简述螺纹车削加工特点及方式

螺纹是机械工程中常见的几何特征之一,应用广泛。螺纹的加工工艺较多,如基于塑性变形的滚丝与搓丝,基于切削加工的车削、铣削、攻螺纹与套螺纹、螺纹磨削、螺纹研磨等。其中,螺纹车削是单件或小批量生产常用的加工方法之一。作为数控车床,螺纹车削加工是其基本功能之一。

1螺纹车削加工特点

螺纹数控加工不同于轮廓加工，其特点表现为：螺纹加工属于成形加工，同时参加的切削刃较长，易出现啃刀与扎刀现象，一般均需多刀切削完成;为保证导程(或螺距)准确，必须要有合适的切入与切出长度;螺纹加工的牙型及牙型角基本由刀具形状保证，因此，刀具的形状与正确安装直接影响螺纹牙型的质量;螺纹加工时的进给量与主轴转速必须保持严格的传动比，即F=Ph(mm/r)，因此，加工时禁止使用恒线速度控制;螺纹切削加工的切削速度一般不高，以不出现积屑瘤或刀具塑性损坏为原则。

2螺纹车削加工方式

螺纹存在右旋与左旋之分,其加工方式与主轴转向、刀具位置与进给方向有关。以外螺纹为例,其加工方式如图1所示。内螺纹的加工方式由读者自行分析。

螺纹加工常见问题及解决方法

图1外螺纹加工方式

a)、d)右旋螺纹b)、c)左旋螺纹

图1a所示为常见的右旋螺纹加工方式,主轴正转、前置正装或后置反装刀具、从右至左进给。若进给方向反向,则为左旋螺纹加工,如图1b所示。

图1c所示为左旋螺纹加工,主轴反转、前置反装或后置正装刀具、从右至左进给。

若进给方向反向,则为右旋螺纹加工,如图1d所示。

3螺纹车削进刀方式

(1)进刀方式螺纹加工必须多刀切削,其进刀方式有以下几种,如图2所示。

螺纹加工常见问题及解决方法

图2进刀方式

a)径向进刀b)侧向进刀c)改进式侧向进刀d)左右侧交替进刀

1)径向进刀(图2a)是基础的进给方式,编程简单,左、右切削刃后刀面磨损均匀,牙型与刀头的吻合度高;但切屑控制困难,可能产生振动,刀尖处负荷大且温度高。适合于小螺距(导程)螺纹的加工以及螺纹的精加工。

2)侧向进刀(图2b)属较为基础的进刀方式,有专用的复合固定循环指令编程,可降低切削力,切屑排出控制方便;但由于纯单侧刃切削,左、右切削刃磨损不均匀,右侧后刀面磨损大。适合于稍大螺距(导程)螺纹的粗加工。

3)改进式侧向进刀(图2c)由于进刀方向的略微变化,使得右侧切削刃也参与一定程度的切削,一定程度上抑制了右侧后刀面的磨损,减小了切削热,改善了侧向进刀的不足。

4)左右侧交替进刀(图2d)的特点是左、右切削刃磨损均匀,能延长刀具寿命,切削排出控制方便;不足之处是编程稍显复杂。适用于大牙型、大螺距螺纹的加工,甚至可用于梯形螺纹的加工,在编程能力许可的情况下推荐使用。

另外,在加工梯形螺纹时还经常采用一种分层切削式进刀方式。

(2)进刀深度(又称切削深度)螺纹加工多次切削的进刀深度选取方式有两种———恒切削面积与恒切削深度进刀,如图3所示。

螺纹加工常见问题及解决方法

图3进刀深度控制

a)恒切削面积b)恒切削深度

1)恒切削面积进刀,每次进刀的切削面积相等,即Ai=常数。该方法是数控车螺纹时最常用的方法,且通常加工效率最高;每次走刀的切削力均匀,有利于提高刀具寿命。

2)恒切削深度进刀,其每一刀的切削深度相等,即api=常数。该方式切屑厚度不变,可优化切屑形状。不足之处是走刀次数较多,仅作为一种补充方案。