槽轴加工：端面切槽循环指令格式及注意事项

一、任务引入

制订如图4-2-67 所示零件的加工工艺方案，应用G74、G75 指令编写内、外槽及端面槽的程序并加工，毛坯选用φ42 mm×45 mm 的钢料。

图4-2-67　槽轴加工

二、相关知识

1.端面切槽循环（G74）

（1）指令格式

G74 R；

G74 X（U）_ Z（W）_ PQRF；

其中：e——退刀量，其值为模态值；

X（U）_ Z（W）_ ——切槽终点处坐标；

Δi——刀具完成一次轴向切削后在X 轴方向的偏移量，该值用不带符号的半径量表示；

Δk——Z 轴方向的每次切深量，用不带符号的值表示；

Δd——刀具在切削底部的Z 轴方向退刀量，无要求时可省略；

m——径向切削时的进给速度。

例：G74 R0.5；

G74 U6 W 5 P1500 Q2000 F0.1；

（2）指令的运动轨迹及工艺说明

G74 循环轨迹如图4-2-68 所示。与指令G71 和G73 不同之处是刀具从循环起点A 出发，先轴向切深，再径向平移，依次循环直至完成全部动作。

G74 循环指令中的X（U）后面的值可省略或设定为0，当X（U）后面的值设为0 时，在G74 循环执行过程中，刀具仅作Z 轴方向的进给而不作X 轴方向的偏移。此时，该指令可用于端面啄式深孔钻削循环，但使用该指令时，装夹在刀架（尾座无效）上的刀具一定要精确定位到工件的旋转中心。

图4-2-68　G74 循环轨迹

车削一般的外沟槽时，因外圆切槽刀（又称外切槽刀）是外圆切入，其几何形状与切断刀基本相同，车刀两侧副后角相等，车刀左右对称。但车削端面槽时，车刀的刀尖点A 处于车孔状态，为了避免端面槽刀与工件沟槽的较大圆弧面相碰，刀尖A 处的副后刀面必须根据端面槽圆弧的大小磨成圆弧形，并保证一定的后角，如图4-2-69 所示。

图4-2-69　端面槽刀

（3）端面槽加工注意事项

①刀具选择与安装。当选择刀杆时，在可能的情况下尽量从端面槽的最大直径外切入，逐渐切向小的直径。这样，刀具使用达到最好。端面横首切的外径必须处在车刀杆所允许切入的最大直径Dmax和最小值净值Dmin之间，如图4-2-70 所示，这样能使刀杆切入时在刀具和工件之间有间隙。

②切削控制。调整切削速度和进给量，以获得最好的铁屑成形，并保证铁屑从槽中排出，挤屑会造成槽表面加工质量差、刀具折断或缩减刀具寿命。

③刀具设置。刀具应当尽量对准刀尖高，可略低于工件中心线，从而避免产生大的毛刺将刀杆与工件表面摆成90°。

④扩宽端面槽。当首刀切入后，可以使用相同的刀具向工件中心或外径进刀将端面槽扩宽。最好的加工方法是从外径向内径切去，如图4-2-71 所示。

图4-2-70　端面横首切要求

图4-2-71　扩宽端面槽

（4）端面槽切削加工中的问题及解决办法

端面槽切削加工中的问题及解决办法见表4-2-25 所示。

表4-2-25　端面槽切削加工中的问题及解决办法

2.径向切槽循环（G75）

（1）指令格式

G75 R；

G75 X（U）_ Z（W）_ PQRF_；

其中：e——退刀量，其值为模态值；

X（U）_ Z（W）_——切槽终点处坐标；

Δi——X 轴方向的每次切深量，用不带符号的半径量表示；

Δk——刀具完成一次径向切削后在Z 轴方向的偏移量，用不带符号的值表示；

Δd——刀具在切削底部的Z 轴方向退刀量，无要求时可省略；

F——径向切削时的进给速度。

例：G75 R0.5；

G75 U6 W5 P1500 Q2000 F0.1；

（2）指令的运动轨迹及工艺说明

G75 循环轨迹如图4-2-72 所示。

图4-2-72　G75 循环轨迹

①刀具从循环起点（点A）开始，沿径向进刀Δi 并到达点C。

②按退刀量e （断屑）进行退刀并到达点D。

③按该循环递进切削至径向终点的坐标处。

④退到径向起刀点，完成一次切削循环。

⑤沿轴向偏移Δk 至点F，进行第二层切削循环。

⑥依次循环直至刀具切削至程序终点坐标处（点B），径向退刀至起刀点（点G），再轴向退刀至起刀点（点A）完成整个切槽循环动作。

G75 程序段中的Z（W）后面的值可省略或设定值为0，当Z（W）后面的值设为0 时，循环执行时刀具仅作X 轴方向进给而不作Z 轴方向偏移。

在FANUC 系统中，对于程序段中的Δi、Δk 值不能输入小数点，而直接输入最小编程单位，如P1500 表示径向每次切深量为1.5 mm。

（3）径向槽加工注意事项(www.xing528.com)

