在简易数控车床上加工波形螺纹.docxVIP

图 1图 2在简易数控车床上加工波形螺纹宜昌市燕狮科技开发有限责任公司 （湖北 443001） 庄海红 田永伟我公司的主导产品中，有一种左旋波形螺纹，它的剖切面为正、反圆弧相切的波浪形（见图 图 1 图 2 在简易数控车床上加工波形螺纹 宜昌市燕狮科技开发有限责任公司 （湖北 443001） 庄海红 田永伟 我公司的主导产品中，有一种左旋波形螺纹， 它的剖切面为正、反圆弧相切的波浪形（见图1）， 由于牙型特殊，螺距大，加工起来难度较大。起 初，我们用高速钢车刀经线切割成形后，在卧式车 床上进行仿形车削，存在着精度低、效率低、表面 粗糙度值大及消耗高的现象。后改用硬质合金成形 刀片，情况略有改善，但仍远远不能满足需要。经 过不断探索，我们用普通的内、外圆车刀，在简易 数控车床上成功地加工出完全合格的产品，精度 等级和生产效率大大提高，表面粗糙度值降到了 R a=1.6μm甚至更低，刀具消耗也大幅度下降。 工好以后进行淬火，则变形太大，极易造成产品报 废。要是改为淬火以后再加工，那么使用现有的成 形刀具则显得力不从心，必须考虑采取别的行之有 效的办法才行。 尽管数控车床不支持加工波形螺纹，但加工普 通螺纹及波形环槽则是可行的。如果将机床的这两 种功用结合起来，在简易型数控车床上加工波形螺 纹就不成问题了。我们将螺距为18m m波形螺纹的 一个完整导程，沿轴向按0.10m m的距离等分成180 份，每一份在Z 轴和X 轴上都对应有一个坐标点。 这样，只需要将这180份中的任意一份的X 及Z 坐标 输入数控车床，并运用G92螺纹指令，就可以车出 一段螺距为18m m的螺旋线。如果将这180个点依 次加工出螺旋线，就成了一段完整的波形螺纹。我 们姑且将这种加工方法称为“逐点拼接法”（见图 2）。Z 轴取点间距为2m m，实际加工中，间距为 0.10mm或更小。 1. 内螺纹的加工方法 使用凸、凹两把成形车刀加工波形螺纹，因其 螺距大、吃刀宽度大，难度也比较大，而内螺纹加 工所受的限制要更多一些。一是刀杆悬伸长，刀具 颤动大，尺寸精度和表面粗糙度都很难保证。二是 左旋螺纹由里往外加工，对刀特别困难。在正、反 圆弧的连接部位，都是操作者凭经验对刀，质量难 以保证。内螺纹的材料为40C r钢，最初的加工工艺 为：粗车内孔→调质→精车内孔→粗、精车螺纹， 再将外表面进行局部高频淬火处理。这种加工工 艺，即便存在很大难度，但仍是可行的。 后来，设计部门根据市场调查的结果和用户反 馈的意见，将热处理工序由调质改为整体淬火，硬 度达到50HRC以上。如果按照原工艺将弧形螺纹加 具体的操作过程：首先将绘制好的一个完整螺 距的图形导入MasterCAM软件，利用径向车削指令 和后处理指令得到一端加工波形环槽的程序段，然 后再手工修改，去掉提刀的动作，在每次下刀指令 前加入螺纹切削指令G92，最后再加入工件的螺纹 有效长度及导程指令F18，这样一个完整的波形螺 2012年 第21期 31 冷加工 Technique工 艺纹加工程序就形成了，部分指令如下：G0 Z-19.2G92 X57.9016 Z-100 Technique 工 艺 纹加工程序就形成了，部分指令如下： G0 Z-19.2 G92 X57.9016 Z-100. F18. G0 Z-21.2 G92 X59.5131 Z-100. F18. ? G0 Z-31.2 G92 X59.5131 Z-100. F18. G0 Z-33.2 G92 X57.9016 Z-100. F18. 我们将修改好的程序复制到沈阳一机出产的 C A K6150D j简易数控车床上，选用直径32m m的内 孔车刀，至于刀片，V、D、T形状的都行，刀具主 偏角依刀片形状确定，不过都需对称安装。刀具材 料及刀尖圆角半径按实际需要选取。我们选用的是 肯纳CCMT120404LFKC5010的刀片，工件转速100 ～120r/m i n。用这种方法加工的波形螺纹，与仿形 法加工的产品相对比，显得刀纹均匀、表面光洁， 表面粗糙度值R a=1.6μm。单件加工时间约15min， 较之前减少了40min。我们将试制样品剖开后用线 切割加工的样板进行检验，螺纹的波形曲线严丝合 缝，效果相当理想。 2. 在数控车床上精车波形螺纹的对刀方法 内螺纹所用的材料是40C r钢，车螺纹前的硬度 是50HRC左右，利用数控车刀加工螺纹是没有一点 问题的。完工后只需对工件进行发蓝处理，不会对 产品尺寸造成影响。而外波形螺纹的材料是一种特 殊的低碳合金钢，需要经过渗碳、淬火才能使用。 最初，我们是将产品的波形螺纹车至尺寸以后 拿去渗碳、淬火，淬火后只经过简单的打磨处理。 由于淬火变形的原因，配套使用的情况尽管比以前 仿形加工