第6章切槽与切断课件.ppt

第六章 切槽与切断,各种槽形状及位置,常见切槽刀a）外圆切槽刀 b）内孔切槽刀 c）端面切槽刀,1. 切槽加工工艺特点（1）切槽刀进行加工时，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。（2）切削速度在槽加工过程中不断变化，特别是在切断加工时，切削速度由最大一直变化至零。切削力、切削热也不断变化。,（3）在槽加工过程中，随着刀具不断切入，实际加工表面形成阿基米德螺旋面，由此造成刀具实际前角、后角都不断变化，使加工过程更为复杂。（4）切深槽时，因刀具宽度窄，相对悬伸长，刀具刚性差，易振动，特别容易断刀。,2.切槽（切断）加工需要注意的问题（1）安装刀具的刀尖一定要与工件旋转中心等高，且安装必须是两边对称，否则在进行深槽加工时会出现槽侧壁倾斜，严重时会断刀。内孔切槽刀选择时需要综合考虑内孔的尺寸与槽的尺寸，并综合考虑刀具切槽后的退刀路线，严防刀具与工件碰撞。,（2）对于宽度值不大，但深度值较大的深槽零件，为了避免切槽过程中由于排屑不畅，使刀具前面压力过大出现扎刀和折断刀具的现象，应采用分次进刀的方式，刀具在切入工件一定深度后，停止进刀并回退一段距离，达到断屑和退屑的目的。,深槽零件加工方式,（3）若以较窄的切槽刀加工较宽的槽型，则应分多次切入。,宽槽的加工,（4）内孔槽刀的选用需要根据槽的尺寸，选择尺寸合适的槽刀加工，尽量保证刀具在加工中能有足够的刚度，从而保证槽的加工精度。（5）端面切槽刀的选用需要考虑端面槽的曲率，合理选择端面槽刀。（6）注意合理安排切槽进退刀路线，避免刀具与零件相撞。进刀时，宜先Z 方向进刀再X 方向进刀，退刀时先X 方向退刀再 Z 方向退刀。,（7）切槽时，刀刃宽度、切削速度和进给量都不宜选太大，并且需要合理匹配，以免产生振动，影响加工质量。（8）选用切槽刀时，要正确选择切槽刀刀宽和刀头长度，以免在加工中引起振动等问题。具体可根据以下经验公式计算：刀头宽度a （0.5 0.6）d （d 为工件直径）刀头长度L = h +（23） （h 为切入深度）,第一节 单槽加工第二节 多槽加工 第三节 异型槽的加工第四节 切断,第一节 单槽加工,一、窄槽加工,1.槽加工基本指令（1）直线插补指令（G01）（2）进给暂停指令（G04） 1）指令格式G04 P_；或G04 X_；或G04 U_；或G04；,2）指令说明 G04为非模态G代码。G04延时时间由代码字P、X或U指定，P值单位为毫秒（ms），X、U单位为秒（s）。,3）注意事项当P、X、U未输入时，表示程序段间准确停。当P、X、U指定负值时，表示暂停时间为0。P、X、U在同一程序段，P有效；X、U在同一程序段，X有效。G04代码执行中，进行进给保持的操作，当前页面下方显示暂停，但G04计时没有停止，当计时时间到时，光标停留到下一段程序。,2. 简单凹槽的加工,简单凹槽加工示意图,（1）注意凹槽切削前起点与工件间的安全间隙，本例中刀具位于工件直径上方3 mm处。（2）凹槽加工的进给率通常较低。（3）简单凹槽加工的实质是成形加工，刀片的形状和宽度与凹槽的形状和宽度一样，这也意味着使用不同尺寸的刀片就会得到不同的凹槽宽度。,3. 精密凹槽的加工（1）精密凹槽加工基本方法,精密凹槽加工示例a) 零件图 b) 槽放大图,（2）凹槽公差控制若凹槽有严格的公差要求, 精加工时可通过调整切槽刀的X 向和Z 向的偏置补偿值得到较高要求的槽深和槽宽尺寸。加工中对凹槽宽度影响最大的问题是刀具磨损。,（3）程序编制,1）开始加工时两个偏置的初始值应相等(偏置03 和13 有相同的X、Z 值)。2）偏置03 和13 中的X 偏置总是相同的, 调整两个X 偏置可以控制凹槽的深度公差。