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發布時間：2021-01-12 15:49
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在現代工業出產中，運用數控車床加工螺紋，能大大前進出產功率、保證螺紋加工精度，減輕操作工人的勞動強度。但在高職院校的數控車床實習訓練教育中普遍存在如下現象：部分教師和絕大多數學生對螺紋加工感到扎手，特別是加工多頭螺紋，更加莫衷一是。下面通過螺紋零件的實踐加工分析，闡述多頭螺紋的加工步驟和辦法。
一、螺紋的底子特性
在機械制造中，螺紋聯接被廣泛運用，例如數控車床的主軸與卡盤的聯合，方刀架上螺釘對刀具的穩固，絲杠螺母的傳動等。它是在圓柱或圓錐外表上沿著螺旋線所構成的具有規定牙型的接連凸起和溝槽，有外螺紋和內螺紋兩種。按照螺紋剖面形狀的不同，主要有三角螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋和矩形螺紋四種。按照螺紋的線數不同，又可分為單線螺紋和多線螺紋。在各種機械中，螺紋零件的作用主要有以下幾點：一是用于聯接、緊固;二是用于傳遞動力，改動運動形式。三角螺紋常用于聯接、穩固;梯形螺紋和矩形螺紋常用于傳遞動力，改動運動形式。由于用處不同，它們的技能要求和加工辦法也不一樣。
二、加工辦法
螺紋的加工，跟著科學技能的開展，除選用一般機床加工外，常選用數控機床加工。這樣既能減輕加工螺紋的加工難度又能前進作業功率，并且能保證螺紋加工質量。數控機床加工螺紋常用G32、G92和G76三條指令。其間指令G32用于加工單行程螺紋，編程任務重，程序復雜;而選用指令G92，可以結束簡略螺紋切削循環，使程序修改大為簡化，但要求工件坯料事前有必要通過粗加工。指令G76，克服了指令G92的缺點，可以將工件從坯料到制品螺紋一次性加工結束。且程序簡捷，可節約編程時間。
在一般車床上進行多頭螺紋車削一直是一個加工難點：當地一條螺紋車成之后，需求手動進給小刀架并用百分表校正，使刀尖沿軸向準確移動一個螺距再加工第二條螺紋;或許打開掛輪箱，調整齒輪嚙合相位，再順次加工其他各頭螺紋。受一般車床絲杠螺距過失、掛輪箱傳動過失、小拖板移動過失等多方面的影響，多頭螺紋的導程和螺距難以到達很高的精度。并且，在整個加工進程中，不可避免地存在刀具磨損甚至打刀等問題，一旦換刀，新刀有必要準判定位在未結束的那條螺紋線上。這一切都要求操作者具有豐富的經歷和高明的技能。可是，在批量出產中，單靠操作者的個人經歷和技能是不能保證出產功率和產品質量的。在制造業現代化的今日，數控機床和數控系統的運用使許多一般機床和傳統工藝難以操控的精度變得容易結束，并且出產功率和產品質量也得到了很大程度的保證。
三、實例分析
現以FANUC系統的GSK980T車床，加工螺紋M30×3/2-5g6g為例，闡明多頭螺紋的數控加工進程：
工件要求：螺紋長度為25mm，兩頭倒角為2×45°、牙外表粗糙度為Ra3.2的螺紋。選用的材料是為45#圓鋼坯料。
1.準備作業。通過對加工零件的分析，運用車工手冊查找M30×3/2-5g6g的各項底子參數：該工件是導程為3mm紋且螺距為1.5(該參數是查表的重要根據)的雙線螺;大徑為30，公差帶為6g，查得其標準上過失為-0.032、下過失為-0.268、公差有0.236，公差要求較松；中徑為29.026，公差帶為5 g，查得其標準上過失為-0.032、下過失為-0.150，公差為0.118，公差要求較緊;小徑按照大徑減去車削深度判定。螺紋的總背吃刀量ap與螺距的聯系近經歷公式ap≈0.65P，每次的背吃刀量按照初精加工及材料來判定。大徑是車削螺紋毛壞外圓的編程根據，中徑是螺紋標準檢測的規范和調試螺紋程序的根據，小徑是編制螺紋加工程序的根據。兩頭留有必定標準的車刀退刀槽。
