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技術文章

數控車床加工可變導程螺紋的編程方法

閱讀:956          發布時間:2022-1-31
         變導程螺紋在一些行業中應用極廣,但在生產加工中存在較大的技術難度,傳統的加工方法通常有兩類:一是在銑床上采用手工加工的方法完成,精度低、勞動強度大、效率低,且經常出現廢品;二是在臥式車床進給系統中增設一套輔助裝置(凸輪變速機構)實現變速加工,雖然能保證精度,但所需技術難度較大,設計成本較高,調變距增量較麻煩,且不利于推廣應用。而現代數控系統有強大的宏程序功能,用戶宏功能的變量運算可提高數控車床的加工能力。

         經筆者多年的經驗和實踐探索,已確定了一種可變導程螺紋加工的編程方法,很方便地解決變導程螺紋的技術難點。本文以華中數控世紀星HNc一21T的數控車床為例對編程進行探討,為生產中解決變導程螺紋加工提供參考依據。

 

    變導程螺紋是相鄰螺距不等的螺紋,其內槽表面是一個螺旋面(如圖1所示),加工時車刀運動軌跡是一條螺旋線,沿圓周方向展開為一直線,相鄰圓周直線段的斜率都不同(如圖2所示),每一直線段的升角增量為△α,其數值為:
    △α=arctan{(△P×s/[s²+Pm(Pm +△P)]}
式中Pm——任意一段的導程,mm
△P——變導程增量,mm
s -刀具切削刃上任意一點的回轉周長,mm

    根據上式可得出△d與導程增量、導程變化以及螺紋外徑變化之間的關系。當△“較大時,為了保證兩相鄰螺旋線問平滑過渡,采用圓弧連接(如圖2放大部分所示),因此在過渡處需解決修正問題。

 

    常用的變導程螺紋距變化規律如圖3所示,從圖中看出,螺紋的螺距是按等差級數規律漸變排列的,而我們使用的華中數控世紀星HNc—21T的數控車床編程系統沒有提供變導程螺紋切削指令,在其他相關教材上對變導程螺紋加工的講解也很簡單,只是從原理上講解了變導程螺紋的加工原理,可操作性差。筆者在加工實踐中體會到,使用用戶宏功能的變量運算,可很方便地實現不同增量的變導程螺紋的加工,提高了加工效率,保證了加工質量,可操作性強。

       M05

        M30

        以上宏程序使用了循環嵌套編程,在應用時還需要注意以下幾點:

       (1)根據不同的要求合理選擇刀具寬度。

       (2)由于本程序是直進法加工,若加工大導程螺紋時可通過修改程序,增設條件循環語句實現左右偏刀法或斜進法功能。

       (3)由于變導程螺紋的螺紋升角隨著導程的增大而變大,所以刀具左側切削刃的刃磨后角等于工作后角加上螺紋升角,即:α=(3°~5°)+ψ。
       對加工過程進行分析,結果表明:該編程方法能用于不同類型(普通螺紋、梯形螺紋、蝸桿或矩形螺紋等)、不同增量的可變導程螺紋零件的加工,并能有效地縮短加工時間,實現提高加工效率的目的。

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