数车加工普通多线螺纹的研究

时间:2022-07-29 10:54:44

数车加工普通多线螺纹的研究

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

在普通车床上加工多线螺纹,其加工过程比较繁琐,加工效率低。加之螺纹在分线过程中容易出现误差,加工精度较低。利用数控车床加工,显著提高了加工精度和效率,但在具体加工过程中同样面临着诸多问题。通过对加工过程中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的研究,实现多线螺纹数控车削加工的合理性和高效性。现以FANUC系统的CAK6140车床,加工螺纹M30×3(P1.5)-6g为例(工件材料是45#圆钢坯料),就如何车削高质量、高精度的多线螺纹与大家进行探讨。

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。

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.

[2]沈建峰,朱勤惠主编.数控加工生产实例[M].北京:化学工业出版社,2006.

上一篇:刘强东:革命爱情两不误 下一篇:浅谈校企合作背景下的中职院校应用型人才培养...