数控机床上加工蜗杆.doc

数控车床上蜗杆的加工技巧2008-12-04 08:47:06 中国机床网 阅读： 174人次 文字选择：大 中 小 我要评论 蜗杆一般螺距较大，因其牙型特点，刀刃与工件接触面大，加工途中极易因工件与刀具间铁屑的挤压造成刃具损坏。虽然操作者可以采用弹性刀杆的工具，并以很小的切削深度进给，但上述问题并不能从根本上解决。 在数控车床上加工蜗杆时面对的是同样的难题。机床决不会因刀具崩刃了而自动停下来，因此，这个问题更是难以解决。而人工操作的卧式普通车床则可以根据切削情况由操作者灵活掌握，甚至加工到一半时中途退刀，从而避免更糟糕的情况发生。 第一刀第二刀第三刀图1图2下面给出一种方法就是利用数控车床呆板的加工方式，及其精确的定位机能，采用“联点成线”的方法来合成梯形的两条侧线，从而有效解决这一问题。 刀具可用硬质合金成型刀具。这种切削方式是把一刀变为三刀，从而减小了切削抵抗，简图如图1。这种方式实际上是左右切削法的活用，笔者把它改为“中、左、右 ”切削，因为如果不先从中间切一刀，铁屑仍然会挤刀，这是从实际中得来的结论。与非数控车床的左右切削法不同，在数控车床上的“中、左、右”切削需要精确的计算.这种计算需要花费一点时间，但它换来加工效率的提高及工作时的安心。切削速度可选为7090m/min，切削深度ap=0.10.15mm(根据机床性能而定，判断是否合适要看铁屑厚度及颜色)。 下面介绍坐标计算方法，见图2。 cot=20=1:0.364,既当X方向进给0.1mm时，Z向比上一刀变化0.0364mm，这个0.0364mm是左右方向上的，即先从中间吃一刀，然后左右分别比上一刀的Z向减少及增加0.0364mm，可以先列出如下表所示的数值，以利编程时使用。 x5049.849.649.449.249W1.461.421.391.351.311.28在数控上左右吃刀，实际上就是改变车螺纹时起点的Z向坐标。这一点必须牢记。下面就以图2为例给出一段程序及相应说明。螺纹指令为G92，工件端面处为Z向零位，螺距为8mm。 N110 GOO X55 Z10 快速定位到车螺纹起点N120 G92 X49.8 Z60 F8 车X49.8处第一刀N130 GO1 W1.42 F1 改变车螺纹的起点N140 G92 X49.8 Z60 F8 车左边N150 G01 Z10 F1 回到起点N160 W1.42 改变车螺纹的起点N170 G92 X49.8 Z60 F8 车右边N180 G01 Z10 F1 回到Z向起点N190 G92 X49.6 Z60 F8 车X49.6处第一刀如按上例所示“中、左、右”多次车削，切削容易，排屑顺利。达到了“联点成线”的目的，把数控的局限性变成了特长。若切削时加冷却液冲刷铁屑，效果会更好。 另外，在加工方牙螺纹等工件时，也可用比槽宽窄的车刀，以上述方法编制程序，只不过程序要简单得多，也用不着很多的计算，实际效果也非常令人满意。(编辑：中国机床网) 在数控车床上快速车削蜗杆的方法 摘要：在数控车床上车削较大导程的蜗杆、梯形螺纹和锯齿螺纹，由于工件的齿形深，需要切除的毛坯余量多，一般是选择较低的切削速度和高速钢成形刀，使用G32和G76等指令车削，加工精度特别是表面粗糙度很难达到图纸要求，加工难度较大。针对出现的加工精度低、生产效率低等特点，说明如何有效地发挥数控车床的高精度，高速度、定位精度高、生产效率高的优势。我们以沈阳CAK3675v华中数控系统的车床来论述快速车削蜗杆的方法。如图1关键词：蜗杆 数控车床 成形刀 硬质合金 宏程序蜗杆和大导程螺纹车削的进刀方法有多种，如直进法、左右切削法、斜进法和切槽法等。以前车削蜗杆等大导程零件的方法是：选用较低主轴转速（数控车床最低速为100转/分时转动无力）和高速钢成形车刀，车削蜗杆时的生产效率低。为解决上述问题，我认为应从刀具材料、几何形状及角度和车削方法来谈谈快速车削蜗杆和大导程螺纹的方法。一、突破传统选择刀具的习惯，合理选择车削蜗杆的刀具角度，使刀具的刀尖角小于齿形角车削蜗杆刀具的刀尖角如果等于蜗杆的齿形角。这种刀具在车削时两侧刀刃与工件侧面容易发生摩擦，甚至三个刀刃同时参加切削，易产生较大的切削力而损坏刀具。如果选择车刀的刀尖角35小于蜗杆的齿形角40，（如图2）这种车刀在车削时，可防止三个刀刃同时参加切削，减少了摩擦、切削力，能很好地避免“闷车”、“扎刀”和打刀的情况发生。二、在数控车床上使用硬质合金车刀高转速车削蜗杆成为现实以前，车削加工蜗杆和大导程螺纹，只能用高速钢车刀低速车削加工，生产效率非常低。