【任务描述】
解读图2-1所示带槽轴零件，采用图1-39所示工件为毛坯，正确安装外槽车刀，完成该零件的加工。
图2-1 带槽轴零件
【任务目标】
知识目标：了解槽的种类和作用，了解车槽刀及车断刀，掌握车槽的方法，会编制外槽的加工工艺，能合理安排车槽的走刀路径。了解暂停指令G04，能够结合G00和G01等基本指令编写槽的加工程序。
技能目标：能正确安装外槽车刀，并能独立完成外槽车刀的对刀。能应用合理的加工技术保证槽的精度，完成零件加工。掌握外槽车刀的对刀方法及一般矩形槽零件的加工方法。
情感目标：严格遵守安全文明操作规程，树立安全意识，提高职业素养。
【相关知识】
1.槽加工的工艺知识
回转体表面常有退刀槽和砂轮越程槽等沟槽。在回转体表面上车出沟槽的方法称为车槽。车断是将坯料或零件从夹持端上分离出来。
（1）车槽刀与车断刀 如图2-2所示，车槽刀前端为主切削刃，两侧为副切削刃。车断刀与车槽刀相似，但主切削刃较窄，刀头较长。车槽与车断都以横向进给为主。
图2-2 车槽刀
a）车外槽 b）车内槽 c）车端面槽
1）车槽刀的刀头长度和宽度。车槽刀的刀头宽度一般根据工件的槽宽、机床功率和刀具强度综合考虑。车槽刀的刀头长度L=槽深+2～3mm。
2）车断刀的刀头长度和宽度。车断刀的刀头宽度经验计算公式为
式中 a——刀头宽度（mm）；
D——被车断工件的直径（mm）。
车断刀的刀头长度L：车断实心材料：L=（D/2）+2～3mm，D为被车断工件的直径；
车断空心材料：L=h+2～3mm，h为被车断工件的壁厚。
（2）槽的种类 根据沟槽的宽度不同，槽有宽槽和窄槽两种。
1）宽槽。沟槽宽度大于车槽刀刀头宽度的槽称为宽槽。
2）窄槽。槽宽等于刀头宽度，用车刀一次车出的沟槽称为窄槽。
（3）槽的工艺特点和加工方法
1）工艺特点。一般矩形槽大都分布在圆柱面的中间部位，槽的两侧与工件轴线垂直，加工中多选择车槽刀，加工到尺寸后要使刀具在槽底停留几秒钟，以光整槽底，也保证槽底的形状准确。
2）窄槽的加工方法。车削精度不高和宽度较窄（＜5mm）的槽时，可采用刀宽等于槽宽的车槽刀，使用G01指令一次直进车出，如图2-3所示。槽精度要求较高时，一般采用两次直进法，车槽至尺寸后，用暂停指令使刀具在槽底停留，以光整槽底。直进法切削窄槽有以下4个基本动作。
①轴向（Z轴）定位——G00；
②径向（X轴）切削——G01；
③槽底暂停——G04；
④径向（X轴）退刀——G01。
3）宽槽的加工方法。如图2-4a所示，加工宽槽（＞5mm）要分多次进刀，在宽度上的刀具轨迹应有重叠，槽底和两侧要留精加工余量，最后精车槽侧和槽底，如图2-4b所示。
图2-3 窄槽的加工方法
图2-4 宽槽的加工方法
a）宽槽粗加工 b）宽槽精加工
（4）车槽刀和车断刀的安装
1）安装车槽刀时，其主切削刃应平行于工件轴线，且与工件轴线在同一高度，否则，车削无孔工件时，不能车到工件中心且刀头容易损坏。
2）车槽刀一定要垂直于工件轴线，刀体不能歪斜，以免副后刀面与工件产生摩擦，影响加工质量，甚至扎刀。
3）刀体底面要平整，刀体不宜伸出过长。
（5）刀具的选择及刀位点的确定 车槽及车断选用车槽刀。车槽刀有左、右两个刀尖及切削中心处的三个刀位点，如图2-5所示。在编写加工程序时，只能选择其中之一作为刀位点，通常用刀位点1。
（6）车槽与车断编程中应注意的问题
1）在整个加工中，必须采用同一个刀位点编写程序。
2）注意车槽后的退刀路线要合理安排，避免刀具与零件碰撞，造成车刀及零件的损坏。
图2-5 车槽刀的刀位点
3）车槽时，切削刃宽度、切削速度和进给量都不宜太大，否则容易振动。
4）加工较宽的沟槽时，每次分层切削进给要有重叠部分，采用左刀尖为刀位点，编程时应考虑刀头宽度尺寸。
5）对刀时，外圆车刀采用试切端面、外圆车削法对刀，车槽刀不能再车端面，否则加工后的零件长度尺寸会发生变化。对刀时，在车槽刀接近工件的过程中，进给倍率要小，以避免产生撞刀现象。
