數(shù)控車工論文(梯形螺紋加工).doc

數(shù)控車高級技師論文淺談使用數(shù)控車床加工梯形螺紋姓 名：xxx身份證號：xxxxxxx所在省市：xxxx 所在單位：xxxxxx摘要：在機(jī)床制造業(yè)中，梯形螺紋絲杠和螺母的應(yīng)用較為廣泛，它不僅用來傳遞一般的運(yùn)動和動力，而且還要精確地傳遞位移，如車床的尾座、各種機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、千斤頂、壓力機(jī)等等。梯形螺紋具有傳動效率高、傳動平穩(wěn)可靠和加工方便等優(yōu)點(diǎn)，且能夠滿足傳動螺紋的使用要求。梯形螺紋聯(lián)接屬間隙配合性質(zhì)，在中徑、大徑、小徑處都有一定的保證間隙，用以儲存潤滑油。米制普通螺紋牙型是三角形，牙型角度為60度；米制梯形螺紋牙型為等腰梯形，角度為30度。普通螺紋只是起到連接緊固作用，梯形螺紋主要用于傳動和位置調(diào)整裝置中。關(guān)鍵詞：梯形螺紋、配合、分析、加工 圖一表一1. 梯形螺紋基本牙型 梯形螺紋的特點(diǎn)是內(nèi)、外螺紋僅中徑公稱尺寸相同，而小徑和大徑的公稱尺寸不同，這與普通螺紋是不一樣的。梯形螺紋的牙型與基本尺寸按GB5796.42005規(guī)定，基本尺寸的名稱，代號及關(guān)系式見圖1所示。各直徑基本尺寸系列可參閱相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。直徑和螺距見表6（梯形螺紋直徑與螺距系列 mm）所示。 公稱直徑：代表螺紋尺寸的直徑。大 徑：外螺紋的頂徑、內(nèi)螺紋的底徑。小 徑：外螺紋的底徑、內(nèi)螺紋的頂徑。中 徑：一個假想圓柱或圓錐的直徑，該圓柱或圓錐的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方。牙 型 角：在螺紋牙型上，兩相鄰牙側(cè)間的夾角。螺 距：相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。螺紋精度：由螺紋公差帶和旋合長度共同組成的衡量螺紋質(zhì)量的綜合指標(biāo)。右旋螺紋：順時針旋轉(zhuǎn)時選入的螺紋。左旋螺紋：逆時針旋轉(zhuǎn)時選入的螺紋。完整螺紋：牙頂和牙底具有完整形狀的螺紋。不完整螺紋：牙底完整而牙頂不完整的螺紋。螺 尾：向光滑表面過渡的牙底不完整的螺紋。有效螺紋：由完整螺紋和不完整螺紋組成的螺紋，不包括螺尾。單一中徑：牙型上溝槽寬度等于1/2基本螺距的地方。作用中徑：在規(guī)定的旋合長度內(nèi)，恰好包容實(shí)際螺紋的一個假想螺紋的中徑，這個假想螺紋具有理想的螺距、螺紋半角、及牙型高度，并在牙頂和牙底留有間隙，不與實(shí)際螺紋大、小徑發(fā)生干涉。2.梯形螺紋公差配合2.1公差帶的選用由于國標(biāo)GB5796.4一2005梯形螺紋公差是一般用途的傳動螺紋，其加工工藝和檢測方法與普通螺紋極為相似，所以采用了與普通螺紋相同的公差原則。為此，普通螺紋中有關(guān)的牙型公差帶、作用中徑、判斷原則、公差結(jié)構(gòu)等概念和原則均適用于梯形螺紋。梯形螺紋精度由旋合長度和公差帶共同構(gòu)成，據(jù)此梯形螺紋精度分有中等和粗糙兩個精度級別，見表2及表3。由于標(biāo)準(zhǔn)對內(nèi)螺紋小徑D1和外螺紋大徑d都只規(guī)定了一種公差帶（4H，4h），外螺紋小徑公差帶位置只有h而公差等級數(shù)與外螺紋中徑組合的公差等級數(shù)相同，故梯形螺紋公差帶的選擇是指中徑公差帶的選擇。選擇梯形螺紋公差帶時，通常選中等精度級和中等旋合長度，只有當(dāng)要求不高時，才選粗糙精度級。當(dāng)有強(qiáng)度、平穩(wěn)性要求時，可選長旋合長度。一般情況下，應(yīng)選表7-9及表7-10規(guī)定的選用公差帶。2.2如何減少誤差內(nèi)外梯形螺紋配合是由螺紋的中徑尺寸來確定的，螺紋在加工過程中，不可避免地產(chǎn)生加工誤差，對螺紋結(jié)合的互換性造成影響。