数控车床上加工梯形螺纹

Home / 数控车床上加工梯形螺纹 - 2018年4月30日 , by cncgz

一、梯形螺纹加工的工艺分析

1.梯形螺纹的尺寸计算梯形螺纹的代号梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示,单位均为mm。左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”,右旋则不用标注。例如Tr36×6,Tr44×8LH等。

国标规定,公制梯形螺纹的牙型角为30°。

梯形螺纹的牙型如图(1),各基本尺寸计算公式如表1-1。

数控车床上加工梯形螺纹

2.梯形螺纹在数控车床上的加工方法

直进法螺纹车刀X向间歇进给至牙深处(如图2a)。采用此种方法加工梯形螺纹时,螺纹车刀的三面都参加切削,导致加工排屑困难,切削力和切削热增加,刀尖磨损严重。当进刀量过大时,还可能产生“扎刀”和“爆刀”现象。这种方法数控车床可采用指令G92来实现,但是很显然,这种方法是不可取的。

斜进法螺纹车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处(如图2b)。采用此种方法加工梯形螺纹时,螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削,从而使排屑比较顺利,刀尖的受力和受热情况有所改善,在车削中不易引起“扎刀”现象。该方法在数控车床上可采用G76指令来实现。交错切削法螺纹车刀沿牙型角方向交错间隙进给至牙深(如图2c)。该方法类同于斜进法,也可在数控车床上采用G76指令来实现。

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切槽刀粗切槽法该方法先用切槽刀粗切出螺纹槽((如图2d),再用梯形螺纹车刀加工螺纹两侧面。这种方法的编程与加工在数控车床上较难实现。

3.梯形螺纹测量

梯形螺纹的测量分综合测量、三针测量、和单针测量三种。综合测量用螺纹规测量,中径的三针测量与单针测量如图3所示,计算如下:

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M=d2+4.864dD-1.866P

(dD表示测量用量针的直径,P表示螺距。)

A=(M+d0)/2(此处d0表示工件实际测量外径)

二、梯形螺纹编程实例

例:如图4所示梯形螺纹,试用G76指令编写加工程序。

1.计算梯形螺纹尺寸并查表确定其公差大径d=360–0.375;

中径d2=d-0.5P=36-3=33,查表确定其公差,故d2=33–0.118

–0.453

牙高h3=0.5P+ ac=3.5;

小径d3=d-2

h3=29,查表确定其公差,故d3=290–0.537;

牙顶宽f=0.366P=2.196

牙底宽W=0.366P-0.536ac=2.196-0.268=1.928

用3.1mm的测量棒测量中径,则其测量尺寸M=d2+4.864dD-1.866P=32.88,根据中径公差确定其公差,则M=32.88–0.118 –0.4532.编写数控程序

O0308;

G98 ;

T0202;

M03 S400;

G00 X37.0 Z3.0;

G76

P020530 Q50 R0.08;(设定精加工两次,精加工余量为0.16mm,倒角量等于0.5倍螺距,牙型角为30°,最小切深为0.05mm。)

G76

X28.75 Z-40.0 P3500 Q600

F6.0;(设定螺纹高为3.5mm,第一刀切深为0.6mm。)

G00X150.0

M05;

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过程中采用沿牙型角方向斜向进刀的方式,如图2b所示。在FANUC-0i系统中,有时还可采用如图2c所示交错螺纹切削方式,G76编程如下所示:

G76

X28.75 Z-40.0 K3500 D600 F6.0 A30.0

P2;

K:螺纹牙型高度。

D:第一次进给的背吃刀量。

A:牙型角度。

P2:采用交错螺纹切削

3.计算Z向刀具偏置值

在梯形螺纹的实际加工中,由于刀尖宽度并不等于槽底宽,因此通过一次G76循环切削无法正确控制螺纹中径等各项尺寸。为此可采用刀具Z向偏置后再次进行G76循环加工来解决以上问题,为了提高加工效率,最好只进行一次偏置加工,因此必须精确计算Z向的偏置量,Z向偏置量的计算方法如图5所示,计算如下:

设M实测-

M理论=2AO1=δ,则AO1=δ/2

如图5所示,四边形O1O2CE为平行四边形,则ΔAO1O2≌ΔBCE,AO2=EB。ΔCEF为等腰三角形,则EF=2EB=2AO2。

AO2=AO1×tan(∠AO1O2)=tan15°×δ/2

Z向偏置量EF=2AO2=δ×tan15°=0.268δ

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实际加工时,在一次循环结束后,用三针测量实测M值,计算出刀具Z向偏置量,然后在刀长补偿或磨耗存贮器中设置Z向刀偏量,再次用G76循环加工就能一次性精确控制中径等螺纹参数值。

三、结论

通过以上的实例分析我们可以得出结论,要想在数控机床上方便地加工出梯形螺纹,关键是做好如下几点:

1.合理选择梯形螺纹的加工指令,通常选G76指令。

2.准确设定G76指令的参数值,这些值通常通过对梯形螺纹的分析计算获得。

3.根据初步测量得出的中径值,精确计算出Z向刀具偏置值,从而准确控制梯形螺纹的中径值。

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