深溝槽零件數控車工藝分析與設計

陳彩梅

摘 要：對于深溝槽零件的加工過程，文章通過對舉例零件圖樣分析，進一步說明合理的刀具幾何形狀和加工工藝對于零件加工的關鍵作用，對深溝槽的零件加工工藝設計、生產制造中的問題進行的分析研究，希冀為該行業提供借鑒。

關鍵詞：數控車床；深溝槽；加工工藝設計

引言

目前溝槽零件在數控車床的生產加工過程中，通常遇到的是矩形內外溝槽、端面溝槽以及內外圓溝槽，會遇到的溝槽加工位置一般是在軸肩部位以及對于內孔臺階的溝槽加工。槽型零件的設計是根據零件在整機的位置上所表現的機械性能要求而形成的，不同類型的溝槽具有不同的功能，在各自位置行駛不同的使命。多種溝槽在同一零件的軸類零件。

1 零件圖樣分析

1.1 圖樣輪廓分析

圖中是一個有外圓、梯形槽、圓形槽以及矩形槽構成的外形復雜零件，其結構由外圓、矩形槽、梯形槽和圓弧槽構成，該零件結構是把集中溝槽集中于一體具有特點的較為基礎的零件。

1.2 圖樣精度分析

由三軸肩構成的外圓，數控車床加工可以完全滿足其尺寸精度高的要求；不同類型的三個槽，精度的要求不高，在零件中也只有三個矩形深槽加工是比較困難的，該問題可以通過切削參數以及合理的程序來解決。D20和D36的同軸度要求；位置精度是0.05毫米，用軟爪夾持能夠基本保證位置精度外圓d20和d36的同軸度0.05毫米的要求。

1.3 圖樣技術分析

要想實現圖樣的要求，這三種槽可通過使用不同的加工方法來進行實現。圓弧槽的生產加工過程，可以使用樣板刀，另一種方法是使用逆圓弧指令進行車削；第二種槽，梯形槽通常使用以粗加工和精加工復合循環指令來進行生產；三種矩形槽采用機夾式割刀的加工方法，以保證同軸圓柱的位置精度，可采用軟爪裝夾進行掉頭加工d20外圓，不僅可以保證同軸度精度，又能保證裝夾穩固和表面精度。

2 零件結構工藝以及加工工藝

2.1 零件的結構工藝

溝槽零件是不同于軸類零件的，但是其在結構上是同屬于軸類零件的范圍，因為是在軸肩進行加槽，軸類零件加工比單一的更加復雜些，更何況一個三種槽形共存的零件，其制造加工過程中會經歷許多工序過程。然而，對于零件結構的加工工藝來說，生產過程還是比較簡單的，基本尺寸精度都是可以達到的。

2.2 零件的加工工藝

加工溝槽零件的工藝是必須根據零件整體的加工需要來確定的，并考慮槽類零件的加工特性。這是因為多槽軸類零件，相對的集中了多種槽形，如矩形槽、梯形槽、圓形槽疊加的軸類零件。該工藝既應合理安排還要便于加工，所以應當從工序、步驟進行考慮：如工件裝夾、深溝槽合理的切削方式、切削參數設置、數控車削生產線設計等。

2.2.1 零件的裝夾。通過剖析該零件的毛坯尺寸以及零件形狀可以判斷，其加工需要經歷三次裝夾的安裝過程：（1）夾毛坯伸長50校正夾緊，粗車左端d47×40，粗車工藝外圓d25×350。（2）掉頭夾工藝外圓過程d25，大端面貼平卡爪校正夾緊，車端面D3鉆中心孔，頂車右端和肩部d46、車圓弧槽，車梯形槽，切割3個矩形槽。（3）為達到圖紙的要求，掉頭軟爪夾d36校正夾緊，取總長、車左端d20。

