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1、翻尔翔柳报浅雪海侧韶奋沂习翻夕砂娇、琳砖翻曰网喃数控撞床的螺纹加工齐齐哈尔北方机器有限责任公司黑龙江伽旧赵翔宇螺纹加工的常用方法主要有四种第一种是车削,主要用于加工各种回转体类零件的螺纹第二种是镬削,主要用于非回转体类零件和位置精度较高的孔系类螺纹加工如图所示第三种是滚丝等加工方法,主要用于大批量的生产标准件第四种是钳工加工,主要用于不适合机械加工的螺纹。州耀耀色乙产月月月曰曰日日日日图图全全至至 绝绝 日日日 汗一写写口口钊钊门门 日日日日日日门匕目目月卜刁刁杯杯司司胆 墓墓韭韭蒸蒸蒸口口口口鑫鑫鑫,“ 上上毛毛毛口口口口口口口口口遥明明明明明明明明明明明明明明明民民黔心夕闷闷闷闷闷闷闷闷闷
2、, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,【日巨巴石二刁刁二二二, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,、口口口口口口口口口口图幢削作为一种主要的加工手段在螺纹的加工中应用范围非常广泛。以前螺纹的加工主要使用普通卧式镬床来完成。随着数控技术的发展,数控撞床被广泛地应用于生产的各方面。在螺纹加工方面数控锉床的加工方法很多。以下仅对数控锉床加工螺纹的几种主要方法从编程、刀具、应用范围等方面进行分析。螺纹的铣削其加工原理是机床进行螺旋线插补的同时进行铣削,即机床在
3、轴平面内作圆弧插补的同时,轴作相应的直线插补,形成与被加工螺纹螺距一致的螺旋线。在数控锤床的螺纹铣削过程中,机床的运行轨迹是螺旋线,机床的进给量、主轴转速与螺纹的螺距无关,所以在切削过程中可以实时调整机床的进给量和主轴转速。在普通卧式撞床加工螺纹过程中,机床进行的是单纯的直线运动,而且进给量与主轴转速不能调节。在操作系统 中螺旋线插补为,指令。下面以图所示零件中内螺纹的加工为例,对数控锉床的螺纹铣削加工进行介绍。编程方式为二程序中代表沿顺时针方向圆弧轨迹运动代表沿逆时针方向圆弧轨迹运动代表螺旋线插补的终点坐标代表螺旋线的轴心坐标二代表螺旋线的整数圈数。在实际编程中需要注意的是如果螺旋线插补的圈
4、数刚好为整数圈时,则编程中二一如果螺旋线插补的圈数为非整数圈圈时,则编程中二即舍去圈的小数部分,例螺旋线插补的圈数为圈,则编程中二。尸 ”爪洲叫加夕曲川扣护加护叨衍加功“尸”盯知州创”切脚尸川幻州叫抽,叭护碑吸护,尹川扮咐加户加工过程加工材料为协的铝棒,使用的切削液为北京强力切削液厂生产的一型切削液。手柄加工程序如下部分刃洲刃一硒刃一移动刀具到一位置一倒角在一位置进行切断经过实践用上述方法加工出的零件手柄,端面基本没毛刺,加工完成后只需用抛光砂纸轻抛下端面便可以了。因为图刀具在切断工件时同时也对工件的左端面进和车削了。理卜收稿日期以拓粗截,冷加工,。目用曰叻如喊钾闭翻姗肠曰以姗撇、一、叭水卑她
