深溝槽零件數(shù)控車工藝分析與設(shè)計(jì)

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(jìn)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(guān)鍵作用，對深溝槽的零件加工工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造中的問題進(jìn)行的分析研究，希冀為該行業(yè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；深溝槽；加工工藝設(shè)計(jì)

引言

目前溝槽零件在數(shù)控車床的生產(chǎn)加工過程中，通常遇到的是矩形內(nèi)外溝槽、端面溝槽以及內(nèi)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(nèi)孔臺階的溝槽加工。槽型零件的設(shè)計(jì)是根據(jù)零件在整機(jī)的位置上所表現(xiàn)的機(jī)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(gòu)成的外形復(fù)雜零件，其結(jié)構(gòu)由外圓、矩形槽、梯形槽和圓弧槽構(gòu)成，該零件結(jié)構(gòu)是把集中溝槽集中于一體具有特點(diǎn)的較為基礎(chǔ)的零件。

1.2 圖樣精度分析

由三軸肩構(gòu)成的外圓，數(shù)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(shù)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(shù)分析

要想實(shí)現(xiàn)圖樣的要求，這三種槽可通過使用不同的加工方法來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。圓弧槽的生產(chǎn)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(jìn)行車削；第二種槽，梯形槽通常使用以粗加工和精加工復(fù)合循環(huán)指令來進(jìn)行生產(chǎn)；三種矩形槽采用機(jī)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(jìn)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(wěn)固和表面精度。

2 零件結(jié)構(gòu)工藝以及加工工藝

2.1 零件的結(jié)構(gòu)工藝

溝槽零件是不同于軸類零件的，但是其在結(jié)構(gòu)上是同屬于軸類零件的范圍，因?yàn)槭窃谳S肩進(jìn)行加槽，軸類零件加工比單一的更加復(fù)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(jīng)歷許多工序過程。然而，對于零件結(jié)構(gòu)的加工工藝來說，生產(chǎn)過程還是比較簡單的，基本尺寸精度都是可以達(dá)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(jù)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?yàn)槎嗖圯S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(yīng)合理安排還要便于加工，所以應(yīng)當(dāng)從工序、步驟進(jìn)行考慮：如工件裝夾、深溝槽合理的切削方式、切削參數(shù)設(shè)置、數(shù)控車削生產(chǎn)線設(shè)計(jì)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(jīng)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(dá)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(yùn)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(nèi)底部，按照工進(jìn)的的速度來進(jìn)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(yīng)當(dāng)去避免排泄不暢的現(xiàn)象，刀具也會發(fā)生前刀壓力過于大和折斷的現(xiàn)象，可用階梯進(jìn)給刀的方式來避免以上問題的發(fā)生。刀具達(dá)到了一定深度后，應(yīng)該停止進(jìn)刀，然后回退一定距離后，來實(shí)現(xiàn)斷屑退屑。同時，注意選用高強(qiáng)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(jìn)行粗削，從槽的一側(cè)邊切到槽底，再到槽的另一側(cè)邊，最后沿側(cè)面褪出。

2.2.3 槽加工切削參數(shù)。（1）圓弧槽和梯形槽。對于不同的槽形所對應(yīng)的刀具也是不相同的，圓弧槽和梯形槽的加工就應(yīng)當(dāng)使用的刀具是尖頭刀，使用G71指令進(jìn)行削槽；在華中系統(tǒng)中精、粗削的指令相同，因此切削參數(shù)和削外圓時的參數(shù)是一致的。精削轉(zhuǎn)速為600r/min，刀深2mm的加工參數(shù)，給進(jìn)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(yīng)當(dāng)是外圓周速度的60%-70%為200-300r/min，進(jìn)給量為0.15毫米/轉(zhuǎn)。深槽后加工量的吃刀深度將會增加，需要每個切入8mm設(shè)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(xiàn)象，在這個過程中設(shè)置3次，直至0.3s底槽延遲切入，退出時以工進(jìn)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(shè)計(jì)的相關(guān)準(zhǔn)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(zhì)合金割刀一把，外加一把硬質(zhì)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(yīng)當(dāng)軸肩外圓還需準(zhǔn)備一把90°外圓硬質(zhì)合金機(jī)夾車刀。

3.2 量具的準(zhǔn)備

溝槽零件量具準(zhǔn)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(yīng)當(dāng)注意：（1）更加合理的減少裝夾的次數(shù)，將圖樣與毛坯進(jìn)行對比。（2）軟爪需要進(jìn)行預(yù)先處理，按照其位置要求，來判斷預(yù)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(xiàn)許多問題，例如易切屑以及刀具的斷裂，所以可以運(yùn)用合理的切削原理來避免以上問題的重復(fù)發(fā)生，以便零件的加工生產(chǎn)可以達(dá)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(nèi)卡鉗來進(jìn)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(guī)來進(jìn)行。（3）若溝槽有很高的精度要求，其測量則使用游標(biāo)卡尺等精度高的測量工具進(jìn)行。

4 結(jié)束語

深溝槽零件是數(shù)控車床加工中經(jīng)常碰到的，但在一般的數(shù)控車床上加工深溝槽具有較大的技術(shù)難度，主要表現(xiàn)在切槽刀具容易磨損、很難保證工件的尺寸精度和表而質(zhì)量。因此，進(jìn)行其加工工藝的設(shè)計(jì)分析是十分必要的，尋找一種更加準(zhǔn)確高效的加工工藝，將更加的有利于零件的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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