數(shù)控車床上修復(fù)螺紋時(shí)的對(duì)刀問題

數(shù)控車床上修復(fù)螺紋時(shí)的對(duì)刀問題孟生才安工大職業(yè)技術(shù)學(xué)院摘要：針對(duì)數(shù)控車床修復(fù)鉆桿螺紋及精加工蝸桿時(shí)，怎樣使刀尖對(duì)準(zhǔn)原螺旋線從而修復(fù)螺紋的問題，提出利用光電編碼器的零位信號(hào)，通過光電隔離電路控制外部指示燈和發(fā)聲器，通過發(fā)光和聲音確定修復(fù)螺紋的零位和起始位置，實(shí)現(xiàn)舊螺紋的修復(fù)和蝸桿的精加工。該方法結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)數(shù)控機(jī)床無大的改動(dòng)，使用方便，效果較好。關(guān)鍵詞：已有螺紋修復(fù)對(duì)刀光電編碼器零位信號(hào)一、問題的提出：問題1：某地質(zhì)企業(yè)大量加工鉆桿螺紋，由于鉆井內(nèi)的溫度高，壓力大，所以其連接的錐管螺紋牙型容易損壞。因地質(zhì)鉆桿材料的性能高，優(yōu)質(zhì)管材大都是進(jìn)口的。為節(jié)約材料，錐螺紋不是全部切除，而是修復(fù)。以外螺紋為例(見圖1)，修復(fù)時(shí)，把端面切掉一定的長度L，臺(tái)肩面也相應(yīng)地切除厚度為L的余量，再把直徑增大了的外錐面加工到要求的尺寸，最后再沿著原來螺紋螺旋槽的軌跡，把變淺的螺紋溝槽加工到設(shè)計(jì)深度，即可把損壞了的螺紋修復(fù)一新，使鉆桿得到重復(fù)利用。而錐螺紋的大端有軸肩，螺紋精度又高，所以修復(fù)起來難度較大。因?yàn)樵摍C(jī)械廠已購買了數(shù)控車床進(jìn)行錐螺紋的加工，效率大大提高，但錐螺紋的修復(fù)卻因?yàn)槁菁y對(duì)刀時(shí)難以對(duì)準(zhǔn)原螺旋槽，起始位置找不準(zhǔn)，總是亂牙，所以修復(fù)成了棘手的的問題。圖1錐螺紋修復(fù)方法問題2：數(shù)控車床在加工蝸桿和高精度螺紋時(shí)，往往都要分粗、精車，這就要有兩把刀?，F(xiàn)在大多數(shù)廠是同時(shí)對(duì)好兩把刀，中途不換刀一次加工完工件。但在實(shí)際加工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)刀具磨損，或者刀具損壞的情況，此時(shí)需要將刀取下，換好新刀后，重新加工，這時(shí)又存在著在已加工螺紋上的準(zhǔn)確對(duì)刀問題。二、該問題的已有解決方法：1、NUM數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置了“螺紋繼續(xù)切削”功能。其思路是采用手工對(duì)刀的方式，在任意位置得到原有螺紋某點(diǎn)處的位置及主軸對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角，以此作為螺紋切削功能—G33指令中的兩個(gè)參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算出起刀點(diǎn)對(duì)應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角。加工時(shí)，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)至該轉(zhuǎn)角時(shí)，發(fā)出指令信號(hào)，使伺服軸進(jìn)入隨動(dòng)狀態(tài)。[1]該方法不適用于別的系統(tǒng)，因?yàn)閯e的系統(tǒng)沒有此功能，而且編程時(shí)有主程序和子程序很麻煩。[2]2、在卡盤圓周表面相應(yīng)位置刻零位信號(hào)線標(biāo)記，以確定螺紋車削起點(diǎn)（即使刻線和試驗(yàn)圓棒上螺旋線起點(diǎn)在同一軸向剖面內(nèi)）。此方法的加工效率很低。找正時(shí)花費(fèi)大量的時(shí)間。[3]3、采用一套工件輪廓掃描系統(tǒng)，獲得工件輪廓表面信息。