3）要调整凹槽左侧面位置，则需要改变偏置03 的Z 值。4）要调整凹槽右侧面位置，则需要改变偏置13 的Z 值。,二、宽槽加工,1.应用G94加工宽槽,等距槽,2. 应用G75 指令加工宽槽（1）指令格式G75 R (e);G75 X (U) Z (W) P (i) Q (k) R (d) F_ ;式中， e：径向(X 轴) 退刀量(单位为mm), 半径值, 无符号;X: 切削终点的X 向绝对坐标;U: 切削终点相对切削起点的X 向增量坐标;,Z：切削终点的Z 向绝对坐标;W：切削终点相对切削起点的Z 向增量坐标;i：径向（X 轴）进刀时，X 轴断续进刀的进刀量（不带符号，单位为m）；k：单次径向切削循环的轴向(Z 轴) 进刀量(不带符号, 单位为m）；d：切削至径向切削终点后, 轴向(Z 轴) 的退刀量, d 的符号总是正的；F：进给速度。,（2）代码执行过程,G75 指令运动轨迹,根据G75 指令切削循环的特点, G75 指令常用于深槽、宽槽、等距多槽的加工, 但不用于高精度槽的加工。,（3）编程示例如图所示，使用G75 指令进行宽槽加工,G75 指令加工宽槽示例,1. 零件加工中, 槽的定位是非常重要的, 编程时要引起重视。2. 切槽刀通常有三个刀位点, 编程时可根据基准标注情况进行选择。3. 切宽槽时应注意计算刀宽与槽宽的关系。4. G75 指令用于切槽相当于用数个G94 指令组成循环加工, k 不能大于刀宽。,三、实训练习,加工如图所示零件，毛坯尺寸为40 mm 75 mm，材料为45 钢。,槽加工实训零件图,1. 制定加工工艺（1）工艺分析通过图样分析可制定如下加工工序:齐端面、打中心孔（手动）粗精车零件左端轮廓掉头，粗、精车右端轮廓加工5 mm 4 mm 窄槽、直径为 mm 宽槽至尺寸。（2）零件装夹采用一夹一顶夹紧方式装夹零件。,2. 编制加工程序（1）左端轮廓加工程序,（2）右端轮廓及槽加工程序,3. 工件加工将编写的程序校验无误后，输入机床数控系统，对刀设置刀具偏置参数（注意切槽刀以左刀尖为刀位点对刀），加工出合格的零件。,四、槽加工质量分析,第二节 多槽加工,一、应用G75加工多槽,G75 指令切削轴向等距槽工件,1. 图样分析如图所示的工件槽结构是多个等距径向槽，右边第一个槽由长度30 mm 定位，共有4 个槽，槽间距10 mm，槽宽5 mm，槽深10 mm （从60 mm 至40 mm）。多个等距径向槽也可用G75 指令编程加工。,2. 程序编制,利用G75 指令循环加工后, 刀具回循环的起点位置。切槽刀要区分是左刀尖还是右刀尖对刀, 防止编程出错。,二、应用子程序加工多槽,如图所示为切纸辊零件图, 试编制加工18 个宽度为4 mm 槽的加工程序。,切纸辊槽,切纸辊槽,1. 图样分析由图可知, 该工序加工18 个4 mm 宽的槽，槽深为14 mm（半径值），并且槽与槽之间的距离相等。该零件槽多且尺寸相同，若采用G01 指令编制其加工程序，大量的程序段会出现内容重复现象，增加了编程的工作量。,2. 程序编制（1）第二级子程序,（2）第一级子程序,（3）主程序,应用子程序注意事项:1. 编程时应注意子程序与主程序之间的衔接问题。2. 应用子程序指令的加工程序在试切削阶段应特别注意机床的安全问题。3. 子程序多使用增量方式编制, 应注意程序是否闭合, 以及积累及误差对零件加工精度的影响。4. 使用G90/ G91 绝对值/ 增量值坐标转换的数控系统, 要注意确定编程方式(绝对值/增量值)。,第三节 异型槽的加工,一、端面直槽的加工,1. 端面直槽车刀的形状,端面直槽车刀的形状,2. 