就螺紋中徑而言，若外螺紋的中徑比內(nèi)螺紋的中徑大，內(nèi)、外螺紋將因干涉而無法旋合從而影響螺紋的可旋合性；若外螺紋的中徑與內(nèi)螺紋的中徑相比太小，會使螺紋配合過松，降低螺紋連接的可靠性。若要內(nèi)外梯形螺紋達(dá)到較高的配合精度，加工時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、梯形螺紋的中徑必須與基準(zhǔn)軸徑同軸。2、梯形螺紋的配合以中徑定心，車削梯形螺紋時須保證中徑尺寸公差。3、梯形螺紋的牙型要正確。4、梯形螺紋牙型兩側(cè)面的表面粗糙值要小。5、外螺紋公稱直徑取下偏差，內(nèi)螺紋公稱直徑取上偏差。6、加工時要保證內(nèi)外梯形螺紋的同軸度，需用百分表效正。7、裝刀具時要使用對刀樣板，保證刀具的橫切削刃與工件的軸線保持平行，刀尖略高于軸線。3.梯形螺紋的標(biāo)記梯形螺紋的標(biāo)記由梯形螺紋代號、公差帶代號及旋合長度代號組成。梯形螺紋代號由表示梯形螺紋特征的字母“Tr”和表示梯形螺紋直徑與螺距的數(shù)字組成，當(dāng)旋合長度為長旋合長度時，應(yīng)將組別代號L寫在公差帶代號的后面，并用“”隔開。內(nèi)外螺紋及螺紋副的標(biāo)記見圖二。在裝配圖中,梯形螺紋的公差帶要分別注出內(nèi)外螺紋的公差帶代號,前面是內(nèi)螺紋公差帶代號,后面是外螺紋公差帶代號,中間用斜線分開.標(biāo)記見圖三。圖二圖三4.梯形螺紋的測量方法（1）綜合測量法用標(biāo)準(zhǔn)螺紋環(huán)規(guī)綜合測量（2）三針測量法這種方法是測量外螺紋中經(jīng)的一種比較精密的方法。適用于測量一些精度要求較高、螺紋升角小于4的螺紋工件。測量時把三根直徑相等的量針放在螺紋相對應(yīng)的螺旋槽中，用千分尺量出兩邊量針頂點(diǎn)之間的距離M，如圖四所示根據(jù)M值可以計算出螺紋中徑的實(shí)際尺寸。圖四例：車Tr326梯形螺紋，用三針測量螺紋中徑，求量針直徑和千分尺讀數(shù)值M？量針直徑 dD=0.518P=3.1mm千分尺讀數(shù)值Md2+4.864dD-1.866P 29+4.8643.1-1.8666 =29+15.08-11.20 =32.88mm測量時應(yīng)考慮公差，則M32.880.118mm為合格。三針測量法采用的量針一般是專門制造的。（3）單針測量法這種方法的特點(diǎn)是只需用一根量針，放置在螺旋槽中，用千分尺量出螺紋大徑與量針頂點(diǎn)之間的距離A。A=（M+d）/25.梯形螺紋刀具制造螺紋車刀的材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種。高速鋼螺紋車刀刃磨方便、切削刃鋒利、韌性好，能承受較大的切削沖擊力，加工的螺紋表面粗糙度小。但它的耐熱性差，不宜高速車削。硬質(zhì)合金螺紋車刀的硬度高、耐磨性好、耐高溫，但抗沖擊能力差。數(shù)控車床一般選用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。5.1梯形螺紋車刀的選擇梯形螺紋通常采用低速車削，一般選用高速鋼材料。（1） 高速鋼梯形螺紋粗車刀為了便于左右切削并留有精車余量，刀頭寬度應(yīng)小于槽底寬W。（2）高速鋼梯形螺紋精車刀車刀縱向前角p=0,兩測切削刃之間的夾角等于牙型角。為了保證兩測切削刃切削順利，都磨有較大前角（o=1020）的卷屑槽。但在使用時必須注意，車刀前端切削刃不能參加切削。高速鋼梯形螺紋車刀，能車削出精度較高和表面粗糙度較小的螺紋，但生產(chǎn)效率較低。5.2 數(shù)控30度梯形螺紋刀片一般數(shù)控車床使用的為可裝卸的30度梯形螺紋刀片，其經(jīng)濟(jì)方便利于數(shù)控車床的加工。5.3梯形螺紋車刀的安裝1 車刀主切削刃必須與工件軸線等高或略高。2 刀尖的角平分線應(yīng)垂直于工件軸線，應(yīng)用角度樣板找正裝夾，以免產(chǎn)生螺紋半角誤差。