圓弧形螺紋的數(shù)控加工

上海工商信息學(xué)校 盛雪娟

要加工圓弧形螺紋，一種方法是直接使用球頭成型刀再輔以螺紋的循環(huán)指令就可以把這個螺紋加工出來，但是如果這個件是單件或者是一個試制階段的零件，如果買一把球刀去加工，勢必會增加成本，這個時候我們可以考慮用三角形螺紋刀來加工此種類型的零件。

一、用三角形螺紋刀車圓弧形螺紋的原理

圓弧形螺紋的截面是圓弧形，我們可以依據(jù)“數(shù)據(jù)密化”原理，只要根據(jù)曲線公式表達出曲線上坐標點的坐標值，然后用螺紋指令G92沿著這些坐標值，依次移動就能走出我們要的圓弧螺紋。

圓的參數(shù)方程為：（θ為參數(shù)）

式中r是圓的半徑，因此刀具在圓的軌跡上某一位置點P 的坐標為（x，y）。利用三角函數(shù)可以計算出圓弧螺紋的起始角度θ和終止角度180-θ。把刀具在車削圓弧的起始角度和終止角度之間分成若干份相等的角度Δα。這樣從起點開始每增加一個Δα，就可以根據(jù)參數(shù)方程計算出一個坐標值，刀具沿著這個坐標值就可加工出圓弧形螺紋，只要分割的角度Δα足夠小，就能插補出較為光滑的圓弧形螺紋。

二、 用三角形螺紋刀車圓弧形螺紋的程序編制方法

編制車削圓弧螺紋的程序，按照上述編制原理分析，只要計算出圓弧螺紋的起始角度和終止角度。然后分出若干份，在通過圓的曲線方程表達出每個點的坐標，再把表達式帶入G92循環(huán)指令中逐點加工即可完成該螺紋。

三、 應(yīng)用實例

如下圖毛坯為φ50×92

技術(shù)要求：

第一，以單件生產(chǎn)編程。

第二，不準用砂布及銼刀等修飾表面。

第三，未注倒角0.5×45°。

第四，未注公差尺寸按GB1804-M

（一） 工藝準備

一是根據(jù)加工零件材質(zhì)選用45號鋼。

二是設(shè)備選用：FANUC-0i系統(tǒng)數(shù)控車床。

三是量具：25~50 mm外徑千分尺、0~150 mm游標卡尺。

四是刀具： 930外圓粗車刀、930精車刀、刃寬為4 mm切槽刀、60°螺紋車刀。

（二）工藝制定

第一，手動裝夾加工：用三爪自定心卡盤夾持毛坯，伸出卡爪外長度75mm平端面，編程零點選工件右端面與軸心線交匯點。

第二，自動加工路線。車外圓：粗、精車：C2倒角→?48外圓、?42外圓。切槽：切槽至?22。螺紋：宏程序加工圓弧螺紋。

（三）數(shù)控加工工藝卡如下表所示

數(shù)控加工工藝卡片

數(shù)控加工工藝卡片機床型號FAN UC-0i零件圖號共頁

單位產(chǎn)品名稱零件名稱第頁工序工序名稱程序編號備注工序號作 業(yè) 內(nèi) 容（進給路線）刀具號刀具名稱( 機夾）主軸 轉(zhuǎn)速r /min進給 速度mm/r背吃刀量mm裝夾伸出卡爪外長度75mm 1 手動加工右端面T01粗車刀900 0.15 0.3 2 粗、精車C2倒角、外圓至?48 mm、?42 mm T 0 1粗T 0 4精外圓刀650/1200 0.20/0.15 1.0/0.5 3 切槽 T02切槽刀300 0.05 4 加工螺紋 T03螺紋刀350 F 6（導(dǎo)程6）5 工件精度檢驗

#1=#1+0.2（4）工件坐標原點選定在工件右端面和軸線交點處，建立工件坐標系。

（四）相關(guān)計算

sinθ=a/R

起始角度θ=a r c s i n a/R，θ=arcsin3.1/3.5，θ=62.34

終止角度π-θ=117.66

對于企業(yè)來說，最重要的是質(zhì)量、成本、效益。文中的這種方法主要是針對單件小批量，企業(yè)條件不足的情況。通過使用三角形螺紋刀加工圓弧形螺紋，降低了單件零件的生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)競爭力，減輕了小企業(yè)的負擔(dān)，同時該宏程序針對不同螺距和公稱直徑的螺紋，只需要改變參數(shù)即可，使用起來方便、快捷。