端面切槽循环指令(G74)(1) 指令格式G74R (e);G74X (U) Z (W) P (i) Q (k) R (d) F ；式中，e: 退刀量，该值是模态值；X: 切槽终点处径向绝对坐标值；U: 切槽终点相对切槽起点的径向坐标增量；,Z: 切槽终点处轴向绝对坐标值；W: 切槽终点相对切槽起点的轴向坐标增量；i: 刀具完成一次轴向切削后，在径向（X 向）的移动量，该值用不带符号的半径值表示；k: Z 向每次切削深度, 该值用不带符号的值表示；,d: 刀具在切削至槽底部的退刀量（直径值），无符号, 省略R (d) 时, 系统默认至轴向切削终点后, 径向(X轴) 的退刀量为0; 为了避免刀具的碰撞, 该值一般取0;F: 切槽进给速度。该循环可实现断屑加工, 如果X (U) 和P (i) 都被忽略，则是进行中心孔加工。,（2）指令说明,G74 指令循环轨迹,3. 编程示例用G74 指令编写如图所示工件的槽加工程序（切槽刀的刀宽为3 mm）。,端面槽加工示例,1. 由于i 和k 为无符号值, 所以, 刀具切深完成后的偏移方向由系统根据刀具起刀点及切槽终点的坐标自动判断。2. 切槽过程中, 刀具或工件受较大的单方向切削力, 容易在切削过程中产生振动, 因此, 切槽加工中进给速度F 的取值应略小(特别是在端面切槽时), 通常取0. 1 0. 2 mm/ r。,二、V 形槽的加工,如图所示工件，试编写V 形槽的加工程序。,V 形槽加工示例a) 零件图b) 单槽切削路线放大图,1. 图样分析如图所示工件槽结构是多个不等距径向槽，共有3 个尺寸相同的槽，第一个槽由尺寸14 mm 定位，第二个槽由尺寸33 mm 定位，第三个槽由尺寸45 mm 定位。用调用子程序的方法来简化编程。编写相同槽的加工程序作为子程序，以便在主程序中重复调用。,2. 程序编制（1）编写槽加工子程序,（2）编写槽加工主程序,三、梯形槽的加工,加工如图所示的梯形槽，试编写其加工程序。,梯形槽,1. 图样分析图所示零件的中间部位为一带有圆弧倒角的梯形槽，槽底尺寸精度和表面质量要求比较高，若采用偏刀或圆弧刀加工，都很难一次加工成型，中间必然留有接刀痕迹。加工该槽最好选用切槽刀。,2. 设计加工路线,加工路线a) 粗加工路线b) 精加工路线,3. 编制加工程序,第四节 切断,一、切断工艺,1.切断刀及选用切断钢件或铸铁材料时，可用下面公式计算:式中，a为主切削刃宽度（mm）；D 为工件待加工表面直径（mm）。,切断刀刀头长度太短，不能安全到达主轴旋转中心；刀头过长则没有足够的刚度，且在切断过程中会产生振动甚至折断。刀头长度L 可用下面公式计算:L = H + (2 3) mm式中，L 为刀头长度（mm）； H 为切入深度(mm)。,2. 切断刀安装切断刀安装时，切断刀的中心线必须与工件轴线垂直，以保证两副偏角对称。切断刀主切削刃不能高于或低于工件中心，否则会使工件中心形成凸台，并损坏刀头。,3. 切断工艺要点（1）和切槽一样，切断时切削液要保证作用在切削刃上。（2）当切断毛坯或不规则表面的工件时，切断前先用外圆车刀把工件车圆，或开始切断毛坯部分时，尽量减小进给量，以免发生“啃刀”。,（3）工件应装夹牢固, 切断位置应尽可能靠近卡盘, 当用一夹一顶方式装夹工件时，工件不应完全切断，而应在工件中心留一细杆，卸下工件后再用榔头敲断。（4）切断刀排屑不畅时，使切屑堵塞在槽内，造成刀头负荷增大而折断。故切断时应注意及时排屑，防止堵塞。,二、切断示例,切断示例图,1. 用G01 方式切断,2. 用G75 方式切断,三、用切断刀先切倒角，再切断,切断刀先切倒角，再切断,先倒角后切断加工技巧:1. 刀具先切削一定深度的槽, 槽的深度应大于倒角宽度。2. 刀具X 向退到槽口上方, 调整刀具右刀尖至倒角轮廓的起点。3. 刀具右刀尖沿倒角轮廓切削, 随后再切断工件。4. 刀具返回起始位置。,