5、扫教缈今币钟、峨娜以下为铣削加工内螺纹的程序,螺旋线的长度为,螺距二,故合计螺旋线长度 万螺距个螺距整数圈,一设置零件坐标系为,使用绝对坐标编程,执行进给量加一快速运行至,使用号刀具参数,主轴正转侧选择工作平面为平面,直线插补至,进给量一直线插补至一一几刀具半径右补偿,直线插补至螺旋线起点一,进给量耐一一二进行顺时针螺旋线插补,螺旋线终点为,一,螺旋线的轴心坐标以螺旋线起点为原点的相对坐标螺旋线的圈数为圈二一一取消刀具半径补偿,直线 插 补至直线插补至,进给量快速运行至程序结束由于加工原理不同,数控镬床螺旋线插补方法加工螺纹使用的刀具与普通卧式幢床加工螺纹有很大区别。在大批量生产中数控幢床可以
6、使用可转位内螺纹旋风铣刀进行加工,该刀具为机夹式,有多个切削刃,主轴每转进行多次切削,刀片为硬质合金材料,可以使用很高的切削速度,加工效率高如图。所示。在中批量生产中可以使用可转位单刃螺纹铣刀进行加工,该刀具为机夹式但只有一个切削刃,主轴每转只进行一次切削,由于使用的刀片为涂层硬质合金刀片,能够达到很高的切削速度,其加工效率较低,相应的刀具成本也较低如图所示。在单件和小批量生产中可以用硬质合金普通内螺纹镬刀头和粗铿刀杆配合进行加工,这种刀具的特点是只有一个切削刃为焊接硬质合金结构,切削速度低,加工效率低,但刀具通用性好成本低,适合加工螺距范围宽的螺纹如图所示。使用蛛纹铣刀螺纹梳刀进行铣削螺纹梳
7、刀可以分为机夹式和整体式两种形式,其总体结构为具有多个刀刃,每个刀刃上开有多个与被加工螺纹实体部分相同尺寸的槽,槽与槽之间符合标准螺距,槽与槽之间并没有螺纹升角,并在刀体上开有容屑槽。使用螺纹梳刀的加工原理与数控幢床螺旋线插补方法加工螺纹类似,区别在于螺纹梳刀加工螺纹只需进行圈螺旋线插补就可拼完成一个螺纹的加工,所以在程序中二一即二,参数省略。螺纹梳刀的结构和加工方法如图所示。为了方便的控制加工螺纹的尺寸,使用参数来记录刀具的半径值,并通过调整的数值来调整每次上刀的大小和加工螺纹的尺寸,下面仍以加工中内螺纹的程序为例介绍程序的编制暴昏可转位内螺纹旋风铣刀简图可转位单刃螺纹铣刀简图硬质合金普通内
8、螺纹检刀头和粗惶刀杆配合简图图螺纹梳刀零件主轴口进给一绕零件公转图设置零件坐标系为,使用绝对坐标编程,执行每分钟进给量一以 一快 速运行至,使用号刀具参数,主轴正转选择工作平面为平面,取消刀具半径补偿,直线插补至,进给量耐一直线插补至一二一直线插补至螺旋线起点二一,进给量二一一二一进行顺时针螺旋线插补,螺旋线终点为二一一螺旋线的轴心坐标二一以螺旋线起点为原点的相对坐标,螺旋线的圈数为圈二在程序中省略直线插补至直线插补至,进给量快速运行至程序结束么拭,冷加工冲介韶触它 】、嗽枷凡孟红顾颐曰数控镬床使用螺纹梳刀加工螺纹具有加工效率高的优点,适用于大批量生产。但其局限性也大,首先是刀具的通用性差,机
9、夹式梳刀的每种刀片只能加工固定一种螺距的螺纹,加工不同种类螺纹必须购置相应的刀片,而整体式螺纹梳刀也 只能加工固定一种螺距的螺纹,加工不同种类螺纹则需重新购买或制造。其次是螺纹梳刀不适合加工大螺距和螺纹长度较大的螺纹,主要是因为其切削刃长度大,又是进行断续切削,加工过程中切削力很大,刀具容易产生弹性变形造成误差,而且如果螺纹长度大于刀刃长度则进刀深度增加,螺纹梳刀将丧失加工效率高的优势。第三是螺纹梳刀的价格高,在单件、小批量生产中使用成本高。模仿普通撞床,用主轴转速与进给成比例的方法加工螺纹这种加工方法使用的刀具与普通镜床加工螺纹使用的刀具相同,主要有两种,硬质合金普通内螺纹撞刀头和粗撞刀杆配
