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干货 | 车床可变导程螺纹切削方法!

变导程螺纹在一些行业中应用极广,但在生产加工中存在较大的技术难度,传统的加工方法通常有两类:一是在铣床上采用手工加工的方法完成,精度低、劳动强度大、效率低,且经常出现废品;二是在卧式车床进给系统中增设一套辅助装置(凸轮变速机构)实现变速加工,虽然能保证精度,但所需技术难度较大,设计成本较高,调变距增量较麻烦,且不利于推广应用。

而现代数控系统有强大的宏程序功能,用户宏功能的变量运算可提高数控车床的加工能力。

经笔者多年的经验和实践探索,已确定了一种可变导程螺纹加工的编程方法,很方便地解决变导程螺纹的技术难点。本文以华中数控世纪星HNc一21T的数控车床为例对编程进行探讨,为生产中解决变导程螺纹加工提供参考依据。

变导程螺纹是相邻螺距不等的螺纹,其内槽表面是一个螺旋面(如图1所示),加工时车刀运动轨迹是一条螺旋线,沿圆周方向展开为一直线,相邻圆周直线段的斜率都不同(如图2所示),每一直线段的升角增量为△α,其数值为:

△α=arctan{(△P×s/[s2+Pm(Pm +△P)]}

式中Pm——任意一段的导程,mm

△P——变导程增量,mm

s -刀具切削刃上任意一点的回转周长,mm

根据上式可得出△d与导程增量、导程变化以及螺纹外径变化之间的关系。当△“较大时,为了保证两相邻螺旋线问平滑过渡,采用圆弧连接(如图2放大部分所示),因此在过渡处需解决修正问题。

常用的变导程螺纹距变化规律如图3所示,从图中看出,螺纹的螺距是按等差级数规律渐变排列的,而我们使用的华中数控世纪星HNc—21T的数控车床编程系统没有提供变导程螺纹切削指令,在其他相关教材上对变导程螺纹加工的讲解也很简单,只是从原理上讲解了变导程螺纹的加工原理,可操作性差。

笔者在加工实践中体会到,使用用户宏功能的变量运算,可很方便地实现不同增量的变导程螺纹的加工,提高了加工效率,保证了加工质量,可操作性强。

以上宏程序使用了循环嵌套编程,在应用时还需要注意以下几点:

(1)根据不同的要求合理选择刀具宽度。

(2)由于本程序是直进法加工,若加工大导程螺纹时可通过修改程序,增设条件循环语句实现左右偏刀法或斜进法功能。

(3)由于变导程螺纹的螺纹升角随着导程的增大而变大,所以刀具左侧切削刃的刃磨后角等于工作后角加上最大螺纹升角,即:α=(3°~5°)+ψ。

以上宏程序通过实例加工验证.

对加工过程进行分析,结果表明:该编程方法能用于不同类型(普通螺纹、梯形螺纹、蜗杆或矩形螺纹等)、不同增量的可变导程螺纹零件的加工,并能有效地缩短加工时间,实现提高加工效率的目的。


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