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    [分享]铣削加工大型内螺纹的方法 [复制链接]

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    离线zhang8210
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2009-01-14
    — 本帖被 cyqdesign 从 机械加工与制造 移动到本区(2010-12-09) —
    1前言 THZ3%o=X  
    uS.a9 Q(  
      传统的螺纹加工主要采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣等方法。随着数控加工技术的发展,尤其是三轴联动数控加工技术的出现,使更先进的螺纹加工方式—螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工主要采用数控撞、铣类机床加工中心。对于小直径内螺纹(≤20mm)常用攻丝、套扣等方法来加工;对于材质硬度高、孔数较多的大型精密非标准内螺纹的加工,用这些传统的加工方法则比较困难。英格索尔的NC-120内螺纹旋风铣削加工方法,则很好地解决了用传统方法难以加工的大型精密内螺纹的加工问题。它可严格控制中径公差、减小或消除刀具切削时对牙型的干涉,大大提高了被加工螺纹的精度,并且加工效率高。本文主要介绍旋风铣削的加工工艺方法和编程 [-a /]  
    `r LMMYD=  
      2加工原理和加工工艺方法 izA3INT  
    Zwl?*t\D  
      加工原理和轨迹 <h0ptCB  
    6h8NrjX  
      在数控镗铣类机床上加工大型内螺纹,可采用旋风铣削,其加工原理为:高速旋转的成形铣刀,其刀尖回转圆始终与内螺纹外径处于内接状态,与此同时,刀具绕工件孔轴线作螺旋运动,此时60°成形刀把与刀尖干涉的金属切除,在工件孔壁上就切出螺纹槽。螺旋运动由数控机床的螺旋插补功能来实现。为防止加工到孔底部时,切屑与刀具的干扰阻挤和加工部位被切屑遮盖,旋风铣削均采用从孔底向外加工的走刀方向。 #}?$mxME*  
    tJ3s#q6  
      刀具和附具 qpCi61lTDJ  
    GrIdQi^8  
      在内螺纹的旋风铣削时是借用NC-120装置上的刀片、刀盘和刀杆,其机构如图1所示。并设计制造了一根专用接杆,前面连接NC-120刀杆和刀盘,后面的锥柄与机床主轴连接(图1)。该刀片是可转位、不重磨硬质合金刀片,其尺寸和角度精度较高,可装于铣刀盘,同时装4~6把刀片,组成多刃铣刀盘。通过刀盘尾部的定心柱和螺纹与刀杆联结,又通过刀杆尾部的短锥、键和螺钉,紧固在可装入锥孔的专用刀杆上。该刀具有同时参与切削的刀片多、精度高、耐磨性能好等优点。由于刀具直接连接主轴,在选择刀盘时,主要是考虑加工螺距的大小和螺孔的深浅,螺孔直径不是考虑的主要因素。铣螺纹用的刀具也可自行设计,但其制造精度要满足工作的要求。为保证其牙廓尺寸精度和表面粗糙度,尽可能采用多刃结构。 #y%Ao\~kG  
    ,oe4*b}O=.  
      螺纹有关参数的计算 IC~D?c0H:  
    $ E6uA}s  
      内螺纹的牙型尺寸和刀点如图2所示。螺纹标准中规定其牙型是将等腰三角形尖峰削去H/8高度,并以此处作为螺纹公称直径。图2中体现螺纹配合间隙的要求。数控铣削中,为使图2中所示的刀尖A与牙型尺寸中的点B重合,必须计算出螺孔的最大直径D1。其计算如下: ><^@1z.J  
    cMAfW3j: ;  
      D1=d+2×H/8=d+H/4式中,H=0.866P,P为螺距,中径公差按其公差值的1/3考虑,则D1直径还将加大:D1=d+H/4+e/3式中,e为中径公差值。 )qe o`4+y  
    #kEdf0  
      3程序编制 dno*Usx5d0  
    |R;=P(0it  
      以西门子8系统为例,介绍其数控程序的编制。以子程序形式编写。用R参数代替语句中的数码和数值,能适用于不同直径、不同螺距、不同深度的螺纹加工,具有一定的通用性。程序按刀具中心轨迹编写,所以不需要使用刀补功能。程序可存入机床,使用时,由主程序调用并给出切削用量、初始参数赋值,同时使刀具中心定位在已加工好的底孔上方。 h#9)M  
    H*IoJL6  
      程序的初始赋值参数的定义和轨迹 L}+!<Ug  
    S/aPYrk>6  
      R03—专用铣刀盘刀尖直径(SK); zvWQ&?&o2  
    }_x oT9HUr  
      R05—加工螺纹的深度; I+SL0  
    ] 2'~e,"O  
      R06—螺纹中径的公差值; J4; ".Y=  
    "G:>}cs%?  