10、合进行加工。该加工方法刀具精确调整的难度大,对工人的技术水平要求较高设备附件配备齐全的数控撞床可以使用多功能旋转切削刀架小刀架进行螺纹 加工,该附件可以完成镬螺纹、幢孔、切槽、切削平面、幢外圆等加工,容易实现刀具径向尺寸的精确调整,对工人技术水平要求低。这种加工方法可以利用补偿夹具攻螺纹指令柔性攻螺纹指令来编程,由于加工原理的要求,编程的原则是单位时间进给二单位时间主轴转速几、螺距尸。在加工中进给与主轴速度修调开关被指令设置为,即在指令执行过程中,进给量和单位时间主轴转速,只能是程序中设定的固定值,并且机床上的主轴和进给倍率开关失效。加工中靠多功能旋转切削刀架的微调装置来实现刀具径向尺寸的精确
11、调整,进而控制被加工螺纹的尺寸。仍以图中内螺纹的加工为例,螺距二,当主轴转速为。 二巧时,进给量二尸二、二。二设置零件坐标系为,使用绝对坐标编程,执行每分钟进给量,主轴定向二暂停加工使用号刀具参数,快速运行至城选择工作平面为平面,取消刀具半径补偿,直线插补至,进给量一直线插补至一主轴正转一材,进给量一柔性攻螺纹深度终点为一主轴停转二主轴定向二一直线插补至一刀具离开已加工平面,防止退刀过程中划伤螺纹直线插补至,进给量、快速运行至程序结束以上介绍的几种加工方法,由于加工原理和使用刀具等因素,一般适用于直径比较大的螺纹加工。对于直径较小的螺纹,我们采用丝锥攻螺纹的方法加工。数控撞床的攻螺纹加工可以分
12、为刚性攻螺纹不带补偿夹具的攻螺纹和柔性攻螺纹利用补偿夹具的攻螺纹两种方法,两种方法使用的刀具相同均为丝锥,但加工中对机床功能的要求和使用的刀柄不同。刚性攻螺纹要求机床的主轴必须具备主轴定向功能,而且对主轴的刚度要求较高,使用的丝锥可以用强力铣夹头刀柄夹紧。柔性攻螺纹不要求机床具备主轴定向功能,但丝锥必须使用攻螺纹夹头刀柄夹紧。该夹头具有过载保护功能,可以在丝锥切削负荷超过一定范围后,自动卸荷,防止丝锥折断。刚性攻螺纹和柔性攻螺纹都不能对同一处螺纹在第一次攻螺纹后,换刀进行第二次加工,否则将因为无法对刀而造成乱扣现象但刚性攻螺纹由于其所具备的主轴定向功能,可以在一次装夹且不换刀的情况下对同一螺纹
13、进行多次攻制,柔性攻螺纹则不具备这种能力。采用刚性攻螺纹方法加工螺纹,在加工过程中主轴转速可以根据生产实际情况通过主轴转速倍率开关进行人工实时调节,此时机床的进给量通过数控系统自动与主轴转速成比例的调节,保证进给量与主轴转速的比例关系符合被加工螺纹的螺距。但由于攻螺纹加工的切削力较大,而且在主轴转速调整过程中切削力变化大,容易损坏丝锥,所以在刚性攻螺纹过程中,应尽量避免急剧大幅度的改变主轴转速等切削参数。在刚性攻螺纹指令前面的程序段必须使用主轴定向指令二进行主轴定向。刚性攻螺纹用和犯指令来编程。攻螺纹攻螺纹返回其中、代表攻螺纹的深度,而代表向攻螺纹的螺距、代表向攻螺纹的螺距、代表向攻么找,冷加
