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我们知道,大螺距螺纹的车削加工是对刀具的刃磨及机床的操作要求较高的,在普通车床上加工一般分为几个阶段进行。第一阶段是使用螺纹粗车刀进行粗车削,常用的方法有直进法、左右切削法、斜进法以切直槽法进行加工;第二阶段是使用螺纹精车刀进行精车削,一般是利用刀具上的某一个切削刃进行单刃逐一车削修整各牙型面的精度,达到所要求的尺寸精度和表面粗糙度。随着数控机床在生产中应用的推广,往往在数控车床上车削大螺距的螺纹。
现在以GSK980TA系统,CAK6136V/750机床上车削Tr36X6,材质为45号钢的梯形螺纹进行分阶段、分层进行车削加工:
1、根据螺距P为6mm的标准梯形螺纹各尺寸,刃磨出粗、精梯形螺纹车刀各一把,刀具材料为W18Gr4V,车刀各尺寸见图1所示。
图1:梯形螺纹车刀
2、结合机床性能,根据Tr36X6螺纹的牙型高度尺寸3.5mm,因此在粗加工阶段,按牙型高度分为四层进行加工。前三层每层切削牙型高度1 mm;第四层,切削达到牙型高度尺寸3.5mm要求。采用直进切削方法去除牙型槽内的余量,每牙侧留0.1mm的精车余量;去除精車余量采用左右切削法保证牙型的精度。加工螺纹前工件有关尺寸及切削加工中每层槽宽各尺寸见图2所示。
图2:Tr36X6螺纹各尺寸
3、螺纹加工指令分析
GSK980T系统提供了螺纹加工指令有G32、G92及G76。G32指令为单刀螺纹加工指令,加工过程中需与G00指令配合,编程繁琐。但在构成的螺纹循环切削加工中,便于调整刀具的位置。G92指令为单一型固定循环,编程方便,并各加工尺寸比较清楚,更适合采用直进法车削螺纹。G76指令为复合型螺纹切削循环,加工方式以斜进法为主,编程简便;但在加工材料硬度相对高时,确定指令中各参数值时比较困难,并且在加工中如需要调整刀具位置比较麻烦。经分析,采用G92指令,调用子程序的方法进行粗加工,采用G32指令,调用子程序进行精加工。
加工程序格式如下:(以工件右端面中心为编程原点)
4、几点注意事项:
(1)切削时,应加注以冷却为主的充足乳化液,并根据实际情况,是否需要顶尖。如果有顶尖,可适当修改主程序中的Z坐标数值,以防止碰撞顶尖及尾座上。
(2)在加工过程中,便于换刀,应选择刀头宽度的中点位置作为刀位点,并以此为基准进行对刀;根据实际加工测量情况,适当地调整精加工的循环次数。
(3)在加工过程中,如在粗、精车削阶段需要改变主轴转速,应检查刀头的位置。可以通过目测的方法,试调主程序中Z方向定位数值,以保证车刀的刀尖顺利进入到螺旋槽内,以防止乱牙现象。特别是在首件试切削时,必须进行调整刀头位置。
(4)在加工过程中,粗、精车刀转换刀后,应进行检查刀头的位置,特别是机床丝杠、刀架的定位精度较低时,可以增大主程序中X方向定位数值后,目测至位置正确后,再逐渐调回到需要的X坐标值。
5、结束语
通过实际的加工证明,利用调多个子程序,进行车削梯形螺纹的方法是可行的,特别是同一转速,同一把刀的情况下加工,调整尺寸更加方便。当丝杠、刀架的定位精度较高时,在不改变转速的情况下,换刀加工大螺距螺纹是切实可行的。
现在以GSK980TA系统,CAK6136V/750机床上车削Tr36X6,材质为45号钢的梯形螺纹进行分阶段、分层进行车削加工:
1、根据螺距P为6mm的标准梯形螺纹各尺寸,刃磨出粗、精梯形螺纹车刀各一把,刀具材料为W18Gr4V,车刀各尺寸见图1所示。
图1:梯形螺纹车刀
2、结合机床性能,根据Tr36X6螺纹的牙型高度尺寸3.5mm,因此在粗加工阶段,按牙型高度分为四层进行加工。前三层每层切削牙型高度1 mm;第四层,切削达到牙型高度尺寸3.5mm要求。采用直进切削方法去除牙型槽内的余量,每牙侧留0.1mm的精车余量;去除精車余量采用左右切削法保证牙型的精度。加工螺纹前工件有关尺寸及切削加工中每层槽宽各尺寸见图2所示。
图2:Tr36X6螺纹各尺寸
3、螺纹加工指令分析
GSK980T系统提供了螺纹加工指令有G32、G92及G76。G32指令为单刀螺纹加工指令,加工过程中需与G00指令配合,编程繁琐。但在构成的螺纹循环切削加工中,便于调整刀具的位置。G92指令为单一型固定循环,编程方便,并各加工尺寸比较清楚,更适合采用直进法车削螺纹。G76指令为复合型螺纹切削循环,加工方式以斜进法为主,编程简便;但在加工材料硬度相对高时,确定指令中各参数值时比较困难,并且在加工中如需要调整刀具位置比较麻烦。经分析,采用G92指令,调用子程序的方法进行粗加工,采用G32指令,调用子程序进行精加工。
加工程序格式如下:(以工件右端面中心为编程原点)
4、几点注意事项:
(1)切削时,应加注以冷却为主的充足乳化液,并根据实际情况,是否需要顶尖。如果有顶尖,可适当修改主程序中的Z坐标数值,以防止碰撞顶尖及尾座上。
(2)在加工过程中,便于换刀,应选择刀头宽度的中点位置作为刀位点,并以此为基准进行对刀;根据实际加工测量情况,适当地调整精加工的循环次数。
(3)在加工过程中,如在粗、精车削阶段需要改变主轴转速,应检查刀头的位置。可以通过目测的方法,试调主程序中Z方向定位数值,以保证车刀的刀尖顺利进入到螺旋槽内,以防止乱牙现象。特别是在首件试切削时,必须进行调整刀头位置。
(4)在加工过程中,粗、精车刀转换刀后,应进行检查刀头的位置,特别是机床丝杠、刀架的定位精度较低时,可以增大主程序中X方向定位数值后,目测至位置正确后,再逐渐调回到需要的X坐标值。
5、结束语
通过实际的加工证明,利用调多个子程序,进行车削梯形螺纹的方法是可行的,特别是同一转速,同一把刀的情况下加工,调整尺寸更加方便。当丝杠、刀架的定位精度较高时,在不改变转速的情况下,换刀加工大螺距螺纹是切实可行的。