[4]該方法系統(tǒng)復(fù)雜，裝備成本大大增高。三、數(shù)控車床加工螺紋的原理1、數(shù)控機(jī)床一般由異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床主軸帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。要完成切削螺紋必須準(zhǔn)確做到：工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過變頻器實(shí)現(xiàn)，但轉(zhuǎn)角位置一般是不可控的。要具備切削螺紋的功能，必須用一個(gè)光電編碼器與主軸1：1傳動(dòng)連接。[5]當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，編碼器同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并發(fā)出一系列脈沖信號(hào)進(jìn)入數(shù)控系統(tǒng)，再由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算控制，發(fā)出指令控制伺服電機(jī)及刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2、光電編碼器的結(jié)構(gòu)光電編碼器的光電盤表面制成沿圓周等距的透光和不透光相間的條紋，構(gòu)成圓光柵。指示光柵上有兩段條紋組，兩組條紋彼此錯(cuò)開1/4節(jié)距。光電元件A和B也錯(cuò)開1/4節(jié)距安裝。當(dāng)光電盤旋轉(zhuǎn)一個(gè)節(jié)距時(shí),在光源照射下,光電元件A和B得到的波形經(jīng)放大整形輸出為具有90°相位差的方波信號(hào),數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)A相和B相的相位關(guān)系判別編碼器的旋轉(zhuǎn)方向,從而獲得車床主軸的旋轉(zhuǎn)方向。在光電盤的里圈有一條透光的條紋C，編碼器旋轉(zhuǎn)一圈，就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。C相產(chǎn)生的脈沖信號(hào)作為基準(zhǔn)脈沖,又稱零點(diǎn)脈沖，可用于螺紋加工。[6]比3、叛螺紋捆加工磁在每壤次螺喉紋開橋始進(jìn)位刀切輸削前態(tài),姻數(shù)夸控系粱統(tǒng)掃置描太C注相同動(dòng)步脈夫沖信愚號(hào)，塞當(dāng)檢抄測(cè)到逐C銷相信泉號(hào)到賽來時(shí)希開始頂切削錦,梳否則嘆處于笨等待弓狀態(tài)揚(yáng)。這貿(mào)樣就叉保證患每次躁切削唐的初抗始位鹿置在須被加提工工流件圓芹周上煮為一位定點(diǎn)包位置雁,補(bǔ)保證乎了螺未紋切時(shí)削關(guān)損系，揪也地防止勁了多椅次切欄削亂繞扣現(xiàn)赤象的恒發(fā)生代。累可是衣在修共復(fù)鉆狀桿錐爆螺紋鬼時(shí)，蛙就會(huì)策存在艱螺紋休起始窯位置搜對(duì)刀王問題臉。當(dāng)辦把工溜件在泡數(shù)控草車床微上夾擦緊，曾使刀誕具正冊(cè)好對(duì)聾在與銷修復(fù)不螺紋艦槽底窮相距擴(kuò)n個(gè)夾導(dǎo)程竟的端豐頭起樓始位暈置上爬，從湯外表陷看位僻置對(duì)明準(zhǔn)了扶，但執(zhí)由于扇光電比編碼你器的栽零位逆信號(hào)蠢與要釣修復(fù)英螺紋著的起非始位眠置可歐能不扔一致捧，在丘主軸牧旋轉(zhuǎn)蛛時(shí)刀盯具不腎能立圈即沿蠟著修蟻復(fù)螺研紋軌該跡做頂進(jìn)給層運(yùn)動(dòng)鄉(xiāng)，而叢是接狗收到唐零位婚信號(hào)勻后才束進(jìn)給文，這狡時(shí)零勝位脈耐沖信儉號(hào)位乏置和徑工件松上的壩螺紋哭的起晃始位乒置不賣同，伙因此倦會(huì)發(fā)哄生軸蓮向干武涉、盤撞刀沿或破墊壞原色螺紋冰。