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    大螺距矩形螺紋、梯形螺紋及大模數(shù)ZA蝸桿 在數(shù)控車的加工方法及切削參數(shù)的探討

    2019-10-21 10:12:43能徐文向紅明胡大成
    科技風(fēng) 2019年6期
    關(guān)鍵詞:數(shù)控刀具

    能徐文 向紅明 胡大成

    摘?要:大螺距多頭矩形螺紋、梯形螺紋的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,在普通車床上加工大螺距多頭螺紋時(shí),存在依靠不同尺寸樣板磨成型刀刀具,對(duì)操作者技能要求較高,加工精度低,分頭的準(zhǔn)確性低,從而影響大螺距多頭螺紋的表面質(zhì)量與使用壽命,現(xiàn)淺談自己實(shí)踐探索在數(shù)控車加工大螺距矩形螺紋、梯形螺紋的加工方法與切削參數(shù),為數(shù)控車加工大螺距螺紋提供借鑒。

    關(guān)鍵詞:大螺距螺紋;數(shù)控;切削方法;刀具

    目前大螺距矩形螺紋、梯形螺紋都在普通車床上利用成型刀進(jìn)行加工,分頭分別利用小刀架移動(dòng)與墊塊規(guī)、脫開掛輪和分度盤,而數(shù)控加工大螺距多頭矩形螺紋、梯形螺紋能夠準(zhǔn)確的控制定位與精度、提高工件表面質(zhì)量和提高切削效率。

    1 刀具的選用與加工方法的分析

    1.1 刀具選用

    經(jīng)過實(shí)踐試切,選用切槽刀對(duì)大螺距多頭矩形螺紋、梯形螺紋進(jìn)行加工,并對(duì)刀桿主后面、副后面分別進(jìn)行加工,使主后面、副后面加工的角度分別大于齒形角(α)和螺旋升角,保證刀桿主后面、副后面角度對(duì)大螺距多頭矩形螺紋、梯形螺紋槽的側(cè)面無干涉,保證槽側(cè)面的光潔度。此刀具相比普通的刃磨刀具,第一,在數(shù)控加工中,刀片磨損之后,可以隨時(shí)更換刀片,不存在對(duì)刀問題;第二,對(duì)刀具的合理利用,降低了企業(yè)的加工成本。

    1.2 加工方法的分析

    數(shù)控車上加工大螺距矩形螺紋、梯形螺紋方法采用交錯(cuò)式徑向進(jìn)刀(如圖1所示)。根據(jù)螺紋性質(zhì)的周期性變化,編制程序時(shí)只考慮一個(gè)周期中的牙型槽,內(nèi)容為:

    ①判斷齒根圓槽寬度大于刀片寬度(ap);②沿齒根槽中間位置軌跡Ⅰ徑向切削;③沿軌跡Ⅱ有一定角度徑向切削;④沿軌跡Ⅲ有一定角度徑向切削;⑤沿軌跡Ⅳ有一定角度徑向切削;⑥沿軌跡Ⅴ有一定角度徑向切削。切削過程中,保證所有進(jìn)刀軌跡的徑向進(jìn)刀量一致。此方法相比成型刀具,不存在隨著刀具徑向進(jìn)給增加,切削面積的增大。

    2 切削程序的優(yōu)化與加工指令的確定

    切削大螺距螺紋槽時(shí),槽側(cè)面是由相同徑向進(jìn)給的切削線組成斜面,所有軌跡徑向進(jìn)給量小于切槽刀片的刀尖圓弧半徑,有利于提高大螺距螺紋槽側(cè)面的光潔度;根據(jù)周期性的變化,在數(shù)控系統(tǒng)為SINUMERIK828D的數(shù)控車上利用恒螺距螺紋切削G33、起始點(diǎn)偏移SF、輪廓定義ANG進(jìn)行編程,從而優(yōu)化程序,根據(jù)不同大螺距多頭矩形螺紋、梯形螺紋及大模數(shù)ZA蝸桿牙型進(jìn)行編制程序。

    對(duì)大模數(shù)ZA蝸桿為例(如圖2)。模數(shù)m=5、頭數(shù)z=2、齒形角α=20°、導(dǎo)程角γ=9.46°、蝸桿特性系數(shù)q=12。

    蝸桿軸向齒距P這是一段中文版式雙行合一,請(qǐng)?jiān)诤线m位置插入換行符?X=πm

    蝸桿齒頂高h(yuǎn)?a?=h?a?*m=m

    蝸桿齒根高h(yuǎn)?a?=h?a?*m+c*m=1.2m

    齒根圓槽寬度L=P?x?/2-2h?f?tan20°=3.486

    軌跡3、5進(jìn)刀位置槽寬度B=P?x?/2+2(h?a?+5)tan20°=15133(5為安全距離)

    軌跡2、4進(jìn)刀位置槽寬度S=P?x?/2+2(h?a?+5)tan10°=9.13(5為安全距離)

    根據(jù)加工方法分析,加工ZA蝸桿選用3mm切槽刀,M為螺紋有效長(zhǎng)度,N為安全距離,a?p?為刀片寬度(SINUMERIK828D系統(tǒng))。

    G0 X80 Z30 M03 S160

    R17=0 R18=1;R17分頭初始角度 R18頭數(shù)

    ABA:

    R100=70 R200=80;R100初始值R200退刀

    R1=N-a?p/2?R2=N-(9.13/2) R3=N-(15.133/2)

    R4=N+(9.13/2)-a?p?R5=N+(15.133/2)-a?p

    AAA:

    G0 Z=R1

    X=R100

    G33 Z=-M?K=15.708 SF=R17

    G00 X=R200

    Z20

    G01 Z=R2 F0.2

    X=R100 ANG=-80

    G33 Z=-M?K=15.708 SF=R17

    G00 X=R200

    G00 Z20

    G01 Z=R3

    X=R100 ANG=-70

    G33 Z=-M K=15.708 SF=R17

    G00 X=R200

    G00 Z20

    G01 Z=R4

    X=R100 ANG=-100

    G33 Z=-M K=15.708 SF=R17

    G00 X=R200

    G00 Z20

    G01 Z=R5

    X=R100 ANG=-110

    G33 Z=-M K=15.708 SF=R17

    G00 X=R200

    Z=R3

    R100=R100-0.1;0.1每次切削徑向進(jìn)給

    IF R100>=47.6 GOTOB AAA

    G0 Z50

    R17=R17+360/R18

    R18=R18-1

    IF R18>0 GOTOB ABA

    G0 Z50 M9 M5 M30

    3 結(jié)論

    在企業(yè)中存在大螺距矩形螺紋、梯形螺紋的批量生產(chǎn),根據(jù)螺距矩形螺紋、梯形螺紋或ZA蝸桿的齒形角,合理的編制程序,提高了加工效率,并合理利用刀具,節(jié)省了企業(yè)的成本。此方法適用大螺距矩形螺紋、梯形螺紋及大模數(shù)ZA蝸桿的加工與切削。

    參考文獻(xiàn):

    [1]張娟.螺紋的數(shù)控車削加工方法分析.2018.

    [2]馮鏗鏘.利用數(shù)控車加工大螺距螺紋的方法.2018.

    [3]鄧云輝.左右法分層數(shù)控車削梯形螺紋[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2014(18):85-86.

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