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          螺紋銑削數控技術的優點及實際運用
          發布時間:2018-8-16 15:45:22      點擊次數:2223

          螺紋數控銑削的優點

          傳統的螺紋加工方法主要采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲及套扣。隨著數控加工技術的發展,尤其是三軸聯動數控加工系統的出現,使更先進的螺紋加工方法——數控銑削得以實現。螺紋數控銑削加工與傳統螺紋加工方式相比,主要有以下優點。

          (1)螺紋銑削加工時,零件不動而刀具進行旋轉銑削,而傳統車削加工是零件旋轉。在傳統車削中非旋轉體的螺紋加工會存在無法靈活裝夾的問題,但采用銑削加工方法,該問題就會迎刃而解;同時加工零件的固定不動,也減少了機床運動負荷,提高了定位和加工精度。

          (2)螺紋數控銑削加工時不受螺紋結構和螺紋旋向的限制。同一把螺紋銑刀可以加工螺距相同但直徑不同的不同旋向的內、外螺紋。

          (3)同一把螺紋銑刀可以通過修改刀具半徑補償值,將螺紋加工到任意公差帶。而在傳統方法中,絲錐磨損、加工螺紋尺寸小于公差后則無法繼續使用,只能報廢;但是當螺紋銑刀磨損、加工螺紋孔尺寸小于公差時,可通過數控系統進行必要的刀具半徑補償調整后,就可繼續加工出尺寸合格的螺紋。

          (4)由于螺紋銑刀沒有導向部分,因此無需退刀槽或過渡扣即可靠近螺紋底部加工出精*深度的螺紋。

          (5)螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數十倍。

          (6)螺紋數控銑削加工效率高。目前螺紋銑刀的制造材料為硬質合金,加工線速度可達80m/min~200m/min,而高速鋼絲錐的加工線速度僅為10m/ min~30m/min,故螺紋數控銑加工適合高速切削,提高了加工效率。

          (7)螺紋數控銑削方法能夠延長刀具使用壽命。高硬度材料和高溫合金材料,如鈦合金、鎳基合金和鉬合金的螺紋加工一直是一個比較困難的問題。主要是因為高速鋼絲錐加工上述材料螺紋時,刀具壽命較短,而采用硬質合金螺紋銑刀則效果比較理想,刀具切削力大幅降低,解決了機床負荷太大、無法驅動絲錐正常加工的問題。

          螺紋銑削數控程序的編制

          螺紋銑削加工程序的編制,主要原理是采用G02、G03圓弧插補指令,即在二軸圓弧插補的同時加入第三軸直線插補,形成螺旋插補運動。螺紋銑削的數控程序,有很多種編制方法。

          1.手工編程

          對于走刀路線較簡單的螺紋加工,我們可以通過簡單計算,進行手工直接編程。例如用多齒螺紋刀片且有效長度大于螺紋長度的刀片加工螺紋,只要在螺紋軸向上走一個螺距,即可完成整個螺紋加工。下面是加工M16×1.5、長度為9mm的外螺紋數控程序。

          G00 G42 X100 Y0 Z15

          M03 S3000

          G0 Z-9 (下降至螺紋長度) G01 X14.376 F100(刀具加工到螺紋底徑處)

          G02 X14.376 Y0 I-14.376 J0 Z-7.5(螺旋插補運動,同時Z向提高1個螺距1.5)

          G01 G40 X100 Z15

          M30

          2.利用通用軟件進行編程

          NX是西門子公司出品的一套集CAD/CAM/CAE于一體的軟件系統,它被廣泛應用在汽車、航天和模具等加工行業。我們用到的螺紋銑削功能就是其CAM編程中功能之一。

          首先進入“平面銑”或“鉆孔”加工環境,并且在“創建操作”對話框中選擇“THREAD_MILLING”子類型。然后根據需要設置相關選項和參數,由系統生產相應的加工程序。

          3.利用專用軟件編程

          各家刀具廠商,一般會根據自己的螺紋銑刀提供一套專用編程軟件,例如以色列瓦格斯刀具商(Vardex)提供的Vardex TM Gen螺紋銑削編程軟件、山高刀具商(SECO)提供的螺紋銑削向導軟件,以及肯納公司提供的KThread_Milling,這些專用軟件,都是很好的螺紋銑削編程專用軟件,大家可以根據自己在實際應用中的特點,選擇不同的專用軟件進行螺紋銑削數控編程。

          螺紋數控銑削實際應用

          由于螺紋銑削加工的諸多優勢,目前很多的制造企業已較廣泛地采用了螺紋數控銑削工藝。在加工某發動機復雜零件的接嘴螺紋時,經過試驗研究,也采用了螺紋銑削方法,取得了較好的效果,下面就這一過程及工藝方法作簡要介紹。

          1.零件的特點及加工難點

          某復雜零件是發動機上的重要零件,其接嘴螺紋部分如果采用車削螺紋,零件的主體與接嘴并非同一旋轉中*,給裝夾定位帶來一定的困難,但是采用銑加工螺紋的方法,則可很方便地進行裝夾和加工。

          2.刀具的選擇

          在螺紋銑削加工中,三軸聯動數控機床和螺紋銑削刀具是*備的兩要素。以下介紹幾種常見的螺紋銑刀類型。

          (1)圓柱螺紋銑刀

          圓柱螺紋銑刀在加工中的螺旋升程靠機床運動實現。由于這種特殊結構,使該刀具既可加工右旋螺紋,也可加工左旋螺紋,但不適用于較大螺距螺紋的加工,適合銑削中小直徑螺紋,切削平穩,耐用度高。缺點是刀具制造成本較高,價格昂貴。

          (2)機夾螺紋銑刀及刀片

          機夾螺紋銑刀適用于較大直徑(如D>25mm)的螺紋加工。其特點是刀片易于制造,價格較低。機夾螺紋銑刀的優點是,易于更換刀片,從而降低了加工成本。

          (3)組合式多工位專用螺紋鏜銑刀

          組合式多工位專用螺紋鏜銑刀的特點是一刀多刃,一次完成多工位的加工,可節省換刀等輔助時間,顯著提高生產率。組合刀具可一次加工完成工件需加工內螺紋、倒角和平臺。


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