基于变螺距螺纹的车削加工工艺的探究

2017-06-19 16:34 [科技论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：摘要：本文以应用广泛的变螺距螺纹为实例，阐述了此类异性零件的车削加工工艺，为生产中解决此类零件的加工提供参考依据。关键词：变螺距螺纹；车削加工工艺；机械制造 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.011 1 引言随着机械制造业技术的快速发展，

　摘要：本文以应用广泛的变螺距螺纹为实例，阐述了此类异性零件的车削加工工艺，为生产中解决此类零件的加工提供参考依据。

　　关键词：变螺距螺纹；车削加工工艺；机械制造

　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.011

　　1 引言

　　随着机械制造业技术的快速发展，许多异形零件得到了广泛的使用，例如变螺距螺纹在塑料、食品、轻纺、汽车工业和橡胶使用的挤出机械上都大量使用，生产中经常会遇到此类异形零件的加工，如何精密地加工此类零件，在实际生产中存在较大的技术难度。笔者经过多年的实践探索，总结以变螺距螺纹异性零件车削加工的工艺及编程方法，可解决加工中的技术难点，下面就介绍下该异形零件的加工工艺和方法。

　　2 变螺距螺纹的车削加工工艺及加工方法

　　2.1 普通车床车削变螺距螺纹

　　（1）加工原理。在普通车床上加工图1零件，主要是解决变螺距问题，普通车床的现有功能是工件旋转一周，车刀进给一个螺距的位移，为了达到图纸要求，在车床完成主轴旋转一周，车刀进给一个螺距的位移的同时，还需按工件要求利用凸轮机构传给刀架一个附加的进给运动，使车刀在工件上形成所需的不等距螺纹。根据以上分析，设计图2所示的工装和图3所示的凸轮，拆除小滑板丝杠，把工件旋转通过交换齿轮传给凸轮，并且按照一定的传速比，通过凸轮的半径变化推动小滑板，从而使车刀加工出不同的变螺距。

　　（2）加工工艺分析。如图1所示，该零件是等槽宽变牙厚变螺距矩形螺纹，槽宽是5mm，牙厚依次递增1mm，第一个螺距是8mm，在工件螺纹长度100mm上应有9个螺距，分别是8，9，10，11，12，13，14，15，16，如果车刀在工件右端面7mm处开始进刀，则一共加工10个螺距。通�^交换齿轮机构使工件和凸轮的传速比为1：20，凸轮每转过18°，半径增大1mm，从而给车刀一个附加的进给运动，达到图纸的加工要求。

　　（3）加工方法和车削过程。

　　1）调整车床进给箱进给手柄位置，使工件获得7mm的螺距，拆除小滑板丝杠。

　　2）刃磨矩形螺纹车刀，刀头宽度为5mm，使用对刀板装好车刀，使车刀进给方向后角等于车刀工作后角加上最大螺纹升角。

　　3）车刀停在工件右端面7mm处，把床鞍刻度调整为零，让凸轮A处和从动杆7接触，合上开合螺母，开始加工，凸轮逆时针旋转，转过第一个18°等半径旋转，螺距不变化，以后每转过18°半径增大1mm，从而获得相应的螺距，工件旋转十周凸轮旋转180°，退出车刀，工件反转，凸轮也反转，通过弹簧8使小滑板复位，当车刀回到零位时，开始第二次进刀，通过中滑板控制螺纹的切削深度，循环往复，直至达到图纸加工要求。

　　2.2 数控车床车削变螺距螺纹

　　2.2.1 加工工艺分析

　　图1零件右端是等槽宽变螺距螺纹，FANUC OTD 6136数控车床提供了车削变螺距螺纹的功能指令G34、G35，通过R参数变量运算，可直接编程车削变螺距螺纹。

　　车削变螺距螺纹指令格式为：G34 X…Z…I（/K）…F…；螺距增加的螺纹。 G35 X…Z…I（/K）…F…；螺距减小的螺纹。其中“X…Z…”表示螺纹切削终点的绝对坐标值，“I（/K）…”表示X轴（或Z轴）的起始螺距，取其中较大者，另一个较小的螺距尺寸不用给出；“F…”表示螺距变化量。

　　因变螺距螺纹的第一个螺距是8mm，螺距变化量1mm，故刀具起点距离右端面应等于7mm，将工件坐标系原点始终设定在工件装夹后右端面中心上。

　　2.2.2 加工方法及程序

　　（1）先用G71指令加工左端外形，掉头装夹，用G90指令加工右端外形至尺寸。

　　（2）刃磨车刀，刀头宽度等于5mm，由于变螺距螺纹的螺纹升角随着螺距增加而增大，所以刀具在进给方向后角等于工作后角加上最大螺纹升角，使用对刀板把车刀装好。

　　（3）加工程序如下：

　　O0001 程序名

　　N10 G21G97G99G40；程序初始化

　　N20 M03S100T0101；主轴正转，转速100r/min，选用1号螺纹车刀

　　N30 G00X40Z7；快速定位至起刀点

　　N40 M98 P500011；第一次调用子程序50次，加工变螺距螺纹

　　N50 G00 X100Z10M05；返回刀具换刀点，主轴停止

　　N60 M30；程序结束

　　子程序 0011

　　N10 G01 U-0.2；每刀背吃刀量0.2

　　N20 G34 Z-107K7F1；变螺距切削，每转螺距增加1mm

　　N30 G00 U12； X向退刀，退出牙槽

　　N40 Z7； Z向退刀，回到加工起点

　　N50 U-12； X向进刀，进到加工起点

　　N60 M99；子程序结束

　　3 结束语

　　通过以上对变螺距螺纹异形零件的车削加工分析，要善于设计辅助夹具和工装，完成一些异形零件的加工，尽量扩大车床使用范围，解决生产加工中的难题。同时通过两种方法加工的比较，使我们知道有些零件用数控车床加工，不仅不需工装夹具，而且提高效率，保证精度。实践证明：该程序不仅适用于FANUC OTD 6136数控车床，比该系统更高级的系统同样适用；该编程方法还能用于不同类型（普通螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹或蜗杆等）、不同增量的变螺距螺纹零件的加工，有效地缩短加工时间，提高加工效率，降低成本，为生产中解决此类零件的加工提供参考依据。

　　参考文献：

　　[1]潘应晖.变螺距螺纹数车编程[J].四川理工学院学报（自然科学版），2010（04）.

　　[2]陈雪.基于宏程序的变螺距螺杆的四轴铣削加工[J].包头职业技术学院学报，2015（06）.

　　[3]蒋勇，韩炼.在FANUC数控车床上高速加工梯形螺纹的宏程序模块设计[J].轻工科技，2016（06）.

（编辑：东北亚）

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