《劳动出版社《数控车床编程与操作（FANUC系统）》-A02-9410第五章 槽类零件加工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《劳动出版社《数控车床编程与操作（FANUC系统）》-A02-9410第五章 槽类零件加工（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 槽类零件加工,在数控车削加工中，经常会遇到各种槽类零件加工。 圆柱体车槽包括内外圆车槽和端面槽。 槽的类型主要包括有直槽和各种异形槽。,槽类零件,第一节 直槽加工,第二节 矩形槽加工,第三节 异形槽加工,第一节 直槽加工,1.掌握G04指令的应用。 2.掌握G94指令在车槽中的应用。 3.能合理选择车槽或切断刀具。 4.能对槽类零件的加工误差进行分析。,一、G04延时 1. 指令格式 G04 X ； 或 G04 U ； 或 G04 P ； 说明：X、U、P指定延时时间，X（U）表示延时，单位为秒；P表示延时，单位为毫秒。,2. 指令功能 G04指令可使程序执行到出现该指令的程序段时暂停
2、。如车槽加工时，为使槽底圆整光滑，可采用该指令。,3. 编程实例 加工该零件槽，用G00、G01、G04指令编写精加工程序。,零件图 加工示意图,车槽加工,二、径向车槽循环指令G94 G94 X（U） Z（W） F ； 在指令使用时，如果设定Z值不移动或设定W值为零时，就可用来进行车槽加工。 毛坯为30mm的棒料，采用G94编写加工程序。,零件图 实物图 等距直槽,车槽刀与切断刀的安装和加工方法 车槽和切断的加工工艺在前序课程数控加工工艺学中略有涉及，这里再针对车槽、切断刀具的安装和加工方法等进行一下复习。 一、车外槽刀具的安装 1. 刀具可达加工要求时，安装时车槽刀不宜伸出过长。 2. 车槽
3、，横向进给时，主刀刃高度对工件中心控制在00.2mm范围内，刀片与工件中心尽量等高。 3. 刀片尽量垂直于中心，两个副偏角对称，以保证主刀刃与工件轴线平行,二、切断刀具的安装 1. 安装时，切断刀不宜伸出过长，同时切断刀的中心线必须装得与工件中心线垂直，以保证两个副偏角对称。 2. 切断实心工件时，切断刀的主切削刃必须装得与工件中心等高，否则不能车到中心，而且容易崩刃，甚至折断车刀 3. 切断刀的底平面应平整，以保证车削质量。 三、车外直槽的加工方法 1.车削不高的和宽度较窄的槽时，可采用刀宽等于槽宽的车槽刀，采用一次直进法车出。 2.有精度要求的槽，一般采用两次直进法车出。,四、切断方法 1
4、.直进法切断工件。所谓直进法，是指垂直于工件轴线方向进行切断。这种方法切断高，但对车床、切断刀的刃磨和安装都有较高的要求，否则容易造成刀头折断。 2.左右借刀法切断工件。在切削刚性不足的情况下，可采之用左右借刀法切断。左右借刀法是指切断刀在轴线方向反复地往返移动，随之两侧径向进给，直至工件切断。 3.反切法切断工件。反切法是指工件反转，车刀反向装夹，这种切断方法宜用于较大直径工件的切断。,毛坯为45mm120mm的45钢，用系统所学指令G00、G01、G04进行编程加工该零件。,零件图,一、工艺分析 1. 夹住毛坯45mm外圆，伸出大于30长应用G71循环指令粗车外轮廓，X轴留精加工余量0.5
5、mm，外圆车至尺寸43.5mm、40.5mm。 2. 精车外轮廓至尺寸。 3. 更换车槽刀具T0202，加工槽以及侧面倒角。 4. 选择切断刀将工件切断保证长度200.05mm。,二、选择刀具及确定切削用量 1. 刀具选择 机夹外圆车刀，刀具型号PCLNR2020K12；机夹车槽车刀，刀具型号为CFMR2020K04；切断刀，刀具型号CFMR 32-04。,车槽刀图,刀具参数表,切断刀图,刀具参数表,2. 确定切削用量 数控加工刀具及切削用量选择,三、程序编制,（下一页续表）,续表,车削外槽时产生废品的原因及预防方法,（下一页续表）,续表,用FANUC 0i系统加工该零件。,零件图,第二节 矩
