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數(shù)控車床加工多頭螺紋過程淺析
資源天下 2014/5/12 18:42:24
摘要：數(shù)控車床主要用來加工軸類或盤類的回轉(zhuǎn)零件，利用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工多頭螺紋，是螺紋加工的難點(diǎn)。本文作者通過多年的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)多頭螺紋的加工要點(diǎn)和操作要領(lǐng)，為職業(yè)院校的數(shù)控加工實(shí)習(xí)提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 多頭螺紋加工 操作要領(lǐng)
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，利用數(shù)控車床加工螺紋，能大大提高生產(chǎn)效率、保證螺紋加工精度，減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但在我們中職院校的數(shù)控車床教學(xué)與實(shí)踐中存在如下現(xiàn)象，大多數(shù)學(xué)生對(duì)螺紋加工感到棘手，特別是加工多頭螺紋，更加無所適從。下面通過螺紋零件的實(shí)際加工分析，闡述多頭螺紋的加工步驟和方法。
一、螺紋的基本特性
在機(jī)械制造中，螺紋聯(lián)接被廣泛應(yīng)用，例如數(shù)控車床的主軸與卡盤的聯(lián)結(jié)，方刀架上螺釘對(duì)刀具的堅(jiān)固，絲杠螺母的傳動(dòng)等。它是在圓柱或圓錐表面上沿著螺旋線所形成的具有規(guī)定牙型的連續(xù)凸起和溝槽，有外螺紋和內(nèi)螺紋兩種。按照螺紋剖面形狀的不同，主要有三角螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋和矩形螺紋四種。按照螺紋的線數(shù)不同，又可分為單線螺紋和多線螺紋。在各種機(jī)械中，螺紋零件的作用主要有以下幾點(diǎn)：一是用于連接、緊固；二是用于傳遞動(dòng)力，改變運(yùn)動(dòng)形式。三角螺紋常用于連接、堅(jiān)固；梯形螺紋和矩形螺紋常用于傳遞動(dòng)力，改變運(yùn)動(dòng)形式。由于用途不同，它們的技術(shù)要求和加工方法也不一樣。
二、螺紋的加工方法
螺紋的加工，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，除采用普通機(jī)床加工外，常采用數(shù)控機(jī)床加工。這樣既能減輕加工螺紋的加工難度又能提高工作效率，并且能保證螺紋加工質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床加工螺紋常用G32、G92和G76三條指令。其中指令G32用于加工單行程螺紋，編程任務(wù)重，程序復(fù)雜；而采用指令G92，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單螺紋切削循環(huán)，使程序編輯大為簡(jiǎn)化，但要求工件坯料事先必須經(jīng)過粗加工。指令G76，克服了指令G92的缺點(diǎn)，可以將工件從坯料到成品螺紋一次性加工完成。且程序簡(jiǎn)捷，可節(jié)省編程時(shí)間。在普通車床上進(jìn)行多頭螺紋車削一直是一個(gè)加工難點(diǎn)：當(dāng)?shù)谝粭l螺紋車成之后，需要手動(dòng)進(jìn)給小刀架并用百分表校正，使刀尖沿軸向精確移動(dòng)一個(gè)螺距再加工第二條螺紋；或者打開掛輪箱，調(diào)整齒輪嚙合相位，再依次加工其余各頭螺紋。受普通車床絲杠螺距誤差、掛輪箱傳動(dòng)誤差、小拖板移動(dòng)誤差等多方面的影響，多頭螺紋的導(dǎo)程和螺距難以達(dá)到很高的精度。而且，在整個(gè)加工過程中，不可避免地存在刀具磨損甚至打刀等問題，一旦換刀，新刀必須精確定位在未完成的那條螺紋線上。這一切都要求操作者具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和高超的技能。然而，在批量生產(chǎn)中，單靠操作者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和技能是不能保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的。在制造業(yè)現(xiàn)代化的今天，高精度數(shù)控機(jī)床和高性能數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用使許多普通機(jī)床和傳統(tǒng)工藝難以控制的精度變得容易實(shí)現(xiàn)，而且生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量也得到了很大程度的保證。
三、螺紋加工實(shí)例分析
現(xiàn)以FANUC系統(tǒng)的GSK980T車床，加工螺紋M30×3/2-5g6g為例，說明多頭螺紋的數(shù)控加工過程：
工件要求：螺紋長(zhǎng)度為25mm，兩頭倒角為2×45°、牙表面粗糙度為Ra3.2的螺紋。采用的材料是為45#圓鋼坯料。
1.準(zhǔn)備工作。通過對(duì)加工零件的分析，利用車工手冊(cè)查找M30×3/2-5g6g的各項(xiàng)基本參數(shù)：該工件是導(dǎo)程為3mm紋且螺距為1.5（該參數(shù)是查表的重要依據(jù)）的雙線螺；大徑為30，公差帶為6g，查得其尺寸上偏差為-0.032、下偏差為-0.268、公差有0.236，公差要求較松；中徑為29.026，公差帶為5g，查得其尺寸上偏差為-0.032、下偏差為-0.150，公差為0.118，公差要求較緊；小徑按照大徑減去車削深度確定。螺紋的總背吃刀量ap與螺距的關(guān)系近經(jīng)驗(yàn)公式ap≈0.65P，每次的背吃刀量按照初精加工及材料來確定。大徑是車削螺紋毛壞外圓的編程依據(jù)，中徑是螺紋尺寸檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和調(diào)試螺紋程序的依據(jù)，小徑是編制螺紋加工程序的依據(jù)。兩邊留有一定尺寸的車刀退刀槽。
2、正確選擇加工刀具。螺紋車刀的種類、材質(zhì)較多，選擇時(shí)要根據(jù)被加工材料的種類合理選用，材料的牌號(hào)要根據(jù)不同的加工階段來確定。對(duì)于45#圓鋼材質(zhì)，宜選用YT15硬質(zhì)合金車刀，該刀具材料既適合于粗加工也適合于精加工，通用性較強(qiáng)，對(duì)數(shù)控車床加工螺紋而言是比較適合的。另外，還需要考慮螺紋的形狀誤差與磨制的螺紋車刀的角度、對(duì)稱度。車削45鋼螺紋，刃傾角為10°，主后角為6°，副后角為4°，刀尖角為59°16’，左右刃為直線，而刀尖圓弧半徑則由公式R=0.144P確定（其中P為螺距），刀尖圓角半徑很小在磨制時(shí)要特別細(xì)心。
四、多頭螺紋加工方法及程序設(shè)計(jì)
多頭螺紋的編程方法和單頭螺紋相似，采用改變切削螺紋初始位置或初始角來實(shí)現(xiàn)。假定毛坯已（未完，下一頁）
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