多线螺纹的车削加工

2024-10-31

多线螺纹的车削加工（精选5篇）

多线螺纹的车削加工篇1

摘要：加工多线螺纹是车削加工中较难的一个课题。因为在加工过程中, 不仅要保证每一条螺旋槽的尺寸精度和形状精度, 还要保证几条螺旋槽相对位置精度。本文根据教学实践体会, 以加工双头、模数为3的蜗杆为例, 谈了加工过程中应注意的几个问题。

关键词：多线螺纹,实习教学,分线,精确分线,分线精度的测量,微量修正

在多线螺纹的加工过程中, 不仅要保证每一条螺旋槽的尺寸精度和形状精度, 还要保证几条螺旋槽的相对位置的精度。如果几条螺旋槽的位置精度 (分线精度) 出现较大误差, 将会影响螺纹与其配合件的配合效果, 轻则影响使用寿命, 重则造成无法安装, 工件报废。由此可以看出, 多头螺纹分头精度是加工中的重点所在。从理论上讲, 使用正确的分线方法, 无论是用圆周分线法还是用轴向分线法, 都可以获得准确的分线精度。但在实际操作中, 如果没有正确的方法和一定的操作经验做保证, 就难以加工出分线精确的螺纹, 有时甚至会因为工件粗加工时已经造成工件分线误差过大而导致工件报废。

多线螺纹的粗车

在车削多线螺纹时, 先把某一条螺旋线连粗车带精车都加工完成后, 再去车另一条螺旋线, 这是不允许的, 必须进行统一的粗加工。因为, 先车好一条螺旋线后, 再去粗车、精车另一条螺旋线, 很难保证工件的分线精度, 可能使工件报废。所以, 要先进行粗车。在粗车时, 如何掌握好两条螺旋线的相对位置呢?教材对这个问题讲得不大清楚, 说分线时, 要记住:车第一条螺旋槽时中拖扳和小拖扳的刻度值, 以作为车第二条螺旋槽时的依据。实际工作中, 因为必须知道车刀车了多深, 牙型高度是多少, 才能使将来两条螺旋槽深度保持精车余量一致, 所以, 中拖板刻度值容易记住。而小拖板的刻度值要记住就比较困难了, 因为像加工模数为3毫米的双头蜗杆, 在粗车螺旋槽时要反复多次地左右移动小拖板, 进行“赶刀”, 用斜进法或是分层切削法逐渐把螺旋槽车够深度, 当第一条螺旋槽粗车成以后, 原来小拖板刻度值别说记不住, 就是记住了也没多大作用。粗车后的螺旋槽两侧并不十分规矩, 要依据原来小拖板的刻度来分头是困难的。根据上面所讲述的实际情况, 笔者在教学中是这样应对的, 既然找不到准确分头的基准, 那就粗略地进行分头。把第一条螺旋槽粗车好以后, 这时, 槽宽的每个侧面都要有0.2毫米精车余量, 根据齿顶圆上槽的最边缘位置, 将车刀向前移动蜗杆牙顶宽再加上0.4毫米的距离, 然后再开始粗车第二条螺旋槽。这样做首先保证了一条螺旋线的牙顶宽, 而且有足够的精车余量。在粗车第二条螺旋槽过程中, 注意控制槽的宽度, 当粗车到第二条螺旋线牙顶宽度时, 应仔细测量一下, 确保第二个牙顶宽度不小于第一条牙顶宽度, 这时粗车分线就基本完成了。这样的操作比教材上讲得具体, 切实可行, 学生更容易掌握。

