切断刀与切槽刀的基本知识

任务4　沟槽的编程车削

任务内容

●认识切断刀与切槽刀。

●掌握外圆槽的加工。

●掌握端面槽的加工。

目的和要求

▲掌握数控车床的切槽刀具、工件的安装方法。

▲掌握切槽的基本知识，学习切槽刀的对刀方法。

▲掌握G01切槽编程的方法。

▲掌握退刀槽、端面槽的加工。

▲遵守操作规程，养成文明操作、安全操作的良好习惯。

项目一　切断刀与切槽刀的基本知识

实训目的和要求

▲切断刀、切槽刀的基本知识。

▲切断刀与切槽刀的刃磨方法。

▲切断刀的安装与车削加工类型。

实训准备

■切槽刀。

■外沟槽工件实体。

■端面槽工件实体。

相关知识

切断与切槽、车端面槽是车工的基本操作技能之一。产品质量是否合格，有时关键在于切槽刀的刃磨。

一、切断刀与切槽刀

1.切断刀的几何角度（图4-1-1）

图4-1-1　切断刀

2.切断刀刀头长度与宽度的计算

①切断刀刀头宽度经验计算公式如下：

a≈（0.5～0.6）

式中　a——主切削刃宽度，mm；

　D——被车工件直径，mm。

②切断刀刀头长度计算公式如下：

L =D +（2～3）mm （实心材料切断）

式中　L——刀头长度，mm；

　D——被车工件直径，mm。

3.切断刀的刃磨

在氧化铝砂轮上粗磨刀体部分多余材料，然后在绿碳化硅砂轮上粗磨前刀面、主后刀面、副后刀面，保证两副偏角与副后角对称，开断屑槽，精磨各个刀面，最后修磨刀尖。具体操作步骤如图4-1-2所示。

4.切断刀的安装与车削加工

安装切断刀时，必须保证切断刀的中心线跟工件中心线垂直，车刀主切削刃与工件中心线等高，两侧副后角、副偏角对称。切刀的安装与车削加工如图4-1-3所示。

5.车削外沟槽

外沟槽的形状比较多，大体可分为直沟槽、斜沟槽、圆弧槽等，加工时一般取决于车刀安装时所在的位置，加工方法较为简单。如图4-1-4所示。

二、车端面槽

1.端面槽的种类

端面槽一般有矩形槽、圆弧槽、燕尾槽、T形槽等，如图4-1-5所示。

图4-1-2　切断刀的刃磨步骤

图4-1-3　切刀的安装与车削

图4-1-4　外沟槽的形状

图4-1-5　常见的端面槽

2.车削端面直槽

车端面直槽时，相当于外侧刀尖车削外圆，内侧刀尖车削内孔。为了防止内侧刀尖后刀面与工件槽壁相碰擦，一般将内侧后刀面磨成圆弧形，圆弧半径略小于工件内孔半径。端面槽刀的形状如图4-1-6所示。

图4-1-6　端面直槽刀的形状

3.端面直槽的车削

当车削精度不高、深度较浅的直槽时，通常采用宽刃刀直进法车削，如图4-1-7所示。

图4-1-7　车削端面直槽

实训注意事项

（1）高速钢车刀切断或切槽时应加注切削液，以防车刀退火。

（2）刃磨硬质合金切断刀时不能用力过猛，以防刀片焊接处高热而脱焊。

（3）主切削刃与两副切削刃之间应对称平直。

（4）车削时，端面槽刀主切削刃应与工件中心线等高、平行。

（5）测量沟槽时要正确地使用游标卡尺、样板、塞规、公法线千分尺等量具。

（6）车削沟槽时要选择合理的转速和适当的进给量，一般多采用手动进给。

项目二　外圆槽的车削

实训目的和要求

▲掌握数控车床的切槽刀具、工件的安装方法。

▲掌握切槽的基本知识，学习切槽刀的对刀方法。

▲掌握G01切槽编程的方法。

▲掌握退刀槽的加工。

▲遵守操作规程，养成文明操作、安全操作的良好习惯。

实训准备

实训任务

编制如图4-2-1所示锥轴上三处槽的加工程序，并利用数控机床进行实际零件的加工。

图4-2-1　锥轴上三处槽的加工图

分析零件图

该零件是在已完成的任务二项目三锥轴的基础上，在φ20 mm，φ24 mm的圆柱上分别切削出宽4 mm、深2 mm，宽5 mm、深2 mm，宽4 mm、深1 mm的3个槽，无表面粗糙度及尺寸公差要求。

确定加工方案及加工工艺路线

加工方案：分析零件图及锥轴尺寸，采用三爪自定心卡盘夹紧工件右端，分别车削3个槽。

加工工艺路线：夹持零件毛坯，夹持长度约为30 mm，找正并夹紧，切削3个槽。

相关知识

一、沟槽的种类和作用

沟槽的种类较多，常用的外沟槽有矩形沟槽、圆形沟槽、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。

二、车槽刀的安装

车槽刀的装夹是否正确对车槽的质量有直接的影响，例如矩形车槽刀的装夹，要求垂直于工件轴线，否则车出的槽壁不会平直。

三、车槽的方法

对于宽度、深度相对不大，且精度要求不高的槽，可采用与槽等宽的刀具，直接切入一次成型的方法加工，如图4-2-2所示。刀具切入到槽底后可利用延时指令使刀具短暂停留，以修整槽底圆度，退出过程中可采用工进速度。

