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如何用數控車床加工變螺距螺桿


        在數控車床上加工變導程螺紋的方法與技巧。變螺距螺桿在生產中應用較多,如在塑料、造紙等行業使用的擠出設備中,變螺距螺桿是關鍵零部件,它擠出性能優良,可以實現物料送進速度的調整及物料送進位置的改變。

變導程螺紋的特
        變導程螺紋的每一個導程都是變化的,或遞增,或遞減,按照螺紋的外形可分為槽等寬牙變螺紋和牙等寬槽變螺紋兩種。

變導程螺紋圖例
數控車床中變導程螺紋加工指令
        在廣州數控980TD系統中,有變導程螺紋切削功能。
        格式:G34X—Z—F—R—;
        其中:X、Z:螺紋切削終點的絕對坐標值。
        F:第一個導程。
        R:主軸每轉螺距的增量值或減量值。

變導程螺紋刀具分析
1.刀具材料選擇
        由于此變導程螺紋為矩形螺紋,槽寬及深度都較大,在加工時切削刃接觸長度長,受力大,車刀故為高速鋼W18Cr4V2。
2.刀具角度選擇
        刀具外形為矩形,粗車刀刀頭寬度為4.6 mm,精車刀刀頭寬度為5 mm。
        粗車刀具前角選擇10°左右,左側后角為(3°~5°)+Ψ最大,右側后角為(3°~5°)-Ψ最大。精車刀具前角選擇0°,后角與粗車刀具相同。其中,Ψ最大為螺紋最大導程頂徑處的螺旋升角。中槽等寬牙變導程螺紋刀的螺旋升角計算:tanΨ最大=7.64°
3.刃磨刀具
        粗車刀刀寬為4.5 mm左右,在前刀面上主切削刃及兩副切削刃上開切削槽,保證前角10°左右,保證后角6°~8°,左側副后角12°左右,右側副后角-3°左右。精車刀刀寬嚴格保證5 mm,前角為0°,后角與粗車刀同。

加工槽等寬牙變導程螺紋
        考慮零件在加工過程中裝夾的穩定性及保證加工精度,采用“一夾一頂”的裝夾方式,加工右端Φ20、Φ28兩外圓柱及變導程螺紋部分。在加工螺紋以前,
        刀具定位的位置必須指定在距螺紋右端面一個基本導程距離的地方,以保證車削零件時螺紋第一道牙的導程為5mm。在此處,變螺紋第一道螺紋導程為7mm,故基本導程等于此值減去螺紋增量2mm,為5mm,所以螺紋的定位應該在距螺紋右端面5mm位置處。

數控車床加工變螺距螺桿程序實例節選:
        O1;M3S100;T0101;G00 X50 Z-17; M98 P501001;O1001; G00 U-12.1 ; G34 U0 Z-92 F3R2 ; G00 U12;Z-14 ;M99;

加工牙等寬槽變導程螺紋
        加工牙等寬槽變螺紋比槽等寬牙變螺紋要復雜得多,要車成變槽寬,只能是在變導程車削的過程中使刀具寬度均勻變大才能實現,不過這是不可能實現的。實踐證明,可通過改變導程F和相應的起刀點來趕刀,逐漸完成車削。

數控車床加工變螺距螺桿粗加工程序實例:
        O2002;G00 X200Z10;T0101 M08;M03 S100 ;G00 X50Z-12;M98 P501001;G00 X50 Z-13 ;M98 P602002;G00 X50 Z-14 ;M98 P502002 ;G00 X200 Z10 ; M05 ; M30 ; O3003; G00 U-12.1 ; G34 U0 Z-74 F9 R2; G00 U12 ; Z-12 ; M99; O3002; G00 U-12.1; G34 U0 Z-74 F8 R2 ; G00 U12; Z-13;M99 ; O4004; G00 U-12.1; G34 U0 Z-74 F7 R2; G00 U12;Z-14;M99;
注:精車時只需更換精加工刀具,程序同粗車程序。

加工變導程螺紋注意事項
        1.根據不同的要求合理選擇刀具寬度,精車刀應與最小導程的槽等寬;
        2.據不同情況正確設定變螺紋F初始值和起刀點的位置,即基本導程值;
        3.加工過程如發現牙寬與理論尺寸不符,可通過更改定位坐標值及基本導程值來趕刀實現,具體趕刀數值及操作根據實際情況而定。

        在機械加工中,利用數控車床進行加工變導程螺紋,不僅可以提高零件的加工精度,而且與使用普通車床相比,輔助加工時間也大大縮短,減輕勞動強度,保證工件質量,充分發揮了子程序的功能,以簡單的數控加工指令進行編程加工,大大簡化了加工程序,實現了復雜特種螺紋的加工。

參考文獻:陳珠海.應用數控車床加工變導程螺紋方法[J].考試周刊2017年52期


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