①根据加工要求选择切槽刀时，需考虑切削宽度（刀片宽度）、断屑槽类型、圆角半径、硬质合金牌号等各项参数。

②为尽可能减少振动和偏移，应做到刀杆悬伸量尽可能小，刀杆尽可能选择大尺寸。

③整体型刀杆刚性最好，螺钉式夹紧型刀杆推荐为轴向和径向浅槽切削，如图4-2-73 所示。

④为得到垂直加工表面、减少振动，刀具和工件中心线应成90°，如图4-2-74 所示。

3.使用切槽复合固定循环（G74、G75）时的注意事项

①在FANUC 系统中，执行切槽复合固定循环指令时出现以下情况，将会出现程序报警。

●X_（U）或Z（W）_已指定，而Δi 或Δk 值未指定或指定为0。

●Δk 值大于Z 轴的移动量Z（W）_或Δk 值设定为负值。

●Δi 值大于U/2 或Δi 值设定为负值。

图4-2-73　轴向和径向浅槽切削

图4-2-74　刀具和工件中心线成90°

●退刀量大于进刀量，即e 值大于每次切深量Δi 或Δk。

②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。

③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，切槽加工中进给量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-1。

4.内沟槽加工工艺

（1）内沟槽车刀

内沟槽车刀（又称内切槽刀）如图4-2-75 所示，车刀的几何参数与外圆切槽刀相似，只是装夹方向相反，且在内孔中车槽。由于内沟槽通常与孔轴线垂直，因此，要求内沟槽车刀的刀体与刀杆轴线垂直。

装夹内沟槽车刀时，应使主切削刃与内孔中心等高或略高，两侧副偏角必须对称。

图4-2-75　内切槽车刀

（2）车内沟槽的方法

车内沟槽与车外沟槽方法类似。

（3）内沟槽的测量

①内沟槽的深度一般用弹簧内卡钳测量，内沟槽直径较大时，可用弯脚游标卡尺测量。

②内沟槽的轴向尺寸可用钩形游标深度卡尺测量。

③内沟槽的宽度可用样板和游标卡尺（孔径较大时）测量。

（4）内沟槽加工路线的确定

两种内沟槽进、退刀加工路线如图4-2-76 所示。

三、任务实施

1.编程准备

（1）分析零件图样

图4-2-76　内沟槽加工中进、退刀路线

该工件的加工部位为内、外表面槽的加工，采用循环指令G75 编程，加工时需要用粗、精加工，并在粗、精加工之间加入测量和误差调整补偿。长度尺寸用一般加工方法就可以保证，表面粗糙度要求为Ra1.6 μm。工件材料为45 钢，调质处理，加工后去毛刺。端面沟槽采用循环指令G74 即可完成编程。

（2）方案分析

工件轮廓简单，按轮廓粗、精加工。在数控加工中一般要体现工序集中原则，以提高生产率。

（3）夹具分析

工件为一般轴套类工件，采用三爪自定心卡盘装夹，装夹方便、快捷，定位精度高。

（4）刀具、切削用量选择

选用刀宽为3 mm 的内、外切槽刀，端面槽刀注意与最小半径φ24 mm 的干涉。

切槽刀具刚性相对差，切削用量推荐值如下：粗加工切削速度n =500 r·min-1，进给量f=0.1 mm·r-1。精加工时，切削速度和进给量可以通过操作面板上的“倍率”修调按键随时调整。

2.编写数控加工工艺

此处省略，可自行查找。

3.编写加工程序

①选择编程原点。选择如图4-2-67 所示工件两侧端面的中心作为工件编程原点。

②循环点的设定。切槽刀对刀点要与槽口的左、右起点方向一致，否则相差一个切槽刀的宽度。对刀点选左刀位点。

③编制数控加工程序。采用G74、G75 编程指令编写数控车床加工程序见表4-2-26、表4-2-27 和表4-2-28，其他程序略。

表4-2-26　槽轴数控加工程序（外沟槽）

续表

表4-2-27　槽轴数控加工程序（内沟槽）

续表

表4-2-28　槽轴数控加工程序（端面槽）

四、加工练习

完成图4-2-77 所示零件的加工方案和工艺规程的编制，并利用切槽循环指令编制三个T 形槽的加工程序及精加工程序（设外圆和内孔已加工完成）。

图4-2-77　T 形槽零件