图4-2-2　简单槽类零件的加工方式

图4-2-3　深槽零件的加工方式

对于宽度不大，但深度较大的深槽零件，为了避免切槽过程中由于排屑不畅，使刀具前部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，停止进刀并退回一段距离，达到排屑和断屑的目的，如图4-2-3所示。

通常把大于一个切刀宽度的槽称为宽槽。宽槽的宽度、深度的精度及表面质量要求相对较高。在切削宽槽时常采用排刀的方式进行粗切，然后是用精切槽刀沿槽的一侧切至槽底，精加工槽底至槽的另一侧，再沿侧面退出，切削方式如图形4-2-4所示。

图4-2-4　宽槽切削方法示意图

切断刀或切槽刀退刀时要注意合理安排退刀路线，尤其注意G00的走刀轨迹，否则刀具很容易与工件外台阶碰撞，造成车刀的损坏，严重时影响机床精度。

切断处应靠近卡盘，以免引起零件振动。切断加工切削速度应低些，尤其快切断时，应放慢速度，以防刀头折断。

四、刀具刀位点的确定

切断刀或切槽刀有左右两个刀尖及切削刃中心处的3个刀位点，在编程时要根据图样尺寸的标注和对刀的难易程度综合考虑。一定要避免编程操作和对刀时选用刀位点不一致的现象。

五、沟槽的测量

精度要求低的沟槽，一般采用金属直尺和卡钳测量，精度较高的沟槽，底径可用千分尺，槽宽可用样板、游标卡尺、塞规等检查测量。

项目实施

（1）指导教师分析加工工艺，讲解加工方法；

（2）学生根据加工工艺要求，编制加工程序，并输入完成程序校验；

（3）指导教师示范切槽刀的对刀；

（4）学生完成切槽刀的对刀，并请指导教师检验；

（5）学生完成零件的车削，尺寸经自测、小组评测后由指导教师检测并记录；

（6）学生填写实训报告；

（7）指导教师根据学生实训情况作出评价。

实训注意事项

（1）切槽、切断时，刀头宽度不能过宽，否则易振动。

（2）安装切槽刀时，主切削刃轴心线要平行，否则切出的槽底直径一侧大、一侧小。

（3）加工较宽的沟槽时，每次分层切削进给要有重叠部分。

（4）若工件槽宽精度要求很高时，操作者可分别以切槽刀的两个刀尖设置刀具的两个补偿量，以便使用。

（5）安装切槽刀时，刀具必须与工件中心对准，否则不仅不能切断工件，而且刀具的刀头易损坏。

（6）切断时工件一定要装夹牢固，切断点应离卡盘近些。

（7）切断时进给速度不宜过大。

（8）切断时要及时注意排屑的顺畅，否则易将刀头折断。

任务评价

续表

课后思考

1.总结归纳槽车削加工中所出现的问题和解决方法。

2.分析刀具补偿精度问题，考虑保证零件加工精度和表面粗糙度要求时采取的措施。

项目三　端面槽的车削

实训目的和要求

▲掌握数控车床的切槽刀具、工件的安装方法。

▲掌握切槽的基本知识，学习切槽刀的对刀方法。

▲掌握G01切槽编程的方法。

▲掌握退刀槽的加工。

▲遵守操作规程，养成文明操作、安全操作的良好习惯。

实训准备

实训任务

编制如图4-3-1所示锥轴上三处槽的加工程序，并利用数控机床进行实际零件的加工。

图4-3-1　端面槽的车削

分析零件图

该零件由φ53，φ32，φ40三段外圆组成，在φ53外圆端面上有一处深6 mm的端面槽。

确定加工方案及加工工艺路线

加工工艺路线：

①夹持工件外圆，伸出长度20，找正，夹紧。

②车端面，粗车外圆至φ53，长度18左右。

③调头，夹持外圆φ53，夹持长度约13，找正夹紧，车端面，保证总长51。

④粗车外圆直径至φ41，长度34；粗车外圆直径至φ33，长度20，粗车R2。

⑤精车外圆至尺寸要求，长度20至尺寸要求；精车外圆直径至尺寸要求，长度12至尺寸要求；精车R2，保证宽度3；倒角C1三处。

⑥切直槽4×2至尺寸要求。

⑦调头，铜皮包并找正夹紧，车端面，控制总长50±0.10；精车外圆直径至尺寸要求；粗、精车端面槽外径φ36、内孔φ46、深度　至尺寸要求。

⑧倒角C1一处，倒棱两处。

⑨检查，拆下工件。

项目实施

（1）指导教师分析加工工艺，讲解加工方法；

（2）学生根据加工工艺要求，编制加工程序，并输入完成程序校验；

（3）指导教师示范切槽刀的对刀；

（4）学生完成切槽刀的对刀，并请指导教师检验；

（5）学生完成零件的车削，尺寸经自测、小组评测后由指导教师检测并记录；

（6）学生填写实训报告；

（7）指导教师根据学生实训情况作出评价。

实训注意事项

（1）切槽、切断时，刀头宽度不能过宽，否则易振动。

（2）安装端面切槽刀时，主切削刃端面要平行，否则切出的槽底有倾斜。

（3）加工较宽的沟槽时，每次分层切削进给要有重叠部分。

（4）切断时工件一定要装夹牢固，切断时进给速度不宜过大。

（5）切断时要及时注意排屑的顺畅，否则易将刀头折断。

任务评价