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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 牙项间隙 ac P 1.55 612 1444 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 牙槽底宽 W、W′ WW′0.366p-0.536ac 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可采用斜进搭配刀法加工因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 X200 Z50 粗车完成后如果此时将转速直接调到低速调用原程序精车则一定会乱牙发生崩刃或撞车事故故我们在低速车削之前要解决车刀乱牙问题。
考虑到低速车削时车刀进给速度很慢我们可以用肉眼来观察车削时螺纹车刀与螺纹牙形槽是否对准具体操作方法如下 1改变工件坐标系使车刀车螺纹时不