梯形螺紋在數(shù)控車上的加工

摘要在數(shù)控車床上加工梯形螺紋是一個(gè)全新的課題，在數(shù)控車床實(shí)習(xí)過程中，常常由于加工工藝和在普通車床上的生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程不同，很少進(jìn)行梯形螺紋的加工練習(xí)，甚至有人提出在數(shù)控車床上不能加工梯形螺紋，顯然這種提法是錯(cuò)誤的。其實(shí)，只要工藝分析合理，使用的加工指令得當(dāng)，完全可以在數(shù)控車床上加工出合格的梯形螺紋。梯形螺紋的測量分綜合測量、三針測量、和單針測量三種。本文通過對梯形螺紋加工的工藝分析和加工方法的研討，探索出一套可以在數(shù)控車床上加工出合格梯形螺紋的方法。關(guān)鍵詞工藝分析加工方法測量計(jì)算編程實(shí)例目錄前言……………………1正文……………………1梯形螺紋加工的工藝分析……………1梯形螺紋編程實(shí)例……………………5結(jié)束語…………………8參考文獻(xiàn)………………8前言在數(shù)控車床上加工梯形螺紋是一個(gè)全新的課題，在數(shù)控車床實(shí)習(xí)過程中，常常由于加工工藝和在普通車床上的生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程不同，很少進(jìn)行梯形螺紋的加工練習(xí)，甚至有人提出在數(shù)控車床上不能加工梯形螺紋，顯然這種提法是錯(cuò)誤的。其實(shí)，只要工藝分析合理，使用的加工指令得當(dāng)，完全可以在數(shù)控車床上加工出合格的梯形螺紋。梯形螺紋的測量分綜合測量、三針測量、和單針測量三種。本文通過對梯形螺紋加工的工藝分析和加工方法的研討，探索出一套可以在數(shù)控車床上加工出合格梯形螺紋的方法。巧用螺紋復(fù)合循環(huán)指令加工梯形螺紋一、梯形螺紋加工的工藝分析梯形螺紋的代號梯形螺紋的代號用字母“Tr”及公稱直徑×螺距表示，單位均為mm。左旋螺紋需在尺寸規(guī)格之后加注“LH”，右旋那么不用標(biāo)注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。國標(biāo)規(guī)定，公制梯形螺紋的牙型角為30°。梯形螺紋的牙型如下列圖〔1〕，各根本尺寸計(jì)算公式如表1。圖〔1〕直進(jìn)法螺紋車刀X向間歇進(jìn)給至牙深處〔如圖2a〕。采用此種方法加工梯形螺紋時(shí)，螺紋車刀的三面都參加切削，導(dǎo)致加工排屑困難，切削力和切削熱增加，刀尖磨損嚴(yán)重。當(dāng)進(jìn)刀量過大時(shí)，還可能產(chǎn)生“扎刀”和“爆刀”現(xiàn)象。這種方法數(shù)控車床可采用指令G92來實(shí)現(xiàn)，但是很顯然，這種方法是不可取的。斜進(jìn)法螺紋車刀沿牙型角方向斜向間歇進(jìn)給至牙深處〔如圖2b〕。采用此種方法加工梯形螺紋時(shí)，螺紋車刀始終只有一個(gè)側(cè)刃參加切削，從而使排屑比擬順利，刀尖的受力和受熱情況有所改善，在車削中不易引起“扎刀”現(xiàn)象。該方法在數(shù)控車床上可采用G76指令來實(shí)現(xiàn)。交錯(cuò)切削法螺紋車刀沿牙型角方向交錯(cuò)間隙進(jìn)給至牙深〔如圖2c〕。該方法類同于斜進(jìn)法，也可在數(shù)控車床上采用G76指令來實(shí)現(xiàn)。切槽刀粗切槽法該方法先用切槽刀粗切出螺紋槽〔如圖2d〕，再用梯形螺紋車刀加工螺紋兩側(cè)面。這種方法的編程與加工在數(shù)控車床上較難實(shí)現(xiàn)。圖2梯形螺紋的幾種切削方法表1梯形螺紋各局部名稱、代號及計(jì)算公式名稱代號計(jì)算公式牙項(xiàng)間隙acP1.5～56～1214～44ac1大徑d、D4d=公稱直徑，D4=d+ac中徑d2、D2d2=d-0.5P,D2=d2小徑d3、D1d3=d-2h3,D1=d-p牙高h(yuǎn)3、H4h3=0.5p+ac,H4=h3牙頂寬f、f′f=f′牙槽底寬W、W′W=W′c梯形螺紋的測量分綜合測量、三針測量、和單針測量三種。