在工件上加工(gōng)出內﹑外螺紋(wén)的方法, 主(zhǔ)要有切削(xuē)加工和滾壓加工兩類。大(dà)規模生產直徑(jìng)較小的(de)三角螺紋,常采用滾絲、搓絲或軋絲的方法(fǎ);對數量較少或批(pī)量不大的(de)螺(luó)紋常采用車削的方法。螺紋車削的要求要高於普通車削操作,切削力一般較高(gāo),與普通車削應用相比,螺紋車削的進給(gěi)速度要高出(chū)10 倍,螺紋加工刀片刀尖處的作用力可能要高100 ~ 1000 倍。因此在數(shù)控車床(chuáng)和加工中心正確和合理地確定螺紋的切削工(gōng)藝對於使用者來說十分重要。
一、數控車床螺紋切削方法分析
不同的數控係統,車螺紋的編程指令(lìng)有所不同(tóng)。目前的FANUC 係統數控車床中,螺紋(wén)切削一般有兩種加工方法:G 32 直進式切削方法和 G 7 6 斜進式切削方(fāng)法,由於切(qiē)削方法和編程方法的不同,造成加工誤差也不同。我們在操作使(shǐ)用上要仔細分析,爭(zhēng)取加工出精度高的零件。
G 3 2 直(zhí)進式切削方法,由於兩側刃同時工作,切削力較大,因此在切削時(shí),兩切削刃容易磨損。但是其加工的(de)牙型精度較高,因(yīn)此 一般多用於小螺距螺紋加工。
G 7 6 斜進(jìn)式切削方法,由於為單側刃加工,切削刃容易損(sǔn)傷和磨損,使加工的螺(luó)紋麵不直,刀尖角發生(shēng)變化(huà),而造成牙型精度較差。但由於其背(bèi)吃刀量為遞減(jiǎn)式,因(yīn)此,此加工方(fāng)法一般適用於大螺距(jù)螺紋加工。
在加工較高精度(dù)螺紋時,可采用(yòng)兩刀加工完成,既先用G 7 6 加工方法進(jìn)行粗車,然後用 G 3 2 加(jiā)工方法精車,但要(yào)注意刀具起(qǐ)始點要準確,不然容易亂扣,造成零件報廢。
二、加工工藝(yì)分析
在數控車床上加工螺紋, 首先要(yào)製訂合理的工藝方案,然(rán)後才能進行編程和加工。工(gōng)藝方案的好壞不僅會影響數控車床效率的(de)發揮, 而且(qiě)將直接(jiē)影響到螺紋的加工質量。
1、走刀路線(xiàn)的確定
在數控車床上車螺紋時,沿螺距方向的縱(zòng)向(Z 向)進給應和車床主軸的旋轉保持(chí)嚴格的速比(bǐ)關(guān)係,考慮(lǜ)到刀具從停止狀態到達(dá)指定的進(jìn)給速度或從指定的進給速度降為零,驅動係統(tǒng)必有一個過渡過程, 因此沿軸向進給的加工路線長(zhǎng)度, 除(chú)保證螺紋長度外, 還(hái)應(yīng)增加刀具升速進刀段距離δ1 和(hé)降速退刀段距離δ2, δ1 和δ2 的數值與車床拖動(dòng)係統的動態特性、 螺紋的螺(luó)距和精度(dù)有關。一般δ1 為2-5mm,對大(dà)螺距和高精度的螺紋取大值;δ2 一般取 δ1 的(de)1/4 左(zuǒ)右。
2、螺紋車刀(dāo)的選用
螺紋車刀屬於(yú)成形刀具, 要保證螺紋牙型的精度, 必須(xū)正確刃(rèn)磨和安裝車刀。對螺紋車刀的要求主要有以下幾點:
(1) 一般車刀的(de)刀尖角應等於螺紋的(de)牙型角;
(2)精車時車刀的縱向前角應等於0°;粗車時允許有5°~ 15°的縱向前(qián)角;
(3)因受螺紋升角(jiǎo)的影響,車刀兩側(cè)的靜止後角應不相等,進給方向後麵的後角(jiǎo)較大,一般應保證兩側麵均有
3°~ 5°的工作後角;
(4) 車刀兩側刃的直(zhí)線性(xìng)要好。製造螺紋車刀的材料有高速(sù)鋼和(hé)硬質合金兩(liǎng)種。高速鋼螺紋車刀刃磨方(fāng)便、切削刃鋒利、韌性好,能承受較大(dà)的切削衝擊(jī)力, 加(jiā)工的螺紋表麵粗糙度小。 但它的耐熱性差,不宜高速車削。硬(yìng)質合金螺紋車刀的硬度高、 耐磨(mó)性好、耐高(gāo)溫, 但抗衝擊能力差。數控車床一般選用硬質合金可轉位車刀。
3、選(xuǎn)擇切削用(yòng)量
(1)主軸轉(zhuǎn)速的確定(dìng)