2、正確挑選加工刀具。螺紋車刀的品種、材質較多，挑選時要根據被加工材料的品種合理選用，材料的商標要根據不同的加工階段來判定。關于45#圓鋼材質，宜選用YT15硬質合金車刀，該刀具材料既適合于粗加工也適合于精加工，通用性較強，對數控車床加工螺紋而言是比較適合的。別的，還需求考慮螺紋的形狀過失與磨制的螺紋車刀的視點、對稱度。車削45鋼螺紋，刃傾角為10°，主后角為6°，副后角為4°，刀尖角為59°16’，左右刃為直線，而刀尖圓弧半徑則由公式R=0.144P判定(其間P為螺距)，刀尖圓角半徑很小在磨制時要特別仔細。
四、多頭螺紋加工辦法及程序設計
多頭螺紋的編程辦法和單頭螺紋相似，選用改動切削螺紋初始位置或初始角來結束。假定毛坯已經按要求加工，螺紋車刀為T0303，選用如下兩種辦法來進行編程加工。
1.用G92指令來加工圓柱型多頭螺紋。G92指令是簡略螺紋切削循環指令，我們可以運用先加工一個單線螺紋，然后根據多頭螺紋的結構特性，在Z軸方向上移過一個螺距，然后結束多頭螺紋的加工。程序修改如圖。(工件原點設在右端面中心)
2.用G33指令來加工圓柱型多頭螺紋。用G33指令來編程時，除了考慮螺紋導程(F值)外，還要考慮螺紋的頭數(P值)來闡明螺紋軸向的分度角。
式中：X、Z——決對標準編程的螺紋結束坐標(選用直徑編程)。
U、W——增量標準編程的螺紋結束坐標(選用直徑編程)
F——螺紋的導程
P——螺紋的頭數
3.多頭螺紋加工的操控要素。在運用程序加工多頭中，要特別注意對以下問題的操控：(1)主軸轉速S280的判定。由于數控車床加工螺紋是依托主軸編碼器作業的，主軸編碼器對不同導程的螺紋在加工時的主軸轉速有一個極限識別要求，要用經歷公式S 1200/P-80來判定(式中P為螺紋的導程)，S不能超過320r/min，故取S280 r/min。(2)外表粗糙度要求。螺紋加工的終一刀底子選用重復切削的辦法，這樣可以獲得更潤滑的牙外表，到達Ra3.2要求。(3)批量加工進程操控。對試件切削運轉程序之前除正常要求對刀外，在FANUC數控系統中要設定刀具磨損值在0.3～0.6之間，地一次加工完后用螺紋千分尺進行精細測量并記載數據，將磨損值減少0.2，進行第2次主動加工，并將測量數據記載，今后將磨損補償值的遞減崎嶇減少并查詢它的減幅與中徑的減幅的聯系，重復進行，直至將中徑標準調試到公差帶的中心為止。在今后的批量加工中，標準的改動可以用螺紋環規抽檢，并通過更改程序中的X數據，也可以通過調整刀具磨損值進行補償。
?加工中心常用的幾種刀具
1加工中心常用的幾種刀具
在加工中心上，其主軸轉速較一般機床的主軸轉速高1～2倍，某些特殊用處的數控機床、加工中心主軸轉速高達數萬轉，因而數控機床用刀具的強度與耐用度至關重要。目前涂層刀具與立方氮化硼等刀具已廣泛用于加工中心，淘瓷刀具與金剛石刀具也開端在加工中心上運用。一般來說，數控機床用刀具應具有較高的耐用度和剛度，刀具資料抗脆性好，有良好的斷屑功用和可調易替換等特色。例如，在數控機床上進行銑削加工時挑選刀具要注意如下關鍵：
平面銑削時應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時，盡量選用二次走刀加工，地一次走刀蕞好用端銑刀粗銑，沿工件外表接連走刀。選好每次走刀寬度和銑刀直徑，使接刀痕不影響精切走刀精度。因而加工余量大又不均勻時，銑刀直徑要選小些，反之，選大些。精加工時銑刀直徑要選大些，蕞好能容納加工面的整個寬度。
加工中心刀具
立銑刀和鑲硬質合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。為了軸向進給時易于吃刀，要選用端齒特殊刃磨的銑刀，如圖a所示。為了減少振動，可選用圖b所示的非等距三齒或四齒銑刀。為了加強銑刀強度，應加大錐形刀心，變化槽深，如圖c所示。
為了提高槽寬的加工精度，減少銑刀的種類，加工時可選用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后用刀具半徑補償功用銑槽的兩邊。
