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加工中心車(chē)螺紋車(chē)刀
日期：2009年12月22 來(lái)源：沈陽(yáng)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(chē)削前應(yīng)將刀頭磨成與螺紋牙形相同的形狀。車(chē)削時(shí)，應(yīng)保證車(chē)刀的軸向位移與工件的角位移成正比。加工中心換句話說(shuō)，每當(dāng)工件轉(zhuǎn)一圈時(shí)，車(chē)刀相應(yīng)地在軸向移動(dòng)一個(gè)螺距(對(duì)于單線螺紋)或一個(gè)導(dǎo)程(對(duì)于多線螺紋)。
(一)對(duì)螺紋車(chē)刀的要求
螺紋車(chē)刀屬于成形車(chē)刀，要保證螺紋牙型精確，必須正確刃磨和安裝車(chē)刀。對(duì)螺紋車(chē)刀的要求主要有以下幾點(diǎn)：
(1)車(chē)刀的刀尖角一定要等于螺紋的牙型角。
(2)精車(chē)時(shí)車(chē)刀的縱向前角應(yīng)等于零度；粗車(chē)時(shí)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(chē)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(chē)刀兩側(cè)刃的直線性要好。
(二)車(chē)刀的裝夾
這里以梯形螺紋車(chē)刀的安裝為例。梯形螺紋常作為傳動(dòng)螺紋，一般精度要求較高，除刃磨時(shí)保證車(chē)刀幾何形狀正確外，車(chē)刀安裝的正確與否將直接影響精度的高低。若車(chē)刀裝得過(guò)高或過(guò)低，機(jī)床配件會(huì)造成縱向前角和縱向后角變化，不僅車(chē)削不順利，更重要的是會(huì)影響螺紋牙型角的正確性，車(chē)出的螺紋牙型側(cè)面不是直線而是曲線。如果螺紋車(chē)刀安裝得高低正確但左右偏斜，這種情況下車(chē)出的螺紋牙型半角不對(duì)稱(chēng)。
安裝梯形螺紋車(chē)刀的方法是：加工中心首先使車(chē)刀對(duì)準(zhǔn)工件中心，保證車(chē)刀高低正確，然后用對(duì)刀板對(duì)刀(最好用萬(wàn)能角度尺)，保證車(chē)刀不左右歪斜(見(jiàn)圖2—108)。另外車(chē)刀伸出不要太長(zhǎng)壓緊力要適當(dāng)。其他螺紋車(chē)刀的裝夾與梯形螺紋車(chē)刀相類(lèi)似，這里不作贅述。
(三)螺紋的車(chē)削方法
1．三角螺紋的車(chē)削
車(chē)削三角螺紋的方法有低速車(chē)削和高速車(chē)削兩種。低速車(chē)削使用高速鋼螺紋車(chē)刀，高速車(chē)削使用硬質(zhì)合金螺紋車(chē)刀。低速車(chē)削精度高，表面粗糙度小，但效率低。高速車(chē)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(chē)削螺紋在實(shí)踐中應(yīng)用最廣。低速車(chē)削方法有三種：
(1)直進(jìn)法。車(chē)削時(shí)只用中滑板橫向進(jìn)給，在幾次行程中螺紋車(chē)成形。這種加工容易保證牙型的正確性，但車(chē)削時(shí)車(chē)刀刀尖和兩側(cè)切削刃同時(shí)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(chē)削較小螺距的螺紋。
(2)左右切削法。車(chē)削螺紋時(shí)，除直進(jìn)外，同時(shí)用小滑板機(jī)床配件把車(chē)刀向左右微量進(jìn)給(俗稱(chēng) “趕刀”)，幾次行程后把螺紋車(chē)削成形。這種方法車(chē)削螺紋時(shí)，車(chē)刀只有一個(gè)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(chē)時(shí)為操作方便，除直進(jìn)外，小滑板只向一個(gè)方向作微量進(jìn)給，幾次行程車(chē)削成形。該方法操作方便、排屑順利，不易扎刀，但只適于粗車(chē)。
(4)高速車(chē)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(huì)拉毛牙型側(cè)面，影響螺紋精度。高速車(chē)削時(shí)，車(chē)刀兩側(cè)刃同時(shí)參加切削，加工中心切削力較大。為防止振動(dòng)及扎刀現(xiàn)象，常采用彈性刀桿。
2．梯形螺紋的車(chē)削
梯形螺紋的車(chē)削方法有低速車(chē)削和高速車(chē)削兩種，精度要求高時(shí)采用低速車(chē)削法。低速車(chē)削梯形螺紋有四種方法：
(1)車(chē)削較小螺距(戶<4mm)的梯形螺紋，可只用一把梯形螺紋車(chē)機(jī)床配件刀采用直進(jìn)法并用少量的左右進(jìn)給車(chē)削成形。
(2)粗車(chē)螺距大于4mm的梯形螺紋時(shí)可采用左右切削法或車(chē)直槽法。
(3)粗車(chē)螺距大于8mm的梯形螺紋時(shí)可采用車(chē)階梯槽的方法。
(4)粗車(chē)螺距大于18mm的梯形螺紋時(shí)，由于螺距大、牙槽深、切削面積大，車(chē)削比較困難，為操作方便提高車(chē)削效率可采用分層切削法。
以上四種方法只適用于粗車(chē)，加工中心精車(chē)時(shí)應(yīng)采用帶有卷屑槽的精車(chē)刀精車(chē)成形。高速車(chē)削梯形螺紋時(shí)，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(chē)螺紋時(shí)的軸向進(jìn)給距離分析
在數(shù)控車(chē)床上車(chē)螺紋時(shí)，沿螺距方向的Z向進(jìn)紿應(yīng)和車(chē)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(guò)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(chē)床機(jī)床配件拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、螺紋的螺距和精度有關(guān)。6，一般為2—5mm，對(duì)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(shí)，能保證在升速后使刀具接觸工件，刀具離開(kāi)工件后再降速。
數(shù)控車(chē)床加工螺紋時(shí)，加工中心因其傳動(dòng)鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具沿主進(jìn)給軸(多為z軸)方向位移一個(gè)螺距即可，不應(yīng)受到限制。但數(shù)控車(chē)螺紋時(shí)，會(huì)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(guò)高，其換算后的進(jìn)給速度of(mm／min)則必定大大超過(guò)正常值。
(2)刀具在其位移過(guò)程的始／終，都將受到伺服驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(chē)削螺紋必須通過(guò)主軸的同步運(yùn)行功能而實(shí)現(xiàn)，即車(chē)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(guò)高時(shí)，加工中心通過(guò)編碼器發(fā)出的定位脈沖(即主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)所發(fā)出的一個(gè)基準(zhǔn)脈沖信號(hào))將可能因“過(guò)沖”(特別是當(dāng)編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí))而導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋[俗稱(chēng)“爛(亂)牙”]。
鑒于上述原因，不同的數(shù)控系統(tǒng)車(chē)螺紋時(shí)推薦使用不同的主軸轉(zhuǎn)速范圍。
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