陈彩梅

摘 要：对于深沟槽零件的加工过程，文章通过对举例零件图样分析，进一步说明合理的刀具几何形状和加工工艺对于零件加工的关键作用，对深沟槽的零件加工工艺设计、生产制造中的问题进行的分析研究，希冀为该行业提供借鉴。

关键词：数控车床；深沟槽；加工工艺设计

引言

目前沟槽零件在数控车床的生产加工过程中，通常遇到的是矩形内外沟槽、端面沟槽以及内外圆沟槽，会遇到的沟槽加工位置一般是在轴肩部位以及对于内孔台阶的沟槽加工。槽型零件的设计是根据零件在整机的位置上所表现的机械性能要求而形成的，不同类型的沟槽具有不同的功能，在各自位置行驶不同的使命。多种沟槽在同一零件的轴类零件。

1 零件图样分析

1.1 图样轮廓分析

图中是一个有外圆、梯形槽、圆形槽以及矩形槽构成的外形复杂零件，其结构由外圆、矩形槽、梯形槽和圆弧槽构成，该零件结构是把集中沟槽集中于一体具有特点的较为基础的零件。

1.2 图样精度分析

由三轴肩构成的外圆，数控车床加工可以完全满足其尺寸精度高的要求；不同类型的三个槽，精度的要求不高，在零件中也只有三个矩形深槽加工是比较困难的，该问题可以通过切削参数以及合理的程序来解决。D20和D36的同轴度要求；位置精度是0.05毫米，用软爪夹持能够基本保证位置精度外圆d20和d36的同轴度0.05毫米的要求。

1.3 图样技术分析

要想实现图样的要求，这三种槽可通过使用不同的加工方法来进行实现。圆弧槽的生产加工过程，可以使用样板刀，另一种方法是使用逆圆弧指令进行车削；第二种槽，梯形槽通常使用以粗加工和精加工复合循环指令来进行生产；三种矩形槽采用机夹式割刀的加工方法，以保证同轴圆柱的位置精度，可采用软爪装夹进行掉头加工d20外圆，不仅可以保证同轴度精度，又能保证装夹稳固和表面精度。

2 零件结构工艺以及加工工艺

2.1 零件的结构工艺

沟槽零件是不同于轴类零件的，但是其在结构上是同属于轴类零件的范围，因为是在轴肩进行加槽，轴类零件加工比单一的更加复杂些，更何况一个三种槽形共存的零件，其制造加工過程中会经历许多工序过程。然而，对于零件结构的加工工艺来说，生产过程还是比较简单的，基本尺寸精度都是可以达到的。

2.2 零件的加工工艺

加工沟槽零件的工艺是必须根据零件整体的加工需要来确定的，并考虑槽类零件的加工特性。这是因为多槽轴类零件，相对的集中了多种槽形，如矩形槽、梯形槽、圆形槽叠加的轴类零件。该工艺既应合理安排还要便于加工，所以应当从工序、步骤进行考虑：如工件装夹、深沟槽合理的切削方式、切削参数设置、数控车削生产线设计等。

2.2.1 零件的装夹。通过剖析该零件的毛坯尺寸以及零件形状可以判断，其加工需要经历三次装夹的安装过程：（1）夹毛坯伸长50校正夹紧，粗车左端d47×40，粗车工艺外圆d25×350。（2）掉头夹工艺外圆过程d25，大端面贴平卡爪校正夹紧，车端面D3钻中心孔，顶车右端和肩部d46、车圆弧槽，车梯形槽，切割3个矩形槽。（3）为达到图纸的要求，掉头软爪夹d36校正夹紧，取总长、车左端d20。