      R08—螺纹铣削走刀速度; Qfi5fp=f  
    !)]3 @$#  
      R09—螺距; glpdYg *  
    LV0{~g(!%  
      R11—刀具轴编号(X轴,111=1;Y轴,111=2;Z轴,R11=3)。 *V}}3Degh  
    )Ec;krb+  
      XY平面上内螺纹铣削程序框图 nq;)!Wry  
    :OM>z4mQ  
      在XY平面上进行内螺纹铣削的程序框图如图4所示: ] $*cmk(Y  
    tuSgh!  
      XY平面上内螺纹铣削程序 _{aVm&^kA  
    &r_B\j3  
      对于数控镗、铣类机床(加工中心)来说,螺纹铣削加工程序的编制主要采用G02、GO3圆弧插补指令,形成螺旋插补运动。下面是西门子8M系统使用的子程序单:N1 R1O 0.8S6 R12 4 R50 0; =&'j;j  
    t z{]H9  
      R52 2 R53 R02 0 ?{V[bm  
    F=H=[pSe  
      R54 0 s_N!6$tS   
    qeYr=%)c  
      N2 R30×RO9 R00 0 R30/R32; [+GG Wo  
    QX4I+x~oo\  
      N3 R01 R30 R00 0 R06/R51; JC-L80-  
    wP i=+  
      N4 R01 R06 R00 0 R01-R01; n3w2&  
    2#^[`sFPO  
      N5 R01/R52 R00 0 R02 R01; 01$SvL n:  
    ]_h"2|  
      N6 R02/R52 R00 0 R54 R01 ; /T@lHxX  
    4ET P  
      N7 R54×R51 R00 0 R05 R54 ; ]iPdAwc.1  
    &'R]oeag  
      N8 G64 G91 G01 Z-R05 FR08 M03;刃具进入孔底 11u qs S2  
    >jcNo3S  
      N9 G03 X-R01 Y0 PR2;圆弧切入至最大外径 nC w1H kW  
    %`~8j H@  
      N10 G03 X0 Y0 IR01 J0 ZR9;螺旋插补铣削一扣 [T|~K h%#  
    _Z%C{~,7)x  
      N11 R50 R09;已加工长度增加一个螺距 -4;u|0_  
    !O\r[c  
      N12 @02-10 R5 R50;判断R05>R50时,前跳到N10段 *KM CU m  
    R~b$7jpd  
      N13 G00 XR01 M05;R05≤R50时,刀具退到孔中心 "^\4xI  
    ~I'h iV^-  
      N14 G90 G60 M17;子程序结束 v1: 5 r  
    g7F>o76M  
      程序是按加工右旋内螺纹设计的,也可按同样方法编写左旋内螺纹的通用参数子程序。 QwiC2}/  
    Uhf -}Jdw  
      4结论 3,GSBiK3}  
    iL(E`_I<  
      用旋风铣削法来加工大型精密内螺纹,能严格控制中径公差,加工精度好,效率高。由于采用了子程序技术,编程较为简便。且对于不同类型的螺纹,只需修改程序中的参数即可,程序可保存于数控系统中,加工时调出,适合于批量生产。我们在型号为XK713型数控机床上采用了旋风铣削加工M200的大型内螺纹,结果表明,用该方法加工,生产效率比用传统方法加工提高了40%,且容易控制其加工精度。
     
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