螺紋車削加工方式、常見問題及解決方法

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發表于 2017-8-17 21:25:51 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

螺紋是機械工程中常見的幾何特征之一, 應用廣泛。螺紋的加工工藝較多, 如基于塑性變形的滾絲與搓絲, 基于切削加工的車削、銑削、攻螺紋與套螺紋、螺紋磨削、螺紋研磨等。其中, 螺紋車削是單件或小批量生產常用的加工方法一。作為數控車床, 螺紋車削加工是其基本功能之一。

1螺紋車削加工特點

　　螺紋數控加工不同于輪廓加工，其特點表現為：螺紋加工屬于成形加工，同時參加的切削刃較長，易出現啃刀與扎刀現象，一般均需多刀切削完成；為保證導程(或螺距) 準確，必須要有合適的切入與切出長度；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量；螺紋加工時的進給量與主軸轉速必須保持嚴格的傳動比，即F = Ph(mm/ r)，因此，加工時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，以不出現積屑瘤或刀具塑性損壞為原則。

2螺紋車削加工方式

　　螺紋存在右旋與左旋之分, 其加工方式與主軸轉向、刀具位置與進給方向有關。以外螺紋為例, 其加工方式如圖1所示。內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 所示為常見的右旋螺紋加工方式, 主軸正轉、前置正裝或后置反裝刀具、從右至左進給。若進給方向反向, 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、前置反裝或后置正裝刀具、從右至左進給。

　　若進給方向反向, 則為右旋螺紋加工, 如圖1d 所示。

3 螺紋車削進刀方式

　　(1) 進刀方式　螺紋加工必須多刀切削, 其進刀方式有以下幾種, 如圖2所示。

圖2　進刀方式

a) 徑向進刀　b) 側向進刀　c) 改進式側向進刀　d) 左右側交替進刀

　　1) 徑向進刀(圖2a) 是基礎的進給方式, 編程簡單, 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, 可能產生振動, 刀尖處負荷大且溫度高。適合于小螺距(導程) 螺紋的加工以及螺紋的精加工。

　　2) 側向進刀(圖2b) 屬較為基礎的進刀方式, 有專用的復合固定循環指令編程,可降低切削力, 切屑排出控制方便; 但由于純單側刃切削, 左、右切削刃磨損不均勻, 右側后刀面磨損大。適合于稍大螺距(導程) 螺紋的粗加工。

　　3) 改進式側向進刀(圖2c) 由于進刀方向的略微變化, 使得右側切削刃也參與一定程度的切削, 一定程度上抑制了右側后刀面的磨損, 減小了切削熱, 改善了側向進刀的不足。

　　4) 左右側交替進刀(圖2d) 的特點是左、右切削刃磨損均勻, 能延長刀具壽命,切削排出控制方便; 不足之處是編程稍顯復雜。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, 在加工梯形螺紋時還經常采用一種分層切削式進刀方式。

　　(2) 進刀深度(又稱切削深度) 　螺紋加工多次切削的進刀深度選取方式有兩種———恒切削面積與恒切削深度進刀, 如圖3 所示。

圖3　進刀深度控制

　a) 恒切削面積　b) 恒切削深度

　　1) 恒切削面積進刀, 每次進刀的切削面積相等, 即Ai=常數。該方法是數控車螺紋時最常用的方法, 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) 恒切削深度進刀, 其每一刀的切削深度相等, 即api = 常數。該方式切屑厚度不變, 可優化切屑形狀。不足之處是走刀次數較多, 僅作為一種補充方案。

4螺紋加工常見問題及解決辦法

　　螺紋加工常見問題及解決方法見表1。

表1　螺紋加工常見問題及解決方法