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梯形螺纹在数控车床上的加工摘要:在数控车床上加工梯形螺纹有一定的技术难度特别是在高速切削时难度更大加工时不容易观察和控制安全可靠性也较差.这就要求我们对梯形螺纹的加工方法进行不断的探索。
关键词:梯形螺纹 数控车削 加工方法 变速车削 梯形螺纹较之三角螺纹,其螺距和牙型都大,而且精度高,牙型两侧面表面粗糙度值较小,致使梯形螺纹车削时,吃刀深,走刀快,切削余量大,切削抗力大。
这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大,在多年的数控车床实习教学中,通过不断的摸索、总结、完善,对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知,下面就来探究一下梯形螺纹的车削方法。
一、梯形螺纹加工的工艺分析与加工的基本方法1.梯形螺纹的尺寸计算 梯形螺纹的代号 梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示,单位均为 mm。
左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”,右旋则不用标注。
例如 Tr36×6Tr44×8LH 等。
国标规定,公制梯形螺纹的牙型角为 30°。
梯形螺纹的牙型如图 1,各基本尺寸计算公式如表 1-1。
图1 梯形螺纹的牙型 表 1-1 梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式 名称 代号 计算公式 牙项间 P 1.5~5 6~12 14~44 ac 隙 ac 0.25 0.5 1 大径 d、D4 d公称直径,D4dac 中径 d2、D2 d2d-0.5P D2d2 小径 d3、D1 d3d-2h3 D1d-p 牙高 h3、H4 h30.5pacH4h3 牙顶宽 f、f′ ff′0.366p 牙槽底 W、W′ WW′0.366p-0.536ac 宽2.梯形螺纹在数控车床上基本的加工方法 1)直进法 螺纹车刀 X 向间歇进给至牙深处(如图 2a)。
采用此种方法加工梯形螺纹时,螺纹车刀的三面都参加切削,导致加工排屑困难,切削力和切削热增加,刀尖磨损严重。
当进刀量过大时,还可能产生“扎刀”和“爆刀”现象。
这种方法数控车床可采用指令G92 来实现,但是很显然,这种方法是不可取的。
2)斜进法 螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处(如图2b)。
采用此种方法加工梯形螺纹时,螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削,从而使排屑比较顺利,刀尖的受力和受热情况有所改善,在车削中不易引起“扎刀”现象。
该方法在数控车床上可采用 G76 指令来实现。
3)交错切削法 螺纹车刀沿牙型角方向交错间隙进给至牙深(如图 2c)。
该方法类同于斜进法,也可在数控车床上采用 G76 指令来实现。
4)切槽刀粗切槽法 该方法先用切槽刀粗切出螺纹槽((如图2d),再用梯形螺纹车刀加工螺纹两侧面。
这种方法的编程与加工在数控车床上较难实现。
a直进法 (b)斜进法 (c)交错切削法 (d)切槽刀粗切槽法 图 2 梯形螺纹几种加工方法3.梯形螺纹编程实例 例 如图 3 所示梯形螺纹,试用 G76 指令编写加工程序。
图 3 梯形螺纹丝杠 1计算梯形螺纹尺寸并查表确定其公差 大径 d36 0 –0.375; 中径 d2d-0.5P36-333查表确定其公差,故 d233–0.118–0.453; 牙高 h30.5P ac3.5; 小径 d3d-2 h329查表确定其公差,故 d329 0 –0.537; 牙顶宽 f0.366P2.196 牙底宽 W0.366P-0.536ac 2.196-0.2681.928 用 3.1mm 的测量棒测量中径,则其测量尺寸 Md24.864dD-1.866P32.88根据中径公差确定其公差,则 M32.88–0.118 –0.453; 2编写数控程序 O0008; T0202; M03 S400; G00 X37.0 Z-28; G76 P020530 Q50 R-0.08; 设定精加工两次,精加工余量为0.16mm,倒角量等于 0.5 倍螺距牙型角为 30°,最小切深为 0.05mm。
G76 X28.75 Z-85.0 P3500 Q600 F6.0;(设定螺纹高为 3.5mm,第一刀切深为 0.6mm。
) G00 X150.0; M05; M30; 以上程序在螺纹切削过程中采用沿牙型角方向斜向进刀的方式,如图 2b 所示。
在 FANUC-0i 系统中,有时还可采用如图 2c 所示交错螺纹切削方式,G76 编程如下所示: G76 X28.75 Z-85.0 K3500 D600 F6.0 A30.0 P2; K:螺纹牙型高度。
D:第一次进给的背吃刀量。
A:牙型角度。
P2:采用交错螺纹切削。
二、变速车削梯形螺纹 在数控车床上车削梯形螺纹工件,低速车削时生产效率很低,高速车削时又不能很好地保证螺纹的表面粗糙度,达不到加工的要求,而直接从高速变为低速车削时则会导致螺纹乱牙。
变速车削时的乱牙问题可以用一种简单实用的方法加以解决,车削螺纹时可以先用较高转速车削,再用低速来精车及修光,从而提高了生产效率,并很好地保证了螺纹的尺寸精度和表面粗糙度。
下面还以梯形螺纹工件如图 3 所示为例,介绍如何在 FANUC 系统的数控车床上变速车削梯形螺纹。
由于此梯形螺纹的螺距较小, 因 可采用斜进搭配刀法加工, FANUC系统的 G76 螺纹切削复合循环指令就是以斜进方式进刀的,故可采用G76 指令,粗车梯形螺纹时编程如下,留出精车余量。
G00 X40 Z-20; G76 P010030 Q80 R0.05; G76 X29 Z-85 P3500 Q100 F6; G00