谈数控车削圆弧螺纹的加工方法

2016-12-28梁金土邓旭桥

广东教育 2016年1期

关键词：圆弧形车刀螺距

梁金土邓旭桥

谈数控车削圆弧螺纹的加工方法

梁金土邓旭桥

随着数控技术的不断发展，近年来数控技能竞赛中出现了非标准螺纹的加工，传统的加工方法已经无法顺利完成非标准螺纹的加工。本文主要探讨圆弧牙底异形螺纹的加工方法。

数控车；异形螺纹；宏程序；加工方法

异形螺纹的螺距较大，加工较为复杂，对操作者的操作技能要求较高，特别是对于牙底是圆弧的异形梯牙螺纹，切削量大，易发生扎刀和崩刀的现象。如果我们能够选择适当的刀具和合理的加工方法，问题自然就会迎刃而解。

图1

一、加工准备

1.材料准备

加工图1所示的螺纹，单头圆弧牙底异形螺纹，材料为铝，毛坯为φ50。

2.刀具的选择

对于图1中圆弧牙底异形螺纹螺纹沟槽为半圆形，半径为4mm，半径值较大，选用直径为3mm的圆弧形车刀进行加工。圆弧形车刀是材料为金属陶瓷的机夹刀，如图2所示。

二、加工螺纹

图3

1.找准刀具定位点

加工前要进行对刀，先对Z轴，圆弧形车刀轻碰工件右端面，如图3所示，在对应刀补号输入Z1.5；然后对X轴，圆弧形车刀轻碰工件外圆，如图4所示，在对应刀补号输入X51，对刀完毕。

图4

2.加工步骤

加工螺纹时，应选择低转速，因为圆弧形异形螺纹的螺距较大，加工余量多，车削时车刀刀刃与工件接触范围大，切削力过大，易出现停床或扎刀的现象，所以应选择主轴转速为S150。

图5

(1)先用直进法进行加工

第一步：如图5所示，车刀定位在G00 X60 Z20，车刀从A点车削至B点。编程为：

G00 X60 Z20；

图6

G82 X51 Z-32 F12；

G82 X50.5 Z-32 F12；

……

G82 X43 Z-32 F12；

第二步：第一刀加工完毕后，剩余的切削余量如图5所示。接下来先加工左边的切削余量，刀具向左偏移。这时就会产生了一个问题，向左偏移多少？下面我们采用两组偏移量来进行对比：

①向左偏移2mm

刀具从C点车削至D点，如图6所示，车削到D点后，剩余的切削余量较大。在最后精车时，会因为加工余量大，刀具承受的切削力过大，容易造成崩刀和停床。

图7

②向左偏移1.5mm

图8

刀具从E点车削至F点，如图7所示，剩余的切削余量在合理的范围内。如果刀具向左偏移量过小，就会影响加工效率。所以第一步加工完毕后，刀具向左偏移Z-1.5，从E点车削至F点。编程为：

G00 X60 Z18.5；

G82 X51 Z-32 F12；

G82 X50.5 Z-32 F12；

……

G82 X41 Z-32 F12；

第三步：刀具向再左偏移1mm，从G点车削至H点，如图8所示。左边螺纹沟槽加工完毕。编程为：

G00 X60 17.5；

G82 X51 Z-32 F12；

G82 X50.5 Z-32 F12；

……

G82 X43.06 Z-32 F12；

图9

第四步：刀具向右偏移Z1.5mm，从I点车削至J点，如图9所示。

编程为：

G00 X59 Z21.5 ；

G82 X51 Z-32 F12；

G82 X50.5 Z-32 F12；

……

G82 X41 Z-23 F12；

图10

第五步：刀具再向右偏移1mm，从M点车削至N点，如图10所示。圆弧螺纹的加第一次工完毕。编程为：

G00 X60 Z22.5 ；

G82 X51 Z-32 F12；

G82 X50.2 Z-32 F12；

……

G82 X43.06 Z-23 F12；

(2)用对称切削法修整圆弧螺纹

使用宏程序编程加工螺纹时，为了使刀具能够沿着圆弧形状走一刀，所以我们必须找到刀具走刀的轨迹圆，根据刀具的圆弧半径为1.5，当刀刃与圆弧重合时，刀心走的轨迹是R2.5的圆弧刀具，如图11所示。具体的走刀轨迹是对称切削法：第一刀从半圆弧轨迹的右边开始加工，第一刀后，刀具来到圆弧形轨迹对称的左边进行加工，如图12所示，如此循环交替，直至螺纹加工完毕。