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數(shù)控車床上完美搞定梯形螺紋加工
來源: 發(fā)布時(shí)間:2018-11-27 點(diǎn)擊量:4332
本文通過對梯形螺紋加工的工藝分析和加工方法的研討,探索出一套可以在數(shù)控車床上加工出合格梯形螺紋的方法。
在普通車床的生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程中,加工梯形螺紋課題是最基本的實(shí)習(xí)課題,但在數(shù)控車床實(shí)習(xí)過程中,常常由于加工工藝方面的原因,卻很少進(jìn)行梯形螺紋的加工練習(xí),甚至有人提出在數(shù)控車床上不能加工梯形螺紋,顯然這種提法是錯(cuò)誤的。其實(shí),只要工藝分析合理,使用的加工指令得當(dāng),完全可以在數(shù)控車床上加工出合格的梯形螺紋。
一、梯形螺紋加工的工藝分析
1.梯形螺紋的尺寸計(jì)算
梯形螺紋的代號 梯形螺紋的代號用字母“Tr”及公稱直徑×螺距表示,單位均為mm。左旋螺紋需在尺寸規(guī)格之后加注“LH”,右旋則不用標(biāo)注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。
國標(biāo)規(guī)定,公制梯形螺紋的牙型角為30°。
2.梯形螺紋在數(shù)控車床上的加工方法
直進(jìn)法螺紋車刀X向間歇進(jìn)給至牙深處(如圖2a)。采用此種方法加工梯形螺紋時(shí),螺紋車刀的三面都參加切削,導(dǎo)致加工排屑困難,切削力和切削熱增加,刀尖磨損嚴(yán)重。當(dāng)進(jìn)刀量過大時(shí),還可能產(chǎn)生“扎刀”和“爆刀”現(xiàn)象。這種方法數(shù)控車床可采用指令G92來實(shí)現(xiàn),但是很顯然,這種方法是不可取的。【金屬加工微信,內(nèi)容不錯(cuò),值得關(guān)注】
斜進(jìn)法螺紋車刀沿牙型角方向斜向間歇進(jìn)給至牙深處(如圖2b)。采用此種方法加工梯形螺紋時(shí),螺紋車刀始終只有一個(gè)側(cè)刃參加切削,從而使排屑比較順利,刀尖的受力和受熱情況有所改善,在車削中不易引起“扎刀”現(xiàn)象。該方法在數(shù)控車床上可采用G76指令來實(shí)現(xiàn)。交錯(cuò)切削法螺紋車刀沿牙型角方向交錯(cuò)間隙進(jìn)給至牙深(如圖2c)。該方法類同于斜進(jìn)法,也可在數(shù)控車床上采用G76指令來實(shí)現(xiàn)。
切槽刀粗切槽法該方法先用切槽刀粗切出螺紋槽((如圖2d),再用梯形螺紋車刀加工螺紋兩側(cè)面。這種方法的編程與加工在數(shù)控車床上較難實(shí)現(xiàn)。
3.梯形螺紋測量
梯形螺紋的測量分綜合測量、三針測量、和單針測量三種。綜合測量用螺紋規(guī)測量,中徑的三針測量與單針測量如圖3所示,計(jì)算如下:
M=d2+4.864dD-1.866P (dD表示測量用量針的直徑,P表示螺距。)
A=(M+d0)/2(此處d0表示工件實(shí)際測量外徑)
二、梯形螺紋編程實(shí)例
計(jì)算梯形螺紋尺寸并查表確定其公差
大徑d=360–0.375;
中徑d2=d-0.5P=36-3=33,查表確定其公差,故d2=33–0.118 –0.453
牙高h3=0.5P+ ac=3.5;
小徑d3=d-2 h3=29,查表確定其公差,故d3=290–0.537;
牙頂寬f=0.366P=2.196
牙底寬W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928
用3.1mm的測量棒測量中徑,則其測量尺寸M=d2+4.864dD-1.866P=32.88,根據(jù)中徑公差確定其公差,則M=32.88–0.118 –0.453
2.編寫數(shù)控程序
O0308;
G98 ;
T0202;
M03 S400;
G00 X37.0 Z3.0;
G76 P020530 Q50 R0.08;(設(shè)定精加工兩次,精加工余量為0.16mm,倒角量等于0.5倍螺距,牙型角為30°,最小切深為0.05mm。)
G76 X28.75 Z-40.0 P3500 Q600 F6.0;(設(shè)定螺紋高為3.5mm,第一刀切深為0.6mm。)
G00X150.0
M05;
M30
以上程序在螺紋切削過程中采用沿牙型角方向斜向進(jìn)刀的方式,如圖2b所示。在FANUC-0i系統(tǒng)中,有時(shí)還可采用如圖2c所示交錯(cuò)螺紋切削方式,G76編程如下所示:
G76 X28.75 Z-40.0 K3500 D600 F6.0 A30.0 P2;
K:螺紋牙型高度。
D:第一次進(jìn)給的背吃刀量。
A:牙型角度。
P2:采用交錯(cuò)螺紋切削
3.計(jì)算Z向刀具偏置值
在梯形螺紋的實(shí)際加工中,由于刀尖寬度并不等于槽底寬,因此通過一次G76循環(huán)切削無法正確控制螺紋中徑等各項(xiàng)尺寸。為此可采用刀具Z向偏置后再次進(jìn)行G76循環(huán)加工來解決以上問題,為了提高加工效率,最好只進(jìn)行一次偏置加工,因此必須精確計(jì)算Z向的偏置量,Z向偏置量的計(jì)算方法如圖5所示,計(jì)算如下:
設(shè)M實(shí)測- M理論=2AO1=δ,則AO1=δ/2
AO2=AO1×tan(∠AO1O2)=tan15°×δ/2
Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°=0.268δ
實(shí)際加工時(shí),在一次循環(huán)結(jié)束后,用三針測量實(shí)測M值,計(jì)算出刀具Z向偏置量,然后在刀長補(bǔ)償或磨耗存貯器中設(shè)置Z向刀偏量,再次用G76循環(huán)加工就能一次性精確控制中徑等螺紋參數(shù)值。
三、結(jié)論
通過以上的實(shí)例分析我們可以得出結(jié)論,要想在數(shù)控機(jī)床上方便地加工出梯形螺紋,關(guān)鍵是做好如下幾點(diǎn):
1.合理選擇梯形螺紋的加工指令,通常選G76指令。
2.準(zhǔn)確設(shè)定G76指令的參數(shù)值,這些值通常通過對梯形螺紋的分析計(jì)算獲得。
3.根據(jù)初步測量得出的中徑值,精確計(jì)算出Z向刀具偏置值,從而準(zhǔn)確控制梯形螺紋的中徑值。
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