複雜溝槽車削加工工藝和編程方法分析

1.前言

溝槽零件是（shì）車削加工中的常見產（chǎn）品，不同類型溝槽的加工工（gōng）藝設計是保證零件加工（gōng）精度的關鍵。加工工藝（yì）根據零件圖紙要求，識別分析坡口（kǒu）類型，確定坡口類型，安排加工工藝，設（shè）計加工路線和軌跡，編製加工程序，準備刀具（jù）和量具等。加工工（gōng）藝的選擇直接影響加工零件的質量和效率。

在車床加工的過程中，我們會遇到各種槽類零件，比如軸肩的槽加工，內孔台階的（de）槽加工。一般選擇切槽刀來完成這類普通槽類（lèi）零件的加工（gōng），但遇到複雜槽類零件(槽根處有滑槽或槽肩（jiān）及由倒角（jiǎo）、圓角或圓弧組成的（de）槽麵的零件)，由於普通車床一般用成型刀加工槽，剛性大，不易刃磨，當槽深窄或（huò）槽邊彎曲時，用普通車床很難加工。數控車（chē）床是根據零件的（de）表（biǎo）麵軌跡進行（háng）編程，使（shǐ）用通用（yòng）刀（dāo）具，刀具的刀尖按照編程的軌跡進行加工，尤其（qí）是圓弧和圓錐麵的加（jiā）工，是普通車床無（wú）法（fǎ）比擬的。

2、數控車削（xuē）複雜凹（āo）槽

2.1加工技術

數控加工時，首先要編製加工程序（xù）。FANUC數控係（xì）統是數控車床實際生產加工（gōng）中應用最廣泛的係（xì）統。零件編程時，常用的循環指令有G71、G72、G73，加工（gōng）和（hé）使用（yòng）都比較簡單。在生產加工中，溝槽加工也是數控車削常見的加（jiā）工類型（xíng）之一，加工中會遇到各種形狀的溝槽。在FANUC數控係統中，G75循環指令常用（yòng）於切割溝槽，但G75隻適用於切割簡單的直溝槽。加工槽肩和（hé）槽根（gēn）有倒角和圓角的斜（xié）槽或複雜槽時，G75指（zhǐ）令（lìng）不（bú）再適用。

G73指令可以加工複雜的凹槽。但由於刀具沿工件表麵輪廓逐（zhú）層進行深度加工，空行程多，加工（gōng）效率低。宏程序也可以加工複雜的坡口，但編程複雜，使用不方便。然而，G72指令可以（yǐ）簡單方便地實（shí）現複雜的溝槽加工。

2.2 G72指令介紹

FANUC數控車床的G72指（zhǐ）令是端（duān）麵複合循環加工指令，主要用於盤類零件的加工，是軸向進給和徑向切削的端麵加工循環指令。根據工件和刀具的不同，G72指令（lìng）的（de）功能也不（bú）同，其加工範圍也不同。在實際生產中（zhōng），通常使用切削刃平行於軸線的90°偏置刀具，這種刀具對軸向（xiàng）尺寸精度要求相對較（jiào）高，徑向（xiàng）尺寸精（jīng）度（dù）要求較低，零件輪廓單（dān）調增減，從而車削直徑差較大的盤套零件毛坯。長度短、直徑差大（dà）的零件的內孔和端麵（miàn）用刀片平（píng）行（háng）於軸線的鏜刀加（jiā）工。從指令的定義來看，G72指令（lìng）與坡口加工無關，但G72指令的切削方向與坡口方向相同，可以用來描述曲麵輪廓。同樣，循環指令也可以用於（yú）內圈溝槽的加工。綜上所述，G72指令的加工特點滿足複雜槽加工的需要，可以選（xuǎn）擇。

2.2工具選擇

應（yīng）選擇槽型刀具代替外圓車刀。開槽刀一般用於（yú）切割或開槽（cáo），開槽刀的兩個刀尖都可以加工工件。具有軸向切削強度差，徑向切削性（xìng）能好的特點。刀具的寬度與刀具的強度和切割時的切割阻力有關。刀具寬度（dù）大時，刀具（jù）強度高，軸向切削性能好，但徑（jìng）向切削阻力大。當刀（dāo）具寬度較小時，軸向切削性能較差，徑向切削力較小。因（yīn）此，插齒刀應選擇合適的寬度以滿足加工需要，同時盡量縮短刀長，比槽深長3 ~ 4mm。切割刀（dāo）的兩個副偏（piān）角必須（xū）對稱，主切削刃應平直、粗糙度高，以保（bǎo）證被加工工件（jiàn）的外徑和（hé）加（jiā）工表（biǎo）麵的粗糙（cāo）度。

