螺紋車(chē)削常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法
螺紋是機(jī)械工程中常見(jiàn)的幾何特征之一, 應(yīng)用廣泛。螺紋的加工工藝較多, 如基于塑性變形的滾絲與搓絲, 基于切削加工的車(chē)削、銑削、攻螺紋與套螺紋、螺紋磨削、螺紋研磨等。其中, 螺紋車(chē)削是單件或小批量生產(chǎn)常用的加工方法之一。作為數(shù)控車(chē)床, 螺紋車(chē)削加工是其基本功能之一。
1螺紋車(chē)削加工特點(diǎn)
螺紋數(shù)控加工不同于輪廓加工，其特點(diǎn)表現(xiàn)為：螺紋加工屬于成形加工，同時(shí)參加的切削刃較長(zhǎng)，易出現(xiàn)啃刀與扎刀現(xiàn)象，一般均需多刀切削完成；為保證導(dǎo)程(或螺距) 準(zhǔn)確，必須要有合適的切入與切出長(zhǎng)度； 螺紋加工的牙型及牙型角基本由刀具形狀保證，因此，刀具的形狀與正確安裝直接影響螺紋牙型的質(zhì)量；螺紋加工時(shí)的進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速必須保持嚴(yán)格的傳動(dòng)比， 即F = Ph(mm/ r)，因此，加工時(shí)禁止使用恒線速度控制；螺紋切削加工的切削速度一般不高，以不出現(xiàn)積屑瘤或刀具塑性損壞為原則。
2螺紋車(chē)削加工方式
螺紋存在右旋與左旋之分, 其加工方式與主軸轉(zhuǎn)向、刀具位置與進(jìn)給方向有關(guān)。以外螺紋為例, 其加工方式如圖1所示。內(nèi)螺紋的加工方式由讀者自行分析。
圖1 外螺紋加工方式
a)、d) 右旋螺紋 b)、c) 左旋螺紋
圖1a 所示為常見(jiàn)的右旋螺紋加工方式, 主軸正轉(zhuǎn)、前置正裝或后置反裝刀具、從右至左進(jìn)給。若進(jìn)給方向反向, 則為左旋螺紋加工, 如圖1b 所示。
圖1c 所示為左旋螺紋加工, 主軸反轉(zhuǎn)、前置反裝或后置正裝刀具、從右至左進(jìn)給。
若進(jìn)給方向反向, 則為右旋螺紋加工, 如圖1d 所示。
(1) 進(jìn)刀方式 螺紋加工必須多刀切削, 其進(jìn)刀方式有以下幾種, 如圖2所示。
圖2 進(jìn)刀方式
a) 徑向進(jìn)刀 b) 側(cè)向進(jìn)刀 c) 改進(jìn)式側(cè)向進(jìn)刀 d) 左右側(cè)交替進(jìn)刀
1) 徑向進(jìn)刀(圖2a) 是基礎(chǔ)的進(jìn)給方式, 編程簡(jiǎn)單, 左、右切削刃后刀面磨損均勻, 牙型與刀頭的吻合度高; 但切屑控制困難, 可能產(chǎn)生振動(dòng), 刀尖處負(fù)荷大且溫度高。適合于小螺距(導(dǎo)程) 螺紋的加工以及螺紋的精加工。
2) 側(cè)向進(jìn)刀(圖2b) 屬較為基礎(chǔ)的進(jìn)刀方式, 有專用的復(fù)合固定循環(huán)指令編程,可降低切削力, 切屑排出控制方便; 但由于純單側(cè)刃切削, 左、右切削刃磨損不均勻, 右側(cè)后刀面磨損大。適合于稍大螺距(導(dǎo)程) 螺紋的粗加工。
3) 改進(jìn)式側(cè)向進(jìn)刀(圖2c) 由于進(jìn)刀方向的略微變化, 使得右側(cè)切削刃也參與一定程度的切削, 一定程度上抑制了右側(cè)后刀面的磨損, 減小了切削熱, 改善了側(cè)向進(jìn)刀的不足。
4) 左右側(cè)交替進(jìn)刀(圖2d) 的特點(diǎn)是左、右切削刃磨損均勻, 能延長(zhǎng)刀具壽命,切削排出控制方便; 不足之處是編程稍顯復(fù)雜。適用于大牙型、大螺距螺紋的加工, 甚至可用于梯形螺紋的加工, 在編程能力許可的情況下推薦使用。
另外, 在加工梯形螺紋時(shí)還經(jīng)常采用一種分層切削式進(jìn)刀方式。
(2) 進(jìn)刀深度(又稱切削深度) 螺紋加工多次切削的進(jìn)刀深度選取方式有兩種———恒切削面積與恒切削深度進(jìn)刀, 如圖3 所示。
圖3 進(jìn)刀深度控制
a) 恒切削面積 b) 恒切削深度
1) 恒切削面積進(jìn)刀, 每次進(jìn)刀的切削面積相等, 即Ai=常數(shù)。該方法是數(shù)控車(chē)螺紋時(shí)最常用的方法, 且通常加工效率最高; 每次走刀的切削力均勻, 有利于提高刀具壽命。
2) 恒切削深度進(jìn)刀, 其每一刀的切削深度相等, 即api = 常數(shù)。該方式切屑厚度不變, 可優(yōu)化切屑形狀。不足之處是走刀次數(shù)較多, 僅作為一種補(bǔ)充方案。
4螺紋加工常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法
螺紋加工常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法見(jiàn)表1。
表1 螺紋加工常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法
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