6、形槽加工,1.掌握G75指令的应用。 2.掌握矩形槽加工的类型。 3.能合理选择宽槽加工参数。,一、G75指令功能 G75指令可使程序执行到出现该指令的程序段时暂停。如车槽加工时，为使槽底圆整光滑，可采用该指令。 轴向（Z轴）进刀循环复合径向断续切削循环，；切削到切削终点后，返回起点（G75起点和终点相同），径向车槽复合循环完成。 G75的轴向进刀和径向进刀方向由切削终点X（U）Z（W）与起点的相对位置决定。此指令用于加工径向环形槽或圆柱面，径向断续切削起到断屑、及时排屑的作用。,车槽加工示意图 （F）进给 （R）快速进给,本循环可自动断屑，可在 X 轴车槽及 X 轴啄式钻孔。,二、G75径向
7、车槽复合循环 1. 指令格式 G75 R _ G75 X（U）_ Z（W）_ P _ Q _ F_； 说明：R：车槽的回退量，该值为摸态值。 X、Z：车槽的终点坐标（U、Z）。 P：每次X向切削深度。 Q：Z向移动量。 F：进给率。,2. 编程实例 加工该零件槽，用G00、G75指令编写精加工程序。,零件图,车槽的工艺方法 一、车槽的工艺特点 1. 一个主刀刃二个副刀刃同时参与三面切削，被切削材料塑性变形复杂、摩擦阻力大，加工时进给量小、切削厚度薄、平均变形大、单位切削力增大。总切削力与功耗大，一般比外圆加工大20%左右，同时切削热高，散热差，切削温度高。 2. 切削速度在加工过程中不断变化，
8、特别是切断加工时，切削速度由最大一直变化至零。切削力和切削热也在不断变化。 3. 工件在旋转过程中，刀具不断切入，实际在车槽底面形成的是阿基米德螺旋线，由此造成实际前角、后角都在不断变化，使过程更为复杂。,4. 因刀具宽度窄，相对悬伸长，刀具刚性差，易振动，特别是切断，切深槽时该现象更加明显。 5. 数控加工中，由于被加工槽的形状、位置、宽度、深度不同，为尽可能减少刀具更换次数，因此要选择能够夹持多种规格刀片的刀具，才能优质、高效地完成多种类型的槽的加工。 二、车槽的加工工艺,1. 车外宽槽 （1）车削较宽的槽时，可采用多次直进法切削，并在槽壁两侧留一定精车余量。,宽槽切削示意图,（2）车削槽
9、侧面倒角，一般斜向进给，编制图样程序，考虑刀具的刀尖位置。 2. 车斜沟槽 （1）车削45外沟槽，可用45专用车刀，编制相应程序加工。 （2）车削圆弧沟槽时，采用专用端面圆弧刀，编制对应程序加工。,斜槽加工示意图,圆弧沟槽加工示意图,毛坯为45mm120mm的45钢，用G00、G01、G71、G70、G75等指令进行编程加工该零件。,零件图,一、工艺分析 1. 夹住毛坯45mm外圆，伸出大于55mm长应用G71循环指令粗车外轮廓，留精加工余量0.5mm外圆尺寸43.5mm、40.5mm。 2. 精车外轮廓至尺寸。 3. 更换车槽刀具T0202，加工3个5mm窄槽以及20mm0.05mm宽槽。
10、二、选择刀具及确定切削用量 1. 刀具选择 PCLNR2020K12机夹外圆车刀和CFMR 2020K04机夹切槽车刀。,刀具参数表,2. 确定切削用量 数控加工刀具及切削用量选择 3程序编制,（下一页续表）,续表,在FANUC 0i系统数控车床加工该零件。,零件图,第三节 异形槽加工,1.掌握M98、M99指令的应用。 2.了解异形槽加工的常见类型。 3.能合理安排异形槽的粗、精加工工艺。 4.能用多个刀补控制同一把刀具，以简化异形槽编程。,一、子程序的定义 数控加工程序种类：主程序、子程序。 主程序一个完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主体部分。 特点：和被加工零件或加工要求一一对应；
11、不同的零件或不同的加工要求，都有唯一的主程序。,子程序一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它，这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独命名。 特点：不独立的加工程序，只能通过调用，实现加工中的局部动作; 子程序执行结束后，能自动返回到调用的程序中。,二、子程序的嵌套 子程序的嵌套子程序调用另一个子程序的功能。 一级子程序：被主程序调用的子程序。 在FANUC 0i系统中，子程序可以嵌套4级。 三、子程序的格式 子程序和主程序并无本质区别。 区别：结束标记不同。 主程序结束指令：M02或M3。 子程序结束指令：M99，并可以自动返回主程序。,子程序格式如下： O0100；
