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加工中心車螺紋車刀
日期：2009年12月22 來源：沈陽第一機床廠 關鍵字：加工中心
螺紋按牙形分，主要有三角形、矩形、梯形、鋸齒形等幾種。車削前應將刀頭磨成與螺紋牙形相同的形狀。車削時，應保證車刀的軸向位移與工件的角位移成正比。加工中心換句話說，每當工件轉(zhuǎn)一圈時，車刀相應地在軸向移動一個螺距(對于單線螺紋)或一個導程(對于多線螺紋)。
(一)對螺紋車刀的要求
螺紋車刀屬于成形車刀，要保證螺紋牙型精確，必須正確刃磨和安裝車刀。對螺紋車刀的要求主要有以下幾點：
(1)車刀的刀尖角一定要等于螺紋的牙型角。
(2)精車時車刀的縱向前角應等于零度；粗車時允許有5*～15‘的縱向前角。
(3)因受螺紋升角的影響，加工中心車刀兩側(cè)面的靜止后角應刃磨的不相等，進給方向后面的后角較大，機床配件一般應保證兩側(cè)面均有3*～5‘的工作后角。
(4)車刀兩側(cè)刃的直線性要好。
(二)車刀的裝夾
這里以梯形螺紋車刀的安裝為例。梯形螺紋常作為傳動螺紋，一般精度要求較高，除刃磨時保證車刀幾何形狀正確外，車刀安裝的正確與否將直接影響精度的高低。若車刀裝得過高或過低，機床配件會造成縱向前角和縱向后角變化，不僅車削不順利，更重要的是會影響螺紋牙型角的正確性，車出的螺紋牙型側(cè)面不是直線而是曲線。如果螺紋車刀安裝得高低正確但左右偏斜，這種情況下車出的螺紋牙型半角不對稱。
安裝梯形螺紋車刀的方法是：加工中心首先使車刀對準工件中心，保證車刀高低正確，然后用對刀板對刀(最好用萬能角度尺)，保證車刀不左右歪斜(見圖2—108)。另外車刀伸出不要太長壓緊力要適當。其他螺紋車刀的裝夾與梯形螺紋車刀相類似，這里不作贅述。
(三)螺紋的車削方法
1．三角螺紋的車削
車削三角螺紋的方法有低速車削和高速車削兩種。低速車削使用高速鋼螺紋車刀，高速車削使用硬質(zhì)合金螺紋車刀。低速車削精度高，表面粗糙度小，但效率低。高速車削效率高(可提高15—20倍)，措施合理的情況下也可獲得較小的表面粗糙度。因此高速車削螺紋在實踐中應用最廣。低速車削方法有三種：
(1)直進法。車削時只用中滑板橫向進給，在幾次行程中螺紋車成形。這種加工容易保證牙型的正確性，但車削時車刀刀尖和兩側(cè)切削刃同時進行切削，加工中心切削力較大，容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象，因此只用于車削較小螺距的螺紋。
(2)左右切削法。車削螺紋時，除直進外，同時用小滑板機床配件把車刀向左右微量進給(俗稱 “趕刀”)，幾次行程后把螺紋車削成形。這種方法車削螺紋時，車刀只有一個側(cè)面進行切削，不僅排屑順利，而且還不容易扎刀。但注意左右進給量一定要小。
(3)斜進法。粗車時為操作方便，除直進外，小滑板只向一個方向作微量進給，幾次行程車削成形。該方法操作方便、排屑順利，不易扎刀，但只適于粗車。
(4)高速車削三角螺紋。該方法只能用直進法，而不能采用左右切削法，否則會拉毛牙型側(cè)面，影響螺紋精度。高速車削時，車刀兩側(cè)刃同時參加切削，加工中心切削力較大。為防止振動及扎刀現(xiàn)象，常采用彈性刀桿。
2．梯形螺紋的車削
梯形螺紋的車削方法有低速車削和高速車削兩種，精度要求高時采用低速車削法。低速車削梯形螺紋有四種方法：
(1)車削較小螺距(戶<4mm)的梯形螺紋，可只用一把梯形螺紋車機床配件刀采用直進法并用少量的左右進給車削成形。
(2)粗車螺距大于4mm的梯形螺紋時可采用左右切削法或車直槽法。
(3)粗車螺距大于8mm的梯形螺紋時可采用車階梯槽的方法。
(4)粗車螺距大于18mm的梯形螺紋時，由于螺距大、牙槽深、切削面積大，車削比較困難，為操作方便提高車削效率可采用分層切削法。
以上四種方法只適用于粗車，加工中心精車時應采用帶有卷屑槽的精車刀精車成形。高速車削梯形螺紋時，為防止切屑拉毛牙型側(cè)面，不能用左右切削法，只能用直進法。
(四)車螺紋時的軸向進給距離分析
在數(shù)控車床上車螺紋時，沿螺距方向的Z向進紿應和車床主軸的旋轉(zhuǎn)保持嚴格的速比關系，因此應避免在進給機構加速或減速的過程中切削。為此要有引入距離6，和超越距離6。6，和6：的數(shù)值與車床機床配件拖動系統(tǒng)的動態(tài)特性、螺紋的螺距和精度有關。6，一般為2—5mm，對大螺距和高精度的螺紋取大值；6：一般為1—2mm。這樣在切削螺紋時，能保證在升速后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。
數(shù)控車床加工螺紋時，加工中心因其傳動鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時，刀具沿主進給軸(多為z軸)方向位移一個螺距即可，不應受到限制。但數(shù)控車螺紋時，會受到以下幾方面的影響：
(1)螺紋加工程序段中指令的螺距值，相當于以進給量／(mm／r)表示的進給速度or，如果將機床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，其換算后的進給速度of(mm／min)則必定大大超過正常值。
(2)刀具在其位移過程的始／終，都將受到伺服驅(qū)動系統(tǒng)升／降頻率和數(shù)控裝置插補運算速度的約束，由于升／降頻特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進給運動產(chǎn)生出的“超前”和“滯后”而導致部分螺牙的螺距不符合要求。
(3)車削螺紋必須通過主軸的同步運行功能而實現(xiàn)，即車削螺紋需要有主軸脈機床配件沖發(fā)生器(編碼器)。當其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高時，加工中心通過編碼器發(fā)出的定位脈沖(即主軸每轉(zhuǎn)一周時所發(fā)出的一個基準脈沖信號)將可能因“過沖”(特別是當編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時)而導致工件螺紋產(chǎn)生亂紋[俗稱“爛(亂)牙”]。
鑒于上述原因，不同的數(shù)控系統(tǒng)車螺紋時推薦使用不同的主軸轉(zhuǎn)速范圍。
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