3 螺紋刀桿伸出不能太長，以免產(chǎn)生震動。6.梯形螺紋的加工6.1加工方法梯形螺紋的牙型不同于三角螺紋，不能采用一般的三角螺紋加工方法來加工梯形，下面我將介紹幾種常見的螺紋切削方法。直進(jìn)法 左右分層切削法 斜進(jìn)法11 直進(jìn)法 車削時，車刀沿橫向間歇進(jìn)給至牙深處，種方法加工梯形螺紋時車刀三面切削，切削余量大，刀尖磨損嚴(yán)重，排屑困難，容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。直進(jìn)法適合于小導(dǎo)程的三角形螺紋的加工，一般采用G32或G92編程，很顯然不適合于加工梯形螺紋。2 斜進(jìn)法車削時，車刀沿牙型角方向斜向間歇進(jìn)給至牙深處，每個行程中車刀除橫向進(jìn)給外，縱向也要作少量進(jìn)給，這種方法加工梯形螺紋時可避免車刀三面切削，切削力減少，不容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。斜進(jìn)法適合于采用標(biāo)準(zhǔn)的梯形螺紋刀進(jìn)行梯形螺紋加工，一般采用G76編程。3 左右分層切削法車削時，車刀沿牙型角方向交錯間歇進(jìn)給至牙深處，左右分層切削法實(shí)際上是直進(jìn)法和左右切削法的綜合應(yīng)用。在車削較大螺距的梯形螺紋時，左右分層切削法通常不是一次性就把梯形槽切削出來，而是把牙槽分成若干層，轉(zhuǎn)化成若干個較淺的梯形槽來進(jìn)行切削，從而降低了車削難度。每一層的切削都采用先直進(jìn)后左右的車削方法，由于左右切削時槽深不變，刀具只須向左或向右的縱向進(jìn)給即可。這種方法加工梯形螺紋時同樣可避免車刀三面切削，切削效果較好，而且對刀具要求較低，所用的螺紋粗車刀和精車刀與其它加工方式基本相同，只是粗車刀的刀頭寬度(D=1.21.5mm)小于牙底寬度，刀具刀尖角略小于梯形螺紋牙型角。6.2數(shù)控編程（1） G76是復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令，屬于斜切法，是單側(cè)刃切削加工，刀具負(fù)載較小，排屑容易，切深為遞減式，編程簡單、但螺距過大，切削抗力也很大，所以適宜加工中等螺距的螺紋。O0001;T0101;M03 S400;G00 X38 Z3;(設(shè)定循環(huán)起點(diǎn))G76 P010030 Q50 R0.03;(P01、00、30，01代表的是精加工循環(huán)次數(shù)，00是 Z方向的退尾量,30是螺紋角度)(Q50代表最后一刀的切深數(shù)值,千進(jìn)位50也就是0.05MM)(R0.03精加工余量0.03)G76 X29 Z-28 P3500 Q300 F6;(X29、Z-28為終點(diǎn)坐標(biāo),P3500是螺紋牙高0.65*螺距,Q300第一刀的切深量同上Q算法一樣，F(xiàn)6螺距.)G00 X100;Z100;M05;M30;（2） 單行程螺紋切削G32/螺紋切削循環(huán)指令G92O001;T0101;M03 S400;G00 X38 Z3;(同上)#1=0;（起始切深）N10 G00 X36+2*#1; G32/G92 Z-28 F6;（Z軸終點(diǎn)坐標(biāo)，F(xiàn)螺距）G00X38;Z3;#1=#1-0.05;（每刀切削深度0.05）IF #1GE-3.5 GOTO 10;（3.5螺紋牙高）G00 X100;Z100;M05;M30;6.3 G76、G32、G92等指令的功能及其間區(qū)別指令功能分別是：G32為單線固定螺紋，G76為螺紋復(fù)合循環(huán)，G92為螺紋固定循環(huán)。區(qū)別：各種命令的用途不一樣，G32適用于有退刀槽的等螺距切削，吃刀量較大，程序編輯比較麻煩；G92適用于直進(jìn)式單一切削循環(huán)，該指令可切削椎螺紋、圓柱螺紋和平面螺紋，其循環(huán)路線與G32單一形狀固定循環(huán)基本相同，只不過是G92用一段程序G32要用四段；G76是多重循環(huán)，一段程序，螺紋到位，他的進(jìn)刀方式為斜進(jìn)式，有時螺紋需要這種方式。