在車削螺紋時, 車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距(或導程)大小(xiǎo)、 驅動(dòng)電機的升(shēng)降頻特性及螺紋插補運算速度等多(duō)種因(yīn)素影響, 故對於不同的數控係統, 推(tuī)薦有不同的主軸轉速選擇範圍。 如大多數經濟型車床數控係統推薦車螺(luó)紋時的主軸轉(zhuǎn)速如下: n ≤ 1200/P - K式中: P 是螺紋的螺距(mm); K 是(shì)保險係數, 一般取(qǔ)為80。
(2)走刀次數和背吃刀量的確定
螺紋(wén)加工中的走刀次數(shù)和背吃刀量會直接影響螺紋的加工質量, 車削螺紋時的走刀次數和背吃刀量可查閱相(xiàng)關手(shǒu)冊的背吃刀量表。
4、螺紋加工時切削液的使用
車削螺紋時,恰當地使用切削液,可提(tí)高生產率和零件質(zhì)量 ,切削液的主要(yào)作用如下(xià):
(1) 能降低切削時產生的熱量,減少由於溫升引(yǐn)起的加工誤差;
(2) 能在金(jīn)屬表麵形(xíng)成薄膜,減少刀具與工件的摩擦.並可衝走切屑,從而降低工件表麵粗(cū)糙度值,減少(shǎo)刀具磨損;
( 3 ) 切(qiē)削液進(jìn)入金屬縫隙,能幫助刀(dāo)具順利切削。
三、編程舉例:
對於FANUK 係統來說(shuō),加工如圖1 所示的螺紋,螺(luó)距為1.5,根據(jù)表1 可知其牙深為0.974, 安排4 次走刀, 每次的背吃刀量分(fèn)別(bié)為0.8、0.6、0.4、0.16, 車螺紋時(shí)設定升速進刀段為(wéi)5,降速退刀段為2。
1、采(cǎi)用(yòng)G3 2 指令編程(chéng)
T0101;(T0101 為螺(luó)紋車刀)
M03 S600;(主軸正轉(zhuǎn),轉速為600r/min)
G00 X35 Z96;
G01 X29.2
G32 Z54 F1.5; ( 第一次車螺紋, 背吃刀量為 0.8)
G00 X35;
Z96;
X28.6;
G32 Z54 F1.5;( 第(dì)二次(cì)車螺(luó)紋, 背吃刀量為0.6)
G00 X35;
Z96;
X28.2;
G32 Z54 F1.5; ( 第三次車螺紋, 背吃刀量為0.4)
G00 X35;
Z96;
X28.04;
G32 Z54 F1.5; ( 最後一次車螺紋,背吃刀量為0.16)
G00 X35;
X150 Z200;
M05;
M30;
2、采用G9 2 指令編程
T0101;
M03 S600;
G00 X35 Z96;(刀具定位到循環起(qǐ)點A)
G92 X29.2 Z54 F1.5;( 第一(yī)次車螺紋)
X28.6;( 第二次車(chē)螺紋)
X28.2;( 第三次車螺紋)
X28.04( 最後一次車螺紋)
G00 X150 Z200;
M05;
M30;
3、采用G76 指令進行(háng)車螺紋
T0101;
M03 S600;
G00 X35 Z96;
G76 P 01 2 60 Q0.1 R0.1(車螺紋,精加工重複1 次,倒角量為2,刀尖角60°)
G76 X28.04 Z54 R0 F1.5 P0.974 Q0.8( 螺紋牙高(gāo)0.974,第一(yī)次車削0.8, 螺距1.5)
G00 X150 Z200;
M05;
M30;
通過對同一螺紋三種不同(tóng)的編程方法進行分(fèn)析,可以知道采用(yòng)G76 編程最(zuì)為方便, 程序段最少, 但是參數計(jì)算比較複雜,實際加工中若參數設置不當, 很容易造成打刀的(de)現象。 采用G32 編(biān)程,其加工的牙型精度較高, 但(dàn)程序段長,一般很少(shǎo)采用此種方法。采用G92 編程,條理很清晰並且走刀路線直觀, 又因為程序段不是太長,所以實際加(jiā)工中這種方(fāng)法用得較多(duō)。總之.螺(luó)紋在實際加工中有很多問題需要操作者在加工中去不斷摸索 、不斷總結經驗,從而找到一種合理的加工方(fāng)法,來提高勞(láo)動(dòng)生產率和機加工產品質量,提高機加工行業在世界行業中的競爭地位。
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