數(shù)控高速車削梯形螺紋的方法

1、數(shù)控咼速車削梯形螺紋的萬(wàn)法摘要：在數(shù)控車床上加工梯形螺紋有一定的技術(shù)難度， 特別在高速切削時(shí)難度更大， 力口 工時(shí)不容易觀察和控制， 安全可靠性也較差， 這就要求正確的刀具幾何形狀和加工工藝， 介 紹一種高效可行的加工方法。關(guān)鍵詞：梯形螺紋 數(shù)控車削 高速分層切削不論是在普通車床還是在數(shù)控車床上，加工梯形螺紋對(duì) 于中高職學(xué)生來(lái)講，總是存在較大的技術(shù)難度，特別是在數(shù) 控車床上高速車削梯形螺紋，大部分的書籍和教材都沒(méi)有做 專題的介紹，學(xué)生很難掌握其精細(xì)的計(jì)算和合理的加工工 藝。作者將根據(jù) 2007年湖南省職業(yè)技能鑒定高級(jí)工應(yīng)會(huì)試 題，結(jié)合本人的經(jīng)驗(yàn)和心得體會(huì)，著重講敘梯形螺紋高速車 削方法。CVS

2、<059“0IjT>J51=4兒§16矍-0加工方法的選擇如圖 1 所示，在數(shù)控車床上加工梯形螺紋時(shí)，在三爪卡盤采 用一夾一頂?shù)姆绞?，為了?duì)刀和和編制程序的方便，將程序 原點(diǎn)設(shè)置在工件右端面中心點(diǎn)，另外，還自制了對(duì)刀樣板， 以方便粗、精車換刀時(shí) Z 方向的準(zhǔn)確性。應(yīng)該指出的是，由 于是高速加工梯形螺紋，故選用的是硬質(zhì)合金刀具。 高速車削梯形螺紋時(shí)， 由于螺距過(guò)大， 為防止“扎刀” 和“崩 刃”，要求在加工梯形螺紋時(shí)，切削力不能太大，刀具不能 同時(shí)三面切削。作者通過(guò)多年實(shí)踐證明，在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 上不能用螺紋切削指令 G32、 G92 來(lái)進(jìn)行直進(jìn)法或直進(jìn)切槽 法來(lái)加工， 即

3、便近年來(lái)很多雜志上介紹的用 G92 結(jié)合子程序 的左右擺動(dòng)法來(lái)進(jìn)行分層切削也不是最好的方法，該方法雖 然從理論上能使切削時(shí)受力小，但是它忽視了我們常用的車 床大多都是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，而經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床控制系統(tǒng)為 半閉環(huán)，以致左右擺動(dòng)時(shí)無(wú)法使伺服系統(tǒng)跟上數(shù)控系統(tǒng)數(shù)值 要求的步伐，從而使加工螺距發(fā)生改變。綜合編程和加工來(lái) 考慮，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為采用螺紋切削復(fù)合循環(huán)指令 G76 來(lái)加工是效果較好、安全、可靠、易行的一種方法。二、G76指令的相關(guān)介紹G76 指令是斜進(jìn)式切削， 由于為單側(cè)刃加工， 刀具負(fù)載較小， 排屑容易，并且切削深度為遞減式。一般大螺距螺紋加工。1、G76 指令的進(jìn)刀路線和吃刀分配

4、。 （圖 2）圖2每次進(jìn)給量=h/ V n-1 xVC，其中h為螺紋牙的總高度，n為進(jìn)給次數(shù)，C為第一次進(jìn)給量=/ d，為第二次進(jìn)給量=1，第三次及更多進(jìn)給量=X-12、格式:G76P (m)(r) (a)Q (/ dmin)R (d)G76X (U)Z (W)R(i) P(k)Q (/d ) F(L)其中：m 精加工重復(fù)次數(shù)，可以 1 99次。r螺紋尾部倒角量（斜向退刀），00 99個(gè)單位，取01則 為退0.11 X導(dǎo)程。a螺紋刀尖的角度 （螺紋牙型角）?？蛇x擇80、60、55、30、 29、0 度。/ dmin 切削時(shí)的最小背吃刀量，半徑值，微米。d精加工余量，半徑值，毫米。i 螺紋部分半