2.2.2 溝槽加工方法。需要依次將加工圓弧槽、梯形槽以及矩形槽的過程放在軸肩外圓的加工過程之后：（1）車削梯形槽：使用rm指令完成梯形槽加工。（2）車削圓弧槽：用尖頭刀車削圓弧槽，使用rm指令完成圓弧槽加工。（3）車削矩形槽：矩形槽分為普通槽、深溝槽和寬槽三種。a.普通溝槽加工方法：有一些溝槽對于寬深值較小而對于精度的要求不是非常的高，普通溝槽可以運用和槽一樣寬的刀具，然后直接切入一次成形。也就是說，刀具可以切割槽的底部，并使用延遲指令暫時停止刀具修剪槽內底部，按照工進的的速度來進行控制退刀的過程。b.深溝槽的加工方法：在深溝槽的加工過程中應當去避免排泄不暢的現象，刀具也會發生前刀壓力過于大和折斷的現象，可用階梯進給刀的方式來避免以上問題的發生。刀具達到了一定深度后，應該停止進刀，然后回退一定距離后，來實現斷屑退屑。同時，注意選用高強度的刀具。c.寬槽加工方法：槽的寬度通常大于槽刀的寬度，稱之為寬槽，槽寬和槽深精度和表面精度要求比較高。切槽常用排刀的方法進行粗削，從槽的一側邊切到槽底，再到槽的另一側邊，最后沿側面褪出。

2.2.3 槽加工切削參數。（1）圓弧槽和梯形槽。對于不同的槽形所對應的刀具也是不相同的，圓弧槽和梯形槽的加工就應當使用的刀具是尖頭刀，使用G71指令進行削槽；在華中系統中精、粗削的指令相同，因此切削參數和削外圓時的參數是一致的。精削轉速為600r/min，刀深2mm的加工參數，給進量F30。（2）矩形槽。矩形槽使用焊接式人工刃磨的車刀，該速度就應當是外圓周速度的60%-70%為200-300r/min，進給量為0.15毫米/轉。深槽后加工量的吃刀深度將會增加，需要每個切入8mm設一次暫停0.2s，并回退1mm，該過程為了防止斷刀以及扎刀的現象，在這個過程中設置3次，直至0.3s底槽延遲切入，退出時以工進速度退出，該方法依次處理加工三槽成型，刀具切入時加入所需的冷卻液。

3 設計的相關準備過程分析

3.1 刀具的選擇

按照圖中零件的輪廓，判斷其需要寬4mm硬質合金割刀一把，外加一把硬質合金尖頭刀，使用該刀用于加工工件中的圓弧槽和梯形槽。另一方面，還應當軸肩外圓還需準備一把90°外圓硬質合金機夾車刀。

3.2 量具的準備

溝槽零件量具準備如表1。

3.3 溝槽件加工工藝卡片

3.4 溝槽件的測量

在該加工過程中制定切槽工藝時應當注意：（1）更加合理的減少裝夾的次數，將圖樣與毛坯進行對比。（2）軟爪需要進行預先處理，按照其位置要求，來判斷預先處理方式。（3）頂針伸出的長度及頂車松緊適中。

溝槽切削工藝：刀切深槽的過程中容易出現許多問題，例如易切屑以及刀具的斷裂，所以可以運用合理的切削原理來避免以上問題的重復發生，以便零件的加工生產可以達到理想效果。

3.5 溝槽測量

其測量方法：（1）若溝槽沒有較高的精度要求，其測量可以使用鋼尺內卡鉗來進行。（2）若溝槽有稍高的精度要求，并且需求量大的溝槽零件，其測量可以利用專門定制的卡規來進行。（3）若溝槽有很高的精度要求，其測量則使用游標卡尺等精度高的測量工具進行。

4 結束語

深溝槽零件是數控車床加工中經常碰到的，但在一般的數控車床上加工深溝槽具有較大的技術難度，主要表現在切槽刀具容易磨損、很難保證工件的尺寸精度和表而質量。因此，進行其加工工藝的設計分析是十分必要的，尋找一種更加準確高效的加工工藝，將更加的有利于零件的生產效率，實現更高的經濟效益。

參考文獻

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[2]苑海燕.數控加工技術教程[M].北京：清華大學出版社，2009.