对于细长轴上的螺纹加工,一般采取搓丝加工或者普通车床上采取跟刀加工,这对操作者的技术提出很高的要求,并且效率低下,很难保证工件质量,而在数车上采用分段车削的方法就能很好的解决这个问题,下面我们以一个例子来说明这个问题。
工厂加工一批螺纹丝杠轴,螺纹规格为M48×4,长度773mm。长径比16,刚性差,数控车床使用常规方式无法加工。我们这里就采用分段编程加工的方法来实现。
1、加工设备及刀具刀片的选择
螺纹分段车削拟利用中心架的移动来保证工件的刚性,故加工设备应选择配有中心架(中心架移动方式手动或自动均可)通用数控车床。机夹螺纹车刀选择25*25螺钉固定式螺纹刀体,其特点通用性好,价格较低,更换刀片方便快捷,从而降低加工成本。根据螺距选择 VARDEX 4ER 4ISO外螺纹刀片。
2、车削方案设计
编制数控加工程序之前,首先要根据加工工艺要求,工件材料,刀具切削性能,加工设备刚性选择合适的切削参数,螺纹丝杆轴的材料为40CrNiMoA,螺纹为M48×4,通过查阅机械加工及刀具手册,综合考虑机床刚性选择主轴转速为720r/min,进给速度F为4mm/r,因为车削螺纹进给量即为螺距P。
2.1分段车削加工方案
外螺纹为M48×773mm,通常采用的方法是在普通设备上一夹一顶利用跟刀架分层加工,一方面容易缠绕铁屑导致刀具损坏,另一方面效率较低,劳动强度较大要人工去清理铁屑存在安全隐患,但在没有跟刀架的情况下,无论是普通车床还是数控车床我们都无法实现一次走刀将螺纹从头车到尾,因为工件刚性无法满足,如何化长为短,分小段加工是我们要解决的问题。
采用一夹一顶装夹方案,车外圆至48(0-0.3),控制直线度0.03mm以内,长度保证778mm(包含螺尾退刀距离),外螺纹长度为773。通常机床中心架与尾座顶尖之间有最小距离限制,所以第一段螺纹车削长度确定为273mm,最后一段为205(包含5mm螺纹退刀距离)中间均分3段,每段l00mm。每段加工时通过移动中心架位置来保证螺杆刚性。
2.2加工程序编制
螺纹加工中通常分为直螺纹和锥螺纹,直螺纹接锥螺纹或者锥螺纹接直螺纹的情况很少遇到,分段加工恰好就要用到此种链螺纹的加工方案,利用锥螺纹接直螺纹再接锥螺纹的方式完成分段螺纹之间的接刀,同时结合坐标系的偏移解决起刀点一致的问题。说明:坐标系偏移在带有中心架可以自动移动功能的设备上可以利用变量编程自动偏移坐标系,实现自动加工,手动移动中心架的设备,可以在手动移动中心架时手动偏移坐标系,详见以下宏程序:
第一段螺纹车削程序:
T0606
G97M3S720
M8
G0X300Z5
X55
#1=273
#2=0.65*4(螺纹加工牙高设为变量#2)
WHILE[#2GE0]DO1(判断牙高)
G0X[53-#2*2](定位)
G32X[48-#2*2]Z0F4(锥螺纹进刀)
G32Z-#1F4(加工螺纹)
G32[53-#2*2]Z-[#1+5]F4(锥螺纹退刀)
G0X55
Z5
#2=#2-0.2(变量自减)
END1
G00X300Z5
M00
其余四段更改#1赋值即可
以上仅供参考借鉴。