第6章 切槽与切断

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(2)切削速度在槽加工过程中不断变化,特别是 在切断加工时,切削速度由最大一直变化至零。切削 力、切削热也不断变化。
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(3)在槽加工过程中,随着刀具不断切入,实 际加工表面形成阿基米德螺旋面,由此造成刀具实 际前角、后角都不断变化,使加工过程更为复杂。
(4)切深槽时,因刀具宽度窄,相对悬伸长, 刀具刚性差,易振动,特别容易断刀。
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2. 程序编制
利用G75 指令循环加工后, 刀具回循环的起点位置。切 槽刀要区分是左刀尖还是右刀尖对刀, 防止编程出错。
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二、应用子程序加工多槽
如图所示为切纸辊零件图, 试编制加工18 个宽度为 4 mm 槽的加工程序。
切纸辊槽
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切纸辊槽
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4)要调整凹槽右侧面位置,则需要改变偏置13 的Z 值。
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二、宽槽加工
1.应用G94加工宽槽
等距槽
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2. 应用G75 指令加工宽槽
(1)指令格式 G75 R (e); G75 X (U) Z (W) P (Δi) Q (Δk) R (Δd) F_ ; 式中, e:径向(X 轴) 退刀量(单位为mm), 半径值, 无符号; X: 切削终点的X 向绝对坐标; U: 切削终点相对切削起点的X 向增量坐标;
宽槽的加工
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(4)内孔槽刀的选用需要根据槽的尺寸,选择尺寸 合适的槽刀加工,尽量保证刀具在加工中能有足够的刚 度,从而保证槽的加工精度。
(5)端面切槽刀的选用需要考虑端面槽的曲率,合 理选择端面槽刀。
(6)注意合理安排切槽进退刀路线,避免刀具与零 件相撞。进刀时,宜先Z 方向进刀再X 方向进刀,退刀 时先X 方向退刀再 Z 方向退刀。
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2. 简单凹槽的加工
简单凹槽加工示意图
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(1)注意凹槽切削前起点与工件间的安全间隙, 本例中刀具位于工件直径上方3 mm处。
(2)凹槽加工的进给率通常较低。 (3)简单凹槽加工的实质是成形加工,刀片的形 状和宽度与凹槽的形状和宽度一样,这也意味着使用 不同尺寸的刀片就会得到不同的凹槽宽度。
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四、槽加工质量分析
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第二节 多槽加工
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一、应用G75加工多槽
G75 指令切削轴向等距槽工件
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1. 图样分析
如图所示的工件槽结构是多个等距径向槽,右边第 一个槽由长度30 mm 定位,共有4 个槽,槽间距10 mm, 槽宽5 mm,槽深10 mm (从ϕ60 mm 至ϕ40 mm)。多 个等距径向槽也可用G75 指令编程加工。
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1. 零件加工中, 槽的定位是非常重要的, 编程时要 引起重视。
2. 切槽刀通常有三个刀位点, 编程时可根据基准 标注情况进行选择。
3. 切宽槽时应注意计算刀宽与槽宽的关系。 4. G75 指令用于切槽相当于用数个G94 指令组成 循环加工, Δk 不能大于刀宽。
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(2)第一级子程序
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(3)主程序
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应用子程序注意事项: 1. 编程时应注意子程序与主程序之间的衔接问题。 2. 应用子程序指令的加工程序在试切削阶段应特别注 意机床的安全问题。 3. 子程序多Leabharlann Baidu用增量方式编制, 应注意程序是否闭合, 以及积累及误差对零件加工精度的影响。 4. 使用G90/ G91 绝对值/ 增量值坐标转换的数控系统, 要注意确定编程方式(绝对值/增量值)。
第三节 异型槽的加工
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一、端面直槽的加工
1. 端面直槽车刀的形状
端面直槽车刀的形状
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2. 端面切槽循环指令(G74)
