利用宏指令加工雙線圓弧型螺紋

李勇強

摘 要：數控車床提供了多種車削螺紋的功能，這是數控車床優越性的一個重要體現。但經濟型數控車床簡化了許多功能，特別是多頭螺紋切削時，不能夠自動分度，因此像圖一雙線圓弧型螺紋的加工就不能直接調用指令進行加工，本文借助經濟型數控車床可加工連續螺紋的特點，利用宏指令實現粗、精加工雙線圓弧型螺紋的方法，實現螺紋加工的自動粗、精加工，其通用性、靈活性、實用性強。

關鍵詞：螺距；分度；宏指令；成型車刀

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0072-02

1 前言

隨著數控技術的快速發展以及數控車技能大賽的舉行，在數控車競賽中會經常遇到復雜螺紋的加工，如梯形螺紋、球面螺紋、圓弧形螺紋等。采用常規的數控編程指令不但程序量大，復雜，而且容易出錯難以滿足生產要求。在機械結構功能要求不斷提高的同時，對一些零件的結構也提出了很高的要求，軸套內表面油槽的形狀就是其中的一個代表。為了能更好的起到潤滑的效果，油槽做成“∞”字型回路（雙線圓弧型螺紋），這種油槽回路廣泛的應用在機械傳動的潤滑當中。我校辦工廠汽修車間新引進的輪式裝載機工作裝置中應用了許多軸套，其內表面有雙向“∞”字形油槽（雙線圓弧型螺紋），油槽的展開圖如圖1所示。為了提高油槽的加工質量和效率，本人在實際工作中總結了一種簡單快捷的加工方法----雙向借螺距的方法，來實現雙“∞”油槽（雙線圓弧型螺紋）的加工，現在一起來探討一下。

2 雙線圓弧型螺紋的加工的難點

上圖雙“∞”字油槽所示其實就是在不損壞密封槽的情況下實現大螺距旋雙線圓弧螺紋的加工，不同設備實現這一功能的難點。

（1）在普通車、銑床上加工：加工精度低、效率低，勞動強度大，要設計掛輪以及分度盤的計算，且經常出現廢品；

（2）在數控車床上加工：提高了加工效率和加工質量；

（3）在四軸加工中心上加工：設備昻貴，編程復雜。

3 在數控車床（FANUC Series OiMate-TD系統）上進行雙線圓弧螺紋的加工

由于數控車床（FANUC Series OiMate-TD系統）中并沒有多頭螺紋的切削指令，因此像圖一（雙線圓弧型螺紋）的加工就不能直接調用指令進行加工，在滿足同等要求下，使用雙向借螺距的方法來實現圖一（雙線圓弧型螺紋）的加工，這也不失為一種解決問題的措施。下面就數控車床（FANUC Series OiMate-TD系統）的雙線圓弧型螺紋的加工進行分析。

（1）在目前的數控車床中，螺紋切削一般有三種加工方法：G32單一直進式切削方法、G92單一固定循環直進式切削方法和G76斜進式切削方法，兩種加工方法的編程指令。

1）G32編程背吃刀量分配方式一般為常量值，雙刃切削，其每次背吃刀量一般由編程人員編程給出，車完停留在終點。

2）G92編程背吃刀量分配方式一般為常量值，雙刃切削，其每次背吃刀量一般由編程人員編程給出，車完回到起點，實現單一固定循環。

3）G76編程背吃刀量分配方式一般為遞減式，其切削為單刃切削，背吃刀量由控制系統自動計算給出。

（2）數控車床（FANUC Series OiMate-TD系統）的等螺紋的切削指令G92的特點：當前一個程序段為螺紋切削程序段時，而現在程序段也是螺紋切削，在切削開始時，檢測起始角度信號，開始移動；G92編程背吃刀量分配方式一般為常量值，雙刃切削。

G92 X（U）__Z（W）__F___ Q___（在此程序段中，Q值檢測起始角度信號）

即可以加工分度螺紋，因此我們就利用這一特點，用分度螺距的方法來實現左右旋多線螺紋的加工。

4 雙線圓弧型螺紋加工的工藝分析及編程

以圖2為例，對該工件進行加工工藝分析及編程。該工件是軸套的潤滑油槽，是一個典型的雙“∞”字油槽（雙線圓弧型螺紋）工件，導程為56mm，螺距為28mm，牙型為圓弧形，槽寬為4mm，槽深2mm，表面粗造度全部3.2，未注倒角0.5X45。，毛坯￠40X100.如圖2所示。

4.1 加工工藝安排

（1）車平端面，鉆中心空。

（2）一夾一頂，夾毛坯10mm，伸出90mm采用活動頂尖一頂。

（3）粗，精車外圓￠36至尺寸要求。

（4）粗，精車兩個R2圓弧型槽。

（5）粗，精車右旋第一條圓弧型螺紋。

（6）利用螺紋指令Q值分度，粗，精車右旋第二條圓弧型螺紋。

（7）粗，精車左旋第一條圓弧型螺紋。

（8）利用螺紋指令Q值分度，粗，精車左旋第二條圓弧型螺紋。

（9）倒角、去毛刺然后切斷取好總長68至尺寸要求。

（10）檢查工件。

4.2 刀具的選擇

（1）T1號刀的選擇：需要車平端面和外圓￠36。故1號刀采用90。外圓車刀右偏刀，刀具材料選擇P類（鎢鈦鈷類YT15）。

（2）T2號刀的選擇：需要車兩R2圓弧槽和雙線圓弧型螺紋。故2號刀采用R2圓弧型成型車刀。刀具材料選擇高速工具鋼（W6Mo5Cr4V2）。

對于R2圓弧型成型螺紋車刀，其幾何角度為：

1）刀尖角等于R2圓弧型。

2）徑向前角一般為0°～15°。螺紋車刀徑向前角對牙型角有很大影響，為了減小隊牙型角的影響，徑向前角應取得小一些，=0°

3）工作后角一般取3°～5°。由于螺旋升角會使車刀沿進給方向 一側的工作后角變小，使另一側的后角增大，為了避免車刀后面與螺紋牙側發生干涉；保證切削順利進行，車刀沿進給方向一側成工作后角加上螺紋升角；為了保證車刀的強度，另一側的后角則磨成工作后角減去螺紋升角。對于車削右旋螺紋，即=（3°～5°）+；=（3°～5°）-。為了減少刀具數量和換刀時間，所以采用2號刀R2圓弧型成型車刀分別車右旋和左旋螺紋。

則==（3°～5°）+

因為tan=56/3.14 X 34 =27°

所以==（3°～5°）+27°=（30°～32°）

取==30°

如圖3所示。

T3號刀的選擇：根據加工工藝安排，最后需要切斷取總長68。故3號刀采用切斷刀，刀具材料選擇高速工具鋼（W6Mo5Cr4V2）。

以上所述是雙線圓弧型螺紋的加工，此方法對于其他的多頭螺紋加工也適用。同時，在應用時還需要注意以下幾點：

（1）G92直進式切削方法，由于兩側刃同時工作，因此兩側刃磨損較大。加工時應充分澆注冷卻液。

（2）根據不同的零件要求，合理的選擇刀具各個幾何角度；

（3）根據不同情況正確設定切削起始點、終止點的位置；

（4）由于大螺距螺紋的螺紋升角較大，且兩側忍同時工作，所以刀具兩側切削刃的刃磨后角等于工作后角加上最大螺紋升角ψ，即ao=（3o～5o）+ψ，但同時又要保證刀具的剛性。

參考文獻

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