14、工,。睡洲碑洲汀旧动们妇口口刀闭礴加目如恤娜城姗、呱、一螺纹的螺距,、的符号为正代表主轴为顺时针方向旋转加工螺纹为右旋,符号为负代表主轴为逆时针方向旋转加工螺纹为左旋。下面以螺纹孔的刚性攻螺纹加工为例介绍编程方法。设置零件坐标系为,使用绝对坐标编程,执行进给量以快速运行至,使用号刀具参数冲取消刀具半径补偿,选择工作平面为平面,直线插补至,进给量耐直线插补至二主轴定向二一刚性攻螺纹深度终点为一,右旋螺纹,螺距,主轴转速刚性攻螺纹退回至,螺距加快速运行至程序结束由于加工原理的区别,各种刀具加工前在对刀仪上的对刀方式也存在区别,如用螺旋线插补铣削螺纹和多功能旋转切削刀架加工螺纹,按图对刀时应保证刀尖
15、角的准确性,两条切削刃与水平方向对称且与理论刀尖角的延长线相切,此时对刀仪显示的数值即刀具的长度和半径尺寸,应注意刀尖圆角半径应小于螺纹牙底圆弧半径。在使用螺纹梳刀加工螺纹时除应保证以上各点外,还应检查刀具的圆跳动误差,保证各切削刃平面绕基准轴线刀柄和主轴的轴线回转时,处在同一圆柱面内。在零件结构允许的情况下,可以用刀具的第二个螺距切削刃作为刀具长度的对刀点,此时刀具强度最差的第一个螺距切削刃不参加切削,可以防止刀具的损坏,提高刀具寿命。在刚性攻螺纹和柔性攻螺纹加工中,由于使用刀具为丝锥,所以对刀只需测量刀具的长度,而不用考虑半径尺寸。在各种螺纹加工方法中,螺旋线插补铣削螺纹是比较有特点的一种
16、加工方法。在实际生产中,曾有一批铸造箱体类零件在局部补焊后进行螺纹加工,使用各种加工方法都不能加工合格,分析其原因是由于补焊点的硬度高,刀具在补焊点处的切削力比在其他未补焊位置大很多会产生严重的让刀现象,在其他未补焊位置已进差情况下,螺纹样柱在补焊点处不能通过。在分析后,采用螺旋线插补铣削螺纹的方法对其进行加工,由于在各种加工方法中螺旋线插补铣削螺纹的切削力最小,并且在加工中采取了减小背吃刀量,多次走刀,在补焊位置降低进给量等措施,加工后使用螺纹样柱检验合格,从而避免了这批产品的报废,在实际生产中有一定的借鉴意义。结语以上对数控惶床加工螺纹的几种方法进行了总结。这几种加工方法使用的加工原理、编
17、程方式、加工刀具和加工中需要注意的事项各不相同,在使用中需要根据实际生产情况进行选择。在本文中介绍的加工方法的编程方式是以使用操作系统的数控镬床为基础,并因机床生产厂家的设置不同,在编程和加工方面存在不同。使用数控幢床加工非回转体类零件和位置精度较高的孔系类零件的螺纹,可以提高加工效率,减少工具工装的设计,并为保证被加工零件的精度提供了良好的保证。倪卜收稿日期螺旋钱插补铣削姗纹和多功能旋转切削刀架加工姗纹的对刀图姗纹梳刀加工姗纹的对刀图图以色列“城市航空”公司用软件设计出全球第一架汽车式垂直起降飞机公司日前宣布,城市航空选择来设计新型一鹰飞机。城市航空公司与贝尔公司合作开发的这种汽车式飞机的另一个型号用于运载军队。城币航空公司的创始人及执行总裁心博士掩拙“从设计和建造未来的民用和军用飞机的市场需求上我们能够反思到,我们到底希望从软件包中得到什么效果。他又说在早期的设计过程中我们就注意到比其他同类软件更具优势。使我们能立刻做出精密的航空设计,处理大量复杂混合曲面在生产原型机之前,使用能生成从设计到产品的全部透视图,这让我们能大大降低了设计成本。此外,公司对我们的技术支持始终贯穿在我们的整个设计过程中。么截“冷加工冲的侧目泊如喊刀