所舉以在臉修復(fù)扔螺紋撿時(shí)必往須做匙到光說電編雨碼器橫的零屠位信職號(hào)與杜要修改復(fù)螺絡(luò)紋的播起始發(fā)位置德對(duì)應(yīng)騎一致休，這處樣就潤得先工定位因，再魚切削暗。這放里講景的定慢位就壁是把唱光電鋒編碼蜘器的灶零位筑信號(hào)節(jié)作為治基準(zhǔn)秘，然丸后將貞螺紋重起始環(huán)位置體和刀哭具向附基準(zhǔn)毫位置氣對(duì)齊王，做腸到光瘋電編譯碼器終的零赤位信稈號(hào)與樹要修糠復(fù)螺特紋起邁始位掉置及哥刀具姿對(duì)應(yīng)陰一致楚，從晌而實(shí)娃現(xiàn)定雙位，肅定位肚后，拆刀具湖就可殃順著怖原軌郊跡運(yùn)膨動(dòng)。前所以綁修復(fù)瓶螺紋秤關(guān)鍵沒是定右位問磚題。升4、筆定位技時(shí)零想位信攔號(hào)的纖外部歸設(shè)置垂分析啞光電糕編碼械器的附工作律原理調(diào)，當(dāng)我圓光涉柵轉(zhuǎn)概動(dòng)時(shí)均，其銷上的察零位嫩狹縫道轉(zhuǎn)到茂與指腥示光核柵上爸的零僅位信灑號(hào)的扇狹縫讓對(duì)齊骨時(shí)就明會(huì)發(fā)抹出零蛋位信易號(hào)（甲即C粱相脈男沖）識(shí)。如訪果把賽輸出傾零位神信號(hào)阻的接俊線端悶子引巴向外出部，修接上引發(fā)光文指示尚燈和銜一個(gè)代喇叭產(chǎn)，就賓可以凝通過堡發(fā)光鐮和發(fā)稠聲知勿道零氏位信霜號(hào)的豐位置汪。對(duì)收刀時(shí)逗先轉(zhuǎn)統(tǒng)動(dòng)主朝軸帶宿動(dòng)光患電編榨碼器捉同步總轉(zhuǎn)動(dòng)牙，當(dāng)執(zhí)指示香燈亮縱且聽躍到發(fā)恭聲時(shí)余即停他止轉(zhuǎn)荷動(dòng)，澇此時(shí)芝的刀裁尖所姻在的殿位置拍即為夾零位溫信號(hào)租位置向，此霧時(shí)完得成準(zhǔn)薄確對(duì)斷刀。漠5、慕光電混編碼速器的搬接口訓(xùn)電路島光電問編碼拉器的的種類黨較多價(jià)，數(shù)花控車鑰床用毒的光樓電編吉碼器昆一般渠情況叛有9洲根輸陪出端煤子，棕將其帝中的狀零位染信號(hào)鹽端子牽引出挑來。慘接口撒電路偶如圖液2。似A、鉗A和糠B、率B是沿光電叔編碼境器的固連續(xù)紙脈沖思信號(hào)間輸出偶端，責(zé)隨主賊軸的歇旋轉(zhuǎn)修不斷晉輸出爐脈沖孟信號(hào)丘進(jìn)入洲CN糠C系砌統(tǒng)。悉Vc趟c是尊電源偉端，湯0v室是零座伏端搖，均錘由C錯(cuò)NC突裝置令提供紡。G岸是接虛地端績子。企C和秘C是石零位諸信號(hào)岸輸出獨(dú)端子背，每必轉(zhuǎn)輸菜出一隱個(gè)脈山?jīng)_信叮號(hào)，鉆C是痛C的鴨反相沈端，作兩個(gè)酸端子虎只引撓出一兆個(gè)即疫可。首現(xiàn)將駛C端默輸出窩信號(hào)晴通過湯光電刷隔離詞引出皺控制須指示宰燈和么喇叭財(cái)。為著了防猴止干吹擾，受該指占示的朋電源露獨(dú)立能，并笨在光餐電隔租離器救的輸難入端去接入熟一個(gè)備扳動(dòng)撕開關(guān)碰S，販以便裁獨(dú)立居控制阿。魯圖2塘光庸電編麥碼器隸接口銷電路思6、稈對(duì)刀暫原理斥對(duì)刀燒時(shí)，揭首先排扳動(dòng)牌開關(guān)功S使兼其閉顆合，紗并轉(zhuǎn)返動(dòng)主炮軸，何當(dāng)轉(zhuǎn)金到零悉位光噸柵位朽置時(shí)派，C筋端輸輔出零場(chǎng)位信博號(hào)。殃此時(shí)屑光電宿隔離效器的炮輸入垃端會(huì)套有電饒流通勢(shì)過，問使發(fā)疊光二運(yùn)極管袍發(fā)光算，光遠(yuǎn)敏三簡極管晌接收央到光池信號(hào)小時(shí)處伏于導(dǎo)桶通狀稍態(tài)，慮因此猾指示核燈處爽于閉簡合回赤路而寨發(fā)光鼠，同涉時(shí)并責(zé)聯(lián)的瞎發(fā)聲習(xí)器發(fā)勤出聲浪音。間當(dāng)操溪作者告看到海指示甲燈發(fā)小光，占同時(shí)亞聽到只聲音毅時(shí)，屈就停在止轉(zhuǎn)奇動(dòng)主星軸，堂此時(shí)賢主軸撓的位鴿置就賤是零爛位脈注沖信蠅號(hào)的練位置恭。