6.4加工時常見問題及解決辦法（一）悶車原因：未變檔、每刀切削深度過大也會發(fā)生悶車解決方法：數(shù)控機(jī)床在車梯形螺紋時應(yīng)注意變檔，P=FV，功率一定速度越低力越大，一般為S400。雖說高檔轉(zhuǎn)速也可以為抵擋，但主軸箱里齒輪的互相切合力相對較大。底擋時多為大齒輪，可承受力較大。切削深度應(yīng)適當(dāng)。悶車會損壞工件車刀，嚴(yán)重的使主軸卡盤粉碎，甚至發(fā)生生產(chǎn)安全事故?。ǘ﹣y牙、錯牙原因：車刀安裝得過高或過，低工件裝夾不牢解決方法：及時調(diào)整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高(可利用尾座頂尖對刀)。在粗車和半精車時，刀尖位置比工件的中心高出1D左右(D表示被加工工件直徑)。工件本身的剛性不能承受車削時的切削力，因而產(chǎn)生過大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度，把工件裝夾牢固，可使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。（三）螺紋尺寸不正確螺紋全長上不正確：掛輪搭配不當(dāng)或進(jìn)給箱手柄位置不對，可重新檢查進(jìn)給箱手柄位置或驗(yàn)算掛輪。中徑不正確：原因是吃刀太大，刻度盤不準(zhǔn)，而又未及時測量所造成。解決方法是精車時要詳細(xì)檢查刻度盤是否松動，精車余量要適當(dāng)，車刀刃口要鋒利，要及時測量。局部不正確：由于車床絲杠本身的螺距局部誤差(一般由磨損引起)，可更換絲杠或局部修復(fù)。螺紋全長上螺距不均勻：如果是絲杠軸向竄動造成的，可對車床絲杠與進(jìn)給箱連接處的調(diào)整圓螺母進(jìn)行調(diào)整，以消除連接處推力球軸承軸向間隙；如果是主軸軸向竄動引起的，可調(diào)整主軸后調(diào)整螺母，以消除后推力球軸承的軸向間隙。如果是溜板箱的開合螺母與絲杠不同軸而造成嚙合不良引起的，可修整開合螺母并調(diào)整開合螺母間隙。如果是燕尾導(dǎo)軌磨損，可配制燕尾導(dǎo)軌及鑲條，以達(dá)到正確的配合要求。如果是掛輪間隙過大，可采用重新調(diào)整掛輪間隙。（四）螺紋表面粗糙原因：車刀刃口磨得不光潔，切削液不適當(dāng)，切削速度和工件材料不適合以及切削過程產(chǎn)生振動等造成功。解決方法：正確修整砂輪或用油石精研刀具；選擇適當(dāng)切削速度和切削液；調(diào)整車床床鞍壓板及中、小滑板燕尾導(dǎo)軌的鑲條等，保證各導(dǎo)軌間隙的準(zhǔn)確性，防止切削時產(chǎn)生振動?？傊囅髀菁y時產(chǎn)生的故障形式多種多樣，既有設(shè)備的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障時要具體情況具體分析，通過各種檢測和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效的解決方法6.5加工時的幾點(diǎn)注意事項(1)工件要夾緊、車門關(guān)閉，以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀；(2)在車削時使用適當(dāng)?shù)睦鋮s液（如煤油），能減少受熱變形，使加工表面更好地達(dá)到要求；(3)安全文明生產(chǎn)。結(jié)論: 總的來說，加工此類零件主要應(yīng)考慮的因素為基本牙型、公差配合、梯形螺紋的標(biāo)記、梯形螺紋的測量方法、梯形螺紋的刀具、以及加工中易出現(xiàn)的問題；就此根據(jù)機(jī)床性能和切削力等方面進(jìn)行全面分析，最后優(yōu)化設(shè)計加工方案。經(jīng)過以上分析和加工，我對梯形螺紋零件的加工有了較深的認(rèn)識，熟