圖3梯形螺紋中徑的測量圖3梯形螺紋中徑的測量綜合測量用螺紋規(guī)測量，中徑的三針測量與單針測量如圖3所示，計(jì)算如下：M=d2+4.864dD-1.866P(dD表示測量用量針的直徑，P表示螺距。)A=〔M+d0〕/2〔此處d0表示工件實(shí)際測量外徑〕二、梯形螺紋編程實(shí)例例如圖4所示梯形螺紋，試用G76指令編寫加工程序。計(jì)算梯形螺紋尺寸并查表確定其公差大徑d=360–-0.375；中徑d2=d-0.5P=36-3=33,查表確定其公差，故d2=33–-0.118-0.453；牙高h(yuǎn)3=0.5P+ac=3.5；小徑d3=d-2h3=29,查表確定其公差，故d3=290–-0.537；φ–-0.118-0.453；2.螺紋復(fù)合循環(huán)G76指令G76：螺紋復(fù)合循環(huán)格式：G76P〔m〕〔r〕〔a〕Q〔Δdmin〕R〔d〕G76X〔U〕Z〔W〕R〔i〕P〔k〕Q〔Δd〕F〔l〕其中：m：精加工重復(fù)次數(shù)〔1～99〕。r：倒角量。當(dāng)螺距由L表示時(shí)，可以從到設(shè)定，單位為〔兩位數(shù)：從00到99〕。a：刀尖角度?？梢赃x擇80°，60°，55°，30°，29°和0°六種中的一種，由2位數(shù)規(guī)定。m，r和a用地址P同時(shí)指定。例：當(dāng)m=2，r=，a=60°，指定如下〔L是螺距〕：P021260Δdmin：最小切深〔用半徑值指定〕d：精加工余量。i：螺紋半徑差。如果i=0，可以進(jìn)行普通直螺紋切削。k：螺紋高。Δd：第一刀切削深度〔半徑值〕。L：螺距。3.編寫數(shù)控程序(如圖4所示)O0001；M03S400；T0101；G0X50;Z5;G01X37Z3F0.2；G76P020530Q50R-0.08；(設(shè)定精加工兩次，精加工余量為，倒角量等于0.5倍螺距,牙型角為30°，最小切深為。)G76X28.75Z-40.0P3500Q600F6.0；〔設(shè)定螺紋高為，第一刀切深為?！矴00X150；M30；以上程序在螺紋切削過程中采用沿牙型角方向斜向進(jìn)刀的方式，如圖2b所示。在FANUC-0i系統(tǒng)中，有時(shí)還可采用如圖2c所示交錯(cuò)螺紋切削方式，G76編程如下所示：G76X28.75Z-40.0K3500D600F6.0AK：螺紋牙型高度。D：第一次進(jìn)給的背吃刀量。A：牙型角度。P2：采用交錯(cuò)螺紋切削。在梯形螺紋的實(shí)際加工中，由于刀尖寬度并不等于槽底寬，因此通過一次G76循環(huán)切削無法正確控制螺紋中徑等各項(xiàng)尺寸。為此可采用刀具Z向偏置后再次進(jìn)行G76循環(huán)加工來解決以上問題，為了提高加工效率，最好只進(jìn)行一次偏置加工，因此必須精確計(jì)算Z向的偏置量，Z向偏置量的計(jì)算方法如圖5所示，計(jì)算如下：設(shè)M實(shí)測-M理論=2AO1=δ，那么AO1=δ/2如圖5所示，四邊形O1O2CE為平行四邊形，那么ΔAO1O2≌ΔBCE，AO2=EB。ΔCEF為等腰三角形，那么EF=2EB=2AO2。AO2=AO1×tan(∠AO1O2)=tan15°×δ/2Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°δ實(shí)際加工時(shí)，在一次循環(huán)結(jié)束后，用三針測量實(shí)測M值，計(jì)算出刀具Z向偏置量，然后在刀長補(bǔ)償或磨耗存貯器中設(shè)置Z向刀偏量，再次用G76循環(huán)加工就能一次性精確控制中徑等螺紋參數(shù)值。圖5Z向刀具偏置值的計(jì)算結(jié)束語通過以上的實(shí)例分析我們可以得出結(jié)論，要想在數(shù)控機(jī)床上方便地加工出梯形螺紋，關(guān)鍵是做好如下幾點(diǎn)：1.合理