1、|科技创新与应用 | 2017 年第 7 期 工 业 技 术 152 深沟槽零件数控车工艺分析与设计 陈 彩 梅 （阳春市中等职业技术学校，广东，阳春 529600） 摘 要 ： 对于深沟槽零件的加工过程 ， 文 章 通过进行对举例零件图样分析，进一步说明合理的刀具几何形状和加工工艺对于零件加工的关键作用，对深沟槽的零件加工工艺设计、生产制造中的问题进行的分析研究，希冀为该行业提供借鉴。 关键词 ： 数控车床、 深沟槽、 工艺与设计 引言 目前沟槽零件 在数控车床的加工生产过程中， 通 常遇到 的是矩形内外 沟槽 、端面沟槽 以及内外圆弧沟槽。沟槽 的加工位置一般在轴肩部位以及对于内孔台阶的沟
2、槽加工。沟槽零件 设计是 零件在整机的位置上的机械性能要求 而形成的，不同类 型的沟槽具 有着不同的功能，在各自的位置行驶不同的使命。 1零件图样分析 1. 1图样轮廓分析 图中是一个有 外圆、 梯形槽、 圆 形槽 及矩形 槽构成外形复杂的零件 ， 该零件结构是把几种 沟槽集于一体 具有特点 较 为 基础的零件。 1. 2图样精度分析 由三轴肩构成 的外圆 ，数控车床加工完全可以满足 其尺寸精度高的 要求；不同类型的 三个 槽，其精度的要求不高， 在零件中也只有三个矩形深槽加工是比较困难的，该问题可以通过 切削参数 以及合理的程序 来 解决 。另用软爪夹持能够基本保证 d20 和 d36 的同
3、轴度 是 0.05毫米的精度要求 。 1. 3图样技术分析 要想实现图样的要求，这 三种槽 通过使 用不同的加工方法 来实现 。圆弧槽 ： 可以使 用样 板刀，也可以用逆圆弧指令车削 ;梯形槽 ：通常使 用 以粗加工和 精加工 复合循环指令来进行 生产 ;三个矩形槽采用机夹式割刀 的加工方法 ， 以 保证同轴 圆柱的 的位置精度， 可采用软爪装夹进行调头 加工 d20 外圆，不仅可以保证同轴度的精度，又能 保证装夹稳固和表 面 精度。 2零件结构工艺以及加工工艺 2.1零件的结构工艺 沟槽零件是不同于轴类零件 的 ， 但是其在结构上是同属于轴类零件的范围，因为是在轴 肩进行 加槽，轴类零件 加
4、工 比单一的 更加复杂 些，更 何况 一个 三种 槽形 共 存 的零件 ，其 制造 加工的过程 会经历许多 工序 过程。然而 ，对于零件的结构 加工 工艺来说，生产过程还是 比较简单 的 ， 基本 尺寸精度都 是 可以达到 的 。 2.2零件的加工工艺 加工沟槽零件的 工艺必须根据零件 整体 的加工需求来确定 的 ，并考虑槽类零件加工的特性 。这是 因为 多槽轴类零件，相对集中了多种 槽 形，如矩形槽、 梯形槽、圆形槽叠加的轴类零件 。该工艺既应 合理 安排还 要便于加工， 所以应 当 从工序、步骤进行 考虑：如工件的装夹，深 沟 槽 合理的 切削方式、切削参数的设置，数控车削生产线设 计等。
5、 2.2.1 零件的装夹 。 通过剖析该零件的毛坯尺寸以及零件形状可以判断，其加工需要经历三次 装夹 的安装过程 :（ 1） 夹毛坯伸长50校正夹紧，粗车左端 d47x40， 粗车工艺外圆 d25 x 350。（ 2） 掉头夹工艺外圆 d25，大端 面 贴平卡爪校正夹紧，车端 面 钻 D3中心孔，顶车右端 d46，车圆弧槽，车梯形槽，切 3个矩形槽。 （ 3） 为达到图纸要求， 掉头软爪夹 d36校正夹紧，取总长、车左端 d20。 2.2.2沟槽加工方法 。需要 依次加工圆弧槽、梯形槽 以及 矩形槽的过程放在轴肩外圆的加工过程之后：（ 1）车削梯形槽 :使用 rm 指令完成梯形槽的加工。（ 2