多头螺纹的精车

在准备开始精车多头螺纹时, 对先精车哪一个侧面要有所选择。如果任意从某一侧面开始精车, 而这个齿型的余量较大时, 一般要把这个侧面精车好之后, 再去精车另一条螺旋线的同一侧面。但这时就有可能出现这样的问题:当把车刀精确地移动一个螺距去精车另一侧面时, 发觉这个侧面没有余量, 或是车了几刀之后, 侧面尚未达到要求就到尺寸了。是整个螺纹余量小?不是, 显然, 是在第一个侧面精车时留下的余量太多了, 导致余量较小的牙型侧面还未达到表面粗糙度要求时尺寸就已经达到要求的现象发生。而为了保证质量, 接下来就必须把精车过的侧面再精车一次, 造成操作上不必要的重复, 同时也影响了车削加工的效率, 造成的分头次数多、出现误差的机会就多。那么, 先从哪一个牙型侧面开始精车, 可以避免以上的现象呢?首先, 应选择两个牙型中齿顶宽较小的那一个齿的两个侧面, 其次, 比较这个牙型两边的螺旋槽哪个比较宽, 应选择宽螺旋槽里面的那个牙型侧面作为精车的第一面, 经过这两次比较选择, 先把这个牙型侧面精车好, 表面粗糙度达到要求后, 再进行精确分头, 精车另一条螺旋线的相同牙型侧面, 就不会出现余量不够的问题了。

当精车好第一个牙型侧面后, 要进行精确分线, 以保证工件的螺距 (周节) 正确, 教材上讲的圆周分头法和轴向分头法都是可以实施的。但要根据工件、场地的具体情况确定使用哪一种分线方法。在实习教学中, 笔者常用百分表监视, 用小拖板刻度盘分线方法分线。这种操作方法可以保证较高的分线精度, 操作也十分方便。精车第二侧面时, 经过精确分线, 车刀轴向位置就确定了, 只要依次逐渐加深中拖板吃刀深度, 当车刀进到精车第一侧面的刻度时, 就获得了第二牙型相同侧面的精确位置。两条螺旋线的相同一侧都精车好了, 再开始精车其他牙型侧面, 以保证齿型厚度合乎图纸设计的要求, 在控制一条螺旋线中经 (齿厚) 进入公差范围后, 再精度分线一次去精车第二齿型, 这样就完成了多线螺纹的精车。

多线螺纹分线精度的测量

多线螺纹除了与普通螺纹一样测量大径、中径等尺寸以外, 还要对其分线精度 (螺距精度) 进行精确的测量, 这是多线螺纹的重要技术指标。如果螺杆分线误差较大, 丝母就会拧不上去, 如果是蜗杆则会造成啮合间隙忽大忽小, 就会影响蜗杆蜗轮的传动精度和传动的平稳性。准确测量螺距的方法是这样的, 首先要测量法向齿厚, 如果测量两个法向齿厚基本相等, 则分别记下其法向齿厚的数据, 再测量包含这两个齿的法向距离 (两个法向齿厚和一个螺旋槽宽度) , 记下这个数值后, 再把齿厚卡尺向前 (或向后) 移动一个齿型, 再测量一次。比较两次测量结果, 其差值就是分头误差。可以看出两次测量都包含两个相同的齿型, 其法向齿厚的值是不变的, 两次测量所含的槽宽却不一样, 每次都换了一条螺旋槽, 两次测量结果不同 (不考虑测量操作的误差) , 说明一条螺旋槽较宽, 另一条较窄。在两条螺旋线法向齿厚相等的情况下, 说明组成导程的两个螺距 (周节) 不一样大。

有些教师在测量双线螺纹分线 (螺距) 误差时, 会选择测量包含三个牙型法向厚度和两个螺槽宽的距离, 笔者认为这种方法是不妥的。实际上, 这种测量方法是测量一个导程加上一个齿厚的法向距离。导程是由车床传动系统控制的, 在这里可以认为没有误差, 剩下的就是法向齿厚了。对这样的两次测量结果进行比较, 实际上是两个法向齿厚的比较。当两条螺旋线的法向齿厚相等就认为分线准确显然是不完整、不全面的。这种方法不能真实准确地反映分线存在的误差, 只反映了每个螺距的齿厚误差, 而对于每个螺距的螺旋槽宽度没有测量, 槽宽不同则同样影响到螺距误差。在控制或测量每条螺旋线齿厚相等的基础上, 采用测量一个螺距加一齿厚的测量方法, 可以推广到三线、四线螺纹的分线精度测量上, 都可以得到较准确的结果。使用跨距较大的这样测量法向数值的方法, 其结果是一个近似值, 可以通过比较测量来判断分线误差的大小, 其误差的大小与实际存在的偏差有一定的测量误差值。

