車螺紋時相關工藝知識內(nèi)螺紋

1、621相關工藝知識6211 進退刀點的選擇 螺紋加工指令在做切削進給運動過程中，包括有加速運動、恒速切削運動和減速運動三個過程。當螺紋刀接到指令開始進給時，進給速度從OF給定值時是加速運動。當加工快要終了時，由系統(tǒng)進行反饋判斷出即將結束加工，為達到準確的位置精度，刀具做減速運動，進給速度從F給定值0?，F(xiàn)在我們可以判斷出，螺紋頭部和尾部的加工，會造成螺紋螺距的減小，而產(chǎn)生不完全螺紋。因此，在編程時，螺紋頭部和尾部都應留出一定距離(將不完全螺紋留在非加工范圍內(nèi))，這兩個距離分別稱為升速進刀段1和降速退刀段2。1、2可利用經(jīng)驗公式進行計算：式中 n主軸轉(zhuǎn)速； F螺紋的導程(對于單頭螺紋則為螺距)；

2、1800常數(shù)，是基于伺服系統(tǒng)時間常數(shù)O0335得出的。由經(jīng)驗公式可以看出，l、2和導程(螺距)有關。加工普通的小螺距螺紋時，不用計算值，一般升速段1取50mm左右，2取20mm左右。但特別要注意的是1、2的距離值一定不要使刀具與工件或頂尖位置形狀發(fā)生干涉(必要時可以改變加工工藝方案或更改加工圖樣)。6212車削螺紋時主軸轉(zhuǎn)速的選取 車削螺紋的主軸轉(zhuǎn)速可按下面經(jīng)驗公式計算：式中 P-工件的螺距，mm； K保險系數(shù)，一般取80。當然，主軸的轉(zhuǎn)速選擇也不是惟一的。當使用一些高檔刀具切削螺紋時，其主軸轉(zhuǎn)速可以按照線速度200mmin選取(前提是數(shù)控系統(tǒng)能夠支持高速螺紋加工操作，一般經(jīng)濟型機床在高速加工

3、螺紋時會造成“亂牙”現(xiàn)象)。6213分層切削深度的選擇 如果螺紋牙型較深，螺距較大，可分幾次進給。每次進給的背吃刀量用螺紋深度減精加工背吃刀量所得的差按遞減規(guī)律分配，如圖68所示。常用螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量可參考表61和表62選取。在實際加工中，當用牙型高度控制螺紋直徑時，一般通過試切來滿足加工要求。表6-1常用公制螺紋切削次數(shù)與背吃刀量 單位：mm 公制螺紋 螺距 1.0 1.5 2O 2.5 3.0 3.5 4O 牙深 O649 0.974 1.299 1.624 1.949 2.273 2.598第1次 0.7 O8 O9 1O 1.2 1.5 1.5第2次 0.4 O6 0.6

4、0.7 0.7 O7 O8第3次 O2 0.4 O6 O6 O6 0.6 O6第4次 O16 O4 0.4 O4 0.6 0.6背吃刀量第5次 0.1 0.4 0.4 0.4 O4及切削次數(shù)第6次 0.15 O4 O4 O4第7次 0.2 O2 O4第8次 0.15 0.3第9次 0.2說明：當然，螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量也需根據(jù)不同的加工材質(zhì)和刀具質(zhì)量自定選取，但一定要遵循逐漸遞減的原則。6214螺紋車刀的裝夾方法 車削螺紋時，為了保證齒形正確，對安裝螺紋車刀提出了較嚴格的要求。 (1)刀尖高裝夾螺紋車刀時，刀尖位置一般應與車床主軸軸線等高。特別是內(nèi)螺紋車刀的刀尖高必須嚴格保證，以免出現(xiàn)

5、“扎刀”、“阻刀”、“讓刀”及螺紋面不光等現(xiàn)象。表11-2常用英制螺紋切削次數(shù)與背吃刀量 單位：in 英制螺紋 牙in 24牙 18牙 16牙 14牙 12牙 10牙 8牙 牙深 O678 O904 1.016 1.162 1.355 1.626 2.033第1次 O8 O8 O8 O8 O9 1O 1.2第2次 O4 O6 O6 0.6 O6 O7 O7第3次 O16 O3 O5 O5 O6 O6 O6第4次 O11 O14 0.3 O4 O4 O5 背吃刀量及切削次數(shù)第5次 O13 O21 O4 O5第6次 O16 O4第7次 O17第8次第9次 當高速車削螺紋時，為防止振動和“扎刀”，其

