闭祖勤
摘 要:不同的梯形螺纹加工方法在加工过程当中的优缺点不一样,分层切削法更适合运用于数控车床上加工梯形螺纹,但是数控系统并没有分层切削指令,本文介绍了采用参数编程的分层切削法加工梯形螺纹。
关键词:梯形螺纹 参数编程 分层切削法
数控车床加工梯形螺纹,虽然可以采用一般的编程方法加工,但是由于其独特的构造导致存在如参与切削的切削刃较长、切削力大、切削过程出现振动,甚至扎刀和崩刃等难题。因此,如何合理地设计梯形螺纹加工工艺并编制加工程序,成为充分发挥数控车床优势的首要问题。
一、工艺分析
梯形螺纹的加工方法主要有直进法、斜进法、切槽法和分层切削法。
一是采用直进法。在加工(G92)梯形螺纹时,由于螺纹车刀三刃同时参与切削,切削力很大,排屑不畅,刀具磨损快,很容易引起扎刀和崩刃等不良现象。
二是采用斜进法(G76)。刀具沿着牙型角方向斜向进给,避免了三刃同时切削的情况,有效缓解了直进法存在的不良现象,但仍存在刀具磨损快,且不均匀、牙型角略有偏差等不良情况。在长期实际应用过程当中,我们发现,G76复合指令编程不适合大螺距螺纹编程。
三是采用切槽法。切槽法进刀方式是先用切槽刀切出螺旋槽,再用梯形螺纹车刀加工出左右两牙侧,这种方法的编程费时,在数控车床上加工较为繁琐且不易实现。
四是采用分层切削法车削梯形螺纹。刀具首先直进,然后在同等深度沿牙型角方向依次左右进刀,其本质上是直进法和左右切削法的综合应用。
在车削梯形螺纹时,分层切削法通常不是一次性就把梯形牙槽切削加工出来,而是把牙槽根据螺纹牙型深度分成若干层,从而降低了螺纹车削难度。每一层的切削都采用先直进后,再左右借刀的车削方法,由于左右切削时螺纹牙槽深度不变,刀具只需做先向左,再向右的纵向(Z向)进给即可。如图1所示,分层法就是将螺纹牙型分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……若干层,每次切削采用a、b、c的加工顺序依次加工。因此,分层切削法能够有效地避免直进法和斜进法带来的不良影响,而且其在大螺距螺纹或蜗杆加工过程中所表现的优势更为明显。
图1
二、梯形螺纹编程
我们采用机夹涂层螺纹车刀加工如图2梯形螺纹,采用分层切削法编制梯形螺纹加工程序,见下表。
图2
表 宏程序变量及含义
序号 参数 含义 备注
1 #101 螺纹公称直径 在切削加工外螺纹过程中逐渐变小
2 #102 左右借刀量 根据切削深度减小而减小
3 #103 每次切削深度 在切削加工过程中,视情况调节
4 #104 螺纹加工起始Z指 根据梯形螺纹螺距不同而调节
O 0027; (程序名)
N10 T0101; (梯形螺纹刀具选择)
N11 M3 S240; (主轴正转,转速240r/min)
N12 #101=48.0; (梯形螺纹公称直径赋值)
N13 #102=TAN15*3.5; (左右借刀量计算并赋初始值)
N14 #103=0.3; (每次切削深度赋初始值)
N15 #104=6.0; (循环加工Z方向起到点赋值)
N16 G00 X50.0 Z#104 M08; (快速移动至循环起始点)
N17 WHILE[#101GT41.0] DO10;(如果切深直径大于
Φ41.0mm,执行循环体内程序)
N18 G00 X#104; (快速移动至螺纹牙型中点)
N19 G92 X#101 Z-56.0 F6.0; (直进切削一刀)
N20 G00 Z[#104-#102]; (快速移动至螺纹牙型左侧进刀点)
N21 G92 X#101 Z-56.0 F6.0; (左侧切削一刀)
N22 G00 Z[#104+#102]; (快速移动至螺纹牙型右侧进刀点)
N23 G92 X#101 Z-56.0 F6.0; (右侧切削一刀)
N24 #101= #101-#103; (改变螺纹加工直径)
N25 #102= #102-#103*TAN15/2;(根据切深计算每次左右借
刀量)
N26 IF[#101LT46.0] THEN #103=0.2; (当切削直径小于
Φ46.0mm时每次切削深度赋值0.2)
N27 IF[#101LT44.0] THEN #103=0.1;(当切削直径小于
Φ44.0mm时每次切削深度赋值0.1)
N28 IF[#101LT42.0] THEN #103=0.05;(当切削直径小于
Φ42.0mm时每次切削深度赋值0.05mm)
N29 END10 (循环体10结束)
N30 G92 X41.0 Z56.0 F6.0; (梯形螺纹精加工一刀)
N31 G00 X100.0 Z100.0 M09;(刀具快速移动至安全点,切
削液关闭)
N32 M05; (主轴停止)
N33 M30; (程序结束)
三、结束语
我们采用参数编程分层切削法加工梯形螺纹,其分层切削,具有切削力小、切削热量低、刀具磨损小、排屑顺畅、不易扎刀断刀等优点,并能够安全、高效、高质量地完成梯形螺纹加工,因此参数编程分层切削法,是一种值得推荐的梯形螺纹加工工艺方法。
参考文献:
[1]于宏辉.基于宏程序的单线梯形螺纹加工工艺探讨[J].电子世界,2012(8).
(作者单位:广西石化高级技工学校)