多线螺纹分线误差的微量修正

在测量的基础上, 发现工件分线精度有较大的误差。当法向齿厚在公差范围内还有一定的余量可供加工时, 可以对多线螺纹进行微量修正, 以减少偏差, 提高分线精度。假如通过测量知道两个螺距相差为0.1毫米, 而两个齿型厚度又相等, 就可以把较窄的螺旋槽车宽0.1毫米, 但在车宽时不能只车螺旋槽的一个侧面, 那样会造成槽宽相等而齿厚又不相等了, 误差依然存在。要把0.1毫米的余量均分在螺旋槽的两个侧面上, 这样槽车宽了, 与另一条螺旋宽相等, 两个齿厚同时减薄了, 仍然保持相同的厚度, 螺距误差就消除了。总之, 在做最后的修正时, 要根据每条螺旋线齿厚和槽宽的具体情况选择修正的位置。粗心大意、选择位置不对就会越修越乱, 误差增大, 最后弄得不可收拾。

参考文献

[1]王家浩.高级车工技能训练[M].北京:中国劳动出版社, 1999.

[2]劳动部教材办公室.车工工艺学[M].北京:中国劳动出版社, 1997.

[3]唐大鹏.车工工艺学[M].成都:西南交通大学出版社, 2006.

轴向分线法车削多线螺纹方法浅析篇2

关键词：轴向,多线螺纹,循环,分线精度

沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹或蜗杆称为多线螺纹或多线蜗杆。多线螺纹每旋转一周时, 螺母能移动几倍的螺距, 所以多线螺纹常用于快速移动的机构中。多线螺纹 (蜗杆) 的各螺旋槽在轴向是等距分布的, 在端面上螺旋线的起点是等角度分布的。在车削过程中, 解决等距分布的方法叫分线。如果分线出现误差, 就会使所车出的多线螺纹螺距不等, 从而严重影响内外螺纹的配合精度, 降低使用寿命, 甚至造成无法安装使用。由此可以看出, 车削多线螺纹 (蜗杆) 时, 采取正确的分线方法、合理的车削步骤、准确的测量修正, 对多线螺纹 (蜗杆) 的精度起着至关重要的作用。

1 分线方法

从分线原理上说, 多线螺纹 (蜗杆) 的分线方法有两大类, 即轴向分线法 (根据螺旋槽在轴向是等距分布的特点, 车好一条螺旋槽后, 把车刀沿螺纹或蜗杆轴线方向移动一个螺距或周节, 再车第二条螺旋槽) 和圆周分线法 (根据螺旋线在圆周上等角度分布的特点, 当车好一条螺旋槽后, 脱开工件与丝杠之间的传动链, 并把工件转过一个α角度, α=360°/线数。再合上工件与丝杠之间的传动链, 车削第二条螺旋槽, 这样依次分线, 完成分线工作) 两类分线方法各有特点, 而轴向分线法相对调整比较简单, 不需要过多的辅具与调整时间, 更适合于单件小批生产的场合。从控制方法上可以归纳为两种。

1.1 利用小拖板刻度盘加百分表进行分线

1.1.1 方法及步骤

(1) 机床调整

车削前, 先把小拖板导轨校正到与主轴轴线平行。方法是把磁力表架吸附在刀架上, 使百分表表头通过主轴轴线并垂直接触于已经车好的工件外圆表面上。手摇小拖板观察表针摆动情况, 逐步将小拖板有效行程对主轴轴线的平行度误差校正至不超过0.02/100mm以内, 并调整小拖板镶条间隙至稍紧状态。

(2) 划线粗车

用尖头刀在螺纹外圆表面将多线螺纹各螺旋槽的牙顶宽划出 (两侧各预留0.2mm精加工余量) , 这样在粗车时可将螺纹车刀对在牙槽处进行车削, 而不需要每车一条槽时都要记住小拖板向左向右的赶刀量, 只需控制粗车不过线即可, 在线内采用合适的进刀方法直至将螺纹小径粗车至尺寸, 就完成了对第一条槽的粗车。然后直接将刀具移至第二槽的牙槽处进行粗车。依次将所有螺旋槽粗车出来。然后利用小拖板刻度盘以任一侧面为基准, 依次前行一个螺距值, 将各槽同方向侧面的分线误差初步修正, 再按同样方法将各螺旋槽另一侧面进行误差初步修正。用这种方法可快速完成粗加工。既直观又不须记录小拖板左右赶刀量, 同时可消除粗车时刀具磨损而产生的分线误差。