銑削平面零件的周邊概括一般選用立銑刀。刀具的結構參數可參考如下：
①刀具半徑R應小于零件內概括的蕞小曲率半徑ρ，一般取R=(O.8～0.9)ρ。
②零件的加工高度H≤(1／4～1／6)R確保刀具有足夠的剛度。
③粗加工內型面時，刀具直徑可按下式估算(見下圖)：
式中，δ1為槽的精加工余量；δ為加工內型面時的蕞大允許精加工余量；φ為零件內壁的蕞小夾角；D為工件內型面蕞小圓弧直徑。
加工中心刀具圖紙
數控加工中心加工曲面和變斜角概括外形時常用球頭刀、環形刀、鼓形刀和錐形刀等，見下圖。圖中的O點表示刀位點，即編程時用來計算刀具方位的基準點。加工曲面時球頭刀的使用普遍。可是越接近球頭刀的底部，切削條件就越差，因而近來有用環形刀(包含瓶底刀)替代球頭刀的趨勢。鼓形刀和錐形刀都可用來加工變斜角零件，這是單件或小批量出產中取代四坐標或五坐標機床的一種變通辦法。鼓形刀的刃口縱剖面磨成圓弧R1，加工中操控刀具的上下方位，相應改動刀刃的切削部位，可以在工件上切出從負到正的不同斜角值。圓弧半徑R1越小，刀具所能習慣的斜角規模就越廣，可是行切得到的工件外表質量就越差。鼓形刀的缺陷是刃磨困難，切削條件差，并且不習慣于加工內緣外表。錐形刀的狀況相反，刃磨容易，切削條件好，加工，工件外表質量也較好，可是加工變斜角零件的靈活性小。當工件的斜角變化規模大時需求中途分階段換刀，留下的金屬殘痕多，增大了手工銼修量。
2對刀技巧
對刀分為對刀儀對刀及直接對刀。我廠大部分車床無對刀儀，為直接對刀，以下所說對刀技巧為直接對刀。 先挑選零件右端面中心為對刀點，并設為零點，機床回原點后，每一把需求用到的刀具都以零件右端面中心為零點對刀;刀具接觸到右端面輸入Z0點擊丈量，刀具的刀補值里邊就會自動記錄下丈量的數值，這表示Z軸對刀對好了，X對刀為試切對刀，用刀具車零件外圓少些，丈量被車外圓數值（如x為20mm）輸入x20,點擊丈量，刀補值會自動記錄下丈量的數值，這時x軸也對好了；這種對刀方法，就算機床斷電，來電重啟后仍然不會改動對刀值，可適用于大批量長期出產同一零件，其間封閉車床也不需求重新對刀
3依據資料硬度挑選合理的轉速、進給量及切深。
1、碳鋼資料挑選高轉速，高進給量，大切深。如：1Gr11，挑選S1600、F0.2、切深
2mm;
2、硬質合金挑選低轉速、低進給量、小切深。如：GH4033，挑選S800、F0.08、切深0.5mm ;
3、鈦合金挑選低轉速、高進給量、小切深。如：Ti6，挑選S400、F0.2、切深0.3mm。以我加工某零件為例：資料為K414，此資料為特硬資料，通過屢次實驗，終究挑選為S360、F0.1、切深0.2，才加工出合格零件
4車刀刃磨操作口訣
常用車刀種類和資料，砂輪的選用
常用車刀五大類，切削用處各不同，
外圓內孔和螺紋，切斷成形也常用；
車刀刃形分三種，直線曲線加復合；
車刀資料種類多，常用碳鋼氧化鋁，
硬質合金碳化硅，依據資料選砂輪；
砂輪顆粒分粒度，粗細不同勿亂用；
粗砂輪磨粗車刀，精車刀選細砂輪。
5車刀刃磨操作技巧與注意事項
刃磨開機先查看，設備安全重要；
砂輪轉速穩定后，雙手握刀立輪側；
兩肘夾緊腰部處，刃磨平穩防抖動；
車刀高低須操控，砂輪水平中心處；
刀壓砂輪力適中，反力太大易打滑；
手持車刀均勻移，溫高燙手則暫離；
刀離砂輪應小心，保護刀尖先抬起；
高速剛刀可水冷，避免退火保硬度；
硬質合金勿水淬，驟冷易使刀具裂；
先停磨削后停機，人離機房斷電源
690°、75°、45°等外圓車刀刃磨步驟
粗磨先磨主后邊，桿尾向左偏主偏；
刀頭上翹 38 度，構成后角摩擦減；
接著磨削副后邊，終刃磨前刀面；
前角前面同磨出，先粗后精順序清；
精磨首先磨前面，再磨主后副后邊；
修磨刀尖圓弧時，左手握住前支點；
右手滾動桿尾部，刀尖圓弧天然成；
面評刃直穩中求，視點正確是關鍵；
樣板角尺細查看，經驗豐富可目測。
