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螺纹是机械工程中常见的几何特征之一, 应用广泛。螺纹的加工工艺较多, 如基于塑性变形的滚丝与搓丝, 基于切削加工的车削、铣削、攻螺纹与套螺纹、螺纹磨削、螺纹研磨等。其中, 螺纹车削是单件或小批量生产常用的加工方法一。作为数控车床, 螺纹车削加工是其基本功能之一。9 z& E% p" ]8 L0 T* S3 Y+ Y ?
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1螺纹车削加工特点
a2 a; `. Z" b2 B 螺纹数控加工不同于轮廓加工，其特点表现为：螺纹加工属于成形加工，同时参加的切削刃较长，易出现啃刀与扎刀现象，一般均需多刀切削完成；为保证导程(或螺距) 准确，必须要有合适的切入与切出长度； 螺纹加工的牙型及牙型角基本由刀具形状保证，因此，刀具的形状与正确安装直接影响螺纹牙型的质量；螺纹加工时的进给量与主轴转速必须保持严格的传动比， 即F = Ph(mm/ r)，因此，加工时禁止使用恒线速度控制；螺纹切削加工的切削速度一般不高，以不出现积屑瘤或刀具塑性损坏为原则。2 k: [6 G! |- Y8 v, l4 T# c% f
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2螺纹车削加工方式
+ n* c. J$ }- n/ G3 F 螺纹存在右旋与左旋之分, 其加工方式与主轴转向、刀具位置与进给方向有关。以外螺纹为例, 其加工方式如图1所示。内螺纹的加工方式由读者自行分析。+ s; @4 M3 ^3 T/ x
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图1 外螺纹加工方式 + O$ I* e! C8 ?! }8 K
a)、d) 右旋螺纹 b)、c) 左旋螺纹 3 e4 ~3 T$ u8 {# d! R
图1a 所示为常见的右旋螺纹加工方式, 主轴正转、前置正装或后置反装刀具、从右至左进给。若进给方向反向, 则为左旋螺纹加工, 如图1b 所示。
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+ M4 t5 x4 \$ J& e4 a& ^# K% @ 图1c 所示为左旋螺纹加工, 主轴反转、前置反装或后置正装刀具、从右至左进给。0 i8 _4 W1 x: D( p# x8 m2 m
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若进给方向反向, 则为右旋螺纹加工, 如图1d 所示。
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6 \. S+ f- v* g3 螺纹车削进刀方式 4 x9 y8 U5 Z+ h: {; g8 x& O
(1) 进刀方式 螺纹加工必须多刀切削, 其进刀方式有以下几种, 如图2所示。
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图2 进刀方式 a) 径向进刀 b) 侧向进刀 c) 改进式侧向进刀 d) 左右侧交替进刀 N$ i; B& e3 d" o, d5 \. n
1) 径向进刀(图2a) 是基础的进给方式, 编程简单, 左、右切削刃后刀面磨损均匀, 牙型与刀头的吻合度高; 但切屑控制困难, 可能产生振动, 刀尖处负荷大且温度高。适合于小螺距(导程) 螺纹的加工以及螺纹的精加工。& Q" A9 d) r3 H4 ?+ P1 L9 v
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2) 侧向进刀(图2b) 属较为基础的进刀方式, 有专用的复合固定循环指令编程,可降低切削力, 切屑排出控制方便; 但由于纯单侧刃切削, 左、右切削刃磨损不均匀, 右侧后刀面磨损大。适合于稍大螺距(导程) 螺纹的粗加工。
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3) 改进式侧向进刀(图2c) 由于进刀方向的略微变化, 使得右侧切削刃也参与一定程度的切削, 一定程度上抑制了右侧后刀面的磨损, 减小了切削热, 改善了侧向进刀的不足。/ i$ X2 c" A% M1 I) Z6 `' K+ C
. b# p4 ^; f7 j& x8 Y' F 4) 左右侧交替进刀(图2d) 的特点是左、右切削刃磨损均匀, 能延长刀具寿命,切削排出控制方便; 不足之处是编程稍显复杂。适用于大牙型、大螺距螺纹的加工, 甚至可用于梯形螺纹的加工, 在编程能力许可的情况下推荐使用。
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! n* u7 l; c5 g H2 A3 y0 S 另外, 在加工梯形螺纹时还经常采用一种分层切削式进刀方式。5 F @9 \! H2 W& O! c
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(2) 进刀深度(又称切削深度) 螺纹加工多次切削的进刀深度选取方式有两种———恒切削面积与恒切削深度进刀, 如图3 所示。' K5 Z5 t9 Z- c0 B
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( p% I, U* N( x( I" U图3 进刀深度控制 a) 恒切削面积 b) 恒切削深度 6 l1 v3 o+ {( c# A% L3 [) |2 a% ~5 |
1) 恒切削面积进刀, 每次进刀的切削面积相等, 即Ai=常数。该方法是数控车螺纹时最常用的方法, 且通常加工效率最高; 每次走刀的切削力均匀, 有利于提高刀具寿命。) k Q6 g+ O) F. h5 R9 B
7 z/ B) I) | Q: s4 a: K- M 2) 恒切削深度进刀, 其每一刀的切削深度相等, 即api = 常数。该方式切屑厚度不变, 可优化切屑形状。不足之处是走刀次数较多, 仅作为一种补充方案。" ]' R4 g& I, v$ L8 q
6 [2 D4 i3 E! F* G9 c8 |4螺纹加工常见问题及解决办法 * v2 L% s4 m' T. e% ^, b
螺纹加工常见问题及解决方法见表1。 + u' k9 X% F, @1 r. N
表1 螺纹加工常见问题及解决方法
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发表于 2017-8-17 21:25:51