6、硬質(zhì)合金車刀的刀尖應略高于車床主軸軸線01O3mm。 (2)牙型半角 裝夾螺紋車刀時，要求它的刀尖齒形對稱并垂直于工件軸線如圖611(c)所示，即螺紋車刀兩側(cè)刀刃相對于牙型對稱中心線的牙型半角應各等于牙型角的一半(鋸齒型螺紋和其他不存在牙型半角的非標準螺紋無此項要求)。它通過牙型對稱中心線與車床主軸軸線處于垂直位置的要求來安裝螺紋刀。圖611外螺紋刀安裝圖612內(nèi)螺紋刀的安裝 如果外螺紋刀裝歪，如圖611(b)所示，所車螺紋就會產(chǎn)生牙型歪斜等質(zhì)量異?，F(xiàn)象，而影響正常旋合。外螺紋車刀裝刀時可按照圖6一11(a)所示，用樣板校對刀型與工件垂直的對刀方法安裝、鎖緊螺紋刀。內(nèi)螺紋車刀裝刀時可按照圖61

7、2所示，用樣板校對刀型與工件端面平行的方法安裝內(nèi)螺紋刀。 (3)刀頭伸出長度 刀頭一般不要伸出過長，約為刀桿厚度的115倍。內(nèi)螺紋車刀的刀頭加上刀桿后的徑向長度應比螺紋底孔直徑小35mm，以免退刀時碰傷牙頂。62。15 內(nèi)螺紋孔徑的計算 由于國家標準規(guī)定螺紋孔徑有很大的公差，內(nèi)螺紋小徑的基本尺寸與外螺紋小徑的基本尺寸相同，為了計算方便，可用近似公式：d1=d一(111)P式中d1內(nèi)螺紋小徑尺寸； d內(nèi)螺紋大徑尺寸； P螺距。 當用絲錐攻制內(nèi)螺紋或高速切削塑性金屬內(nèi)螺紋時，螺紋孔徑加工尺寸推薦： d1=dP 當車削脆性金屬(鑄鐵等)，或低速車削內(nèi)螺紋(尤其是細牙螺紋)時，螺紋孔徑推薦： d1=d

8、一11P 6216 車削螺紋時常見故障分析 車削螺紋時，由于各種原因，造成加工時在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，引起車削螺紋時產(chǎn)生故障，影響正常生產(chǎn)，這時應及時加以解決。車削螺紋時常見故障及解決方法如下。 (1)車刀安裝得過高或過低過高，則吃刀到一定深度時，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎；過低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，致使吃刀深度不斷自動趨向加深，從而把工件抬起，出現(xiàn)啃刀。此時，應及時調(diào)整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高。在粗車和半精車時，刀尖位置比工件的中心高出1D左右(D表示被加工工件直徑)。 (2)工件裝夾不牢工件夾裝時伸出過長或本身的剛性不能承受車削時的切削

9、力，因而產(chǎn)生過大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度(工件被抬高了)，形成切削深度突增，出現(xiàn)啃刀。此時應把工件裝夾牢固，可使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。 (3)牙形不正確 車刀在安裝時不正確，沒有采用螺紋樣板對刀，刀尖產(chǎn)生傾斜，造成螺紋的半角誤差。另外，車刀刃磨時刀尖角測量有誤差，產(chǎn)生不正確牙形，或是車刀磨損，引起切削力增大，頂彎工件，出現(xiàn)啃刀。此時應對車刀加以修磨，或更換新的刀片。 (4)刀片與螺距不符 采用定螺距刀片加工螺紋時，刀片加工范圍與工件實際螺距不符，也會造成牙型不正確甚至發(fā)生撞刀事故。 (5)切削線速度過高進給伺服系統(tǒng)無法快速地響應，造成亂牙現(xiàn)象發(fā)生。因此，一定要了解機床的加工性

10、能，而不能盲目地追求“高速、高效，加工。 (6)螺紋表面粗糙原因是車刀刃口磨得不光潔，切削液不適當，切削參數(shù)和工件材料不匹配，以及系統(tǒng)剛性不足切削過程產(chǎn)生振動等造成的。應正確修整砂輪或用油石精研刀具(或更換刀片)；選擇適當切削速度和切削液；調(diào)整車床滾珠絲杠間隙，保證各導軌間隙的準確性，防止切削時產(chǎn)生振動。另外，在高速切削螺紋時，切屑厚度太小或切屑斜方向排出等原因造成拉毛已加工表面。一般在高速切削螺紋時，最后一刀切削厚度要大于O1mm，切屑要垂直于軸心線方向排出。對于刀桿剛性不夠，切削時引起振動造成的螺紋表面粗糙，可以減小刀桿伸出量，稍降低切削速度。622數(shù)控車床加工操作實例在數(shù)控車床上加工如圖

