

2)切槽刀的長(zhǎng)度和刀頭寬度確定

① 切槽刀的刀頭寬度一般根據(jù)工件的槽寬、機(jī)床的功率和刀具的強(qiáng)度綜合考慮確定。

② 切槽刀的長(zhǎng)度L為：

L=槽深+(2～3)

(2)加工方法(圖1)

1)車外徑槽時(shí)，刀具安裝應(yīng)垂直于工件中心線，以保證車削質(zhì)量。

2)車削精度不高的和寬度較窄(<5mm)的槽時(shí)，可用刀寬等于槽寬的車槽刀一次直進(jìn)法車出。

3)有精度要求的槽，一般采用兩次直進(jìn)法車出。第一次車槽時(shí)，槽壁兩側(cè)留精車余量，然后根據(jù)槽深和槽寬進(jìn)行精車，并使刀具在槽底部暫停幾秒鐘，以提高槽底的表面質(zhì)量。

4)車削較寬的槽(>5mm)時(shí)，可用多次直進(jìn)法切割，并在槽壁兩側(cè)留精車余量，然后根據(jù)槽深和槽寬進(jìn)行精車。

5)切槽刀或切斷刀退刀時(shí)要注意合理安排退刀路線，尤其注意G00的走刀軌跡，否則很容易與工件外臺(tái)階碰撞，造成車刀的損壞，嚴(yán)重時(shí)影響機(jī)床精度。

6)切斷處應(yīng)靠近卡盤，以免引起零件振動(dòng)。

7)切斷加工切削速度應(yīng)低些，尤其快切斷時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)給速度，以防刀頭折斷。

(3)編程方法

1)刀具刀位點(diǎn)的確定

切槽刀或切斷刀有左右兩個(gè)刀尖及切削刃中心處的三個(gè)刀位點(diǎn)，在編程時(shí)要根據(jù)圖樣尺寸的標(biāo)注和對(duì)刀的難易程度綜合考慮。一定要避免編程操作和對(duì)刀時(shí)選用刀位點(diǎn)不一致的現(xiàn)象。

2)常用指令

1)G01 X Z F ：直線插補(bǔ)；可以用它編寫切槽程序。

2)G04暫停指令；

格式：G04 X＿；或G04 U＿；或G04 P＿；

說明：① G04指令按給定時(shí)間延時(shí)，不做任何動(dòng)作，延時(shí)結(jié)束后再自動(dòng)執(zhí)行下一段程序。該指令主要用于車削環(huán)槽、不通孔、車臺(tái)階軸清根及自動(dòng)加工螺紋等可使刀具在短時(shí)間無進(jìn)給方式下進(jìn)行光整加工。

② X、U表示s(秒)，P表示ms(毫秒)。程序延時(shí)時(shí)間范圍為16ms～9999.999s。

3)外徑切槽循環(huán)

G75 R

G75 X Z P Q F：外徑切槽循環(huán)。其中：R——退刀量；X，Z——槽底坐標(biāo)；P——X方向每次循環(huán)切削量；Q——Z方向每次循環(huán)切削量。作用是在外圓面或端面上切削深度、寬度較大的溝槽加工。

2 加工實(shí)例(圖2)

(1)工藝分析

1)零件幾何特點(diǎn)

零件加工面主要為端面及外圓以及其上的槽。表面粗糙度均為6.3um。

2)加工工序

毛坯：φ40mm×85的棒料。零件的加工主要達(dá)到如圖2所示外徑槽和端面槽的加工要求，工件材料為45鋼。根據(jù)零件圖樣要求，選用CK6140機(jī)床即可達(dá)到要求。

以外圓為定位基準(zhǔn)，用卡盤夾緊。工藝過程如下：

① 平端面，用G94進(jìn)行；

② 外圓粗車循環(huán)切削，用G90進(jìn)行，留0.5mm的精車余量；

③ 外圓精車，用G90進(jìn)行，達(dá)到尺寸要求；

④ 切外圓槽，刀寬為4mm，用G01進(jìn)行；

⑤ 切端面槽，用端面切槽刀車，刀寬為5mm；

⑥ 切斷，切斷刀寬4mm，用G01切。

3)各工序刀具及切削參數(shù)選擇(表1)

(2)參考程序(略)

3 切槽與切斷注意事項(xiàng)

1)切槽、切斷時(shí)，刀頭寬度不能過寬，否則易振動(dòng)；

2)安裝切槽刀時(shí)，主切削刃軸心線要平行，否則切出的槽底直徑一側(cè)大、一側(cè)?。?/p>

3)加工較寬的溝槽時(shí)，每次分層切削進(jìn)給要有重疊部分；

4)若工件槽寬精度要求很高時(shí)，操作者可分別以切槽刀的兩個(gè)刀尖設(shè)置刀具的兩個(gè)補(bǔ)償量以便使用；

5)安裝切槽刀時(shí)，刀具必須與工件中心對(duì)準(zhǔn)；否則，不僅工件不能切斷，而且刀具的刀頭易損壞；

6)切斷時(shí)，工件一定要裝夾牢固，切斷點(diǎn)應(yīng)離卡盤近些；

7)切斷時(shí)進(jìn)給量不宜過大；

8)切斷時(shí)要及時(shí)注意排屑的順暢，否則易將刀頭折斷；

9)一卡一頂裝卡工件時(shí)，不能直接把工件切斷，以防切斷時(shí)工件飛出。

結(jié)束語

切槽與切斷廣泛應(yīng)用于數(shù)控車削加工中。本文敘述了切槽與切斷的刀具、加工及編程方法，并通過典型加工實(shí)例，對(duì)其具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了描述，以供數(shù)控車削編程及操作人員參考。

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