淺談數(shù)控車削中溝槽的加工精度保證方法

吳德勝 施梁

[摘要]近年來溝槽的加工在各類技能比賽中越來越普遍，而溝槽的加工精度也在不斷提高，溝槽的精度保證對(duì)競(jìng)賽中的成績(jī)尤為重要，當(dāng)然不同的溝槽在加工方面也有著差別，因此本文將根據(jù)本人多年來的實(shí)訓(xùn)教學(xué)與技能比賽輔導(dǎo)的經(jīng)驗(yàn)，分析常見溝槽在加工與精度方面的方法。

[關(guān)鍵詞]溝槽;加工方法;刀路軌跡;精度檢測(cè)

對(duì)于初學(xué)者來說，溝槽主要出現(xiàn)在零件中的退刀槽或密封處。但近年來各類數(shù)控車削技能競(jìng)賽中溝槽的形狀越來越復(fù)雜，加工精度越來越高，造成許多選手來不及加工或精度較差等原因失分，從而在競(jìng)賽中未能取得理想成績(jī)。而在競(jìng)賽中常出現(xiàn)如圖1所示的深溝槽、寬溝槽、T形溝槽、圓弧形溝槽等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。本文將基于FUNAC—0i系統(tǒng)的數(shù)控車削編程與加工為基礎(chǔ)，針對(duì)以上常見溝槽的加工方法、精度保證等進(jìn)行分析。

1、刀具選擇

刀具的正確選擇是溝槽的第一要素。在加工一般精度溝槽或精度要求不高的溝槽時(shí)，如螺紋退刀槽等，可選擇切溝槽刀刀寬與其要加工的溝槽寬尺寸相符;而對(duì)于加工精度有較高要求的溝槽時(shí)，為了使精加工能保證精度與表面粗糙度，在粗加工時(shí)的槽側(cè)與槽底軌跡中一般留有0.2—0.5左右的余量，故選擇小于槽寬2—3mm的刀具，如加工5mm的槽寬時(shí)可選擇3mm的切槽刀。

2、刀具的安裝

安裝切槽刀前首先要將外圓車一刀后，將槽刀的前刀刃對(duì)齊于工件外圓表面，再分別逐步擰緊刀架上的兩顆螺釘。若在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)槽底直徑有錐度情況，可在安裝刀具時(shí)故意將切槽刀整體向左輕微旋轉(zhuǎn)（如圖2），使得右槽刀尖保持在最外邊，從而在切削中右刀尖始終保持與工件接觸，從而保證了槽底直徑的直線度。

3、刀路軌跡

在CAD/CAM相關(guān)軟件中設(shè)置粗加工軌跡可按右槽側(cè)—槽底—左槽側(cè)的順序加工，如圖3中A-B-C-D軌跡圖所示。而精加工軌跡可按右槽側(cè)—槽底的順序加工（如圖4所示），這樣可先保證AB面到端面尺寸和槽底尺寸精度后，再單獨(dú)加工與保證槽寬尺寸精度。

4、加工方法

近年來在各類大賽中都采用三坐標(biāo)等精密儀器測(cè)量，故傳統(tǒng)的手工測(cè)量量具會(huì)存在一些誤差或精度不能滿足，現(xiàn)在有些院校會(huì)采用打表法即利用杠桿百分表測(cè)量。具體方法如下：

①計(jì)算公式：

B類實(shí)際尺寸=顯示數(shù)值—針頭直徑+壓表量之和+表的反向間隙

C類實(shí)際尺寸=顯示數(shù)值+針頭直徑—壓表量之和—表的反向間隙

公式中每次壓表量不宜過大，一般不超過10格為宜。

②操作方法：

B類：搖動(dòng)手輪讓杠桿表的測(cè)量針頭碰到槽側(cè)面A（所圖5所示），記下其壓表量同時(shí)將機(jī)床Z軸相對(duì)坐標(biāo)W值歸零，在避免碰到旁邊臺(tái)階表面的情況下將手輪X向退出，移至槽側(cè)面B并試碰到，記下其讀數(shù)后將手輪沿其Z向搖出約100mm的距離，為避免機(jī)床存在反向間隙可再次搖回之前記下的讀數(shù)，并記下壓表量，利用代入B類公式中計(jì)算出實(shí)際數(shù)值，再根據(jù)公差修改相應(yīng)刀補(bǔ)。

C類：如圖6示意圖中所示其方法與B類一樣，主于區(qū)別在于先后步驟。搖動(dòng)手輪讓杠桿表的測(cè)量針頭碰到槽側(cè)面A（所圖6所示），記下其壓表量同時(shí)將機(jī)床Z軸相對(duì)坐標(biāo)W值歸零，在避免碰到旁邊臺(tái)階表面的情況下將手輪X向退出，手輪沿其Z向搖出約100mm的距離，為避免機(jī)床存在反向間隙可再次搖回之前W值歸零的位置，直接把表針往下扎入，并記下壓表量，再移至槽側(cè)面B并試碰到，利用代入C類公式中計(jì)算出實(shí)際數(shù)值，再根據(jù)公差修改相應(yīng)刀補(bǔ)。

注意事項(xiàng)：①表針中心與表身中心在保持平行后歸零;

②測(cè)量時(shí)保證表針中心經(jīng)過工件旋轉(zhuǎn)中心;

③測(cè)量時(shí)保證表針中心垂直于工件旋轉(zhuǎn)中心。

5、檢測(cè)工具

常用的溝槽檢測(cè)主要依靠普通或數(shù)顯的外徑千分尺、公法線千分尺、內(nèi)測(cè)千分尺等量具檢測(cè)。除此之外還可用上量塊來組合檢測(cè)溝槽寬度，使其溝槽的精度控制在上、下偏差中。

結(jié)語

本文所述是本人從事數(shù)控車工技能競(jìng)賽輔導(dǎo)中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，除了以上加工過程中的方法外，還要在刀具（刀片）材料、切削速度、背吃刀量以及主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)方面的合理設(shè)置與選擇，因此在進(jìn)行實(shí)際的加工選擇是要根據(jù)具體的情況進(jìn)行優(yōu)化選擇。要保證加工的安全性，不斷的提升加工的技術(shù)，才能在技能大賽中取得更好的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)

[1]沈建峰，虞俊主編《數(shù)控車工（高級(jí)）》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.9

[2]唐傳趙，孟生才，王華等.不同數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控車床切槽方法分析[J].機(jī)械工程師，2009.

[3]于立青，胡鵬等.基于數(shù)控車的深溝槽高效加工.《金屬加工（冷加工）》，2015.01.