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加工中心車螺紋車刀
日期：2009年12月22 來源：沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：加工中心
螺紋按牙形分，主要有三角形、矩形、梯形、鋸齒形等幾種。車削前應(yīng)將刀頭磨成與螺紋牙形相同的形狀。車削時，應(yīng)保證車刀的軸向位移與工件的角位移成正比。加工中心換句話說，每當(dāng)工件轉(zhuǎn)一圈時，車刀相應(yīng)地在軸向移動一個螺距(對于單線螺紋)或一個導(dǎo)程(對于多線螺紋)。
(一)對螺紋車刀的要求
螺紋車刀屬于成形車刀，要保證螺紋牙型精確，必須正確刃磨和安裝車刀。對螺紋車刀的要求主要有以下幾點(diǎn)：
(1)車刀的刀尖角一定要等于螺紋的牙型角。
(2)精車時車刀的縱向前角應(yīng)等于零度；粗車時允許有5*～15‘的縱向前角。
(3)因受螺紋升角的影響，加工中心車刀兩側(cè)面的靜止后角應(yīng)刃磨的不相等，進(jìn)給方向后面的后角較大，機(jī)床配件一般應(yīng)保證兩側(cè)面均有3*～5‘的工作后角。
(4)車刀兩側(cè)刃的直線性要好。
(二)車刀的裝夾
這里以梯形螺紋車刀的安裝為例。梯形螺紋常作為傳動螺紋，一般精度要求較高，除刃磨時保證車刀幾何形狀正確外，車刀安裝的正確與否將直接影響精度的高低。若車刀裝得過高或過低，機(jī)床配件會造成縱向前角和縱向后角變化，不僅車削不順利，更重要的是會影響螺紋牙型角的正確性，車出的螺紋牙型側(cè)面不是直線而是曲線。如果螺紋車刀安裝得高低正確但左右偏斜，這種情況下車出的螺紋牙型半角不對稱。
安裝梯形螺紋車刀的方法是：加工中心首先使車刀對準(zhǔn)工件中心，保證車刀高低正確，然后用對刀板對刀(最好用萬能角度尺)，保證車刀不左右歪斜(見圖2—108)。另外車刀伸出不要太長壓緊力要適當(dāng)。其他螺紋車刀的裝夾與梯形螺紋車刀相類似，這里不作贅述。
(三)螺紋的車削方法
1．三角螺紋的車削
車削三角螺紋的方法有低速車削和高速車削兩種。低速車削使用高速鋼螺紋車刀，高速車削使用硬質(zhì)合金螺紋車刀。低速車削精度高，表面粗糙度小，但效率低。高速車削效率高(可提高15—20倍)，措施合理的情況下也可獲得較小的表面粗糙度。因此高速車削螺紋在實(shí)踐中應(yīng)用最廣。低速車削方法有三種：
(1)直進(jìn)法。車削時只用中滑板橫向進(jìn)給，在幾次行程中螺紋車成形。這種加工容易保證牙型的正確性，但車削時車刀刀尖和兩側(cè)切削刃同時進(jìn)行切削，加工中心切削力較大，容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，因此只用于車削較小螺距的螺紋。
(2)左右切削法。車削螺紋時，除直進(jìn)外，同時用小滑板機(jī)床配件把車刀向左右微量進(jìn)給(俗稱 “趕刀”)，幾次行程后把螺紋車削成形。這種方法車削螺紋時，車刀只有一個側(cè)面進(jìn)行切削，不僅排屑順利，而且還不容易扎刀。但注意左右進(jìn)給量一定要小。
(3)斜進(jìn)法。粗車時為操作方便，除直進(jìn)外，小滑板只向一個方向作微量進(jìn)給，幾次行程車削成形。該方法操作方便、排屑順利，不易扎刀，但只適于粗車。
(4)高速車削三角螺紋。該方法只能用直進(jìn)法，而不能采用左右切削法，否則會拉毛牙型側(cè)面，影響螺紋精度。高速車削時，車刀兩側(cè)刃同時參加切削，加工中心切削力較大。為防止振動及扎刀現(xiàn)象，常采用彈性刀桿。
2．梯形螺紋的車削
梯形螺紋的車削方法有低速車削和高速車削兩種，精度要求高時采用低速車削法。低速車削梯形螺紋有四種方法：
(1)車削較小螺距(戶<4mm)的梯形螺紋，可只用一把梯形螺紋車機(jī)床配件刀采用直進(jìn)法并用少量的左右進(jìn)給車削成形。
(2)粗車螺距大于4mm的梯形螺紋時可采用左右切削法或車直槽法。
(3)粗車螺距大于8mm的梯形螺紋時可采用車階梯槽的方法。
(4)粗車螺距大于18mm的梯形螺紋時，由于螺距大、牙槽深、切削面積大，車削比較困難，為操作方便提高車削效率可采用分層切削法。
以上四種方法只適用于粗車，加工中心精車時應(yīng)采用帶有卷屑槽的精車刀精車成形。高速車削梯形螺紋時，為防止切屑拉毛牙型側(cè)面，不能用左右切削法，只能用直進(jìn)法。
(四)車螺紋時的軸向進(jìn)給距離分析
在數(shù)控車床上車螺紋時，沿螺距方向的Z向進(jìn)紿應(yīng)和車床主軸的旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，因此應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)加速或減速的過程中切削。為此要有引入距離6，和超越距離6。6，和6：的數(shù)值與車床機(jī)床配件拖動系統(tǒng)的動態(tài)特性、螺紋的螺距和精度有關(guān)。6，一般為2—5mm，對大螺距和高精度的螺紋取大值；6：一般為1—2mm。這樣在切削螺紋時，能保證在升速后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。
數(shù)控車床加工螺紋時，加工中心因其傳動鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時，刀具沿主進(jìn)給軸(多為z軸)方向位移一個螺距即可，不應(yīng)受到限制。但數(shù)控車螺紋時，會受到以下幾方面的影響：
(1)螺紋加工程序段中指令的螺距值，相當(dāng)于以進(jìn)給量／(mm／r)表示的進(jìn)給速度or，如果將機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，其換算后的進(jìn)給速度of(mm／min)則必定大大超過正常值。
(2)刀具在其位移過程的始／終，都將受到伺服驅(qū)動系統(tǒng)升／降頻率和數(shù)控裝置插補(bǔ)運(yùn)算速度的約束，由于升／降頻特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進(jìn)給運(yùn)動產(chǎn)生出的“超前”和“滯后”而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求。
(3)車削螺紋必須通過主軸的同步運(yùn)行功能而實(shí)現(xiàn)，即車削螺紋需要有主軸脈機(jī)床配件沖發(fā)生器(編碼器)。當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高時，加工中心通過編碼器發(fā)出的定位脈沖(即主軸每轉(zhuǎn)一周時所發(fā)出的一個基準(zhǔn)脈沖信號)將可能因“過沖”(特別是當(dāng)編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時)而導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋[俗稱“爛(亂)牙”]。
鑒于上述原因，不同的數(shù)控系統(tǒng)車螺紋時推薦使用不同的主軸轉(zhuǎn)速范圍。
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