12、G91 G01 Z-2.0； G91 G28 Z0； M99； 注意：子程序结束指令M99，可以与它上面的语句并写在一句中，如“G91 G28 Z0 M99 ；”。,四、子程序调用 1. 指令格式 在FANUC-0i系统中，子程序的调用可通过辅助功能代码M98指令进行，且在调用格式中将子程序的程序号改为P。 常用的子程序调用格式有两种。 M98 P L； 如 M98 P00100 L5或M98 P50010 都表示连续5次调用0010号程序。,2. 指令功能 地址P后面的四位数字为子程序序号，地址L后的数字表示重复调用的次数，子程序号及调用次数前的0可省略不写。如果只调用一次，则地址L及其后的
13、数字可省略。,3. 编程实例 加工该零件中的两个直槽，用G00、G01、G04、M98、M99等指令编写精加工程序。,零件图,（下一页续表）,续表,一、一夹一顶装夹 车削时，工件必须在车床夹具中定位并夹紧。 粗车时一般采用一夹一顶的装夹方法。 一夹一顶装夹方法装夹时，将工件的一端用三爪自定心卡盘夹紧，而另一端用后顶尖支顶的装夹方法。为了工件轴向位移，可以在主轴前端锥孔内安装一个限位支撑。,1限位支撑 2卡盘 3工件 4后顶尖,一夹一顶装夹,二、一夹一顶车削工艺要求 注意以下几点： 1. 工件端面中心必须钻中心孔。 2. 必须车削工艺台阶。 3. 卡盘部分不能夹持太长。 4. 车床尾座的轴线必须
14、与主轴轴线重合。 5. 车床尾座套筒伸出长度不易过长。,三、钻中心孔的工艺要求 1. 中心孔和中心钻的类型 中心孔种类（GB/T1452001规定）：,中心孔的类型、结构及用途,2. 钻中心孔的方法 （1）校正尾座中心 启动车床，使主轴带动工件回转。移动尾座，使中心钻接近工件端面，观察中心钻头部是否与工件回转中心一致，校正并紧固尾座。 （2）切削用量的选择和钻削 由于中心钻直径小，钻削时应取较高的转速（一般取9001120r/min），进给量应小而均匀（一般为0.050.2mm/r）。手摇尾座手轮时切勿用力过猛，当中心钻钻入工件后应及时加切削液冷却、润滑；中心孔钻好后，中心钻在孔中应稍作停留，
15、然后退出，以修光中心孔，提高中心孔的形状精度和表面质量。 （3）钻中心孔时的质量分析 由于中心钻的直径较小，钻中心孔时极易出现各种问题。,钻中心孔时容易出现的问题以及产生原因,四、一夹一顶时顶尖使用的工艺要求 后顶尖有固定顶尖和回转顶尖两种。 1. 固定顶尖 特点：刚度好，定心准确；顶尖与工件中心孔的滑动摩擦，容易产生过多热量，而将中心孔或顶尖“烧坏” 。 用途：只适用于低速加工、精度要求较高的工件。,普通固定顶尖 镶硬质合金固定顶尖,2. 回转顶尖 优点：能在很高的转速下正常工作。 缺点：存在一定的装配累积误差，且滚动轴承磨损后会使顶尖产生径向圆跳动，从而降低了定心精度。 用途：应用非常广泛
16、。,回转顶尖,毛坯为45mm120mm的45钢，用FANUC 0i系统所学指令G00、G01、G04、M98、M99进行编程加工该零件。,零件图,一、分析加工工艺步骤 1. 夹住毛坯45mm外圆，伸出大于45mm长车端面钻中心孔。 2. 采用一夹一顶装夹应用G71循环指令粗车外轮廓，留精加工余量0.5mm。 3. 精车外轮廓至尺寸。 4. 更换车槽刀T0202，调用子程序加工槽以及槽侧面。,二、选择刀具及确定切削用量 1. 刀具选择 机夹外圆车刀，刀具型号PCLNR2020K12；机夹车槽车刀，刀具型号CFMR 2020K04。 2. 确定切削用量,数控加工刀具及切削用量选择,三、程序编制,（下一页续表）,续表,（下一页续表）,续表,在FANUC 0i系统加工该零件。,零件图,
