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數(shù)控車加工多線螺紋的方法

2020-5-7 來源：山西平陽重工機(jī)械有限責(zé)任公司作者：王永軍

摘要 : 通過實例介紹在數(shù)控車床和數(shù)控車削中心上加工多線螺紋的方法，利用該方法可以加工任何復(fù)雜高精度多線螺紋，并且解決了普通車床加工多線螺紋效率低的問題。隨著機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，對各種零件的螺紋精度和加工效率提出了更高的要求。多線螺紋是螺紋加工中常見的一種，可以成倍提高傳動效率，傳統(tǒng)制造中利用普通車床加工多線螺紋，由于效率低、精度差以及勞動強(qiáng)度高等弊端，逐漸被數(shù)控加工所取代。

1．螺紋的加工原理

螺紋的加工是靠刀具的移動與主軸回轉(zhuǎn)同步運動來實現(xiàn)的，裝在數(shù)控機(jī)床主軸上的位置編碼器實時讀取主軸的轉(zhuǎn)速，并轉(zhuǎn)換為刀具的進(jìn)給速度。通常，螺紋的切削是沿著同樣的刀具軌跡從粗切到精切重復(fù)進(jìn)行，因為螺紋切削是在主軸上的位置編碼器輸出一轉(zhuǎn)信號時開始的，所以螺紋切削是從固定點開始且刀具在工件上的切削軌跡不變。

2．多線螺紋的分線方法

多線螺紋是在普通螺紋的基礎(chǔ)上增加分線的工序，常采用的有軸向分線法和圓周角度分線法。軸向分線法是在車好一條螺旋線之后，把車刀沿螺紋軸線方向移動一個螺距再車第二條螺旋槽，這種方法適合主軸上沒有安裝位置檢測裝置的機(jī) 床，它適合加工一些起始點在工件的任何一側(cè)而不是中部的螺紋，否則可能會發(fā)生刀具與工件干涉。圓周角度分線法是根據(jù)螺旋線在圓周上等距分布的特點，利用等分圓周角度來分線。采用圓周角度分線法需要機(jī)床主軸具有分度功能，但在加工過程中不受任何限制，這種方法對于一些有特殊要求的螺紋更為實用。

3．實例驗證

以加工圖 1 所示產(chǎn)品外表面 6 線矩形螺紋為例，用兩種方法來說明在數(shù)控車床上是如何加工多線螺紋的。

圖 1 工件的 6 線矩形螺紋

首先，分析該工件螺紋為 6 線矩形螺紋，螺紋的起始點在工件的中間部位，如果采用軸向分線法，兩端的退刀槽都沒有足夠的刀具移動空間，軸向移動螺紋起點必然造成刀尖與工件干涉。因此，選用圓周角度分線法，該螺紋為 6 條螺旋線，分線角度為 360°／ 6=60°。選用與螺旋槽相同寬度且?guī)в新?旋升角的矩形螺紋刀，以減少刀具與工件的切削抗力。螺旋升角的計算公式為 :tanφ=nP ／ πd2，其中 φ 為螺紋升角，nP 為螺紋導(dǎo)程 (n 為螺紋線數(shù)，P 為螺距 )，d2 為中徑。（1）此程序利用機(jī)床螺紋加工指令 G32，并由宏指令控制加工該 6 線螺紋 (FANUC 0i 系統(tǒng) ):

其中 C 軸所轉(zhuǎn)角度計算如下 :H=( 螺紋起始點與終止點的距離／螺紋導(dǎo)程 )×360°。該程序走刀速度可由機(jī)床倍率開關(guān)控制，方便在加工過程中的調(diào)整，也能二次裝夾修復(fù)螺紋，因此非常實用。

4．結(jié)語

通過采用宏指令編寫加工程序的兩種方法，分別利用數(shù)控車床及車削中心來加工 6 線螺紋的實例，揭示了數(shù)控車加工多線螺紋的規(guī)律和方法，在實踐中可有效提高螺紋的加工效率和質(zhì)量。

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