1.前言

溝槽零件是車削加工中的常見產(chǎn)品，不同類型溝槽的加工工藝設(shè)計(jì)是保證零件加工精度的關(guān)鍵。加工工藝根據(jù)零件圖紙要求，識(shí)別分析坡口類型，確定坡口類型，安排加工工藝，設(shè)計(jì)加工路線和軌跡，編制加工程序，準(zhǔn)備刀具和量具等。加工工藝的選擇直接影響加工零件的質(zhì)量和效率。

在車床加工的過程中，我們會(huì)遇到各種槽類零件，比如軸肩的槽加工，內(nèi)孔臺(tái)階的槽加工。一般選擇切槽刀來完成這類普通槽類零件的加工，但遇到復(fù)雜槽類零件(槽根處有滑槽或槽肩及由倒角、圓角或圓弧組成的槽面的零件)，由于普通車床一般用成型刀加工槽，剛性大，不易刃磨，當(dāng)槽深窄或槽邊彎曲時(shí)，用普通車床很難加工。數(shù)控車床是根據(jù)零件的表面軌跡進(jìn)行編程，使用通用刀具，刀具的刀尖按照編程的軌跡進(jìn)行加工，尤其是圓弧和圓錐面的加工，是普通車床無法比擬的。

2、數(shù)控車削復(fù)雜凹槽

2.1加工技術(shù)

數(shù)控加工時(shí)，首先要編制加工程序。FANUC數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控車床實(shí)際生產(chǎn)加工中應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)。零件編程時(shí)，常用的循環(huán)指令有G71、G72、G73，加工和使用都比較簡單。在生產(chǎn)加工中，溝槽加工也是數(shù)控車削常見的加工類型之一，加工中會(huì)遇到各種形狀的溝槽。在FANUC數(shù)控系統(tǒng)中，G75循環(huán)指令常用于切割溝槽，但G75只適用于切割簡單的直溝槽。加工槽肩和槽根有倒角和圓角的斜槽或復(fù)雜槽時(shí)，G75指令不再適用。

G73指令可以加工復(fù)雜的凹槽。但由于刀具沿工件表面輪廓逐層進(jìn)行深度加工，空行程多，加工效率低。宏程序也可以加工復(fù)雜的坡口，但編程復(fù)雜，使用不方便。然而，G72指令可以簡單方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的溝槽加工。

2.2 G72指令介紹

FANUC數(shù)控車床的G72指令是端面復(fù)合循環(huán)加工指令，主要用于盤類零件的加工，是軸向進(jìn)給和徑向切削的端面加工循環(huán)指令。根據(jù)工件和刀具的不同，G72指令的功能也不同，其加工范圍也不同。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常使用切削刃平行于軸線的90°偏置刀具，這種刀具對(duì)軸向尺寸精度要求相對(duì)較高，徑向尺寸精度要求較低，零件輪廓單調(diào)增減，從而車削直徑差較大的盤套零件毛坯。長度短、直徑差大的零件的內(nèi)孔和端面用刀片平行于軸線的鏜刀加工。從指令的定義來看，G72指令與坡口加工無關(guān)，但G72指令的切削方向與坡口方向相同，可以用來描述曲面輪廓。同樣，循環(huán)指令也可以用于內(nèi)圈溝槽的加工。綜上所述，G72指令的加工特點(diǎn)滿足復(fù)雜槽加工的需要，可以選擇。

2.2工具選擇

應(yīng)選擇槽型刀具代替外圓車刀。開槽刀一般用于切割或開槽，開槽刀的兩個(gè)刀尖都可以加工工件。具有軸向切削強(qiáng)度差，徑向切削性能好的特點(diǎn)。刀具的寬度與刀具的強(qiáng)度和切割時(shí)的切割阻力有關(guān)。刀具寬度大時(shí)，刀具強(qiáng)度高，軸向切削性能好，但徑向切削阻力大。當(dāng)?shù)毒邔挾容^小時(shí)，軸向切削性能較差，徑向切削力較小。因此，插齒刀應(yīng)選擇合適的寬度以滿足加工需要，同時(shí)盡量縮短刀長，比槽深長3 ~ 4mm。切割刀的兩個(gè)副偏角必須對(duì)稱，主切削刃應(yīng)平直、粗糙度高，以保證被加工工件的外徑和加工表面的粗糙度。