(3) 半精车

用精车刀先将各槽底面 (小径) 精车至尺寸, 并保证中拖板刻度一致。然后用三针或单针测量法分别测量各螺旋槽中径尺寸, 找出中径余量最小的螺旋槽后, 再用齿厚卡尺分别测量该槽左右牙厚, 选出厚度最小的侧面作为精车时的第一个侧面, 以最小的加工余量将该侧面精车至粗糙度达到要求。固定磁力表, 并将表头垂直压于刀架侧面, 调整指针至零位后, 小拖板前 (后) 移, 用百分表精确控制移动量为一个螺距, 然后用直进法精车第二个侧面, 最终保证中拖板刻度与车第一个侧面时一致, 即完成第二个侧面的加工。用同样的方法车其余同侧侧面。再次利用三针或单针测量法分别测量各螺旋槽中径尺寸, 找出中径余量最小的螺旋槽后, 精车该槽另一侧面并控制中径尺寸至上偏差。重新压表调零后, 用百分表控制小拖板后 (前) 移一个螺距, 用直进法精车该方向第二个侧面。利用这种方法完成第二次循环走刀, 使多线螺纹的分线误差进一步减小, 而中径尺寸车至上偏差。

(4) 精车

进行第三次循环。因中径尺寸已车至上偏差, 此次循环的目的在于进一步修正中拖板分次进给而产生的分线误差。车削时, 先以极小的切深将第一个侧面修光一刀后, 用百分表控制精确移动一个螺距值, 中拖板直接进到与车第一个侧面时刻度相同的位置, 对第二个侧面只车一刀, 以此类推, 完成其余各槽同侧的加工。然后用动态对刀的方法将车刀移至反方向的第一个侧面, 用同样的方法对另一侧进行加工。因为每个侧面只进一刀, 可精确控制螺距值保持一致, 能够有效消除多次进刀所造成的让刀累积误差, 提高分线精度。同时可保证中径尺寸合格一致。必要时, 可再进行一次分线循环, 方法同第三次循环时一样。

1.1.2 移动小拖板法分线在加工中应注意的问题

(1) 加工前应仔细调整小拖板相对于主轴轴线的平行度误差, 如果平行度误差过大, 则分线精度将得不到保证。

(2) 调整小拖板导轨与镶条的间隙至稍紧, 以手能够摇动为准。防止在切削过程中因丝杠螺母间隙而使小拖板窜动, 最终影响分线精度。

(3) 加工时, 切不可先将一条螺旋槽车成后再分线直接去车第二槽。车削时, 应采用依次逐面车削、多次循环分线的方法进行。

(4) 虽然每个阶段的加工都是采用循环分线的方法进行, 但每次循环的第一个侧面可能不一致, 必须根据测量结果来确定。

(5) 使用百分表或量块分线之前, 必须校正刀架侧平面与主轴轴线垂直。

(6) 在对导程较大的多线螺纹进行分线时, 因受百分表行程的限制, 可以采用量块与百分表结合起来的方法进行分线。加工前, 先按轴向位移量 (一个或几个螺距) 准备专用量块。加工完第一条螺旋槽后, 将百分表固定在刀架上, 将准备好的量块放置于表头和固定在床鞍上的挡块之间, 并调整表针置零。调整好后, 去除量块, 移动小拖板, 使表头指针接触挡块并使指针位置在量块调整时的位置即可进行第二条槽的加工, 以此类推加工出整个螺纹。

1.2 利用车床丝杠配合百分表进行综合分线

这种分线方法是将移动小拖板和移动床鞍结合起来, 先计算出轴向总移动量, 将大的量值圆整为丝杠螺距的整倍数, 当加工好第一条螺旋槽后, 将溜板箱上的开合螺母抬起, 使床鞍移动一个或几个丝杠螺距后重新合上开合螺母, 余下的尾数用小拖板来弥补。采用此法之前首先应以第一条螺旋线起点为轴向零点, 列表进行验算, 确定床鞍和小拖板分别的移动量。

