轴的外沟槽加工案例研究

丁 翚 蒋修定

（镇江高等职业技术学校，镇江 212016）

1 沟槽加工的基本知识

1.1 沟槽种类和作用

沟槽的形状和种类较多，常用的外沟槽有矩形沟槽、圆弧形沟槽、梯形沟槽等。矩形沟槽的作用通常是使所装配的零件有正确的轴向位置，在磨削、车螺纹、插齿等加工过程中便于退刀；V形槽是安装V带的沟槽；圆弧槽一般用于滑轮和圆形带传动，如图1所示。

图1 常见沟槽

1.2 沟槽刀刀头长度的确定

切槽刀刀头长度为：L=槽深+（2～3）mm。

切断刀刀头长度为：

切断实心材料：L=D/2+（2～3）mm；切断空心材料：L=h+（2 ～ 3）mm。

其中，L为切槽刀刀头长度；D为被切断工件直径；h为被切断的工件壁厚。

1.3 外沟槽的车削方法

车削精度不高和宽度较窄的矩形沟槽时，可以用刀宽等于槽宽的车槽刀，采用直进法（G01）一次进给至槽底后，用G04暂停进给进行修光，然后再用G01退回至加工起点，如图2所示。

图2 窄槽加工

车削较宽的沟槽时，可以采用多次直进法切割，如图3（a）所示，并在沟槽壁两侧留一定的精车余量，然后根据槽深、槽宽进行精车，如图3（b）所示。

车削较小的圆弧形槽，一般用圆弧成形刀车削。较大的圆弧形槽，一般用圆弧成形刀配合G02或G03车削。

车削较小的梯形槽，一般以成形刀车削完成。车削较大的梯形槽，用梯形刀直进法（G01及G04）或采用多次直进法切割完成。

图3 宽槽加工

2 外沟槽轴的工艺分析及加工工艺方案的制定

2.1 工艺分析

根据零件图样分析，如图4所示，零件特征主要为外圆、槽面、端面，重点在沟槽。加工过程中要保证Φ36h9、Φ38h9尺寸精度及表面粗糙度。

图4 外沟槽轴的零件图及三维图

2.2 加工工艺路线

外沟槽轴加工工艺路线如表1所示。

表1 外沟槽轴加工工艺路线

2.3 确定切削刀具

T1：90°偏刀；T2：切槽刀，刀头宽度4mm。

2.4 确定切削用量

根据零件被加工表面的质量要求、刀具材料和工件材料，参考相关资料选取切削速度和进给量。数控加工工艺卡如表2所示。

3 编制数控加工参考程序

FANUC 0i系统外沟槽轴加工参考程序如表3和表4所示。

表2 数控加工工艺卡

表3 ANUC 0i系统外沟槽轴加工参考程序O0003（程序名）

N350 X80 Z100 车刀回到换刀点N360 M05 主轴停止N370 M00 暂停，检查工件，调整磨耗参数N380 M03 S700 主轴正转，转速为700r/min，车4mm×2mm槽N390 T0202 换2号刀，切槽刀N400 G00 X52 Z2 车刀定位至起刀点N410 G00 Z-20 车刀进给至切槽起点，刀头宽度4mm，左侧面对刀N420 G01 X32.5 F0.07 切槽至槽底，留余量N430 X40 退至倒角起点N440 Z-16 --N450 X32 Z-20 倒角C2 N460 G04 X1.5 槽底暂停1.5s，精车槽底N470 G01 X52 车端面N480 G00 Z-34 定位至第一个10mm槽处，注意刀头宽度和槽宽N490 M98 P31000 调用子程序O1000，调用3次N500 G00 Z-54 定位至第二个槽处，注意刀头宽度和槽宽N510 M98 P31000 调用子程序O1000，调用3次N520 G00 X52 退刀N530 Z2 车刀退回起刀点N540 X80 M09 切削液关N550 Z100 车刀退回换刀点N560 M05 主轴停止N570 M30 程序结束并返回程序开始

表4 ANUC 0i系统外沟槽轴加工参考程序O1000（10mm槽子程序）