(1) 指令格式 G74 R (e); G74 X (U) Z (W) P (Δi) Q (Δk) R (Δd) F ; 式中,e: 退刀量,该值是模态值; X: 切槽终点处径向绝对坐标值; U: 切槽终点相对切槽起点的径向坐标增量;
第一节 单槽加工 第二节 多槽加工 第三节 异型槽的加工 第四节 切断
第一节 单槽加工
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一、窄槽加工
1.槽加工基本指令
(1)直线插补指令(G01) (2)进给暂停指令(G04) 1)指令格式 G04 P__;或G04 X__;或G04 U__;或G04;
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2)指令说明 ①G04为非模态G代码。 ②G04延时时间由代码字P、X或U指定,P值 单位为毫秒(ms),X、U单位为秒(s)。
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二、V 形槽的加工
如图所示工件,试编写V 形槽的加工程序。
V 形槽加工示例 a) 零件图 b) 单槽切削路线放大图
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1. 图样分析
如图所示工件槽结构是多个不等距径向槽,共有3 个尺寸相同的槽,第一个槽由尺寸14 mm 定位,第二 个槽由尺寸33 mm 定位,第三个槽由尺寸45 mm 定位。 用调用子程序的方法来简化编程。编写相同槽的加工 程序作为子程序,以便在主程序中重复调用。
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Z:切削终点的Z 向绝对坐标; W:切削终点相对切削起点的Z 向增量坐标; Δi:径向(X 轴)进刀时,X 轴断续进刀的进刀量 (不带符号,单位为μm); Δk:单次径向切削循环的轴向(Z 轴) 进刀量(不带符 号, 单位为μm); Δd:切削至径向切削终点后, 轴向(Z 轴) 的退刀量, Δd 的符号总是正的; F:进给速度。
三、实训练习
加工如图所示零件,毛坯尺寸为ϕ40 mm ×75 mm, 材料为45 钢。
槽加工实训零件图
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1. 制定加工工艺
(1)工艺分析
通过图样分析可制定如下加工工序:
齐端面、打中心孔(手动)→粗精车零件左端轮廓→
掉头,粗、精车右端轮廓→加工5 mm ×4 mm 窄槽、直
径为
mm 宽槽至尺寸。
F: 切槽进给速度。 该循环可实现断屑加工, 如果X (U) 和P (Δi) 都被忽 略,则是进行中心孔加工。
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(2)指令说明
G74 指令循环轨迹
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3. 编程示例
用G74 指令编写如图所示工件的槽加工程序(切槽 刀的刀宽为3 mm)。
端面槽加工示例
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(2)代码执行过程
G75 指令运动轨迹
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根据G75 指令切削循环的特点, G75 指令常用于 深槽、宽槽、等距多槽的加工, 但不用于高精度槽 的加工。
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(3)编程示例 如图所示,使用G75 指令进行宽槽加工
G75 指令加工宽槽示例
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3. 精密凹槽的加工
(1)精密凹槽加工基本方法
精密凹槽加工示例
a) 零件图
b) 槽放大图
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(2)凹槽公差控制 若凹槽有严格的公差要求, 精加工时可通过调整 切槽刀的X 向和Z 向的偏置补偿值得到较高要求的 槽深和槽宽尺寸。 加工中对凹槽宽度影响最大的问题是刀具磨损。
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1. 由于Δi 和Δk 为无符号值, 所以, 刀具切深完成后的 偏移方向由系统根据刀具起刀点及切槽终点的坐标自动 判断。
2. 切槽过程中, 刀具或工件受较大的单方向切削力, 容 易在切削过程中产生振动, 因此, 切槽加工中进给速度F 的 取值应略小(特别是在端面切槽时), 通常取0. 1 ~0. 2 mm/ r。
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(3)程序编制
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1)开始加工时两个偏置的初始值应相等(偏置 03 和13 有相同的X、Z 值)。
2)偏置03 和13 中的X 偏置总是相同的, 调整两 个X 偏置可以控制凹槽的深度公差。
3)要调整凹槽左侧面位置,则需要改变偏置03 的Z 值。
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各种槽形状及位置
常见切槽刀 a)外圆切槽刀 b)内孔切槽刀 c)端面切槽刀
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1. 切槽加工工艺特点
(1)切槽刀进行加工时,一个主刀刃二个副刀刃 同时参与三面切削,被切削材料塑性变形复杂、摩擦 阻力大,加工时进给量小、切削厚度薄、平均变形大、 单位切削力增大。