例如在CA6140车床上加工一头数3、螺距6mm的螺纹零件, 可知其导程为3×6=18mm, 车床丝杠螺距为12mm。列表验算螺旋线各点的轴向距离为:

第一条线:0、18、36、…

第二条线:6、24、42、…

第三条线:12、30、48、…

则将床鞍前移一个螺距后, 可加工第三条螺旋线, 前移两个螺距后可加工第二条螺旋线。因此, 该零件可以直接使用床鞍进行分线。

又如加工一模数为3的双头蜗杆。算得此蜗杆螺距为P=π×ms=3.1416×3=9.4248≈9.425mm。操作时, 当加工完第一条螺旋线后, 脱开溜板箱开合螺母, 向右移动床鞍一个丝杠螺距, 重新合上开合螺母, 再将小拖板向左移动2.575mm (12-9.425=2.575) , 从而使车刀进入第二条螺旋槽。

这种分线方法的优点是操作方便、分线精度高、适合于大导程螺纹的分线。但在操作时必须先进行计算, 得出大、小拖板的移动量。同时要注意小拖板反向间隙的影响和开合螺母每次必须合到底, 确保位置一致。

2 多线螺纹分线误差的修正方法

多线螺纹车削过程中, 要经常采用合适的测量方法对尺寸精度、分线误差进行检验, 以指导下一步的加工。除了对齿厚尺寸、中径尺寸的控制外, 在精加工时, 还必须对分线误差进行修正。由图4可知, 多线螺纹的导程L=a+a′+b+b′, 如果分线准确, 则多线螺纹的螺距P=L/2=a+b=a′+b′。这时, 只要保证a=a′ (或b=b′) 自然也就保证了b=b′ (或a=a′) 。如果分线不准确, 则a+b≠a′+b′, 即可能出现a=a′, b≠b′ (或b=b′, a≠a′) 。用三针 (单针) 测量和用齿厚卡尺测量时有以下几种情况:

(1) a=a′, b>b′。则需均匀修车A″、B′两面, 使a=a′, b=b′。修正时, 可先以A′面为基准, 用表控制精确前移一个螺距修正B′面, 然后以B″面为基准, 用表控制精确后移一个螺距修正A″面。

(2) b=b′, a>a′。则需均匀修车B′、B″两面, 使a=a′, b=b′。修正时, 可先以A′面为基准, 用表控制精确前移一个螺距修正B′面, 然后以A″面为基准, 用表控制精确后移一个螺距修正B″面。

(3) a>a′, b

(4) a=a′ (或b=b′) , 尺寸处于最小极限偏差时, 由于四个侧面都已经没有精车余量, 因此, 进行任何分线不均匀性的修正, 都将产生尺寸b或b′的超差。所以分线不均匀性的修正只有在被修正面的齿厚b或b′有余量时才能进行。

3 结论

数车加工普通多线螺纹的研究篇3

1 确定螺纹各参数

(一) 解读标注

该螺纹公称直径为30mm, 导程为3mm, 螺距为1.5mm, 中、顶径公差带均为6g。

(二) 确定螺纹大径、小径和中径

(1) 计算得出螺纹大径、小径、中径的尺寸

大径d=公称直径-0.13×P=30-0.13×1.5=29.805mm;

小径d1=公称直径-1.3×P=30-1.3×1.5=28.05mm;

中径d2=公称直径-0.6495×P=30-0.6495×1.5=29.026mm

(2) 确定中、顶径的极限偏差

通过查表得出中径上偏差为-0.032mm、下偏差为-0.182mm;大径上偏差为-0.032mm、下偏差为-0.268mm。

2 确定合理的切削用量

(一) 背吃刀量的确定

每次进给背吃刀量的确定要根据工件和刀具材料的硬度、强度确定, 对于初学者来说这是螺纹切削中的一个难点, 根据加工经验每次进给背吃刀量要遵循依次递减的原则。

(二) 主轴转速的确定

车削螺纹时, 主轴转速将受到螺距 (或导程) 大小、驱动电机的升降频特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响, 对于不同的数控系统, 推荐不同的主轴转速选择范围。如大多数经济型车床推荐车螺纹时的主轴转速为n≤1200/P-K式中:P是螺纹的螺距 (mm) ;K是保险系数, 一般取为80。

