大螺旋升角螺旋槽的数控车削.pdf

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1、上vlAac呦hineTools舶I机床自动化大螺旋升角螺旋槽的数控车削河北太行机械工业有限公司(石家庄050000)李利敏近期，我公司加工了一批零件，其外圆表面带径及螺距之间的相关计算公式。有大螺距螺旋槽，且螺旋槽截面形状为带加．5mm由三角函数关系式圆弧角的直角三角形，加工难度较大。在接到试制tanO=p，D图样并初步分析后，我们首先想到的是用四轴加工可以计算出螺旋升角中心和成形铣刀铣削该大升角螺旋槽，这种工艺方0=arctan(尸／竹D)案需要定制或自制带圆弧角的90。成形铣刀，再利用式中

2、，0为螺旋升角，P为螺距，D为直四轴机床的、两轴联动来加-[大升角螺旋槽。由径，把P=40mm，D：25mm代人上述于试制进度较紧，考虑到生产效率和后期批量生产关系式的因素，我们否定了原四轴铣加工方案，最终确定0=arctan(4o／盯×25)『翻，采用数控车床车削工艺来加工该槽以提高生产效率。得0=27。即零件的螺旋升角为27。。由于升角太大，若采l-零件分析用普通槽车削方式，刀尖右侧切削刃会与进给方向如图1所示，零件外圆为5mHl，螺距P=产生较大的切削抗力，这样容易出现刀具磨损严重、40m

3、E，螺旋槽形状为90。j角形，圆弧角为崩刃现象，而且加工尺寸精度和表面粗糙度很差。R0．5l'Ylm。直观来看，零件具有两个特点：①螺旋升因此，车削该螺旋槽时必须选择正确的刀具及刀具角大，普通的槽刀装夹方式车槽时，槽刀的轴向切装夹方式。削力很大，一(2)刀具选择：车削螺旋槽的原理与车削螺纹般车削加工很的原理相似，为保证车削正确的螺旋槽形状，必须难保证槽的尺选择与螺旋槽形状相吻合的成形车刀。①车刀材料寸精度和表面—的选择：车削大升角螺旋槽时，车刀的材料合理与90。粗糙度。②螺否，对其加工质量和生产

4、效率有很大的影响。车削旋槽形状特殊，螺旋系列工件时通常采用的车刀材料有高速钢和硬不能使用通用质合金两类。其中，高速钢车刀具有韧性好、刀尖槽刀进行直接图1不易崩裂，车出的表面粗糙度值较小，但高速钢的加工，针对尖角处的册．5mm圆弧，需要专门制作耐热温度较低，适合低速车削；而硬质合金车刀韧成形刀具，以保证槽形精度要求。性差，车削时经不起冲击，适合高速车削。加工大针对零件的以上两个特点，我们制定了专门的升角螺旋槽是一种低转速、高进给的车削(车刀做车削工艺方案。高速恒定运动)，符合低速车削条件。因此，高

5、速钢材料可作为车削大升角螺旋槽的车刀。②成形车刀2．工艺分析几何角度的选择：车削螺旋槽的刀具几何角度如图3(1)螺旋升角计算：我们取一个螺距长度的螺所示。为使切削顺利和提高表面质量，根据经验，旋线展开图(见图2)，即可得到螺旋升角与工件直径向前角。一般取4。一6。。参磊工。冷加工：2014篓曼搠上v工Aac呦hineToohm咖I机床自动化由于进给运动的影响，车削时车刀左侧切削刃上把装刀头部位的上下平面改成与水平面的角度为的工作后角变小，右侧切削刃的工作后角变大。车一个螺旋升角，即27。。刀两侧

6、的切削抗力不(3)刀头与刀杆的组装：如图5所示，刀头与均匀，容易造成车刀刀杆的相对位置在车削螺旋槽时必须使得刀尖的角崩刃和切削精度降低。对分线与螺旋中心线一致。刀头与刀杆用螺钉紧固，但是，由于螺旋升角这样便于更换刀头部分。太大(27。)和形状为(4)螺旋槽的车削试制：90。的原因，车刀的左我们在加工螺旋槽时，经过粗右两侧工作后角不易加工一半精加丁一精加1二三次过大或过小，则可使车削完成该槽的加工。粗加T图3得。=。丁作后角时分多层车削，这样可以避免一般取值3。～5。。引起工件振动和崩刃，造成加工

7、面的表面粗糙度较差、精度网5(3)刀具装夹：装夹车刀时有轴向装夹和法向装夹两种方法。①车刀的轴向安装：当轴向安装车不高，有时因吃刀量大引起产品变形等问题。加T时刀车削时，车刀刀尖的位置调整对准工件轴线，刀可以用小于槽宽的切槽刀去除大量，然后再用成形车尖角对分线与工件轴线垂直，工件每旋转一周，车刀半精加工、精加lT完成，这样既能保证螺旋槽的精刀进给一个螺距。车削大升角螺旋槽时，左侧刀刃度和表面粗糙度，又限制了轴在加T过程中的变形。切削抗力远远大于右侧刀刃的切削抗力，造成了左4．结语侧刀刃磨损严重，

8、而且加工出的螺旋槽面精度不够，形状不符合加工要求。因数控车削技术不仅解决了螺旋升角大的难题，此，车削大升角螺旋槽时同时解决了螺旋系列产品批量大、加T精度高等特不适合采用轴向安装车刀。点难题。通过举一反三，我们还可以把车削90。i角②车刀的法向安装：法向形带圆弧螺旋槽的方法推广应用到各种角度大升角安装车刀时，车刀刀尖的螺旋槽的加工中，比如梯形、三角形等。并且还可位置调整对准工件轴线，根据相关资料，设计制造出角度可调的旋转调节刀刀尖角对分线与螺旋槽的杆(见图6)。在使用中刀头刀杆可相对刀杆体转动中心