加工变导程螺纹太难?宏程序实例教案,看完就明白了

2019-12-17     INNOCUT

变导程螺纹的应用十分广泛, 变导程丝杠就是其中的一个代表, 变导程螺纹还用于如饮

料罐装机械主传动部分的变导程螺旋杆; 在航空传输机械、塑料挤压机械、 饲料机械、 船舶上的变导程螺旋桨; 高速离心泵上的变导程诱导轮、 变导程螺旋桨动力装置以及汽车前转向悬挂上的变导程弹簧减振器等方面。 用数控车削方法加工变导程螺纹, 能够提高生产效率和加工质量。

1.变导程螺纹参数

变导程螺纹是一个导程按某些规律变化的螺纹,如图 所示的变导程螺纹,其导程是以增量值 T 递增变化的。

加工变导程螺纹时, 螺纹车刀切削刃上任意一点的轨迹是一条螺旋线, 沿圆周方向展开

为一直线,如图 5-35 所示。图中横坐标为圆周长,纵坐标为 导程,由于是变导程螺旋线,相邻圆周直线段的斜率不同,每 一直线段的升角增量为 α,其数值为:

α =arctg{( T·S)/[S2+Tm(Tm+ T)]} (1)

式中: Tm-- 任意一段导程( mm);

S-- 刀具切削刃上任意一点的回转周长( mm); T-- 变导程增量( mm)。

根据式 (1) 可以得出 α 与导程增量、导程变化以及螺纹外径变化之间的关系,当 α

较大时,为了保证两相邻螺旋线间平滑过渡, 采取圆弧或直线连接,因此, 整个变导程螺纹由两组曲线组成。对于升角增量较大的变导程螺纹,还须在过渡处修正,如图中放大M 处所示:

2.变导程螺纹的数控编程与加工

变导程螺纹分为二种:一种是等槽变牙宽变导程螺纹 (图 5-36 a),一种是等牙变槽宽变导程螺纹 (图 5-36 b)。

数控车床具有变导程螺纹车削的功能。 图 5-36a 所示的第一种槽宽相等、 牙宽均匀变化的变导程螺纹,在数控车床上可以用一定宽度的螺纹刀和变导程螺纹的切削指令 G34 进行加工;第二种变导程螺纹如图 5-36b 所示,这种变导程螺纹要保证牙宽相等、 槽宽均匀变化,加工相对第一种要难些。

1)变导程螺纹的切削指令 G34

指令格式:

G34 X(U)__ Z(W)__ F___K ±___;

说明: X(U)__ Z(W)__ :是指车削的终点坐标值,其中 U、W 是指切削终点相对起点的增量坐标值;

F__:是指螺纹起点处的导程;

K__;是指螺纹每导程的变化量,其增(减)量的范围,在系统参数中设定。

G34 指令与螺纹切削 G32 指令的应用规则相同。在加工时根据具体情况应注意:

(1)合理选择刀具宽度;

(2)正确设定 F 起始值和起刀点的位置;

(3)由于变导程螺纹的螺纹升角随着导程的增大而变大,所以刀具左侧切削刃的后角应为工作后角加上最大螺纹升角 ψ,即 a0=(3°~ 5°)+ψ。

2)编程示例

示例 1 用 G34 指令编程实现图 5-36 a 所示槽等牙宽变导程螺纹的加工。 螺纹牙形为方牙,螺纹大径已在前工序加工到尺寸。

(1)工艺分析

选用刀宽为 5mm 的方牙螺纹车刀 T0101,采用直进法分层切削螺纹。 粗切削时每次 X 向的进刀量为 0.3mm。

螺纹切削起点位置的确定

工件坐标系原点设定在工件右端面中心,变导程螺纹工件上的第一个导程标注是10mm,故刀具起刀点距离端面的距离应该等于 8mm(计算为:工件上的第一个导程 10mm减去导程变化量 2mm)。由此,程序中 G34 指令的 F 值应该为 8mm。所以选择编程的切削起点为距离端面 8mm 的位置,变导程螺纹切削加工程序段为:

…… ;

G34 Z-60. F8. K2. ;

…… ;

螺纹进行多次重复切削过程中,每次只是程序中的起刀点的 X 坐标值不断递进变化,而 G34 程序段一直是不变的。

由于要加工螺纹的最大螺距为 11mm,螺距较大,因此主轴转速要低,否则,机床进给会失步。

2.参考程序


示例 2 用 G34 指令编程实现图 5-36 b 所示等牙变槽宽变导程螺纹的加工。 螺纹牙形为方牙,牙顶宽 3mm,螺纹大径已在前工序加工到尺寸。

( 1)工艺分析

选用刀宽为 2mm 的方牙螺纹车刀 T0101, 采用直进法分层切削螺纹。 粗切削时每次 X 向的进刀量 为0.2mm。


螺纹切削起点位置的确定

工件坐标系原点设定在工件右端面中心,变导程螺纹工件上的第一个导程标注是6mm,故刀具起刀点距离端面的距离应该等于 5mm。

等牙变槽宽变导程螺纹的槽宽是按导程增量递增或递减变化的, 这就是说在单次的螺纹切削过程中, 刀具经过每个牙时所切到的宽度也应是递增或递减变化, 而刀具宽度是一定的,实现加工的方法可通过改变每次切削时的导程 F 来逐牙轴向递进完成车削。

第一刀切削与示例 1 方法一样, 先车出一个等槽变宽牙变导程的螺纹, 第二刀之后的螺纹切削仍用 G34 指令切削,指令格式以及每次切削时的导程计算如下:

其中:f0:起始切削等槽变宽牙变导程螺纹的导程值, 在本例中为刀具起刀点处的导程,为 5mm; f1:第 1 次切削等槽变宽牙变导程螺纹的导程值;

fn:第 n 次切削等槽变宽牙变导程螺纹的导程值,在本例中为 5+1=6mm; k:螺纹每导程的变化量,在此示例中 k 为 1; n:完成等槽变宽牙变导程螺纹切削的总次数, n 最小 =Ln/T,其中 Ln 为有效切削范围内最大的槽宽(本例中 L n为 8mm),T 为刀宽(本例中 T 为 2mm),则本例中 n 最小 =8/2=4,取 n=5 次;

( 2)参考程序



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文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/ubcjHW8BMH2_cNUgAhZY.html