11、613所示零件。6221 零件圖工藝分析 (1)技術要求分析 此零件圖為內(nèi)、外螺紋配合件，包括外圓柱階梯面、外螺紋、外退屑槽加工；內(nèi)圓柱階梯面、內(nèi)螺紋和內(nèi)倒角等加工，并配合手工截斷、車端面、倒角等操作保證零件尺寸精度。圖6一13加工操作實例零件圖零件材料為LYl2硬鋁合金，內(nèi)、外圓柱面粗糙度要求Ra16m，其余各處要求均為 Ra32m，內(nèi)螺紋件要求內(nèi)螺紋孔與外圓柱面有同軸度要求；內(nèi)、外圓柱30處為配合位置設計，尺寸精度要求分別為30 和 ，精度要求較高。兩配合件間隙為 O1mm，配合處偏差范圍為O07O13mm。無熱處理和硬度要求。 (2)確定裝夾方案、定位基準和刀位點 a裝夾方案原料為毛坯棒

12、料，可采用三爪自定心卡盤裝夾定位。外螺紋軸工件，伸出卡盤端面50mm。內(nèi)螺紋套工件，伸出卡盤端面40mm。 b設定程序原點 以工件右端面與軸線交點處建立工件坐標系(采用試切對刀法建立)。 c換刀點設置在工件坐標系X200O Z1000處。 d加工起點設置 外螺紋軸工件粗、精加工設定在X420 Z2O處；退屑槽設定在 X300 Z2O處；外螺紋設定在X22O Z5O處。 內(nèi)螺紋套工件外圓粗、精加工加工設定在X420 Z20處；鏜內(nèi)孔粗、精加工設定在 X16O Z2O處；內(nèi)倒角加工設定在X170 Z2O處；內(nèi)螺紋加工設定在X170 Z2O處。 (3)刀具選擇、加工方案制定和切削用量確定分別見表63

13、和表64。表6-3a外螺紋軸工件刀具選擇 實訓課題 內(nèi)、外螺紋車削訓練 零件名稱 內(nèi)、外螺紋 零件圖號 圖6-12 配合件序號刀具號 刀具名稱 規(guī)格 數(shù)量 加工表面 備注 1 T0101 93。外圓車刀20mmX 20ram 1 端面、外圓 粗、精車 2 T0303 60。外螺紋車刀20mmX 20ram 1 外螺紋 粗、精車 3 T0404 切槽車刀(刀寬4mm)20mmX 20mm 1 退屑槽 精車 4 T0404 切斷刀(刀寬4mm)20mmX 20ram 1 切斷棒材 手動 5 T0202 45。外圓車刀20mmX 20mm 1 倒角 手動表6一3b內(nèi)螺紋套工件刀具選擇 實訓課題 內(nèi)、

14、外螺紋車削訓練 零件名稱 內(nèi)、外螺紋 配合件 零件圖號 圖612序號 刀具號 刀具名稱 規(guī)格 數(shù)量 加工表面 備注。 1 T0101 93外圓車刀 20mmX 20mm 1 端面、外圓 粗、精車 2 T0202 鏜孔車刀 12mmX 150mm ×15mm 1 內(nèi)孔圓 粗、精車 3 T0303 60。內(nèi)螺紋車刀 150mmX 16mm ×32mmXl5mm 1 外螺紋 粗、精車 4 T0404 內(nèi)槽車刀 (刀寬3mm)150mmX 16mmX 35mmX 15mm 1 內(nèi)倒角 精車 5 T0404(替換內(nèi)槽7) 切斷車刀(刀寬4mm) 20mmX 20mm 1 切斷棒材 手

15、動 6 T0202(替換鏜孔刀) 45。外圓車刀 20mmX 20mm 1 倒角 手動表6一4a外螺紋軸加工方案制定和切削用量 材料 LYl2 零件圖號 圖612 系統(tǒng)FANUC工序號01外螺紋軸 切削用量 操作序號 工步內(nèi)容(走刀路線) G功能 T刀具主軸轉(zhuǎn)速s (rmin) 進給速度F (mmr)切削深度mm 主程序夾住棒料一頭，留出長度大約50mm(手動操作)，調(diào)用主程序001131加工 (1) 粗外圓柱階梯面 G71 T0101 600 O15 1.5 (2) 精外圓柱階梯面 G71 T0101 1000 O05 0Z5 (3) 切退刀槽 G01 T0404 450 O05 2 (4)