5、徑差，半徑值，微米。k螺紋的牙深，按 h=0 65 x螺距(P)計(jì)算，微米/ d 第一次切深，半徑值，微米。L螺紋導(dǎo)程，微米三、刀具幾何形狀的選擇根據(jù)高速車削梯形螺紋的條件，首先計(jì)算出螺旋角，以便正 確刃磨刀具的幾何角度。螺旋角為a =P/( d) =arctan5/ (3.14x 25.5)=，所以選擇左側(cè)后角 6 8度，右側(cè)后角是2度是比較合適的；為了便于排屑，刀具不易損壞，前角取68度，使刀具更加鋒利和有利于斷屑，特別指出的是我米 用了粗、精車兩把刀，由于粗加工容易使車刀損傷和磨損， 故我將粗車刀刀尖角刃磨成圓弧型，這樣能夠加強(qiáng)刀尖的強(qiáng) 度，即便粗加工量偏大時(shí)也有一定的保險(xiǎn)系數(shù)，而精加工

6、則 完全按照螺紋形狀刃磨。要注意的是粗精車刀 Z方向?qū)Φ稌r(shí)零點(diǎn)的準(zhǔn)確性。粗、精車刀幾何形狀圖如下：粗車刀幾何形狀四、程序的編制。精車刀幾何形狀本文只講敘梯形螺紋部分程序的編制，具體如下:N10G90G95;N20M3S350T0505;N30G0X35. Z-10.;N40G76P020030 Q20R0.02G76X22.3乙 94.P2750Q329N50G0X120.Z200.;N60M5;N70M30;%0003;五、采用螺紋復(fù)合切削循環(huán) G76加工應(yīng)注意的事項(xiàng)。F5.數(shù)控車床加工梯形螺紋時(shí)，因其傳動(dòng)鏈的改變，原則上 其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具沿主進(jìn)給軸的方向 位移一個(gè)導(dǎo)程即

7、可，不應(yīng)受到限制，但會(huì)受到以下幾方面的影響：1、螺紋加工程序段中指令的螺距導(dǎo)程值，相當(dāng)于以 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量表示的進(jìn)給速度，如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過(guò) 高，則其換算后的進(jìn)給速度必定大大超過(guò)機(jī)床參數(shù)所允許的 最大進(jìn)給量，此時(shí)會(huì)發(fā)生機(jī)床按照“極限螺距”（極限螺距 =最大進(jìn)給量轉(zhuǎn)速 ） 進(jìn)行加工的現(xiàn)象。2、刀具在其位移的始終，都將受到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升 降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算速度的約束。由于升降頻率特 性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 “超前”和“滯后”而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求；車 削螺紋必須通過(guò)主軸的同步運(yùn)行功能實(shí)現(xiàn)，即車削螺紋需要 有主軸脈沖發(fā)生器編碼器。當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過(guò)高時(shí)，

8、通過(guò) 編碼器發(fā)出的定位脈沖 （即主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)所發(fā)出的一個(gè)基 準(zhǔn)脈沖信號(hào) ）將可能發(fā)生“過(guò)沖” ，特別是當(dāng)編碼器的質(zhì)量不 穩(wěn)定時(shí)將導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂扣。因此，車梯形螺紋時(shí)， 主軸轉(zhuǎn)速選擇遵循以下幾個(gè)原則： 1、在保證生產(chǎn)效率和正常切削的情況下，要根據(jù)“極限螺 距”計(jì)算公式求得加工最高轉(zhuǎn) 速，宜選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速；2、當(dāng)螺紋加工程序段中的導(dǎo)入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度較小時(shí)， 選用相對(duì)較低的主軸轉(zhuǎn)速；3、當(dāng)編碼器所規(guī)定的允許工作轉(zhuǎn)速超過(guò)機(jī)床所規(guī)定主軸的最大轉(zhuǎn)速時(shí)，可盡量選擇高一些的主軸轉(zhuǎn)速；4、通常情況下，車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)按其機(jī)床或數(shù)控系 統(tǒng)說(shuō)明書中規(guī)定的計(jì)算公式確定。另外還應(yīng)注意：1、由于主軸速度發(fā)生變化有可能切不出正確的螺距、因此 在螺紋切削期間不要使用恒表面切削速度控制指令G96。2、在螺紋切削期間進(jìn)給速度倍率無(wú)效 （固定在 100 ），速度 固定在 100。3、在螺紋切削程序段的前一程序段中不能指定倒角或倒圓。4、通常由于伺服系統(tǒng)滯后等原因，會(huì)在螺紋切削的起點(diǎn)和 終點(diǎn)產(chǎn)生不正確的