基于宏程序的异型内螺纹参数化加工.pdf

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1、2014年4月机床与液压Apr．2014第42卷第8期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．8DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．08．049基于宏程序的异型内螺纹参数化加工张武荣(辽宁装备制造职业技术学院，辽宁沈阳110161)摘要：异型内螺纹一直采用成型车刀加工，这种方法不但效率低、刀片易磨损，而且由于过大的切削力将导致尺寸控制不准，废品率高。利用宏程序和菱形55。刀片，通过优化走刀路线加工异型内螺纹。实践证明：这种方法不但可以有效提升

2、加工效率，减少废品率，而且还可以通过使用标准55。刀片，降低刀具的费用。关键词：异型螺纹；宏程序；参数化加工中图分类号：TG519．1文献标识码：B文章编号：1001—3881(2014)8—154—3异型螺纹是指螺纹的牙形、外形轮廓或者螺距与普通螺纹不同的螺纹⋯。这类螺纹在普通的数控车床‘上直接编程有很大困难，即使利用CAM软件，也无法编程。如果使用价格昂贵的非标刀片，则会由于轴向切削力较大，常常会产生振动导致蹦刃。而加工异型内螺纹，则会由于排屑困难，易形成积屑(al直进法(b1斜进法(cl左

3、右车削法(dl槽切法(e)分层切削法瘤。因此在实际生产中，传统的车削法，费时费图2成形刀具的进刀方法力，且不能很好地控制加工后的尺寸，产生很高的废(1)直进法。如图2(a)所示，刀具沿横向进品率J。作者以井下用钎头(材质40Cr)的异型内刀，由于为三刃切削，切削力大，排屑不畅，容易扎螺纹(图1)加工为例，利用宏程序和55。棱形型刀刀。片，通过优化走刀路线加工异型内螺纹。实践证明：(2)斜进法。如图2(b)所示，进刀方向沿牙该方法可以有效提升加工效率，减少废品率。形角方向，由于采用单刃切削，切削力

4、减少，排屑相对顺畅，但是在最后一刀的时候难免出现三刃切削。(3)左右车削法。如图2(c)所示，刀具沿着两侧牙型角交替进刀完成切削，这样可以较好地使刀片两侧均匀磨损，但最大的问题是切屑左右摆动，不易控制，极易刮伤螺纹。(4)槽切法。如图2(d)所示，先采用切槽刀图1钎头内孔异型螺纹粗切出螺纹槽，再使用梯形螺纹刀加工螺纹槽两侧1异型内螺纹的加工难点面，此种方法使用了两次对刀，对加工效率和精度都1．1编程方面的难点有很大的影响。异型螺纹的牙形如图1所示，其形状相对复杂，(5)分层切削法。如图2(e)所

5、示，分层切削在普通的数控车床上，利用插补指令(如：G1，G2，法能很好地解决大导程切削的问题，分层切削法将切G3等)和螺纹指令(如：G32，G76)直接编程有很削方向分成若干层，每层沿进刀方向若干次进刀。此大困难，即便使用CAM软件，如：CAXA、UG、法中刀具单刃切削，保证切削面积均匀，工作平稳，Pro／E等，目前为止，也无法实现。不易产生振动和扎刀，排屑及加工表面品质高，但是1．2使用非标刀具存在的问题单刃切削也会影响到刀具的利用率，提高刀具的成目前国内普遍采用非标成型刀具加工此类螺纹，本。

6、然而5种切削方法(如图2)都有明显的不足之1．3孔内加工的难题处。孔内加工排屑困难，易形成积屑瘤及堵屑等现收稿日期：2013—02—16作者简介：张武荣(1964一)，男，副教授，高级工程师，研究方向为先进制造技术。E—mail：zwr243@126．com。第8期张武荣：基于宏程序的异型内螺纹参数化加工·155·象，而且对于成形刀具而言，过大的径向切削力，常但能够帮助排屑，而且刀具的磨损相对均匀，尽可能常导致振动。地提高了刀具的使用寿命。2解决方法2．1刀片的选择为了减少非标刀具所出现的问题，

7、作者选用菱形55。刀尖角和11。后角的刀片。原因如下：(1)通过计算，得到该螺纹的螺旋升角大于8。，ISO刀片的后角为7。和11。，所以选择11。后角的刀片。(a)租加工(b)精加工(2)孑L内加工时，为了尽可能地减少刀具振动，图5加工时的走刀路线作者选用55。刀尖角的刀片，由于此类刀片切削轻快，4宏程序的使用可以很好地减小径向切削力从而减少刀具振动趋势。4．1宏程序的定义2．2刀柄的选择宏程序是采用变量组合方式而形成的加工程序，由于螺距大于18mm，每转进给很大，导致机床它可以通过灵活运用各种

8、算术和逻辑运算、转移和循进给极高，对刀片的冲击较大，夹紧尽可能可靠才环等命令，实现对程序段流向的控制，只要变更变量行，同时又要兼顾孔内排屑空间的问题，所以可以螺的不同赋值即可完成不同零件的加工，特别适合抛物钉夹紧式结构刀柄。线、椭圆、双曲线等没有插补指令的数控车床的手工综上所述，该刀具应具备的相应条件如图3所编程。此次使用的机床系统为FANUCOi。示。4．2异形螺纹粗精加工的宏程序考虑到效率的问题，将粗加工分层切削，并为精量，精加工嚣设定的步。—．{．04m，顺序如图6，．三图6精加工走刀路线