16、 車外螺紋 G76 T0303 400 螺距：2O 自動遞減 (5) 切斷 T0404 450 手控 手控 (6) 調(diào)頭車端面 T0101 800 手控 手控 (7) 調(diào)頭車倒角 T0202 800 手控 手控表6一4b內(nèi)螺紋套加工方案制定和切削用量 材料 LYl2 零件圖號 圖612 系統(tǒng)FANUC工序號02內(nèi)螺紋套 切削用量 操作序號 工步內(nèi)容(走刀路線) G功能 T刀具主軸轉(zhuǎn)速s(rmin) 進給速度F (mmr) 切削深度mm 主程序 16毛坯孔采用手動鉆孔方式加工。通過夾住棒料一頭，留出長度大約50mm(手動操作)，調(diào)用主程序00009加工 (1) 粗車外圓表面 G90 T0101

17、600 O15 O25 (2) 粗鏜內(nèi)孔表面 G71 T0202 600 O1 1O (3) 精鏜內(nèi)孔表面 G70 T0202 1000 O05 O25 (4) 內(nèi)倒角加工 G01 T0404 400 O05 2 (5) 內(nèi)螺紋加工 G92 T0303 400 螺距：2.0 逐漸遞減 (6) 精車外圓表面 G01 T0101 1000 0.08 O25 (7) 調(diào)頭車端面 T0101 800 手控 手控 (8) 調(diào)頭車倒角 T0202 800 手控 手控 (4)數(shù)值計算 a設定程序原點 外螺紋件以工件右端面與軸線的交點為程序原點，建立工件坐標系。內(nèi)螺紋套件以工件左端面與軸線的交點為程序原點，建

18、立工件坐標系。 b計算基點位置坐標值 圖中各基點坐標值可通過標注尺寸識讀或換算出來(略)。 c螺紋的計算 軸螺紋的計算 根據(jù)公式 d=D一13P：=20一13×2=174mm 軸螺紋底徑坐標尺寸(螺紋加工最后一刀尺寸)為X174 Z一23O。 套螺紋的計算 根據(jù)公式 d1=dP=202=18mm 套螺紋孔底徑坐標尺寸為X18O z一335 (5)工藝路線的確定 a螺紋軸的加工 用G71復合固定循環(huán)指令粗車外圓表面(精加工余量O5mm)。 用G70精加工循環(huán)指令精車內(nèi)圓表面。精車軌跡為：G00移刀至X0 Z2OG01工進移刀至X0 ZO一工進切削端面并倒角C2O至X198 Z0一工進切

19、削外圓面至X198 Z一25O一工進車端面臺至X30O Z一25O一工進車外圓階臺軸至X300 Z一301一工進車端面臺并倒角CO5至X39O Z一301一工進車外圓階臺軸至X390 Z一41.0。 切退屑槽。軌跡為：快速移刀至X30O Z20一快速移刀至X30O Z一25O一工進移刀至X200 z一250一工進切削至X160 Z一25O一刀具在槽底停2轉(zhuǎn)(G04 U2O)一工進返回至X200 Z一25O。 切外螺紋。用G76復合螺紋切削循環(huán)指令切削外螺紋。螺紋底徑至X174 Z一23O； 精加工重復次數(shù)(m：3次)；刀尖角度(a：60。)；最小切削深度(dmin：01mm);精加工余量(d：

20、02mm)；錐螺紋的半徑差(i：0)；螺紋的牙高(k：13mm)；第一次車削深度(d：O5mm)。 手動切斷工件一工件調(diào)頭裝夾(工件表面應包一層銅皮)，用劃針或百分表校正工件后夾緊一車端面至規(guī)定尺寸并倒角05mm。 b螺紋套的加工 手動鉆毛坯孔一鉆中心孔30一用10鉆頭鉆孔，深34mm一用16鉆頭擴孔，深34mm一用16平頭鉆平孔底面。 用G90單一固定循環(huán)指令粗車外圓表面(精加工余量05mm)。 用G71復合固定循環(huán)指令粗鏜內(nèi)孔表面(精加工余量05mm)。 用G70精加工循環(huán)指令精鏜內(nèi)孔表面。精車軌跡為：G00移刀至X32O Z20一G01工進移刀至X32O ZO一工進切削倒角至X30O Z

21、一1O一工進切削內(nèi)圓孔至X30O Z一50一工進車內(nèi)端面臺并倒角C20至X30O Z一5O一工進車削螺紋孔徑至X180 Z一335。 車孔徑內(nèi)倒角。軌跡為：G00移刀至X17O Z2OG01工進移刀至X17O Z一330一工進切槽至X22O Z一33O一刀具在槽底停2轉(zhuǎn)(G04 U2O)一工退返回至X17c Z一330一Z正向工進移刀至X17O Z一31OX向工進進刀至X180 Z一31O一工進車削倒內(nèi)角C20至X220 Z一330一刀具在槽底停2轉(zhuǎn)(G04 U2O)一X向工退至(X17c Z一330)一Z向工退至X17O Z2O。 車內(nèi)螺紋。用G92螺紋循環(huán)切削指令切削內(nèi)螺紋(精車時，采用螺

