數(shù)控車加工多線螺紋的方法
2020-10-12 來(lái)源：山西平陽(yáng)重工機(jī)械有限責(zé)任公司 作者：王永軍
摘要：通過(guò)實(shí)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(wèn)題。
隨著機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)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(jiàn)的一種，可以成倍提高傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)與主軸回轉(zhuǎn)同步運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，裝在數(shù)控機(jī)床主軸上的位置編碼器實(shí)時(shí)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?yàn)槁菁y切削是在主軸上的位置編碼器輸出一轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)開(kāi)始的，所以螺紋切削是從固定點(diǎn)開(kāi)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(dòng)一個(gè)螺距再車第二條螺旋槽，這種方法適合主軸上沒(méi)有安裝位置檢測(cè)裝置的機(jī)床，它適合加工一些起始點(diǎn)在工件的任何一側(cè)而不是中部的螺紋，否則可能會(huì)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(diǎn)，利用等分圓周角度來(lái)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(guò)程中不受任何限制，這種方法對(duì)于一些有特殊要求的螺紋更為實(shí)用。
3.實(shí)例驗(yàn)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(lái)說(shuō)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(diǎn)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(méi)有足夠的刀具移動(dòng)空間，軸向移動(dòng)螺紋起點(diǎn)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新菪堑木匦温菁y刀，以減少刀具與工件的切削抗力。
螺旋升角的計(jì)算公式為：tanψ＝n P/πd2，其中ψ為螺紋升角，n P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(jì)算如下：H＝（螺紋起始點(diǎn)與終止點(diǎn)的距離/螺紋導(dǎo)程）×360°。該程序走刀速度可由機(jī)床倍率開(kāi)關(guān)控制，方便在加工過(guò)程中的調(diào)整，也能二次裝夾修復(fù)螺紋，因此非常實(shí)用。
通過(guò)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(lái)加工6線螺紋的實(shí)例，揭示了數(shù)控車加工多線螺紋的規(guī)律和方法，在實(shí)踐中可有效提高螺紋的加工效率和質(zhì)量。
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