圆锥内螺纹的编程方法研究

2014-12-02 01:37黑龙江广播电视大学富拉尔基分校齐齐哈尔161042王占平

金属加工(冷加工) 2014年21期

■黑龙江广播电视大学富拉尔基分校（齐齐哈尔 161042）王占平

圆锥螺纹的牙形为三角形，主要靠牙的变形来保证螺纹副的紧密性，多用于管件。圆锥管螺纹具有16∶1的锥度，因为这一特性使得缠绕在螺纹上的生料带能更均匀地分布于螺纹上，具有更好的密封性。同时锥管螺纹所使用的铁管壁更厚，具有更高的耐压性，所以此类螺纹普遍用于密封液体和气体。具有密封特性的主要原因有两点：一是由于锥度的原因，这种螺纹在与同样的锥螺纹或圆柱螺纹配合时具有“自紧作用”；二是其特殊的牙形设计具有“完合吻合”的特性。

内螺纹通常都是采用挑扣或攻螺纹的方法进行加工的。对于大型、特殊牙形的螺纹，由于参与切削的刃口过长、抗力过大，使切削处于极为不利的状态。因此出现了间断铣削的成形方法。此方法采用高速旋转（自转）的角度成形铣刀，沿着螺旋轨迹（公转及轴向螺距移动）进行铣削，铣出螺旋槽来（见图1）。通常称此为“行星铣螺纹”。

对圆锥螺纹的行星铣削，刀具是沿着圆锥螺旋轨迹进行的。它除了应具有像圆柱螺旋轨迹的自转、公转和轴向螺距进给外，还要使铣刀中心与螺孔中心的距离（公转半径）随着轴向移动而产生线性变化（收缩），进而形成锥度。

1.图形分析

如图2所示为尺寸代号R c1，55°密封圆锥管螺纹，锥度1∶16，大端端面内径为30.79 mm，单边牙高1.479 mm，可以用刀具半径来控制加工精度，按半径方向1∶2确定孔底直径，具体尺寸参数如附表所示。

2.编程方案

先用16 mm麻花钻钻底孔，然后用20 mm方肩铣刀扩铣锥孔，Z向分层，两轴半加工，刀具Z向每下降一层，进给一个整圆。如Z向进给层距太大，会留下台阶，影响后面螺纹加工质量；进给太小，切削时间很长。最后用单刃螺纹铣刀行星铣削圆锥内螺纹，螺旋进给，三轴联动加工，每一个360。锥面螺旋线进给过程中Z向下降一个螺距，由此分析Z向刀具可进给较大尺寸。

图1 圆锥螺旋轨迹

图2 内圆锥管螺纹

Rc1圆锥内螺纹尺寸参数表

3.刀具选用

铣削圆锥内螺纹使用单刃螺纹铣刀加工，刀位点如图3所示。刀尖角为55。，回转半径为7 mm，刀杆直径8 mm，注意刀具底部不能撞到孔底，防止损坏刀具。

刀具可根据各厂具体情况，亦可自行设计、制造专用角度成形铣刀，最好采用多刃结构。刀片制造硬质合金的为好。可提高切速，减小磨损，提高螺纹精度。

切削用量：机床转速2900 r/min；刀片切速v=128 m/min (若主轴转速可再提高，理想的切速可选至v=180～200 m/min)；每齿进给量：粗加工时选为0.15 mm/z，精加工时选为0.08 mm/z；进给量：粗加工为0.15×1×2900=435（mm/min），精加工为0.08×1×2900=232（mm/min）。切削用量可以根据机床实际情况适当调整。