如果将车刀的刀尖角磨小，使车刀的刀尖角35小于蜗杆的齿形角40，可避免三个刀刃同时参加切削，切削刀显剧下降，这时可使用较高的切削速度和硬质合金车刀对蜗杆进行车削。当工件直径、导程越大时，可获得的线速度越高，加工出的工件表面质量越好，而且生产效率明显提高。彻底解决在数控车床不能用硬质合金刀具车削蜗杆和大导程螺纹零件。（只要数控车床能承受，尽可能选择较高的线速度，在车削模数Ms4时，选用350转/分钟。如图3） 图2 刀尖角35小于齿形角40 图3 硬质合金车刀三、利用数控车床的精度高、定位准，用车削斜面的方法代替成形刀车削蜗杆，能保证蜗杆的齿形角如果蜗杆车刀的刀尖角直接决定被加工螺纹牙形角的大小，这显然是用成形刀来车削蜗杆。当使用成形刀车削较大导程蜗杆工件时，有可能整过刀刃甚至是三个刀刃同时参加切削，切削力陡增。由于数控车床在低转速转动时无力，用成形刀在数控车床上车削蜗杆或大导程螺纹会出现“闷车”和“扎刀”。为解决以上问题，可用左右分层车削斜面的方法取代成形刀法来车削蜗杆和大导程螺纹，可彻底避免在车削中经常出现三个刀刃同时参加切削而导致切削力增大、排屑不畅、“闷车”和“扎刀”等现象。（车削斜面的方法是：车螺纹时，车刀在第一次往复车削后，刀尖在通过轴线剖面的牙侧上车削出了A点，经过多次往复循环车削，刀尖在通过轴线剖面的牙侧上分别车削出了B、C、D、E、FN个点，将ACEN和BDF等多个点分别连接起来成为两条倾斜的直线，形成了蜗杆两侧的齿面和齿形角。）如图4 图4 蜗杆齿侧的形成四、使用宏程序能满足加工加工要求粗车如图1模数Ms4的蜗杆，大约只需10分钟左右。粗车蜗杆的加工宏程序如下：%0001T0303M03S350F100#18.8 （蜗杆全齿高）#22.788 （齿根槽宽W2.788mm）#3=2.4 （刀头宽t2.4mm）WHLIE #1GE0 #4#1*2+30.4 （计算X轴尺寸。齿根圆为30.4mm）#5#1*TAN20*PI/180*2+#2 （计算Z轴尺寸）WHLIE #5GE#3 G00 X50 Z8 M08 （循环起点）G00 Z8+#5-#3/2 （Z轴向右边移动） G82 X#4 Z-87 F12.56 （车蜗杆）G00 Z8-#5-#3/2 （Z轴向右边移动） G82 X#4 Z-87 F12.56 （车蜗杆）#5#5-#3 （每次循环的切削宽度2.3mm）ENDW#1=#1-0.25 （每次循环的切削深度0.25mm）ENDWG0X150Z8M09M30精车时必须修改粗车的宏程序如下：1、测量粗车后的法向齿厚Sn/Cos20=Sx轴向齿厚。2、将宏程序的程序段#22.788 修改为#22.788+ Sx/2（轴向齿厚/2）3、将宏程序的程序段#1=#1-0.25修改为#1=#1-0.104、将宏程序的WHLIE #5GE#3、#5#5-#3、ENDW删除。5、将修改后的宏程序重新调用加工一次，精车蜗杆大约只需10分钟左右。修改后,精车蜗杆宏程序如下：%0001T0303M03S350F100#18.8 （蜗杆全齿高）#22.788+ Sx/2 （齿根槽宽2.788+轴向齿厚Sx/2）#3=2.4 （刀头宽t2.4mm）WHLIE #1GE0 #4#1*2+30.4 （计算X轴尺寸。齿根圆为30.4mm）#5#1*TAN20*PI/180*2+#2 （计算Z轴尺寸）G00 X50 Z8 M08 （循环起点）G00 Z8+#5-#3/2 （Z轴向右边移动） G82 X#4 Z-87 F12.56 （车蜗杆）G00 Z8-#5-#3/2 （Z轴向右边移动） G82 X#4 Z-87 F12.56 （车蜗杆）#1=#1-0.1 （每次循环的切削深度0.1mm）ENDWG0X150Z8M09M30五、结束语在数控车床上快速车削蜗杆和大导程螺纹的方法有三个特点：一是摆脱了在普通车床上车削蜗杆要求工人有较高的操作技能和技巧。二是解决了数控车床不能车削大导程的蜗杆和螺纹。三是充分利用了数控车床的精度高、定位准的特点，突破了传统的选择蜗杆车刀的习惯，将刀具的刀尖角选得小于齿形角，车削时防止了三个刀刃同时参加切削，排屑顺利，减小了切削力，使用硬质合金车刀，高速切削蜗杆和大导程螺纹成为现实（在数控车床上加工较大直径和较大导程的蜗杆优势更大）。粗车和精车如图1的蜗杆大约需要20分钟左右的时间，生产效率有了较大的提高，是普通车床的10倍左右。在数控车床上车削蜗杆和大导程螺纹注意三点：一是要求有编辑和修改宏程序、准备车刀和安装工件的能