3 螺纹加工指令及编程

(一) 切削方法及编程指令

以FANUC系统机床为例, 常用螺纹切削指令有G92和G76两种。G92为直进式进刀, G76为斜进式进刀。由于这两种指令切削方法不同, 造成加工误差也不相同。

(1) G92直进式切削方法。车螺纹时, 螺纹刀刀尖及两侧刀刃都参加切削, 每次进刀只作径向进给。这种方法适用于螺距小于2mm和脆性材料的螺纹加工。

(2) G76斜进式切削方法。车螺纹时, 车刀除了径向进给外, 还沿着走刀方向一侧作轴向微量进给。此方法一般适用于低速车削螺距大于2mm的塑性材料螺纹工件。

若加工大螺距、高精度螺纹时则可采用G92与G76混合编程, 用G76进行粗加工, 用G92进行精加工。

(二) 编程

编程时先确定第一条螺旋槽的切削起点, 加工完毕后, 在加工第二条螺旋槽前, 重新确定切削起点, 与第一条螺旋槽的切削起点轴向相差一个螺距, 即在Z轴方向上增加或减少一个螺距。以此类推, 即可车削多线螺纹。这种以轴向移动一个螺距, 实现分线的车削方法, 是目前数车加工多线螺纹普遍采用的方法。

车削完第一条螺旋槽后, 将切削起点的Z5.0更改为Z6.5, 再重新执行一遍程序, 完成第二条螺旋槽的加工。

4 车刀的选择和刃磨

常用的螺纹车刀材质有高速钢和硬质合金。高速钢车刀适用于车削塑性材料, 硬质合金车刀适用于车削脆性材料。对于45#圆钢材质, 宜选用YT15硬质合金车刀, 该材料既适合于粗加工也适合于精加工, 通用性较强, 对数控车床加工螺纹而言是比较适合的。

(1) 高速钢螺纹车刀的刃磨。刃磨高速钢车刀宜选用80#氧化铝砂轮。磨刀时压力应小于一般车刀, 若感到发热烫手, 必须及时用水冷却, 否则容易引起刀尖退火。

(2) 硬质合金螺纹车刀的刃磨。刃磨硬质合金螺纹车刀时, 应注意顺序。一般是先将刀头后面适当粗磨, 随后再刃磨两侧面, 以免产生刀尖爆裂。在精磨时, 应注意防止压力过大而震碎刀片, 同时要防止在刃磨时骤冷骤热而损坏刀片。

5 螺纹的检测

螺纹互换性和配合性质主要取决于中径, 中径是检验精密螺纹是否合格的一个重要指标。在实际生产中, 测量外螺纹中径多采用三针法, 该方法简单, 测量精度高。

测量时, 把三根量针放置在螺纹两侧相对应的螺旋槽内, 用千分尺量出两边量针顶点之间的距离M。根据M值可计算出螺纹中径的实际尺寸。对于普通螺纹M值计算公式为:M=d2+3dD-0.866P。式中, d2:螺纹中径;dD:量针直径;P:螺距。

在实际加工过程中, 要根据螺纹的具体特点、加工技术要求, 选择合理的工艺、合适的编程指令、正确的测量方法, 就可以提高螺纹加工的效率和加工精度, 从而获得质量过硬的螺纹产品。

摘要：在数控车床上加工多线螺纹, 因其加工精度和效率较普通车床高, 故被广泛使用。但在加工过程中, 某些操作环节是否合理直接影响着螺纹加工的精度。本文以FANUC系统的数控车床, 加工多线螺纹为例, 对如何正确选择和使用刀具、确定合理的切削参数及合理选用编程指令等方面进行了探究, 其目的是实现高效率、高精度的螺纹加工。

关键词：多线螺纹,数控车床,FANUC,高效率

参考文献

[1]任国兴主编.数控车床加工工艺与编程操作[M].北京:机械工业出版社, 2006.

