李娜 李鵬飛 王倫 李明芳

摘 要：溝槽零件是數(shù)控車(chē)床加工中經(jīng)常碰到的，不同類(lèi)型溝槽的加工方法是有差別的，其各自的加工工藝、切削參數(shù)、編程方法也截然不同。溝槽零件的制造其生產(chǎn)工藝是關(guān)鍵，零件精度好壞取決于工藝編制的品質(zhì)。對(duì)溝槽件的加工工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造中常遇到相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析與研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床; 溝槽零件; 工藝設(shè)計(jì); 生產(chǎn)制造

引言

數(shù)控車(chē)床在生產(chǎn)加工過(guò)程中，常會(huì)遇到軸肩部分的溝槽加工、內(nèi)孔臺(tái)階的溝槽加工：常見(jiàn)的有矩形內(nèi)外溝槽、梯形內(nèi)外溝槽、端面溝槽、內(nèi)外圓弧溝槽等。溝槽零件的設(shè)計(jì)是根據(jù)它在整機(jī)中所處位置的機(jī)械性能的要求而程序成形的，各種槽其功能也各不相同，它們?cè)谡麢C(jī)中各自承擔(dān)著自己的使命。數(shù)控車(chē)床生產(chǎn)制造溝槽零件，不同類(lèi)型的溝槽加工工藝設(shè)計(jì)是零件精度的關(guān)鍵之所在。操作者要根據(jù)圖樣要求對(duì)槽的類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別與分析，確定槽的類(lèi)型后進(jìn)行加工工藝編排、加工線路軌跡的設(shè)計(jì)、加工程序的編寫(xiě)及加工刀具、量具的準(zhǔn)備等。

圖 1 是幾種溝槽基于一體的軸類(lèi)零件，對(duì)有加工經(jīng)驗(yàn)的操作者來(lái)說(shuō)，閱圖思考之時(shí)腦子里已形成加工制造思路、數(shù)控編程線路亦已擬定。加工工藝是生產(chǎn)的先行，零件的工序工步的設(shè)計(jì)。

1 零件的圖樣分析（圖 1）

1.1 圖樣輪廓分析

這是一個(gè)外形并不復(fù)雜的多槽零件，有外圓、矩形槽、梯形槽和圓弧槽構(gòu)成，把幾種溝槽集于一體，零件結(jié)構(gòu)很有特點(diǎn)。槽的功能各不相同，像矩形多槽有散熱作用，矩形單槽有螺紋退刀槽、卡簧槽等;梯形槽多為皮帶槽、內(nèi)油毛氈槽和主軸剎車(chē)槽等;圓弧槽多見(jiàn)于渦輪槽，也見(jiàn)于皮帶槽。

1.2 圖樣精度分析

外圓由三個(gè)軸肩組成，尺寸精度要求較高，數(shù)控車(chē)床加工完全能達(dá)到要求;三個(gè)不同類(lèi)型的槽，其精度要求并不高，只是三個(gè)矩形深槽加工稍有難度，切削參數(shù)與程序合理可解決;位置精度外圓 d20 與 d36 的同軸度要求是0.05 mm，用軟爪裝夾基本能保證。

2 零件的結(jié)構(gòu)工藝

溝槽件在結(jié)構(gòu)上雖然是同屬軸類(lèi)零件范疇，但又不同于軸類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)單一，因?yàn)樵谳S肩上添加了溝槽，加工過(guò)程比單一的軸類(lèi)零件復(fù)雜些，更何況這個(gè)零件有三種形狀不一的溝槽并存，加工過(guò)程就要多好幾道工序，但就零件結(jié)構(gòu)工藝而言，生產(chǎn)的過(guò)程還是相對(duì)簡(jiǎn)單的，構(gòu)成各輪廓的尺寸精度基本都能達(dá)到。

3 零件的加工工藝

槽類(lèi)零件的加工工藝的確定要服從于整個(gè)零件的加工需要，同時(shí)還要考慮到槽類(lèi)零件加工的特點(diǎn)。鑒于該零件是一個(gè)多槽的軸類(lèi)零件，集中了矩形槽、梯形槽、圓弧槽疊加的軸類(lèi)零件，加工過(guò)程的工藝編排既要合理又要便于加工，應(yīng)從工序、工步著手考慮：如工件的合理裝夾、深槽切削的方式、切削參數(shù)的設(shè)定、數(shù)控車(chē)削線路設(shè)計(jì)等。

3.1溝槽加工方法

當(dāng)軸肩外圓加工完后，依次加工圓弧槽、梯形槽和矩形槽。

1） 車(chē)削圓弧槽：用尖頭刀車(chē)削圓弧槽，采用 G71 復(fù)合循環(huán)指令來(lái)完成圓弧槽的加工任務(wù)。

2） 車(chē)削梯形槽：同車(chē)圓弧槽一樣，可采用 G71 指令完成梯形槽的加工。

3） 車(chē)削矩形槽：矩形槽分普通槽、深槽和寬槽三種。

a） 普通槽加工方法：對(duì)于寬度、深度值不大且精度要求不高的槽，采用和槽等寬的刀具直接切入一次成形，如

圖 2 所示。即刀具切入槽底后可利用延時(shí)指令使刀具暫時(shí)停留以修整槽底，退刀時(shí)采用工進(jìn)速度。

b） 深槽加工方法：本工件屬于深槽類(lèi)的矩形槽范疇，

為了避免切槽過(guò)程中由于排屑不暢，使刀具前部壓力過(guò)大出現(xiàn)扎刀和折斷刀具現(xiàn)象，可以采用分次進(jìn)刀的方式。刀具在切入一定深度后，停止進(jìn)刀并回退一段距離，達(dá)到斷屑退屑的目的，如圖 3 所示。同時(shí)注意盡量選擇強(qiáng)度較高的刀具。

c） 寬槽加工方法：通常把大于一個(gè)槽刀寬度的槽稱(chēng)為寬槽，寬槽的槽寬和槽深的精度及表面精度要求相對(duì)較高。車(chē)削寬槽時(shí)常采用排刀的方法進(jìn)行粗車(chē)，精車(chē)時(shí)從槽的一側(cè)車(chē)到槽底，再?gòu)牟鄣总?chē)至另一側(cè)，再沿側(cè)面退出，如圖 4 所示。

4.各個(gè)溝槽的加工程序

通過(guò)分析零件圖樣可以看出，圓弧槽和梯形槽可以用G71 指令完成生產(chǎn)加工。幾個(gè)矩形槽的深度值和長(zhǎng)度值都相等，如果用 G00 指令、G01 指令進(jìn)行加工，程序過(guò)于頻繁而且容易出錯(cuò)，運(yùn)用子程序調(diào)用指令就方便得多，但割刀切深槽容易卡屑和斷刀，因此程序編寫(xiě)時(shí)不容忽視割刀切入問(wèn)題，合理的運(yùn)用切削原理達(dá)到生產(chǎn)加工的效果。程序見(jiàn)表 4 僅供參考。

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