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数控车床车削螺纹的加工原理

目前数控机床从业人员普遍认为数控车床只能加工三角螺纹和小螺距螺纹,对于较大螺距的梯形螺纹也只能进行粗加

工和半精加工。因为数控加工梯形螺纹过程中,刀具磨损或者强度不够而损坏时无法保证零件的尺寸精度和图纸要求

需更换刀具,而数控车床在螺纹加工过程中刀具位置发生变化螺纹起点也发生变化,所以不能用来精加工。

1梯形螺纹加工时换刀具螺纹不乱纹的必要条件

无论是应用普通车床还是数控车床进行螺纹梯形螺纹车削,都要满足以下两个条件进行切削加工:

(1)螺纹的车削加工时,螺纹的螺旋线按照车床主轴旋转一周,刀具纵向移动一个螺距或者导程的规律进行螺纹加

工。

(2) 更换螺纹刀具后,在刀具刀位点统一的前提下,每次车削与粗车时起点一致就不会产生乱纹现象。

2数控车床车削螺纹的加工原理

数控车床进给系统和普通车床进给最大的区别是,主、进给传动分离。数控车床的主传动与进给采用了各自独立的伺

服电机,使传动链变得简单,可靠,同时各电机即可单独运动也可实现多轴联动。所以,数控车床车削螺纹时,溜板

箱上的纵向丝杠和螺母是由该轴的伺服电机直接进行驱动的。传动过程如下:主轴主轴脉冲发生器数控系统;电机

(或带有机械接口一纵向长丝杆、螺母)滑板箱刀架。

通过其传动途径可以看出,数控车床车削螺纹时,不是像普车那样通过主轴到溜板箱一系列传动链所控制,而是由数

控系统驱动电机进行控制的。设计者为了保证数控车床在车削螺纹时有固定的起刀点和退刀点在主轴上安装了光电脉

冲编码器,从而保证数控车削螺纹时通过与数控系统协调工作,使其能够准确实现刀具运动要求。原因是,光电编码

器的电压是由数控系统提供的,当与数控车床主轴同步转动的中心旋转一周时,光电编码器可发出两路或者多路脉冲

信号:一路是一个脉冲数所表示的定位脉冲,用来控制螺纹车削时的起刀点,保证了螺纹加工过程不会乱纹;另一路

是与定位脉冲信号相同的螺纹加工时的纵向进给脉冲信号,即主轴每旋转一周时发出数控所要求的脉冲信号,用来控

制所加工螺纹的螺距或者导程的大小。正因为如此,数控车床车加工螺纹是根据机床主轴每旋转一周,刀具纵向移动

一个螺距或者导程的规律而加工出来的。所以每一把成型的螺纹刀具只要刀位点一致就不会出现乱纹现象。

3数控车床的换刀原理

首先根据加工工艺我们为了便于控制每一把数控车刀在加工时的先后顺序、位移、起始位置及规定路线,须在加工前

进行对刀,从而建立工件坐标系,使每一把刀具刀位点通过系统补偿都能重合在工件坐标系的原点。进而可以得出,

每一把成型的梯形螺纹刀具在刀具刀位点统一的前提下,每次车削螺纹的起刀点一致,所以精加工梯形螺纹而不会出

现乱纹。

4梯形螺纹车削时主轴转速的选择

在数控车床上车削梯形螺纹零件时、采用高速车削不能很好的控制和保证零件的表面粗糙度,不能够满足零件图纸要

求,低速车削生产效率较低,提高加工成本,而加工过程中从高速直接变为低速时则会使梯形螺纹产生乱纹现象。为

求,低速车削生产效率较低,提高加工成本,而加工过程中从高速直接变为低速时则会使梯形螺纹产生乱纹现象。为

避免这一现象发生,变速车削时的乱纹问题可以通过简单方法解决,粗车梯形螺纹时首先采用高转速进行车削,在用

转速来精车修光。从而,既保证了梯形螺纹的尺寸精度和表面粗糙度又提高了生产效率。

5梯形螺纹车削时常用进刀方法分析

直进法:螺纹车刀X轴方向间歇车削至螺纹底径。此方法切削梯形螺纹时,螺纹车刀的三面切削刃都进行车削,加工中

容易导致排屑困难,切削热和切削力增加,刀尖磨损严重。当进给量过大时容易产生“扎刀”现象。该方法可以使用

螺纹车削固定循环指令G92实现,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车削至螺纹底径。应用此方法车削梯形螺纹时。螺纹车刀的三面切削刃只有

一个侧切削刃进行车削,排屑较为顺畅,刀尖的受热和受力情况得到改善,车削时不易产生扎刀现象。该方法可以使

用螺纹车削复合循环指令G76来实现。相对于直接进刀法,此方法是可取的。

综上所述:梯形螺纹等大螺距、导程的零件加工根据加工工艺应采用斜进法的G76指令进行车削加工。

6加工梯形螺纹时存在问题

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