2.3編程軌道選（xuǎn）擇（zé）

G72指令粗加工的切（qiē）削路徑路線從（cóng）右（yòu）向左，回到工件的安全端麵。精加工路線是從左到右，從大直徑到小直徑（jìng），這樣就可以加工出因直徑差大而預留的軸向加工餘量。精加工和粗加工的起點和終點不同，但粗加工和精加工的圓（yuán）弧指令程序正好相反（fǎn）。根據係統規定，精（jīng）加工（gōng）程（chéng）序的第一個程序段隻能沿Z方向進給，不能出現X軸的運動指令。G72指令可用（yòng）於加（jiā）工正反兩個方向的凹槽。編程加工簡單方便，縮短了加工時間，提（tí）高了生產效率。

2.4退刀量的（de）選擇

用G72指（zhǐ）令（lìng）編寫（xiě）開槽程序時，Z軸方向不能有（yǒu）退（tuì）刀（dāo），精車Z方向不能有餘量。因此（cǐ），G72指令中的R值和（hé）第二行中的W值必須為0。編寫精車輪廓時，切削刀具由左、右刀尖加工，對（duì）刀以左刀尖為（wéi）準。加工凹槽時，凹槽的右側由右刀尖加工（gōng）。切槽刀的寬度必須考慮在內（nèi），加（jiā）工長度應從刀的寬度中減去（qù）。

2.5切削參數的選擇

加工的（de）時（shí）候一（yī）定要慎重選擇背吃刀量（liàng）。使用（yòng）刀具進行加工時，背吃刀量過大，殘留餘量大，精加工時軸向切削力大，加工時刀具會（huì）變形甚至損壞（huài），影響加工質量；如果背切量太小，加工效率就會低。根據（jù）加工材料（liào）和刀具的不同，選擇合理的背吃刀（dāo）量。因為是用切割刀進行加工，所以要選擇小的進給速（sù）度和合理的切削速度。加工時，使用（yòng）冷卻液以保證正常排（pái）屑和冷卻。

3.加工實例

3.1特殊形狀的零件

特殊形狀的零件。因（yīn）為是非單調遞增的輪廓，所以在編製加工程序時應該首先考慮（lǜ）G73。但加工時刀具是沿（yán）著工件表麵輪廓運動的，空行程多，加工效率極低。另外，G73運行軌跡是由切槽（cáo）刀的輔助刀片（piàn）加工的（de），這就暴露了切槽刀本身（shēn）強度差（chà）的問題，每次加工的（de）背吃刀量必須很小，大大影響了加工效率。使用G72指令加工時，刀具幾乎沒（méi）有空行程，其運行軌跡完全符合槽刀擅長的徑向進（jìn）給切削方式，提高了零件的（de）加工效率。

3.2加（jiā）工工（gōng）具和切削參數的選擇

為了保證刀具（jù）的強度，車刀的延伸長度比槽深長3 ~ 5 mm。裝刀時，確保主刀片與工件（jiàn）軸線平行，即主刀片與工件外圓平行。零件的加工材料為硬（yìng）鋁LY12，加工刀具為開槽刀具(寬度4mm)，安裝在4號刀位。粗車速度為550轉/分，精車速度為750轉（zhuǎn）/分；；粗進給速度為0.05mm/r，精進給速度為（wéi）0.05mm/r，背進給速度為2mm。

3.3加工程（chéng）序

4.結束語（yǔ）

在機械機（jī）床（chuáng）的加工過程中，被加工零件複雜多樣，尤其是輪廓曲線的形狀和位（wèi）置千變萬化。另外（wài），由於（yú）材料、批次等因素的影響，在製定具體零件的加工工藝時，要具體分析，區別對待，靈活處理。通（tōng）過以上分析，我們可以清楚地認（rèn）識到零件的加工方法有很多種。如果正確選擇加工工藝和方法，熟練（liàn）掌握和使（shǐ）用指令，不僅可以加工各種結（jié）構形（xíng）式的常規或非常規零件，還可以創（chuàng）造性地應用到一些特殊零件上，解（jiě）決一些加工難題（tí），實現高效加工和（hé）綠色製造。