6）车断工件时，工件的车断处应距卡盘近些。将要车断时，必须放慢进给速度，以免刀头折断。采用两顶尖装夹工件车断时，不能直接切到工件中心，以防刀具折断，工件飞出。
2.基本指令
（1）进给暂停指令G04 编程格式：
G04 X_ （单位：s）；
或 G04 U_ （单位：s）；
G04 P_ （单位：ms）；
指令说明：
1）指令范围从0.001～99999.999。
2）用法：G04 X1.0（暂停1s）；G04 U1.0（暂停1s）；G04 P1000（暂停1s）。
3）可用于车槽和车台阶端面等需要刀具在加工表面作短暂停留的场合。(www.xing528.com)
4）执行该指令时，机床进给运动暂停，暂停时间过后，继续运行下一段程序。
（2）公制尺寸与英制尺寸 工程图样中的尺寸标注有公制和英制两种形式，数控系统可根据所设定的状态，利用代码把所有的几何值转换成公制尺寸（G21）与英制尺寸（G20）。系统开机后，机床处在公制G21状态。
公制与英制单位的换算关系为：
1mm≈0.0394in
1in≈25.4mm
【引导操作】
1.任务分析
（1）零件图分析 图2-1所示零件为带有一般矩形槽的轴类零件，材料为铝，图1-39所示工件为工件毛坯。零件的外槽槽宽为4mm，槽深2.5mm，属于窄槽加工，选刃宽为4mm的外槽车刀一次进给完成切削。
（2）工件原点 选用数控车床加工，以工件右端面与轴线的交点作为工件原点，建立工件坐标系。
2.任务准备
1）量具选用见表1-12。
2）刀具选用见表2-1。
表2-1 刀具的选用
3）数控加工工艺卡见表2-2。
表2-2 数控加工工艺卡
（续）
4）数控加工程序单见表2-3。
表2-3 数控加工程序单
3.任务实施
1）启动车床前检查车床的外观和润滑油箱的油位，清除车床上的灰尘和切屑。
2）启动车床后在手动模式下检查主轴箱和进给轴的传动是否顺畅，是否有异响情况。
3）回车床参考点。
4）装夹工件并找正（注意装夹牢固可靠）。
5）装夹刀具并找正（注意装夹牢固可靠）。
6）对刀建立坐标系。
注意：
①以第一把刀（外圆车刀）为基准对第二把刀（外槽车刀）。第二把刀（外槽车刀）不能试切工件，只能以“碰”为主，特别是Z轴方向绝对不允许试切，否则两把刀的工件坐标系不重合。
②车槽刀Z向对刀时，以刀具的左端面对刀，Z方向的试切长度值为“Z0”；以刀具的右端面对刀，Z方向的试切长度值不再为“Z0”，而是刀具的刀宽值。
7）将图2-1所示零件的加工程序（程序名为O2001）输入车床，具体程序见表2-3。
8）校验运行程序。
9）运行程序进行加工，保证槽的精度。
10）完成工件加工并检测。
11）进行车床维护和保养。
【应用训练】
1.单外槽加工编程练习。
如图2-6所示销轴，材料为45钢，选择毛坯ϕ70mm×90mm，编写其加工程序。
（1）工艺分析。该零件在光轴之间的部位加工定位槽，对表面质量要求较高，加工时应注意控制切削速度和进给量。
（2）加工过程。
1）在自定心卡盘上装夹工件，留外伸75mm，找正后紧固。
2）对刀，设零件右端面中心为工件编程原点O。
3）粗车外圆柱面和右倒角，精车右端面和倒角、外圆柱面至尺寸要求。
图2-6 销轴
4）换刀，车槽，车左端面，车断。
（3）选择刀具。
1）选用90°硬质合金偏刀，刀尖半径R=0.4mm，刀尖方位T=3，刀号T01，用于零件外圆、端面和右倒角的粗加工和精加工。
2）选刀宽等于4mm的硬质合金车刀，左刀尖为刀位点，刀号T03，加工零件的槽、左倒角和车断。
（4）编写加工程序。
2.多外槽加工编程练习。
如图2-7所示多外槽销轴，材料为45钢，选择毛坯ϕ20mm×50mm，编写其加工程序。
3.多内槽加工编程练习。
如图2-8所示内槽轴，编写其加工程序。
图2-7 多外槽销轴
图2-8 内槽轴
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