多线螺纹的车削加工篇4

在机械产品中, 螺纹的用途非常广泛, 有的起连接固定作用, 有的起传递动力作用, 也有的起加减速运动作用。多线螺纹是其中一种特殊的非标螺纹, 它由两条或两条以上的螺旋线所形成, 它的各螺旋线沿轴向等距分布, 螺纹每旋转一周时, 能移动几倍的螺距, 由于具有在小螺距的情况下得到大导程的特点, 它常用于刚性要求比较高的快速移动机构中。在数控车床上加工多线螺纹是常用的加工方法。FANUC系统是数控车床上应用较广泛的国外数控系统, 它的螺纹车削功能, 主要由三种途径实现, 本文在此分别加以分析。

2 加工实例分析

2.1 基于G32的双线外螺纹加工分析

FANUC系统中的螺纹基本车削指令G32只能实现单段螺纹的车削, 单独使用会使程序编辑变得冗长, 所以在实际应用中极少, 一般均与调用子程序结合起来使用, 利用G32指令加工如图1所示M24×3 (p=1.5) 的双线外螺纹, 零件毛坯选用准30×20铝棒。先用外圆复合循环实现外形加工, 然后以右端面中心为原点, 建立加工坐标系实现双线外螺纹的车削。

螺纹加工部分程序如下:

主程序

子程序

由程序可知, 利用G32加工双线螺纹, 在保证程序精简的情况下, 不能实现分刀车削, 所以使用此方法加工多线螺纹, 一般只适用于螺距较小的螺纹。另外也可用宏编和自动编程实现G32指令的应用, 由于涉及知识点比较多, 在此不加赘述。

2.2 基于G92的三线内螺纹车削加工分析

螺纹固定循环指令G92是应用最广泛的螺纹车削指令, 除了大螺距的特型螺纹外基本都用此循环指令进行螺纹加工。加工如图2所示M28×6 (p=3) 的三线内螺纹。同样先利用内孔循环指令加工内轮廓。以右端面中心为原点建立加工坐标系, 实现三线内螺纹的车削。

螺纹加工部分程序如下:

由程序可知, 利用G92固定循环加工多线螺纹, 在保证程序精简的情况下能够实现分刀车削, 所以使用此方法加工多线螺纹, 一般适用于中小螺距的螺纹, 如果螺距过大, 单条程序量就会加长, 程序总量也会按线数成倍加长。

2.3 基于G76的大螺距双线螺纹加工分析

G76复合循环指令一般应用于大螺距大导程的特型螺纹车削上, 我们以图3所示T40×12 (p=6) 传动矩形双线螺纹为例进行分析。

螺纹加工部分程序如下:

由程序可知, 加工如图3所示的螺距为6、导程为12的矩形双线螺纹, 总的车削深度在5mm以上, 且矩形螺纹刀与加工面的接触面积较大, 每一刀的车削量不能太大, 如果不使用G76参数化编程, 将需要写几十条甚至上百条程序。所以在车削大螺距多线螺纹的情况下一般均使用G76进行编程加工。

3 结论

(1) 在FANUC系统中实现多线螺纹车削常采用的方法是轴向分线法, 这种方法比较简单明了, 不需要划线, 精度由机床保证。只需要根据线数偏移相应螺距的切入点就可以完成多线螺纹的加工。本文3个实例均采用此方法进行分线。

(2) FANUC系统提供的三种螺纹车削方式在实际应用中各有侧重点, G32在手工编程中的使用较少, 一般在自动编程中借助辅助软件实现。G92一般应用于中小螺距螺纹车削。G76主要用于大螺距大导程的螺纹车削中, 特别是传动用的梯形和矩形螺纹。

(3) 螺纹加工中, 螺纹刀与加工表面的接触面积比较大, 在加工不同材料时刀具受到的阻力均不同, 所以在实际加工过程中要预留足够的精加工余量, 以免出现废品。

参考文献

[1]孙德茂.数控机床车削加工直接编程技术[M].北京:机械工业出版社, 2005:72-93.

[2]彼得.斯密德.数控编程手册[M].北京:化学工业出版社, 2005:486-490.

