梯形螺紋在數(shù)控車床上的變速車削加工

　　梯形螺紋塞規(guī)
　　我們知道，在數(shù)控車床上車削梯形螺紋工件，高速車削時不能很好地保證螺紋的表面粗糙度，達(dá)不到加工的要求，低速車削時生產(chǎn)效率又很低，而直接從高速變?yōu)榈退佘囅鲿r則會導(dǎo)致螺紋亂牙。本人經(jīng)過試驗，變速車削時的亂牙問題可以用一種簡單實用的方法加以解決，車削螺紋時可以先用較高轉(zhuǎn)速車削，再用低速來精車及修光，從而提高了生產(chǎn)效率，并很好地保證了螺紋的尺寸精度和表面粗糙度。
　　1.變速車削梯形螺紋的方法
　　下面以加工梯形螺紋Tr36×6為例，介紹如何在CST980T系統(tǒng)的數(shù)控車床上變速車削梯形螺紋。車削的梯形螺紋工件如圖1所示。
　　由于此梯形螺紋的螺距較小，可采用斜進(jìn)搭配刀法加工，因GSK980T系統(tǒng)的G76螺紋切削復(fù)合循環(huán)指令就是以斜進(jìn)方式進(jìn)刀的，故可采用G76指令，粗車梯形螺紋時編程如下，留出精車余量。
　　G00 X40 Z-20；
　　G76 P010030 Q80 R0.05；
　　G76 X29 Z-85 P3500 Q100 F6；
　　G00 X200 Z50；
　　粗車完成后，假如此時將轉(zhuǎn)速直接調(diào)到低速調(diào)用原程序精車，則一定會亂牙，發(fā)生崩刃或撞車事故，故我們在低速車削之前要解決車刀亂牙問題。考慮到低速
　　車削時車刀進(jìn)給速度很慢，我們可以用肉眼來觀察車削時螺紋車刀與螺紋牙形槽是否對準(zhǔn)，具體操作方法如下：
　　(1)改變工件坐標(biāo)系，使車刀車螺紋時不接觸工件表面，粗車后將粗車刀停在位置X200 Z50處，此時在錄入方式下輸入G50 X192后執(zhí)行，即改變了坐標(biāo)系，相當(dāng)于將坐標(biāo)系原點沿X軸正方向移動了4mm，也就是稍大于一個牙高的距離。此時將車床主軸轉(zhuǎn)速調(diào)低，如調(diào)到25r/min，重新運行程序，粗車刀將車不到工件表面，在接近工件表面的位置移動。如圖2所示。
　　(2)使車刀與車出的梯形螺紋槽重新對正，由于車刀進(jìn)給速度很慢，此時我們可以看出車刀與原先車出的梯形螺紋槽是不重合的，車刀偏移了一小段距離，如圖2所示，目的就是要使車刀重新對準(zhǔn)車出的梯形螺紋槽。操作的原理跟在數(shù)控車床上車削多頭螺紋是一樣的，就是通過改變螺紋車刀車削前的軸向起點位置來達(dá)到目的，即修改上述程序段G00 X40 Z-20中的Z-20。我們可以通過肉眼判定需調(diào)整的大慨距離，如可先將Z-20改為-21，運行程序后，發(fā)現(xiàn)車刀與車出的梯形螺紋槽還沒有完全對正。則再修改Z值，重新運行程序，直到車刀與梯形螺紋槽完全對正。如圖3所示。
　　(3)恢復(fù)原來的工件坐標(biāo)系，開始精加工 為了便于理解和不易出錯，仍將車刀移到X200 Z50位置，在錄入方式下，執(zhí)行G50 X208，修復(fù)原來的工件坐標(biāo)系，重新運行程序，就可以低速精車梯形螺紋了。精車時也是通過上述改變螺紋車刀車削前的軸向起點位置的方法來修光梯形螺紋的兩側(cè)面，同時通過測量，控制切削的次數(shù)使螺紋達(dá)到尺寸精度的要求。
　　經(jīng)過實驗，在高速與低速車削的轉(zhuǎn)數(shù)郁固定時，車刀需要偏移的位移是固定的，有了這個數(shù)據(jù)，以后在車刀崩刃，或磨損后需換刀時就可以不用再重復(fù)調(diào)整步驟，直接在低速精車時將車螺紋的起點偏移相應(yīng)位置就可以了。本文所舉加工例子在廣州數(shù)控機(jī)床廠的叫CJK61352ACNC數(shù)控車床上完成，當(dāng)車床主軸轉(zhuǎn)速從560r/min變速到25r/min時梯形螺車刀在Z軸上需向左偏移1.8mm。
　　當(dāng)然假如在批量生產(chǎn)加工時還是要一次一次地改變螺紋車刀車削前的軸向起點位置來修光梯形螺紋的兩側(cè)面，生產(chǎn)效率將大大降低，為了解決這個問題，我們可以將梯形螺紋左右兩側(cè)面的加工過程分別編成兩個子程序，每次調(diào)用時使車刀軸向偏移0.1mm，在工件的首件試切中確定需調(diào)用子程序的次數(shù)，從而將整個加工過程編入程序當(dāng)中，即從加工第二件工件時車床就可以一直自動運行下去，直到工件被加工合格。
　　梯形螺紋量規(guī)
　　2.變速車削梯形螺紋在簡易數(shù)控車床上的實現(xiàn)
　　像GSK980T、FANUC-OTE等一些功能較全的數(shù)控系統(tǒng)由于有復(fù)合指令的存在使得編程變得比較簡單，但在一些國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上卻不具備這樣的功能。這時我們可以將剛斜進(jìn)法的粗車過程編成子程序，每調(diào)用一次車刀都在X軸和Z軸上進(jìn)給一小段距離，并在首件試切中確定子程序需被主程序調(diào)用的次數(shù)。粗車完成后，仍用文中所述方法調(diào)試出從高速粗車變?yōu)榈退倬嚭舐菁y車刀需軸向移動的位移，再把精車螺紋左右側(cè)面的加工過程分別編成子程序，在主程序調(diào)用即可。
　　3.幾點注重事項
　　(1)切削時加切削液，根據(jù)情況看是否要加頂尖。
　　(2)車刀從高速變?yōu)榈退俸笠獓?yán)格對準(zhǔn)梯形螺紋槽，操作時要仔細(xì)認(rèn)真，不能馬虎。可采用逐步恢復(fù)坐標(biāo)系的方法，即分幾次校正車刀，使車刀逐步車削到牙槽底部。
　　(3)梯形螺紋精粗車刀的刀頭寬度不能相差太大，不然換刀后會使切削余量過大，發(fā)生崩列等問題。
　　(4)對于一些大螺距的螺紋，車削時主軸轉(zhuǎn)速不能過高，需參考機(jī)床的最高進(jìn)給速度，否則會發(fā)生失步等問題。
　　4.結(jié)論
　　實際的加工證實，以上在數(shù)控車床上變速車削梯形螺紋的方法是切實可行的，且取得了很好的加工效果。對于另外一些大螺距三角形螺紋、蝸桿等只需把粗車進(jìn)刀的方法如斜進(jìn)法、分層進(jìn)刀法等編成子程序，調(diào)試出從高速粗車變?yōu)榈退倬嚭筌嚨缎栎S向移動的位移后，也把精車螺紋左右側(cè)面分別編成子程序，在主程序中將其調(diào)用就能完成加工。