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2.切槽(切断)加工需要注意的问题
(1)安装刀具的刀尖一定要与工件旋转中心等高, 且安装必须是两边对称,否则在进行深槽加工时会出现 槽侧壁倾斜,严重时会断刀。内孔切槽刀选择时需要综 合考虑内孔的尺寸与槽的尺寸,并综合考虑刀具切槽后 的退刀路线,严防刀具与工件碰撞。
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(2)对于宽度值不大,但深 度值较大的深槽零件,为了避免 切槽过程中由于排屑不畅,使刀 具前面压力过大出现扎刀和折断 刀具的现象,应采用分次进刀的 方式,刀具在切入工件一定深度 后,停止进刀并回退一段距离, 达到断屑和退屑的目的。
深槽零件加工方式
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(3)若以较窄的切槽刀加工较宽的槽型,则应分 多次切入。
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(7)切槽时,刀刃宽度、切削速度和进给量都不宜 选太大,并且需要合理匹配,以免产生振动,影响加工 质量。
(8)选用切槽刀时,要正确选择切槽刀刀宽和刀头 长度,以免在加工中引起振动等问题。具体可根据以下 经验公式计算:
刀头宽度a ≈(0.5 -0.6)d (d 为工件直径) 刀头长度L = h +(2~3) (h 为切入深度)
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2. 程序编制
(1)编写槽加工子程序
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(2)编写槽加工主程序
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三、梯形槽的加工
加工如图所示的梯形槽,试编写其加工程序。
梯形槽
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1. 图样分析
图所示零件的中间部位为一带有圆弧倒角的梯形 槽,槽底尺寸精度和表面质量要求比较高,若采用 偏刀或圆弧刀加工,都很难一次加工成型,中间必 然留有接刀痕迹。加工该槽最好选用切槽刀。
1. 图样分析
由图可知, 该工序加工18 个4 mm 宽的槽,槽深为 14 mm(半径值),并且槽与槽之间的距离相等。该 零件槽多且尺寸相同,若采用G01 指令编制其加工程 序,大量的程序段会出现内容重复现象,增加了编程 的工作量。
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2. 程序编制
(1)第二级子程序
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(2)零件装夹
采用一夹一顶夹紧方式装夹零件。
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2. 编制加工程序
(1)左端轮廓加工程序
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(2)右端轮廓及槽加工程序
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3. 工件加工
将编写的程序校验无误后,输入机床数控系统, 对刀设置刀具偏置参数(注意切槽刀以左刀尖为刀 位点对刀),加工出合格的零件。
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3)注意事项 ①当P、X、U未输入时,表示程序段间准确停。 ②当P、X、U指定负值时,表示暂停时间为0。 ③P、X、U在同一程序段,P有效;X、U在同一程 序段,X有效。 ④G04代码执行中,进行进给保持的操作,当前页 面下方显示暂停,但G04计时没有停止,当计时时间到 时,光标停留到下一段程序。
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2. 设计加工路线
加工路线 a) 粗加工路线 b) 精加工路线
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3. 编制加工程序
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第四节 切断
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一、切断工艺
1.切断刀及选用
切断钢件或铸铁材料时,可用下面公式计算:
式中,a为主切削刃宽度(mm);D 为工件待加 工表面直径(mm)。
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切断刀刀头长度太短,不能安全到达主轴旋转中心; 刀头过长则没有足够的刚度,且在切断过程中会产生 振动甚至折断。刀头长度L 可用下面公式计算:
L = H + (2 ~3) mm 式中,L 为刀头长度(mm); H 为切入深度(mm)。
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Z: 切槽终点处轴向绝对坐标值; W: 切槽终点相对切槽起点的轴向坐标增量; Δi: 刀具完成一次轴向切削后,在径向(X 向)的 移动量,该值用不带符号的半径值表示; Δk: Z 向每次切削深度, 该值用不带符号的值表示;
第六章 切槽与切断
Δd: 刀具在切削至槽底部的退刀量(直径值),无 符号, 省略R (Δd) 时, 系统默认至轴向切削终点后, 径向 (X轴) 的退刀量为0; 为了避免刀具的碰撞, 该值一般取0;
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