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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。
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5 h, s' D6 Y. Z1螺纹车削加工特点
" h) n- P. k5 m! f3 ~6 D' p2 a 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。, k. Y2 N3 ~) N: k9 X3 g' E* }
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2螺纹车削加工方式 8 b& Y. ?/ l U
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。
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图1 外螺纹加工方式
" A! G4 M# Z8 A; p+ W6 Y* Ra)、d) 右旋螺纹 b)、c) 左旋螺纹 5 x1 Y3 W/ H+ a) U0 `
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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0 }! @. b6 k+ l$ l: v7 Q 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。: n" j; R& I- e
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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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4 l- c2 e! n9 Q, T3 螺纹车削进刀方式
5 V+ ]" }% {; c1 P+ g, l (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
. M' B; P, U7 ? 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。
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& m B, H. H' ? 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。) j2 x R4 ^2 F {; q
7 c6 K) H( z6 S) |7 H$ X1 ]" r 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。4 B5 x2 m& m+ J1 M( y+ J" P
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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。9 v( k3 r0 C- ]/ e1 ^
/ N' j+ O" B- E. {- ` 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。0 j# E9 }+ @% V e1 H' D" m" h
6 g1 p; o; X& | R (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。" i* r* t' T O, I% n
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4 H2 t( O m- [! @. U4 C图3 进刀深度控制 a) 恒切削面积 b) 恒切削深度 $ E' Y$ J1 J( G# H& c
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。
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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。
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, q, ~& { g- N4 w% {' u. V4螺纹加工常见问题及解决办法 + `+ e3 A2 R% N2 r
螺纹加工常见问题及解决方法见表1。 . C t& I$ G, I* C1 p o7 U0 ~/ r8 k
表1 螺纹加工常见问题及解决方法 " z+ D+ r: R; O& K; ^* a3 x( o& ~
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发表于 2017-8-17 21:25:51