通呀過手顧搖脈苦沖發(fā)伸生器岡或點(diǎn)證動(dòng)按戀鈕控叔制刀刺具移桿到某北一螺廚旋槽覺里，挖然后鋸再移問動(dòng)到臥距該口螺紋滲槽底衛(wèi)n個(gè)床導(dǎo)程厭的右程側(cè)端腸起始同位置探。對(duì)缺刀結(jié)配束后稈，將如扳動(dòng)鼠開關(guān)呼斷開職。最量后啟主動(dòng)螺躺紋程守序就襯可進(jìn)而行螺港紋修戴復(fù)加雀工了佛。在偉光電液隔離編器的片輸入丹端接環(huán)入一攜個(gè)扳豬動(dòng)開識(shí)關(guān)，間只是動(dòng)對(duì)刀憑時(shí)用轟一下柔Z端瘋零位絹信號(hào)眾，對(duì)耳刀結(jié)傾束扳六動(dòng)開賄關(guān)斷朋開，釋對(duì)整座個(gè)系惡統(tǒng)的順工作收不會(huì)手產(chǎn)生本任何陸影響比，安灰全可浩靠。睜7、渠具體穴對(duì)刀沈操作萍（1路）以黎錐螺緣紋的億修復(fù)直為例嗎，將伍要修煉復(fù)的幕螺紋縫切去搞頭部孕和肩蒸部各芬L長礦后，糾將外轉(zhuǎn)圓車民好（暈可以硬做成釣固定舌程序才，以腹后直接接調(diào)丸用）筆，照誘前述真的方趁法確洞定了歸零位芝信號(hào)掏位置布后，垃而且叔也將震刀具孟移到歌距螺尼紋槽踩底n豐個(gè)導(dǎo)品程的偵右側(cè)元端起壁始位蹤置，鏟記下私此時(shí)撕的機(jī)破床Z尸′榴值。欣然后槽通過弟對(duì)刀媽操作箭，記蛋下刀撲尖在鄰端面賤處的罩Z脅″蘇值。夾這時(shí)謙要修燈改程戶序中側(cè)的起災(zāi)刀點(diǎn)堂的位債置。哈起刀板點(diǎn)的薯Z值棗為：向Z=娘Z慶′孔-歉Z雁″夏如原礙程序界為：環(huán)T0表10擁1粥M0澡3極S5峰00球G0殃0周X3六2嫁Z4徐（抖螺紋么起刀脾點(diǎn)）遙G8簽2慶X4赴2爺Z-鳳50扇I蠢-5陵F狀2幣（車什錐螺絹紋）……梨計(jì)算聯(lián)出Z零值后牙，只雕需將值Z4炕中的刃4改湖為求灣出的漂Z值警即可練進(jìn)行侄加工葡。胞（2陽）對(duì)榨于蝸皮桿的析精車蕉問題卷[7薯]染，一羞般情聾況下主蝸桿加沒有雨從機(jī)佳床上馬拿下貧來，狼只是旱換一抖把精逃車刀暢，此盯時(shí)對(duì)感刀更憲方便竭。因本為工多件沒饞有取潮下來敢，那妄么零獄位脈鄉(xiāng)沖信沫號(hào)的壤位置饅在工動(dòng)件的慮圓周久上就卷是固懲定的濾。所借以對(duì)櫻刀時(shí)殼只要黑將刀噸尖對(duì)刊到起居刀點(diǎn)條即可家。如戀上例姥中換孕刀后摔通過設(shè)增量登方式李或手瘦搖脈稻沖發(fā)賠生器輩使刀貫尖對(duì)你準(zhǔn)在濤（3拘2，歌4）逗，然貫后直擋接加悔工，究就可照完成欺蝸桿健的精肚加工經(jīng)?；乃摹沤Y(jié)束甩語滾此種夢(mèng)螺紋蘋修復(fù)死方法別在某腸機(jī)械憶廠修臺(tái)復(fù)加剪工鉆鑒桿錐敞螺紋慰時(shí)，貍效果興很好掙。原埋來工上人在爬數(shù)控委車床產(chǎn)上幾抖十分涌鐘都蹦不能岔對(duì)好秩刀，該弄得里工人行不肯咱采用屆數(shù)控目機(jī)床脫，而雁寧愿交用普波通管嫂子機(jī)爪床修撤復(fù)。姓經(jīng)采黨用改吉進(jìn)方裁法后擺，工駐人修民復(fù)時(shí)咱，不沸到一嫌分鐘幻就完艦成對(duì)摧刀，康提高膛了工堤效，次減輕奉了勞突動(dòng)強(qiáng)佩度，另保證堵了加霧工質(zhì)色量，躲深受柴工人附歡迎塞。勵(lì)參考辯文獻(xiàn)于：出（1圖）唐域宗軍戒、谷竭艷玲儲(chǔ)、說數(shù)控志車床單上已是有螺譜紋的氏繼續(xù)芬切削慢、晝制造陽技術(shù)撓與機(jī)窩床、碌20燥03宰年第數(shù)12尖期鉤、9浮6頁語（2線）陳櫻勁松立、資螺紋姜的重既復(fù)切參削、亮制造盒技術(shù)在與機(jī)好床、坊20謎00詞年第漂12畏期、殺46融頁著（3擇）向政建平劣、灘解決狗數(shù)控釋車床黃精車棉蝸桿惹對(duì)刀鍋難的擠方法陸、機(jī)價(jià)械工荒人(繼冷加究工)幕20盡04歡年第仍7期孕、2素4頁涉（4唯）張況耀輝羨等、升石博油鉆占桿接萬頭螺歸紋的這數(shù)控膝修復(fù)鮮加工壤方法遺、中