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數控車床梯形螺紋切削方法及編程指令解析

供稿:中國工控網 2018/6/14 15:16:19

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  • 關鍵詞: 數控車床 梯形螺紋加工
  • 摘要:梯形螺紋加工是車削加工中一項基本技術,但由于數控車床的加工方式,特別是經濟型數控車床在加工梯形螺紋中的局限較多,因此,梯形螺紋的編程及加工都成為了難加工技術。本文中主要研究了在GSK980T數控系統中如何進行梯形螺紋編程、加工及精度控制。

梯形螺紋加工是車削加工中一項基本技術,但由于數控車床的加工方式,特別是經濟型數控車床在加工梯形螺紋中的局限較多,因此,梯形螺紋的編程及加工都成為了難加工技術。本文中主要研究了在GSK980T數控系統中如何進行梯形螺紋編程、加工及精度控制。

  一、梯形螺紋的切削方法

  車削加工梯形螺紋的切削方法有很多,一般有單刀完成和多刀完成兩種。

  1、單刀完成:這種方法對于螺距小于4mm的梯形螺紋可行,當螺距大于4mm后由于切削力和刀具磨損的影響,單刀完成則效果不好。具體方法有以下幾種:

  直進法:如圖一a所示,刀具采用與牙型槽等寬的尺寸,加工時只做橫向進刀。這種方法在加工加工梯形螺紋時,螺紋的牙型精度較高,但由于三刀刃均參與切削,切削力過大容易導致加工變形,只在小螺距螺紋加工時采用。

  斜進法:如圖一b所示,刀具采用與牙型槽等寬的尺寸,加工中刀具縱向和橫向做復合進刀。這種方法在加工中刀具只有兩面刀刃受力,可適當減小切削力,

  但由于兩刃切削,刀具的磨損程度不同,加工中易出現刀尖角發生變化,而造成牙型精度較差。這種方式只在梯形螺紋粗加工或螺紋精度不高時采用。

  左右切削法:如圖一c所示,刀具采用與牙型槽等寬的尺寸,更多數控知識微信搜索公眾號“數控編程教學”免費領取教程,加工中刀具縱向雙向及橫向做復合進刀。這種方式加工刀具受力情況與斜進法相似,較易加工出梯形螺紋。但該方式要求刀具縱向左右兩側移動結合橫向進刀,對操作者技術要求較高,需多次操作后才能熟練掌握。

  2、多刀組合法:一般梯形螺紋加工均采用這種方式。組合方式很多,如單刀加工中的三種只做為粗加工,留一定余量后再采用精加工刀具完成加工。再如圖一d所示,這也是多刀組合中的一種,先用小切刀切直槽再用與牙型等寬的螺紋刀具加工。

  二、螺紋編程指令

  在GSK980T數控系統中,提供了三個加工螺紋的編程指令,分別是逐段加工螺紋指令G32、螺紋加工循環指令G92、復合循環指令G76。三個指令加工螺紋編程上有不同,進刀方式上也有不同,所造成的加工誤差也不同。在編程中應仔細分析、合理選用,以加工出合格的工件。

  1、逐段加工螺紋指令G32,格式如下:

  G32 X(U) Z(W)F

  使用本指令編程每次螺紋加工路徑都至少需要4個程序段,如果螺紋加工使用斜線退出,每次走刀需要5個程序段。這種方法的缺點是程序過長、難以編輯、錯誤多并減小控制系統的存儲能力。但這種方法也有一定的優點,程序員可以絕對控制螺紋的編程過程,這種控制中有了手的介入,從而可以螺紋加工中應用一些特殊的技巧,例如用比螺紋本身小得多的螺紋刀加工螺紋或使用圓頭切槽刀加工大螺距螺紋。

  2、螺紋加工循環指令G92,格式如下:

  G92 X(U) Z(W)F

  使用本指令主要優點是避免了重復數據,一條程序段,就能完成螺紋加工的定位、車削以及退刀,使程序更容易編輯,同時它還有螺紋收尾功能,不開退刀槽,也能實現車削螺紋的退刀。G32與G92一樣均為直進式切削方法,在切削螺距較大的螺紋時,由于切削深度較大,刀刃磨損較快,從而是造成螺紋中徑誤差,但是其加工的牙形精度高,一般多用于小螺距螺紋加工。

  3、復合循環指令G76,格式如下:

  G76 P(m) (r) (a) Q(Δdmin) R(d);

  G76 X(u) Z(w) R(i) P(k) Q(Δd) F(L);

  說明:

  m:精加工重復次數:

  r:倒角寬度:

  a:刀尖角度:

  ΔDmin:最小切削深度,當每次切削深度(Δd?·n1/2-Δd·(n-1)1/2)小于Δdmin時,切削深度限制在這個值上;

  D:精加工余量;

  I:螺紋部分的半徑差,若I=0,為直螺紋切削方式;

  k:螺紋牙高;

  Δd:第一次切削的切削深度;

  L:螺距。

  本指令的加工中的參數的功能十分強大,只需給定螺紋的最終尺寸,螺紋加工中的進刀部分全部由計算機控制。并且任何數目的螺紋加工都只占程序的很少部分,在機床上修改程序也會更快更容易。在GSK980T中,進刀方式為側面斜進法,這種方式在大螺距的粗加工中比較適用。

  綜合三種加工指令的特點,在加工梯形螺紋時,使用G76指令不便于控制切削深度,還會增大刀具與工件的接觸面,一般不采用;如果單用G92指令,程序量也十分大,即使采用子程序也不能較大地縮短程序量;因此,采用G32指令是最好的選擇,并且可以充分發揮子程序的強大功用。

審核編輯(王靜)
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