22、紋軸配合車削)。 精加工外圓表面。精車軌跡為：G00移刀至起刀點X42O z2OG00移刀至X30O Z2OG01工進移刀至X300 Z0一工進切削端面并倒角C05至X390 ZO一工進車削外圓表面至X39O Z一305。 手動切斷工件一工件調(diào)頭裝夾(工件表面應包一層銅皮)，用劃針或百分表校正工件后夾緊一車端面至規(guī)定尺寸并倒角CO5。 (6)編程 a外螺紋軸加工程序 程序內(nèi)容 說明001131； 輸入程序號 N1； 粗加工外圓表面 G99 G97 S600 M03； 轉(zhuǎn)進給方式加工，主軸正轉(zhuǎn) T0101； 調(diào)用1號刀，建立工件坐標系 G00 X2000 Z100O； 換刀點 X42O Z2O；

23、 循環(huán)點(加工起刀點) G71 U15 RO5； 用G71復合固定循環(huán)指令粗車外圓表面 G71 P10 Q11 UO5 WO05 FO15； N10 GOO XOl G01 Z0l X198 C2O； Z一25O； X300 CO5； Z一301； X39O CO5；N11 Z一405；G00 X200O Z100O； 返回換刀點 M05； 主軸停 M00； 進給停，檢測 N2； 精車外圓表面 G99 G97 S1000 M03； 轉(zhuǎn)進給方式加工，主軸正轉(zhuǎn) T0101； 調(diào)1號刀，建立工件坐標系 G00 X42O X2O； 循環(huán)點(加工起刀點) G70 P10 Q11 FO08； 用G70精加

24、工循環(huán)指令粗車外圓表面 G00 X200O Z100O； 返回換刀點 M05； 主軸停 MOO； 進給停，檢測 N3； 切退刀槽 G99 G97 S450 M03； 轉(zhuǎn)進給方式加工，主軸正轉(zhuǎn) T0404； 調(diào)4號刀，建立工件坐標系 GOO X30O Z2O； 循環(huán)點(加工起刀點)Z一25O； 快速移刀 G01 X20O FO3； 工進移刀 X16O FO05； 工進切削 G04 u20； 槽底停2轉(zhuǎn) G01 X20O FO3； 工進返回 GOO X200O Z100O； 返回換刀點 M05； 主軸停MOO； 進給停，檢測 N4； 切外螺紋 G99 G97 S400 M03； 轉(zhuǎn)進給方式加工，主

25、軸正轉(zhuǎn) T0303； 調(diào)3號刀，建立工件坐標系 G00 X220 Z5O； 循環(huán)點(加工起刀點) G76 P030060 Q100 R02； 用G76復合螺紋切削循環(huán)指令切削外螺紋 G76 X174 Z一230 R0 P1300 Q500 F2O； G00 X2000 Z100O； 返回換刀點 M05； 主軸停 M30； 程序停止，返回程序頭 b內(nèi)螺紋套加工程序程序內(nèi)容 說明001132； 輸入程序號 N1； 粗加工外圓表面 G99 G97 S600 M03； 轉(zhuǎn)進給方式加工，主軸正轉(zhuǎn) T0101； 調(diào)用1號刀，建立工件坐標系 G00 X420 Z2O； 循環(huán)點(加工起刀點) G90 X395

26、 Z一305 F015； 用G90單一固定循環(huán)指令粗車外圓表面 G00 X2000 Z100O； 返回換刀點 M05； 主軸停 MOO； 進給停，檢測 N2； 粗車內(nèi)孔表面 G99 G97 S600 M03； 轉(zhuǎn)進給方式加工，主軸正轉(zhuǎn) T0202； 調(diào)2號刀，建立工件坐標系 G00 X160 Z2O； 循環(huán)點(加工起刀點) G71 U10 RO5； 用G71復合固定循環(huán)指令粗車內(nèi)圓表面 G71 P10 Qll UO5 W005 F01； N10 G00 X32O； G01 ZO X300 Z一1O； Z一5O；X180 C2O；Nil Z一335；G00 X2000 Z100O； 返回換刀點 M05； 主軸停 MOO； 進給停，檢測 N3； 精車內(nèi)孔表面 G99 G97 S1000 M0