6、） 车削圆弧槽 :用尖头刀车削圆弧槽， 使 用rm指令 完成圆弧槽的加工。 （ 3） 车削矩形槽 :矩形槽分普通槽、深 沟槽和宽槽三种。 a.普通槽加工方法： 有一些沟槽 对于宽深值较小而精度 要求不是非常高的普通沟槽可以运 用和槽等宽的刀具 ，然后 直接切入一次成形 。也就是说， 刀具可以切割槽的底部，并使用延迟指令暂时停止刀具修剪槽底部， 按照工进的速度来进行控制 退刀 的过程。 b.深沟槽的加工方法： 在 深 沟 槽 的加工过程中应当 避免排屑不畅 的现象 ，刀具 也会发 生 前刀压力过大和折断 的 现象，可采用阶梯进给刀的方式 来避免以上问题 。刀具 达到了一定深度 后， 应该 停止进
7、刀并且回退一定距离， 来实现达到断屑退屑 。同时，注意选择高强度的刀具。 c.宽槽加工方法：通常槽的宽度大于槽刀的宽度称为宽槽 。 槽宽和槽深的精度和 表面粗糙 度 要求比 较高 。切槽时常采用排刀的方法进行粗削， 从槽的 一 侧 边切 到槽底， 再到槽 的另一侧边 ，最后沿侧 面 褪出。 2.2.3槽加工切削参数 。（ 1） 圆弧槽和梯形槽 。对于不同槽形所对应的刀具也是不同， 圆弧槽 和 梯形槽 加工应使用的刀具是尖头刀 ，使用 G71 指令进行削槽 ；在华中系统中精、粗削的指令相同，因此切削参数和削外圆时的参数是一致的。精削转速为 600r/min，刀深2mm的加工参数，给进量 F30。
8、 （ 2） 矩形槽 。矩形槽 使用焊接式人工刃磨的车刀， 该速度就应当是 外圆周速度的 60%-70%为200-300r/min，进给量为 0.15 毫米 /转。深槽 后 加工量吃刀 深度将会增加 ， 需要每个切入 8 mm 设一次暂停 0.2s，并回退 1 mm。该 过程 为了防止断刀以及扎刀的现象。在这个过程中设置 3次，直至 0.3 s底槽延迟切入 ，退出时 以 工进 速度 退出， 该 方法依次 处理加工三 槽成型，刀具切入时 加入所 需 的 冷却液。 3设计的相关准备过程分析 3.1刀具的选择 按照图中零件 的轮廓 ，判断其 需 要 宽 4 mm硬质合金割刀 一把 ，外加 一把硬质合金
9、尖头刀， 使 用 该刀用 于加工 工件中的 圆弧槽和梯形槽。 另一方面，还应当为 轴肩外圆准备一把 90外圆硬质合金机夹车刀。 3.2量具的准备 沟槽零件量具准备如 表 1。 表 1多槽轴零件量具卡片表 3.3沟槽件加工工艺 在该加工过程中制定切槽工艺时应当注意：（ 1） 更加合理的减少装夹的次数，将图样与毛坯进行对比 。（ 2） 软爪 需要进行预先处理，按照其位置要求，来判断预先处理方式。（ 3） 顶针伸出的长度及顶车松紧适中。 沟槽切削工艺 ： 刀切深槽 过程中容易出现许多问题，例如易切以及刀具的断裂，所以可以运用合理的 切削原理 来避免以上问题的重复发生，以便零件的加工生产可以达到理想效
10、果。 3.4沟槽件的测量 其 测量方法： （ 1）若沟槽没有较高的 精度要求， 其测量可以使用 可用钢尺内卡钳 来进行 ;（ 2）若沟槽有稍高的 精度要求 、并且需求量大的 沟槽 零 件， 其测量可以利用专门定制的卡规来进行。（ 3）若沟槽有很高的 精度要求， 其测量则使用 游标卡尺 等精度高的测量工具进行 。 4结束语 深沟槽零件是数控车床加工中经常碰到的，但在一般的数控车床上加工深沟槽具有较大的技术难度，主要表现在 切槽刀具容易磨损、很难保证工件的尺寸精度和表 面 质量。因此，进行其加工工艺的设计分析是十分必要的，寻找一种更加准确高效的加工工艺，将更加的有利于零件的生产效率，实现更高的经济效益。 参考文献 1谢晓红 .数控车削编程与加工技术 M.北京 :电子工业出版社，2008. 2苑海燕 .数控加工技术教程 M.北京 :清华大学出版社 .2009 |科技创新与应用 | 2017 年第 7 期 工 业 技 术 152