2.2.2 沟槽加工方法。需要依次将加工圆弧槽、梯形槽以及矩形槽的过程放在轴肩外圆的加工过程之后：（1）车削梯形槽：使用rm指令完成梯形槽加工。（2）车削圆弧槽：用尖头刀车削圆弧槽，使用rm指令完成圆弧槽加工。（3）车削矩形槽：矩形槽分为普通槽、深沟槽和宽槽三种。a.普通沟槽加工方法：有一些沟槽对于宽深值较小而对于精度的要求不是非常的高，普通沟槽可以运用和槽一样宽的刀具，然后直接切入一次成形。也就是说，刀具可以切割槽的底部，并使用延迟指令暂时停止刀具修剪槽内底部，按照工进的的速度来进行控制退刀的过程。b.深沟槽的加工方法：在深沟槽的加工过程中应当去避免排泄不畅的现象，刀具也会发生前刀压力过于大和折断的现象，可用阶梯进给刀的方式来避免以上问题的发生。刀具达到了一定深度后，应该停止进刀，然后回退一定距离后，来实现断屑退屑。同时，注意选用高强度的刀具。c.宽槽加工方法：槽的宽度通常大于槽刀的宽度，称之为宽槽，槽宽和槽深精度和表面精度要求比较高。切槽常用排刀的方法进行粗削，从槽的一侧边切到槽底，再到槽的另一侧边，最后沿侧面褪出。

2.2.3 槽加工切削参数。（1）圆弧槽和梯形槽。对于不同的槽形所对应的刀具也是不相同的，圆弧槽和梯形槽的加工就应当使用的刀具是尖头刀，使用G71指令进行削槽；在华中系统中精、粗削的指令相同，因此切削参数和削外圆时的参数是一致的。精削转速为600r/min，刀深2mm的加工参数，给进量F30。（2）矩形槽。矩形槽使用焊接式人工刃磨的车刀，该速度就应当是外圆周速度的60%-70%为200-300r/min，进给量为0.15毫米/转。深槽后加工量的吃刀深度将会增加，需要每个切入8mm设一次暂停0.2s，并回退1mm，该过程为了防止断刀以及扎刀的现象，在这个过程中设置3次，直至0.3s底槽延迟切入，退出时以工进速度退出，该方法依次处理加工三槽成型，刀具切入时加入所需的冷却液。

3 设计的相关准备过程分析

3.1 刀具的选择

按照图中零件的轮廓，判断其需要宽4mm硬质合金割刀一把，外加一把硬质合金尖头刀，使用该刀用于加工工件中的圆弧槽和梯形槽。另一方面，还应当轴肩外圆还需准备一把90°外圆硬质合金机夹车刀。

3.2 量具的准备

沟槽零件量具准备如表1。

3.3 沟槽件加工工艺卡片

3.4 沟槽件的测量

在该加工过程中制定切槽工艺时应当注意：（1）更加合理的减少装夹的次数，将图样与毛坯进行对比。（2）软爪需要进行预先处理，按照其位置要求，来判断预先处理方式。（3）顶针伸出的长度及顶车松紧适中。

沟槽切削工艺：刀切深槽的过程中容易出现许多问题，例如易切屑以及刀具的断裂，所以可以运用合理的切削原理来避免以上问题的重复发生，以便零件的加工生产可以达到理想效果。

3.5 沟槽测量

其测量方法：（1）若沟槽没有较高的精度要求，其测量可以使用钢尺内卡钳来进行。（2）若沟槽有稍高的精度要求，并且需求量大的沟槽零件，其测量可以利用专门定制的卡规来进行。（3）若沟槽有很高的精度要求，其测量则使用游标卡尺等精度高的测量工具进行。

4 结束语

深沟槽零件是数控车床加工中经常碰到的，但在一般的数控车床上加工深沟槽具有较大的技术难度，主要表现在切槽刀具容易磨损、很难保证工件的尺寸精度和表而质量。因此，进行其加工工艺的设计分析是十分必要的，寻找一种更加准确高效的加工工艺，将更加的有利于零件的生产效率，实现更高的经济效益。

参考文献

[1]谢晓红.数控车削编程与加工技术[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2]苑海燕.数控加工技术教程[M].北京：清华大学出版社，2009.