阀芯内螺纹轴数控车削加工篇5

1.1 零件图分析

阀芯内螺纹轴为典型的带有内螺纹孔及外成型面的轴类零件, 结构形状较复杂、精度要求高, 适合在数控车床上加工。

零件加工的难点在于槽底尺寸为Φ24±0.05的凹槽型面及两侧, 以及M27Χ1.5-6G内螺纹的加工。轮廓表面要通过粗车和精车, 逐步达到精度要求。特别是凹槽两侧30°斜面、R3及R7圆弧的加工, 要注意刀具与工件间的干涉, 选择副偏角大的尖形外圆车刀分层车削, 从左右两个方向或者需要调头装夹加工, 才能逐步达到要求。所以加工过程中零件需要调头安装, 或者一次装夹但要分别使用左、右偏刀加工凹槽左侧及右侧形面。

1.2 零件装夹定位分析

第一种方案:用三爪自定心卡盘辅以顶尖, 两次装夹。

为避免使用右偏车刀的不便, 采用分两次装夹, 先夹住零件毛坯左端外圆, 依次粗车右端Φ44-0.025圆柱表面至Φ44.5*55及外凹形槽槽底Φ24及两侧面去除余量 (留精车余量0.5-1mm) ;钻孔Φ20, 内孔车刀镗底孔及内切槽刀加工4*Φ32螺纹退刀槽, 螺纹车刀车内螺纹M24Χ1.5-6G, 再用35°V型刀片车刀加工Φ24±0.05及左侧的R3和30°锥面 (见图2所示) ;切断零件后调头包铜皮夹住Φ44-0.025外圆表面找正后夹紧 (采用一夹一顶) , 依次车削出左端倒角、Φ48-0.03外圆, 以及中间Φ24±0.05mm凹槽右半部分及R3圆角、R7凸圆弧面、Φ44-0.025圆柱表面。

第二种方案:用三爪自定心卡盘辅以顶尖, 一次装夹。

该方案和方案一不同之处是对于零件中间凹槽的加工, 分别使用左、右偏刀在同一次安装中先后加工出凹槽的槽底及左侧 (R3圆弧、30°斜面) 、槽底及凹槽的右侧 (R3、R7圆弧) 。

另外, 也可采用先以切槽刀切除凹槽大部分的余量, 但要在槽底及左右两侧留精加工的余量;再用左 (右) 偏尖形车刀加工出凹槽最终形状及尺寸。其特点是用外圆切槽复合循环 (G75) 指令编程, 加工效率较高。

1.3 工艺路线设计

方案一:

(1) 如图1示, 夹工件毛坯左端外圆;1) 用内孔车刀加工出M27x1.5-6G内螺纹底孔, 包括孔口倒角C2;换内切槽刀切螺纹退刀槽4xΦ32;粗、精车内螺纹直至与阀芯螺纹轴良好旋合;2) 右端用顶尖定位, 用35°尖形车刀加工出凹槽底部及左侧, 包括Φ25.5、R3圆角及30°角度斜面;注:凹槽中间可以先用切槽刀加工出宽18、深10的槽, 见方案三。3) 换93°外圆车刀加工右端Φ44外圆表面;4) 切断, 留1mm余量 (长度71mm) ;

(2) 如图3示, 零件调头, 夹零件右端 (Φ44x30) , 1) 以35°尖头车刀车出凹槽底部及右侧, 包括Φ24±0.05、R3及R7圆弧;2) 用93°外圆车刀加工右端面保证总长, 倒角C2及Φ44外圆表面。

方案二:

如图3示采用“一夹一顶”安装。

(1) 用35°左偏尖形车刀加工出凹槽槽底及左侧;

(2) 换35°右偏尖形车刀, 加工出凹槽槽底及右侧;

(3) 移出顶尖, 垫铜皮夹Φ44外圆表面, 分别加工出内螺纹底孔、螺纹退刀槽、M27x1.5螺纹;

(4) 用93°外圆车刀车两端Φ44外圆表面;

(5) 加工左端C2倒角, 切断;

(6) 零件调头, 车断面, 保证总长。

方案三:

同方案一和方案二不同之处是对于零件中间凹槽的加工, 方案三采用先以切槽刀切除凹槽大部分的余量, 再用左 (右) 偏尖形车刀加工出凹槽最终形状及尺寸。其特点是用外圆切槽复合循环 (G75) 指令编程, 加工效率较高。

2 加工程序的编制