2.3編程軌道選擇

G72指令粗加工的切削路徑路線從右向左，回到工件的安全端面。精加工路線是從左到右，從大直徑到小直徑，這樣就可以加工出因直徑差大而預(yù)留的軸向加工余量。精加工和粗加工的起點(diǎn)和終點(diǎn)不同，但粗加工和精加工的圓弧指令程序正好相反。根據(jù)系統(tǒng)規(guī)定，精加工程序的第一個(gè)程序段只能沿Z方向進(jìn)給，不能出現(xiàn)X軸的運(yùn)動(dòng)指令。G72指令可用于加工正反兩個(gè)方向的凹槽。編程加工簡單方便，縮短了加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

2.4退刀量的選擇

用G72指令編寫開槽程序時(shí)，Z軸方向不能有退刀，精車Z方向不能有余量。因此，G72指令中的R值和第二行中的W值必須為0。編寫精車輪廓時(shí)，切削刀具由左、右刀尖加工，對(duì)刀以左刀尖為準(zhǔn)。加工凹槽時(shí)，凹槽的右側(cè)由右刀尖加工。切槽刀的寬度必須考慮在內(nèi)，加工長度應(yīng)從刀的寬度中減去。

2.5切削參數(shù)的選擇

加工的時(shí)候一定要慎重選擇背吃刀量。使用刀具進(jìn)行加工時(shí)，背吃刀量過大，殘留余量大，精加工時(shí)軸向切削力大，加工時(shí)刀具會(huì)變形甚至損壞，影響加工質(zhì)量；如果背切量太小，加工效率就會(huì)低。根據(jù)加工材料和刀具的不同，選擇合理的背吃刀量。因?yàn)槭怯们懈畹哆M(jìn)行加工，所以要選擇小的進(jìn)給速度和合理的切削速度。加工時(shí)，使用冷卻液以保證正常排屑和冷卻。

3.加工實(shí)例

3.1特殊形狀的零件

特殊形狀的零件。因?yàn)槭欠菃握{(diào)遞增的輪廓，所以在編制加工程序時(shí)應(yīng)該首先考慮G73。但加工時(shí)刀具是沿著工件表面輪廓運(yùn)動(dòng)的，空行程多，加工效率極低。另外，G73運(yùn)行軌跡是由切槽刀的輔助刀片加工的，這就暴露了切槽刀本身強(qiáng)度差的問題，每次加工的背吃刀量必須很小，大大影響了加工效率。使用G72指令加工時(shí)，刀具幾乎沒有空行程，其運(yùn)行軌跡完全符合槽刀擅長的徑向進(jìn)給切削方式，提高了零件的加工效率。

3.2加工工具和切削參數(shù)的選擇

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

3.3加工程序

4.結(jié)束語

在機(jī)械機(jī)床的加工過程中，被加工零件復(fù)雜多樣，尤其是輪廓曲線的形狀和位置千變?nèi)f化。另外，由于材料、批次等因素的影響，在制定具體零件的加工工藝時(shí)，要具體分析，區(qū)別對(duì)待，靈活處理。通過以上分析，我們可以清楚地認(rèn)識(shí)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，熟練掌握和使用指令，不僅可以加工各種結(jié)構(gòu)形式的常規(guī)或非常規(guī)零件，還可以創(chuàng)造性地應(yīng)用到一些特殊零件上，解決一些加工難題，實(shí)現(xiàn)高效加工和綠色制造。